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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Traktionssteueranlage eines Fahrzeugs.
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Wenn das Fahrzeug auf einer rutschigen Straßenoberfläche, wie
einer matschigen oder nassen Straßenoberfläche oder einer vereisten Straße fährt, rutschen
die Antriebsräder
leicht. Besonders dann, wenn sich nur eines der Antriebsräder auf
einer Straßenoberfläche mit
einem niedrigen Reibungskoeffizienten beim Anfahren befindet, kann
das Fahrzeug daran scheitern loszufahren, da das Antriebsrad auf
der Straßenoberfläche mit
dem niedrigen Reibungskoeffizienten aufgrund eines Differenzialgetriebes
des Fahrzeugs durchdreht und ein Antriebsmoment nicht zum anderen
Antriebsrad übertragen
wird.
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Die Traktionssteueranlage (hiernach
TCS genannt) war zuvor als eine Anlage bekannt, welche einen Unterschied
der Drehzahl der Räder
erfasst und das Antriebsmoment steuert oder die Bremse an einem
rutschenden Antriebsrad betätigt,
wodurch verhindert wird, dass das Rad durchdreht und das Anfahren,
die Beschleunigung und die Fahrstabilität verbessert wird.
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Beispielsweise unterbricht die in
der japanischen Offen legungsschrift Nr. 5-155321 beschriebene TCS
die Übertragung
zwischen einem Hauptzylinder und einem Radzylinder einer hydraulischen Bremse
und führt
eine Bremsflüssigkeit,
deren Druck durch ein Stellventil geregelt ist, zum Radzylinder
des rutschenden Antriebsrads. Genauer gesagt, verhindert es einen
Antriebsschlupf durch Betätigen
der Bremse am rutschenden Antriebsrad.
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Die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr.
7-291113 beschriebene TCS koppelt einen Ausgleichs- Oszillationsmechanismus
an ein Betriebskabel einer Parkbremse und verbindet beide Enden
der Ausgleichsvorrichtung mit einem Bremshebel beider Antriebsräder. Und
die Ausgleichsvorrichtung wird in Schwingung versetzt, um eine Bremse
am rutschenden Antriebsrad zu betätigen, um das Antriebsrutschen
bzw. -schlupf zu verhindern.
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Die TCS mittels Antriebsmomentregelung
erfordert jedoch höhere
Kosten, da eine komplizierte Motorsteuerung eingesetzt werden muss.
Sogar im Falle der TCS durch Betätigen
einer Bremse am rutschenden Antriebsrad, erfordert es die TCS der
japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5-155321, dass eine hydraulische
Reguliereinrichtung in einer Bremsflüssigkeitskreis vorgesehen wird,
und damit die Zuverlässigkeit
des Wasserdrucks gesichert ist. Aus diesem Grund wird die Struktur
kompliziert und die Herstellungskosten steigen. Die TCS der japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 7-291113 weist eine einfache Struktur auf. Es bestehen jedoch
Probleme, dass eine Laxation am Kabel entstehen kann, welches am Antriebsrad
angeschlossen ist, an dem die Bremse aufgrund der Oszillation der
oben beschriebenen Ausgleichvorrichtung nicht betätigt wird
und das Kabel kann sich vom Bremshebel lösen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist eine günstige
Traktionssteueranlage ohne Funktionsstörungen zu schaffen.
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Um die vorstehende und andere Aufgabe
zu erfüllen
und entsprechend dem Zweck der vorliegenden Erfindung wird eine
Traktionssteueranlage für ein
Fahrzeug mit linken und rechten Antriebsrädern geschaffen. Die Anlage
enthält
ein Paar von elektrischen Bremsvorrichtungen, eine Rutscherfassungsvorrichtung
und einen Kontroller bzw. eine Steuerung. Jede elektrische Bremsvorrichtung
entspricht einem Antriebsrad und betätigt die Bremse am entsprechenden
Antriebsrad. Die Rutscherfassungsvorrichtung erfasst das Rutschen
der Antriebsräder.
Der Kontroller steuert die elektrischen Bremsvorrichtungen. Basierend
auf dem Ergebnis der Erfassung durch die Rutscherfassungsvorrichtung
verursacht der Kontroller, dass die elektrische Bremsvorrichtung,
welche dem Rutschen eines der Antriebsräder entspricht, eine Bremskraft
erzeugt.
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Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung hervorgehen im Zusammenhang mit den
anhängenden
Zeichnungen, welche Beispiele die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung kann zusammen mit ihren
Aufgaben und Vorteilen am besten mit Bezug auf die folgende Beschreibung
der derzeit bevorzugten Ausführungsformen
zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen erläutert werden, in welchen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einer Traktionssteueranlage
nach einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 ein
schematisches Blockdiagramm einer elektrischen Bremsvorrichtung
in 1 ist;
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3 ein
schematisches Blockdiagramm ist, welches eine elektrische Konfiguration
einer Traktionsteueranlage in 1 zeigt;
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4 ein
schematisches Blockdiagramm des Fahrzeugs mit einer Traktionssteueranlage
nach einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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5 ein
schematisches Blockdiagramm der elektrischen Bremsvorrichtung in 4 ist;
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6 eine
graphische Darstellung ist, welche ein Verhältnis zwischen einer Bremskraft,
welche durch die elektrische Bremsvorrichtung erzeugt wurde, und
einer Position eines Reibungselements zeigt;
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7 eine
graphische Darstellung ist, welche einen Betrieb der Traktionssteueranlage
in 4 zeigt;
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8 ein
Ablaufplan ist, welcher ein Steuerverfahren der Traktionssteueranlage
in 4 zeigt; 9 eine graphische Darstellung
ist, welche eine Form einer Traktionssteuerung in einem umgewandelten
Beispiel zeigt;
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10 ein
schematisches Blockdiagramm ist, welches die elektrische Konfiguration
der Traktionssteueranlage in einem umgewandelten Beispiel zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Hiernach wird eine erste Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung nach den 1 bis 3 beschrieben werden.
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs 2 mit einer
Traktionssteueranlage 1 nach der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 1 gezeigt,
ist das Fahrzeug 2 in dieser Ausführungsform ein Fahrzeug mit
Hinterradantrieb, dessen Vorderräder
gelenkte Räder
bzw. Lenkräder 3a und 3b sind,
und dessen Hinterräder Antriebsräder 4a und 4b sind.
Eine Antriebskraft eines Motors 5 wird durch ein Getriebe 6 verzögert über ein
Differenzial 7 zu den rechten und linken Antriebsrädern 4a und 4b übertragen.
Das Differenzialgetriebe 7 hat, wenn ein Unterschied der
Drehzahl, wie ein Innenkreisunterschied bei einer Kurvenfahrt zwischen
den rechten und linken Antriebsrädern 4a und 4b entsteht,
die Funktion, den Unterschied der Drehzahl durch Zuordnen eines
Antriebsmoments eines Antriebsrads mit einer langsameren Drehzahl zum
anderen Antriebsrad mit einer schnelleren Drehzahl zu regulieren.
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Die Antriebsräder 4a und 4b weisen
scheibenelektrische Bremsvorrichtungen 10a und 10b auf. Wie
für diese
Ausführungsform
werden elektrische Parkbremsvorrichtungen als die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b verwendet.
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Die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b weisen
jeweils einen Rotor, welcher eine Scheibe 9a, 9b ist,
einen Bremsabschnitt 11a, 11b und einen Stellantrieb 12a, 12b auf.
Die Scheiben 9a, 9b sind an den Achsen 8a, 8b der
Antriebsräder 4a bzw. 4b befestigt.
Die Bremsabschnitte 11a und 11b betätigen die
Bremse an den Scheiben 9a und 9b, wobei die Antriebskraft
durch die Stellantriebe 12a und 12b erzeugt wird.
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2 ist
ein schematisches Blockdiagramm einer elektrischen Bremsvorrichtung 10a.
Da die elektrischen Bremsvorrichtungen. 10a und 10b die gleiche
Konfiguration aufweisen, wird die Konfiguration einer elektrischen
Bremsvorrichtung 10a beschrieben werden.
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Die elektrische Bremsvorrichtung 10a ist eine
Parkscheibenbremse des Schwimmsatteltyps und der Bremsabschnitt 11a weist
einen Bremssattel 13, Bremsklötze 14 und 15 und
einen Kolben 16 auf. Die Bremsklötze 14, 15 wirken
als Reibungselemente.
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Der Bremssattel 13 ist gelagert,
um beschränkt
innerhalb eines im voraus bestimmten Bereichs gegen eine Stütze (nicht
gezeigt) bewegbar zu sein, welche die Achse 8a in eine
Achsrichtung der Achse drehbar stützt. Der Bremssattel 13 weist Bremsklötze 14 und 15 auf,
welche an Positionen gegenüber
den jeweiligen Seiten (äußere Seite,
innere Seite) der Scheibe 9a platziert sind, welche an
der oben beschriebenen Achse 8a befestigt ist. Der Bremsklotz 14 auf
der äußeren Seite
ist an der äußeren Seite
des Bremssattels 13 befestigt und der Bremsklotz 15 auf
der Innenseite ist bewegbar auf der Innenseite des Bremssattels 13 in
eine Richtung zum Kontaktieren oder Verlassen der Scheibe 9a gelagert.
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Der Bremsklotz 15 auf der
inneren Seite kontaktiert und gibt die Scheibe 9a frei
durch eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens 16, welcher
auf der Innenseite des Bremssattels 13 vorgesehen ist.
Und was die elektrische Bremsvorrichtung 10a betrifft, welche
eine derartige Scheibenbremse des Schwimmsatteltyps ist, bewegt
sich, wenn der Bremsklotz 15 auf der Innenseite an die
Scheibe 9a durch Betrieb des Kolbens 16 druckgeschweißt ist, der
Bremssattel 13 aufgrund einer dann erzeugten Reaktionskraft
zur inneren Seite in die Achsrichtung, so dass der Bremsklotz 14 auf
der äußeren Seite
an die Scheibe 9a druckgeschweißt ist.
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Die Stellantriebe 12a und 12b enthalten
jeweils einen Elektromotor 33 und einen Bewegungswandler
zum Umwandeln einer Drehung des Elektromotors 33 in eine
lineare Hinund Herbewegung einer Hauptwelle. Die Hauptwelle jedes
Stellantriebs 12a, 12b ist direkt an den entsprechenden
Kolben 16 gekoppelt. Da jeder Stellantrieb 12a, 12b den
entsprechenden Kolben 16 bewegt, kontaktieren die entsprechenden
Bremsklötze 14, 15 die
entsprechende Scheibe 9a, 9b und trennen sich
von ihr.
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Wie in 1 gezeigt,
weist die Traktionssteueranlage 1 eine elektronische Steuereinheit (ECU) 20,
welche als Kontroller bzw. Steuerung wirkt, sowie Drehzahlsensoren 21a und 21b für die rechten und
linken Antriebsrä der 4a und 4b auf.
Die Drehzahlsensoren 21a und 21b wirken zusammen
mit der ECU 20 als eine Rutscherfassungsvorrichtung zum Erfassen
eines Rutschens jedes Antriebsrads 4a, 4b. Als
Alternative wirken die Drehzahlsensoren 21a und 21b und
die ECU 20 als eine Durchdreherfassungsvorrichtung zum
Erfassen eines Durchdrehens jedes Antriebsrads 4a, 4b.
Die Drehzahlsensoren 21a, 21b und die Stellantriebe 12a, 12b sind
an der ECU 20 angeschlossen.
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3 ist
ein schematisches Blockdiagramm, welches eine elektrische Konfiguration
der Traktionssteueranlage 1 zeigt. Die Drehzahlsensoren 21a und 21b und
die Stellantriebe 12a und 12b sind an der ECU 20 angeschlossen.
Die Drehzahlsensoren 21a und 21b erfassen die
Drehzahlen der rechten bzw. linken Antriebsräder 4a und 4b und
gibt diese an die ECU 20 aus. Die ECU 20 vergleicht
die ausgegebenen Drehzahlen der rechten und linken Antriebsräder 4a und 4b,
um deren Rutschzustand zu bestimmen. Und wenn bestimmt wird, dass
sich entweder das rechte oder linke Antriebsrad 4a und 4b in
einem Rutschzustand befindet, setzt die ECU 20 die Stellantriebe 12a und 12b des
eine höhere
Drehzahl aufweisenden Antriebsrads 4a, 4b in Betrieb.
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Die ECU 20 ist an einem
manuellen Schalter 23 angeschlossen, welcher in einem Fahrgastraum (nicht
gezeigt) des Fahrzeugs 2 vorgesehen ist . Der Schalter 23 ist
an einer Position vorgesehen, welche durch einen Insassen des Fahrzeugs 2 bedient
werden kann. Wenn ein Insasse den Schalter 23 an und aus
schaltet, aktiviert und deaktiviert die ECU 20 selektiv
die Traktionssteuerung.
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Als nächstes wird der Betrieb der
Traktionssteueranlage 1 beschrieben, welche wie oben aufgebaut
ist.
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Wenn ein Rutschen eines der Antriebsräder 4a und 4b des
Fahrzeugs 2 eintritt, beispielsweise beim Eintreten eines
Rutschens des Antriebsrads 4a ( zur oberen Seite hin in 1 platziert), wird das Antriebsmoment
eines anderen Antriebsrads 4b (zur unteren Seite hin in 1 platziert) auf das rutschende
Antriebsrad 4a aufgrund der Tätigkeit des oben beschriebenen
Differenzials 7 verteilt.
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Wenn ein Rutschen während dem
Fahren eintritt, gibt es Fälle,
in welchen das Fahrzeug 2 eine Trägheitsbewegung macht, so dass
es von einer Straßenoberfläche mit
einem niedrigen Reibungskoeffizienten abkommt und das Antriebsrad 4a wieder eine
Haftung erlangt. In diesem Fall wird das Antriebsdrehmoment wieder
an das rutschende Antriebsrad 4b verteilt. Wenn das Antriebsrad 4a jedoch nicht
von der Straßenoberfläche mit
dem niedrigen Reibungskoeffizienten wegkommt, insbesondere wenn
sich nur das Antriebsrad 4a mit der Straßenoberfläche mit
dem niedrigen Reibungskoeffizienten beim Anfahren in Kontakt befindet,
dreht das Antriebsrad 4a durch und das ganze Antriebsmoment wird
auf das durchdrehende Antriebsrad 4a verteilt, so dass
sich das Fahrzeug 2 nicht mehr bewegen kann.
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Solch ein Rutschzustand wird durch
die ECU 20 als ein Unterschied der Drehzahl der Antriebsräder 4a und 4b von
den Drehzahlsensoren 21a und 21b erfasst. In diesem
Fall wird die Drehzahl des rutschenden Antriebsrads 4a offensichtlich
nicht höher als
die des nicht rutschenden Antriebsrads 4b. Genauer, vergleicht
die ECU 20 die Drehzahlen der Antriebsräder 4a und 4b,
welche von den Drehzahlsensoren 21a und 21b ausgegeben
wurden. Wenn der Unterschied der Drehzahlen einen im voraus bestimmten
zu lässigen
Wert überschreitet,
bestimmt die ECU 20, dass das Rutschen am Antriebsrad 4a eintritt,
dessen Drehzahl höher
ist.
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Beim Erfassen des Rutschens des Antriebsrads 4a,
setzt die ECU 20 den Stellantrieb 12a in Betrieb,
welcher an die elektrische Bremsvorrichtung 10a des Antriebsrads 4a gekoppelt
ist, wodurch die Bremse am Antriebsrad 4a betätigt wird.
Folglich verteilt das Differential 7 das Antriebsmoment
vom Antriebsrad 4a zum Antriebsrad 4b neu. Detaillierter
beschrieben, wird das Antriebsmoment, welches zum Antriebsrad 4a übertragen
wurde, aber ursprünglich an
das Antriebsrad 4b übertragen
werden sollte zum Antriebsrad 4b durch das Differenzial
neu verteilt.
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Zu dieser Zeit überwacht die ECU 20 den Unterschied
in der Drehzahl zwischen den Antriebsrädern 4a und 4b,
welche von den Drehzahlsensoren 21a und 21b ausgegeben
wurden, und wiederholt intermittierend ein Bremsen des intermittierend
rutschenden Antriebsrads 4a. Detaillierter beschrieben, wenn
der Unterschied der Drehzahl gleich dem oder weniger als der zulässige Wert
ist (beispielsweise innerhalb eines Unterschiedbereiches der Drehzahl aufgrund
des Innenringunterschieds), welcher zu einer Zeit, in der kein Rutschen
eintritt, aufgrund des Bremsens des Antriebsrads 4a erlaubt
ist, wird die Bremse des Antriebsrads 4a gelöst.
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Wenn der Unterschied der Drehzahl
der Antriebsräder 4a und 4b den
zulässigen
Wert wieder aufgrund des Lösens
der Bremse überschreitet,
werden die Bremsen am rutschenden Antriebsrad 4a durch
erneutes Betätigen
des Stellantriebs 12a entsprechend dem Antriebsrad aktiviert.
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Und die ECU 20 wiederholt
das Bremsen des Antriebsrads 4a und das Lösen der
Bremse bis das Fahrzeug 2 durch die Drehung des Antriebsrads 4b bewegt
wird und der Unterschied der Drehzahl der Antriebsräder 4a und 4b auf
oder unter den zulässigen
Wert sinkt.
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Die obige Ausführungsform weist die folgenden
Vorteile auf.
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(1) Entsprechend dieser Ausführungsform sind
die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b und
die Drehzahlsensoren 21a und 21b an den Antriebsrädern 4a und 4b vorgesehen.
Die Drehzahlsensoren 21a und 21b sind an die ECU 20 angeschlossen
und die ECU 20 weist die Stellantriebe 12a und 12b auf,
welche an die daran angeschlossenen elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b gekoppelt
sind. Und die ECU 20 vergleicht die Drehzahlen der Antriebsräder 4a und 4b,
welche von den Drehzahlsensoren 21a und 21b ausgegeben
wurden, und betätigt
die rutschenden Stellantriebe 12a und 12b, um
die Bremse an den rutschenden Antriebsrädern 4a und 4b zu
betätigen.
Folglich können die
Herstellungskosten wegen der einfacher Konfiguration niedrig gehalten
werden.
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(2) Bei dieser Ausführungsform
wird die elektrische Bremsvorrichtung als die elektrische Bremsvorrichtung 10a verwendet.
Anschließend
wird die während
dem Fahren nicht verwendete Bremsvorrichtung verwendet, so dass
eine Traktionssteuerfunktion erhalten werden kann, während zusätzliche Kosten
niedrig gehalten werden.
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(3) Sie weist eine Konfiguration
auf, wobei die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b durch
die daran gekoppelten Stellantriebe 12a bzw. 12b betrieben
werden.
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Folglich ist es möglich die Bremse nur an dem
Antriebsrad, welches gebremst werden muss, unabhängig vom anderen Antriebsrad
zu betätigen, um
ein Problem aufgrund des Betriebs zu vermeiden.
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(4) Wenn der Unterschied der Drehzahlen der
Antriebsräder 4a und 4b den
zulässigen
Wert überschreitet,
verursacht die ECU 20, dass eine der elektrischen Bremsvorrichtungen,
welche dem schnelleren Antriebsrad entspricht, die Bremse am schnelleren
Antriebsrad betätigt.
Wenn als Ergebnis des Betätigens
der Bremse der Unterschied der Drehzahl auf oder unter den zulässigen Wert
fällt, lässt die
ECU 20 die elektrische Bremsvorrichtung die Bremse nicht
länger
betätigt.
Wenn aufgrund der Unterbrechung der Betätigung der Bremse der Unterschied
der Drehzahl der Antriebsräder 4a und 4b den zulässigen Wert überschreitet,
lässt die
ECU 20 eine der elektrischen Bremsvorrichtungen, welche
dem schnelleren Antriebsrad entspricht, die Bremse am schnelleren
Antriebsrad betätigen.
Folglich wird eine übermäßige Betätigung der
Bremse an den Antriebsrädern
verhindert und die Antriebsräder 4a, 4b werden
aufgrund des Bremsens nicht angehalten.
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(5) Im Fahrgastraum des Fahrzeugs 2 ist
der an die ECU 20 angeschlossene Schalter 23 ein
einer durch einen Insassen bedienbaren Position angeordnet. Basierend
auf dem Zustand des Schalters 23 aktiviert und deaktiviert
die ECU 20 selektiv die Traktionssteuerung. Mit anderen
Worten aktiviert und deaktiviert die ECU 20 selektiv die
Steuerung der elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b gemäß dem Rutschen.
Wenn der Schalter 23 beispielsweise eingeschaltet ist,
wird die Traktionssteuerung gemäß dem Rutschen
der Antriebsräder 4a, 4b ausgeführt. Wenn
der Schalter 23 ausgeschaltet ist, wird die Traktionssteue rung
nicht ausgeführt,
sogar wenn die Antriebsräder 4a, 4b rutschen.
Der Insasse kann durch Bedienen des Schalters 23 frei entscheiden,
ob die Traktionssteuerung ausgeführt
werden soll.
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Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform
entsprechend den 4 bis 8 beschrieben werden, welche
die vorliegende Erfindung konkretisiert. Gleichen Teilen, wie die
in der ersten Ausführungsform,
werden die gleichen Zeichen gegeben und deren Beschreibung wird
ausgelassen werden.
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Wie in 4 gezeigt,
weist ein Traktionssteuersystem 30 nach dieser Ausführungsform
Drehzahlsensoren 31a und 31b zum Erfassen eines
Drehzustands der rechten und linken Lenkräder 3a und 3b als
Nicht-Antriebsräder
auf. Die Drehzahlsensoren 31a und 31b sind an
der ECU 32 angeschlossen. Die ECU 32 erfasst den
Drehzustand der Lenkräder 3a und 3b basierend
auf Eingaben der Drehzahlsensoren 31a und 31b.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt,
sind Pulsgeneratoren 34a und 34b für einen
Motor (Elektromotor) 33 vorgesehen, welcher eine Antriebsquelle
der Stellantriebe 12a und 12b ist. Die Pulsgeneratoren 34a und 34b sind
an der ECU 32 angeschlossen.
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Nach dieser Ausführungsform zählt die
ECU 32 die von den Pulsgeneratoren 34a und 34b eingegebene
Pulssignale, um die Positionen der Bremsklötze 14 und 15 als
Reibungselemente zu erfassen. Die ECU 32 berechnet als
eine Berechnungsvorrichtung der Bremskraft die durch die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b erzeugte
Bremskraft basierend auf den Erfassungspositionen der Bremsklötze 14 und 15.
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Detailliert beschrieben, bestehen
die Pulsgeneratoren 34a und 34b aus Ringmagneten
und Loch-ICs, welche nicht gezeigt sind. Der Ringmagnet ist in den
Pulsgeneratoren 34_a und 34b derart angebracht,
dass sich ein durch eine Loch-IC
gehender (Magnet) Fluss mittels der Drehung des Motors 33 regelmäßig ändert und
die Pulsgeneratoren 34a und 34b geben die Pulssignale,
deren Pegel sich ändert, gemäß der Drehung
des Motors 33 an die ECU 32 aus.
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Die ECU 32 zählt die
Pulsanzahl der Pulssignale (Rotationssignale), welche von den Pulsgeneratoren 34a und 34b eingegeben
wurden und multipliziert die Rotationsanzahl des Motors, welche
basierend auf der gezählten
Zahl erfasst wurde, mit einem Bewegungsabstand der Bremsklötze 14 und 15 pro Drehung,
um die Positionen der Bremsklötze 14 und 15 zu
erfassen. Die ECU 32 berechnet die durch die elektrischen
Bremsvorrichtungen 10a und lOb erzeugte Bremskraft basierend
auf den erfassten Positionen der Bremsklötze 14 und 15.
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Genauer gesagt bewegen sich beispielsweise
beim Parkbremsen, wie in 6 gezeigt,
die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b mittels
der Drehung des Motors 33 in eine Richtung, in welcher sich
die Bremsklötze 14 und 15 der
Scheibe 9a (9b) als einem Rotationskörper von
einer Grundposition Ph annähern
und erzeugen die Bremskraft rechtzeitig durch Druckschweißung der
Scheibe 9a (9b).
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Genauer gesagt erzeugen die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und
lOb keine Bremskraft in einem Leerlaufabschnitt, in welchem sich
die Bremsklötze 14 und 15 von
der Grundposition Ph zur die Scheibe 9a (9b) berührenden Position
(Bremsanfangsposition P0) bewegen, und erzeugen die Bremskraft zum
ersten Mal, wenn sich die Bremsklötze 14 und 15 an
der Bremsanfangsposition P0 befinden.
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Die durch die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b erzeugte
Bremskraft steigt, da sich die Bremsklötze 14 und 15 weiter
bewegen und die Scheibe 9a (9b) durch Druck schweißen. Und
wenn sich die Bremsklötze 14 und 15 zu
den Positionen bewegen, in welchen sie sich nicht länger bewegen können (maximale
Bremsposition Pm), wird die durch die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b erzeugte
Bremskraft eine maximale Bremskraft Fm.
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Beim Lösen der Bremse verringert sich
die durch die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b erzeugte
Bremskraft, da sich die Bremsklötze 14 und 15 in
eine Richtung bewegen, in welcher sie von der Scheibe 9a (9b)
aufgrund einer Rückwärtsdrehung
des Motors 33 beabstandet sind, um gleich Null zu werden,
wenn sich die Bremsklötze 14 und 15 weiter
zur Grundposition Ph als zur Bremsanfangsposition P0 bewegen.
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Nach dieser Ausführungsform erfasst die ECU 32 basierend
auf den von den Pulsgeneratoren 34a und 34b eingegebenen
Pulssignalen, an welchen Positionen zwischen der Bremsanfangsposition P0
und der maximalen Bremsposition Pm sich die Bremsklötze 14 und 15 befinden,
um die Bremskraft zu berechnen, welche durch die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b erzeugt
wurde.
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Nach dieser Ausführungsform werden die Daten,
welche das Verhältnis
zwischen einer Position P der Bremsklötze 14 und 15 und
einer Bremskraft F zeigen, welche durch die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b erzeugt
wur de, im voraus durch einen Versuch erhalten (einschließlich Berechnung und
Simulation) und in einer nicht gezeigten Speichereinrichtung gespeichert.
Die ECU 32 greift bei Bedarf auf diese Daten zurück.
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Als nächstes wird eine Beschreibung
einer Ausführungsform
der Traktionssteuerung durch die Traktionssteueranlage 30 nach
dieser Ausführungsform
gegeben.
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Wie in 7 gezeigt,
liefert, wenn ein Rutschzustand (Durchdrehzustand) eines der Antriebsräder 4a und 4b erfasst
wird, die Traktionssteueranlage 30 nach dieser Ausführungsform
eine erste Bremskraft F1, welche schwächer als die maximale Bremskraft
Fm ist, an das durchdrehende Antriebsrad (durchdrehendes Rad). Genauer
gesagt bewegt die ECU 32 die Bremsklötze 14 und 15 der
elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b entsprechend
dem durchdrehenden Rad zu einer ersten Position P1 zum Erzeugen
der ersten Bremskraft F1, um eine Steuerung auszuüben, um
die erste Bremskraft F1 durch die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b zu
erzeugen, welche dem durchdrehenden Rad entspricht. Nach dieser
Ausführungsform wird
die zum Anhalten des durchdrehenden Rads benötigte Bremskraft als die erste
Bremskraft F1 eingestellt.
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Als nächstes mildert bzw. reduziert,
wenn ein im voraus bestimmter Milderungszustand anhält, die Traktionssteueranlage 30 die
Bremskraft, welche an das durchdrehende Rad abzugeben ist, zu einer zweiten
Bremskraft F2, welche schwächer
als die erste Bremskraft F1 ist. Nach dieser Ausführungsform
bezieht sich der Milderungszustand auf einen der drei folgenden
Zustände:
ein erster Zustand, in welchem das Antriebsrad, an dem die Bremse
betätigt
wird, anhält;
ein zweiter Zustand, in welchem sich das nicht durchdrehende Antriebsrad
oder das Antriebsrad, an dem die Bremse nicht betätigt wird, dreht;
und ein dritter Zustand, in welchem sich die Lenkräder 3a, 3b,
welche keine Antriebsräder
sind (Leerlaufräder),
drehen. Wenn mindestens einer der drei Zustände anhält, mildert die Traktionssteueranlage 30 die
Bremskraft, welche an das durchdrehende Rad abzugeben ist, zur zweiten
Bremskraft F2.
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Genauer gesagt übt die ECU 32, wenn
mindestens einer der drei Zustände
anhält,
eine Steuerung aus, um die Bremsklötze 14 und 15 der
elektrischen Bremsvorrichtung 10a, 10b, welche
dem durchdrehenden Rad entspricht, zu einer zweiten Position P2
zum Erzeugen der zweiten Bremskraft F2 zu bewegen, damit die zweite
Bremskraft F2 durch die elektrische Bremsvorrichtung 10a, 10b erzeugt wird,
welche dem durchdrehenden Rad entspricht. Genauer gesagt wird die
Bremskraft herabgesetzt, welche an das durchdrehende Rad abzugeben
ist. Nach dieser Ausführungsform
wird die Bremskraft in einem Maß,
welches die Drehung der Antriebsräder 4a und 4b nicht
anhält,
als die zweite Bremskraft F2 eingestellt.
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Wenn der Rutschzustand nach dem Mindern der
Bremskraft nicht gelöst
ist, liefert die Traktionssteueranlage 30 wieder eine erste
Bremskraft F1 zum durchdrehenden Rad, bis der Minderungszustand
anhält,
um das Bremsen und die Bremsmilderung zu wiederholen, bis der Rutschzustand
gelöst ist.
Wenn der Rutschzustand gelöst
ist, löst
die Traktionssteueranlage 30 die Bremse. Genauer gesagt übt die ECU 32 eine
Steuerung aus, um die Bremsklötze 14 und 15 der
elektronischen Bremsvorrichtung 10a, 10b, welche
dem durchdrehenden Rad entspricht, zur Grundposition Ph zu bewegen
(siehe 6).
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Nach dieser Ausführungsform werden die erste
Bremskraft F1 und die zweite Bremskraft F2 im Voraus durch Experiment
(einschließlich
Berechnung und Simulation) erhalten und in der nicht gezeigten Speichereinrichtung
zusammen mit den Daten gespeichert, welche das Verhältnis zwischen
der Position P der Bremsklötze 14 und 15 und
der durch die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a, 10b erzeugte Bremskraft
F zeigt.
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Als nächstes wird die Form der Traktionssteuerung
nach dieser Ausführungsform
beschrieben.
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Wie in 8 gezeigt,
bestimmt die ECU 32 erst basierend auf dem Unterschied
der Drehzahl der Antriebsräder 4a und 4b,
welcher von den Drehzahlsensoren 21a und 21b eingegeben
wurde, ob sich eines der Antriebsräder 4a und 4b im
Rutschzustand befindet oder nicht (Schritt 101).
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Wenn bestimmt wird, dass sich eines
der Antriebsräder 4a und 4b im
Rutschzustand (Durchdrehzustand) beim Schritt 101 befindet, übt die ECU 32 eine
Steuerung aus, damit die erste Bremskraft F1 durch die elektrische
Bremsvorrichtung 10a, 10b erzeugt wird, welche
dem durchdrehenden Rad entspricht (Schritt 102).
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Als nächstes bestimmt die ECU 32 ob
der im voraus bestimmte Minderungszustand anhält oder nicht (Schritt 103).
Genauer bestimmt die ECU 32, ob jeder der drei Zustände basierend
auf den Drehzahlen der Antriebsräder 4a und 4b und
den Drehzahlen der Lenkräder 3a und 3b,
welche von den Drehzahlsensoren 21a, 21b, 31a, 31b gesendet
werden, erfüllt
ist. D.h. die ECU 32 bestimmt ob das Antriebsrad, an welchem
die Bremse derzeit betätigt
wird, angehalten hat, ob sich das Antriebsrad, an dem die Bremse
nicht betätigt
wird, dreht, und ob sich die Lenkräder 3a und 3b drehen.
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Die ECU 32 wiederholt die
Schritte 102 und 103 bis mindestens einer der drei Zustände anhält, um eine
Steuerung auszuüben,
damit die erste Bremskraft durch die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a, 10b erzeugt
wird, welche dem durchdrehenden Rad entspricht.
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Als nächstes übt die ECU 32, wenn
bestimmt wird, dass der Milderungszustand beim Schritt 103 anhält, eine
Steuerung aus, damit die zweite Bremskraft F2 durch die elektrische
Bremsvorrichtung 10a, 10b erzeugt wird, welche
dem durchdrehenden Rad entspricht, und mindert die Bremskraft, welche
am durchdrehenden Rad abzugeben ist (Schritt 104). Dann
kehrt sie zum Schritt 101 zurück, um zu bestimmen, ob der
Rutschzustand gelöst
wurde oder nicht, um den Prozess der Schritte 101 bis 104 zu
wiederholen, bis der Rutschzustand gelöst ist.
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Wenn bestimmt wird, dass der Rutschzustand
beim Schritt 101 gelöst
ist, übt
die ECU 32 eine Steuerung aus, um die Positionen der Bremsklötze 14 und 15 der
elektrischen Bremsvorrichtung 10a, 10b, welche
dem durchdrehenden Rad entspricht, zur Grundposition Ph zurückzubringen
und löst
dann die Bremse (Schritt 105).
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Die obige Ausführungsform weist die folgenden
Vorteile auf.
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(1) Bei jeglichem Rutschzustand (Durchdrehzustand)
einer der Antriebsräder 4a und 4b,
liefert die Traktionssteueranlage 30 die erste Bremskraft
F1, welche schwächer
als die maximale Bremskraft Fm auf der Parkbremse ist, zum durchdrehenden
Antriebsrad (durchdrehendes Rad). Genauer gesagt übt die ECU 32 eine
Steuerung aus, um die Bremsklötze 14 und 15 der
elektrischen Bremsvorrichtung 10a, 10b, welche
dem durchdrehenden Rad entspricht, zur ersten Position P1 zum Erzeugen
einer ersten Bremskraft F1 zu bewegen, damit die erste Bremskraft
F1 durch die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a, 10b erzeugt
wird, welche dem durchdrehenden Rad entspricht.
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Mit solch einer Konfiguration bewegen
sich die Bremsklötze 14 und 15 beim
Bremsen nur zur ersten Position P1. Genauer gesagt verkürzt sich
der Bewegungsabstand der Bremsklötze 14 und 15 im Vergleich
zu dem Fall, in dem sich die Bremsklötze 14 und 15 zur
maximalen Bremsposition Pm zum Erzeugen der maximalen Bremskraft
Fm bewegen. Deshalb wird im Falle der wiederholten Betätigung der
Bremse und deren Lösen
(Minderung) beim Ausüben
der Traktionssteuerung, eine Antwortgeschwindigkeit der elektrischen
Bremsvorrichtungen 10a und 10b höher. Folglich
ist es möglich
die Traktion der Antriebsräder 4a und 4b effektiv
zu steuern, um die Gesamttraktionssteuerleistung zu verbessern.
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(2) Wenn der im voraus bestimmte
Minderungszustand anhält,
mindert die Traktionssteueranlage 30 die Bremskraft, welche
an das durchdrehende Rad abzugeben ist, zur zweiten Bremskraft F2, welche
schwächer
als die erste Bremskraft F1 ist. Genauer übt die ECU 32 eine
Steuerung aus, um die Bremsklötze 14 und 15 der
elektrischen Bremsvorrichtung 10a, 10b, welche
dem durchdrehenden Rad entspricht, zur zweiten Position P2 zum Erzeugen
der zweiten Bremskraft F2 zu bewegen, damit die zweite Bremskraft
F2 durch die elektrische Bremsvorrichtung 10a, 10b erzeugt wird,
welche dem durchdrehenden Rad entspricht.
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Mit solch einer Konfiguration bewegen
sich die Bremsklötze 14 und 15 auf
das Mindern der Bremse hin nur von der ersten Position P1 zur zweiten
Position P2. Genauer gesagt verkürzt
sich der Bewegungsabstand der Bremsklötze 14 und 15 im Vergleich
zu dem Fall, in dem die Bremsklötze 14 und 15 zur
Grundposition Ph zurückgebracht
werden, damit die Bremse völlig
gelöst
und die Bremskraft gleich Null wird. Deshalb wird bei wiederholtem
Betätigen der
Bremse und ihrer Minderung auf das Ausüben der Traktionssteuerung
hin die Antwortgeschwindigkeit der elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und lOb
höher.
Folglich ist es möglich
die Traktion der Antriebsräder 4a und 4b effektiv
zu steuern, um die Gesamttraktionssteuerleistung zu verbessern.
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Die Bremskraft wird in einem Maß, welches die
Drehung der Antriebsräder 4a und 4b nicht
anhält,
als die zweite Bremskraft F2 eingestellt und die Bremskraft wird
an das durchdrehende Rad der Antriebsräder 4a und 4b abgegeben,
sogar wenn das Bremsen gemindert wird, um einen schnellen Wechsel
des Antriebsmoments, welches an das durchdrehende Antriebsrad verteilt
wird, zu verhindern. Folglich ist es aufgrund des schnellen Antriebsmomentwechsels
möglich
zu verhindern, dass das Antriebsrad wieder durchdreht.
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Die obere Ausführungsform kann wie folgt verändert werden.
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Nach der zweiten Ausführungsform
kann, wenn mindestens einer der drei Zustände anhält, die Traktionsanlage 30 die
Bremskraft, welche an das durchdrehende Rad abzugeben ist, mindern.
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Wie in 9 gezeigt
kann jedoch, wenn mindestens einer der drei Zustände anhält, die ECU 32 die
Bremsklötze 14 und 15 zur
Bremsanfangsposition (Brems-Standbyposition) PO bewegen, an welcher
die Bremskraft gleich Null wird (siehe 6). Die ECU 32 kann dann die
elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b in
einem Brems-Standbyzustand
halten, bis die Antriebsräder 4a und 4b,
welche durch die erste Bremskraft F1 angehalten werden, wieder beginnen
sich zu drehen. Und wenn der Rutschzustand nicht gelöst ist,
kann sie die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b steuern,
um die erste Bremskraft F1 zu erzeugen bis der im voraus bestimmte
Minderungszustand wieder anhält.
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Somit bewegen sich die Bremsklötze 14 und 15 nur
von der ersten Position P1 zur Bremsanfangsposition P0. Genauer
verkürzt
sich der Bewegungsabstand der Bremsklötze 14 und 15 im
Vergleich zu den Fällen,
in welchen die Bremsklötze 14 und 15 zur Grundposition
Ph zurückgebracht
werden. Deshalb wird bei wiederholtem Betätigen der Bremse und deren
Lösen auf
das Ausüben
der Traktionssteuerung hin die Antwortgeschwindigkeit der elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b höher. Somit
ist es mit einer derartigen Konfiguration möglich die Traktion der Antriebsräder 4a und 4b effektiv
zu steuern, um die Gesamttraktionssteuerleistung zu verbessern.
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Nach der zweiten Ausführungsform
sind die Pulsgeneratoren 34a und 34b für den Motor 33 vorgesehen,
welcher die Antriebsquelle der Stellantriebe 12a und 12b ist.
Und die ECU 32 erfasst basierend auf den von den Pulsgeneratoren 34a und 34b eingegebenen
Pulssignalen, an welchen Positionen zwischen der Bremsanfangsposition
PO und der maxima len Bremsposition Pm sich die Bremsklötze 14 und 15 befinden,
um die durch die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b erzeugte
Bremskraft zu berechnen.
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Eine in 10 gezeigte Traktionssteueranlage 50 weist
jedoch beispielsweise Stromsensoren 52a, 52b und
Spannungssensoren 53a, 53b auf, welche in den
Stromversorgungsschaltungen 51a, 51b für die elektrischen
Bremsvorrichtungen 10a und 10b positioniert sind.
Die Stromsensoren 52a, 52b erfassen jeweils einen
Wert I des an den entsprechenden Motor der Motoren 55a, 55b gespeisten
Stroms. Die Spannungssensoren 53a, 53b erfassen
jeweils einen Wert V der zum entsprechenden Motor der Motoren 55a, 55b gespeisten
Spannung. Eine ECU 54 berechnet die durch die elektrischen
Bremsvorrichtungen 10a und 10b erzeugte Bremskraft
basierend auf dem erfassten Stromwert I, dem erfassten Spannungswert
V und der Erregerzeit T jedes Motors 55a, 55b.
Als Alternative kann die ECU 54 die Bremskraft F basierend
auf mindestens einer der Positionen P der Bremsklötze 14 und 15,
dem Stromwert I, dem Spannungswert V und der Erregerzeit T berechnen.
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Nach der zweiten Ausführungsform
zählt die ECU 32 die
von den Pulsgeneratoren 34a und 34b eingegebenen
Pulssignale, um die Positionen der Bremsklötze 14 und 15 als
die Reibungselemente zu erfassen. Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, aber ein
Erfassungsverfahren davon kann jedes Verfahren, wie z.B. direktes
Erfassen der Positionen der Bremsklötze 14 und 15 sein.
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Nach den obigen Ausführungsformen,
werden die Parkscheibenbremsen des Schwimmsatteltyps als die elektrischen
Bremsvorrichtungen 10a und 10b verwendet. Sie
ist jedoch nicht darauf beschränkt,
aber sie müssen
nicht vom Schwimmsatteltyp sein und können anstelle von Scheibenbremsen Trommelbremsen
sein. Die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b können die
Bremsvorrichtungen sein, welche anstelle den Parkbremsen der Traktionssteueranlage
zugeordnet sind.
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Nach den obigen Ausführungsformen
ist das Fahrzeug 2 ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb. Es könnte jedoch
entweder ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb oder mit Vierradantrieb
sein. Wenn dies zutrifft, können
die elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b für jedes
Antriebsrad anstelle des Hinterrads vorgesehen sein.
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Nach den obigen Ausführungsformen
sind die Stellantriebe 12a und 12b direkt an die
Kolben 16 der elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b gekoppelt.
Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, aber die Stellantriebe
können
an anderen Stellen als den elektrischen Bremsvorrichtungen 10a und 10b positioniert
sein, um deren Hauptachsen mit dem Kolben 16 der elektrischen
Bremsvorrichtungen 10a und 10b mit einem Draht,
einer hydraulischen Leitung oder ähnlichem zu verbinden.
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Nach der ersten Ausführungsform
sind die Drehzahlsensoren 21a und 21b für die rechten
und linken Antriebsräder 4a und 4b vorgesehen.
Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern die Drehzahlsensoren
können
für die
Lenkräder 3a und 3b vorgesehen
sein.
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Wenn die Drehzahlsensoren für die Lenkräder 3a und 3b vorgesehen
sind, kann das Antriebsmoment durch Betätigen der Bremse an mindestens einem
der Antriebsräder 4a und 4b verringert
werden, wenn die Drehzahl der Antriebsräder 4a, 4b offensichtlich
höher als
die Drehzahl der Lenkrä der 3a, 3b ist.
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Zwar wurden die vorstehenden Ausführungsformen
als die Traktionssteueranlagen durch Verwenden der elektrischen
Bremsvorrichtungen konkretisiert, aber sie können als ein Vierradlenksystem
konkretisiert werden. Genauer wird nach den Ausführungsformen die Traktionssteuerung
durch Betätigen
der Bremse an den Antriebsrädern
mit einer hohen Drehzahl angewendet. Sie kann als das Vierradlenksystem
durch weiteres Anschließen
eines Geschwindigkeitssensors, einem Lenkradwinkel eines Lenkrads
usw. an die ECU 20 und separates Betätigen der Bremse an den einzelnen
Lenkrädern 3a und 3b und
den Antriebsrädern 4a und 4b konkretisiert
werden. Es ist beispielsweise möglich
bei einer geringen Geschwindigkeit und einem großen Lenkwinkel einen Lenkradeinschlag
des Fahrzeugs 2 durch Betätigen der Bremse nur an den
zum Innenring näher
gelegenen Rädern
zu verringern. Abhängig
von einem Steuerverfahren ist es auch möglich das Fahrzeug 2 umgekehrt
zu stabilisieren.
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Deshalb gelten die vorliegenden Beispiele und
Ausführungsformen
als veranschaulichend und nicht einschränkend und die Erfindung darf
nicht auf die hierin gegebenen Details beschränkt werden, sondern kann innerhalb
dem Bereich und der Äquivalenz
der anhängenden
Ansprüche
verändert
werden.