DE112020005989T5

DE112020005989T5 - Steuereinrichtung für einen elektrischen Verstärker

Info

Publication number: DE112020005989T5
Application number: DE112020005989.8T
Authority: DE
Inventors: Junichi Sasaki; Ryuichi Yamamitsu
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2020-11-17
Publication date: 2022-09-15
Also published as: JP2021091249A; WO2021111225A1

Abstract

Eine Steuereinrichtung für einen elektrischen Verstärker wird bereitgestellt, durch die Geräusche und Schwingungen, die dadurch erzeugt werden, dass bei der Druckhaltesteuerung der Druck in einer Kolbenkammer ein Unterdruck wird, unterdrückt werden können. Eine Steuereinrichtung (100) für einen elektrischen Verstärker (10) ist mit einem Motorsteuerteil (110) zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit eines Elektromotors (21) versehen, wobei das Motorsteuerteil (110) die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors (21) begrenzt, wenn beim Erfüllen der Ausführungsbedingungen für die Druckhaltesteuerung, durch die der Radzylinderdruck dadurch gehalten wird, dass der Flüssigkeitskanal zwischen einem Hauptzylinder (14) und einer Bremshydraulikeinheit (20) verschlossen wird, abgeschätzt wird, dass ein Bremspedal (11) losgelassen wird und der Hauptzylinderdruck ein Unterdruck wird.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen elektrischen Verstärker.
[Stand der Technik]
In einer Bremsanlage eines Fahrzeugs wie eines Personenkraftwagens o. Ä. ist ein elektrischer Verstärker verwendet, der die Bremsbetätigungseingabe durch den Fahrer in einem vorbestimmten Servoverhältnis verstärkt und eine große Ausgabe erzeugt. Der elektrische Verstärker empfängt die Bremsbetätigungseingabe durch den Fahrer mittels einer Eingabewelle und verstärkt diese Eingabe durch die Ausgabe eines Elektromotors, sodass eine Schubstange vorwärts verschoben wird und ein Kolben eines Hauptzylinders gedrückt wird. Dadurch wird das Hydrauliköl im Hauptzylinder einer Hydraulikeinheit zugeführt, sodass der Radzylinderdruck ansteigt.
[Dokument zum Stand der Technik]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1] JP 2016-193645 A
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Zu lösende Aufgabe der Erfindung]
In einer Bremsanlage für ein Fahrzeug ist herkömmlicherweise eine Steuerung bekannt, durch die der Radzylinderdruck unabhängig von der Bremsbetätigung gehalten wird (im Folgenden auch als „Druckhaltesteuerung“ bezeichnet). In der Druckhaltesteuerung hält eine Steuereinrichtung einer Hydraulikeinheit den Radzylinderdruck dadurch auf einem vorbestimmten Solldruck, dass ein Kreissteuerventil, das in der Hydraulikeinheit vorgesehen ist, gesteuert wird, und ein Hydraulikkreis, durch den das Hydrauliköl von einem Hauptzylinder der Hydraulikeinheit zugeführt wird, geschlossen wird. Dadurch wird die Bremskraft des Fahrzeugs für eine vorbestimmte Zeit gehalten, auch wenn z. B. der Fahrer das Bremspedal freigibt, sodass die Bremskraft des Fahrzeugs gehalten werden kann.
Dabei wird die Geschwindigkeit, mit der das Bremspedal losgelassen wird, unabhängig vom Ausführungszustand der Druckhaltesteuerung durch die Fahrerbetätigung bestimmt. Während der Ausführung der Druckhaltesteuerung wird ein Zustand erreicht, in dem das Hydrauliköl auf der Seite der Hydraulikeinheit nicht zur Seite des Hauptzylinders zurückgeht. In diesem Fall wird einer Kolbenkammer im Hauptzylinder das Hydrauliköl von einem Vorratsbehälter zugeführt. Jedoch ist der Flächeninhalt eines Kanals für das Hydrauliköl klein, das vom Vorratsbehälter der Kolbenkammer zugeführt wird, wodurch sich das Zuführen des Hydrauliköls verzögert und in der Kolbenkammer ein Unterdruck herrscht. Wenn der Unterdruck größer als oder gleich einem vorbestimmten Niveau wird, kann es dazu kommen, dass sich ein Dichtungselement verformt, das sich in einem Kanal befindet, durch den das Hydrauliköl vom Vorratsbehälter der Kolbenkammer zugeführt wird, eine große Menge Hydrauliköl in die Kolbenkammer einfließt und Geräusche und Schwingungen verursacht werden.
Angesichts des obigen Problems stellt die vorliegende Erfindung eine Steuereinrichtung für einen elektrischen Verstärker bereit, durch die Geräusche und Schwingungen, die dadurch erzeugt werden, dass bei der Druckhaltesteuerung der Druck in einer Kolbenkammer ein Unterdruck wird, unterdrückt werden können.
[Mittel zum Lösen der Aufgabe]
Zum Lösen der obigen Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Steuereinrichtung für einen elektrischen Verstärker zum Verstärken der Bremsbetätigungseingabe unter Verwendung des Ausgabedrehmoments eines Elektromotors bereitgestellt, die mit einem Motorsteuerteil zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors versehen ist, wobei das Motorsteuerteil die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors begrenzt, wenn beim Erfüllen der Ausführungsbedingungen für die Druckhaltesteuerung, durch die der Radzylinderdruck dadurch gehalten wird, dass der Flüssigkeitskanal zwischen einem Hauptzylinder und einer Bremsflüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung verschlossen wird, abgeschätzt wird, dass ein Bremspedal losgelassen wird und der Hauptzylinderdruck ein Unterdruck wird.
[Vorteile der Erfindung]
Wie im Vorstehenden erläutert, können gemäß der vorliegenden Erfindung Geräusche und Schwingungen, die dadurch erzeugt werden, dass bei der Druckhaltesteuerung der Druck in einer Kolbenkammer ein Unterdruck wird, unterdrückt werden.
Figurenliste

[1] ist eine Erläuterungsansicht, die eine beispielhafte Konstruktion einer Bremsanlage für ein Fahrzeug zeigt, auf die eine Steuereinrichtung für einen elektrischen Verstärker gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann.
[2] ist eine schematische Ansicht, die eine beispielhafte Gesamtkonstruktion des elektrischen Verstärkers zeigt.
[3] ist eine Schnittansicht, die eine beispielhafte Konstruktion eines Hauptzylinders zeigt.
[4] ist eine Blockansicht, die eine beispielhafte Konstruktion der Steuereinrichtung für den elektrischen Verstärker gemäß der gleichen Ausführungsform zeigt.
[5] ist eine Erläuterungsansicht, die ein Steuerkennfeld der Drehgeschwindigkeit eines Elektromotors zeigt.
[6] ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Verarbeitung durch die Steuereinrichtung für den elektrischen Verstärker gemäß der gleichen Ausführungsform zeigt.
[7] ist ein Timing-Diagramm, das ein konkretes Betriebsbeispiel der Steuereinrichtung für den elektrischen Verstärker gemäß der gleichen Ausführungsform zeigt.

[Ausführungsform der Erfindung]
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich erläutert. In der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen werden Bauelemente, die im Wesentlichen gleiche Funktionen und Konstruktionen aufweisen, mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass die Wiederholung der Erläuterung weggelassen wird.
In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich die „vordere“ Richtung auf eine Richtung, in der sich die Schubstange zur Seite des Hauptzylinders bewegt. Die „hintere“ Richtung bezieht sich auf eine Richtung, in der sich die Schubstange zur Seite des Bremspedals bewegt.
<1. Gesamtkonstruktion der Bremsanlage für ein Fahrzeug>
Zuerst wird eine beispielhafte Gesamtkonstruktion einer Bremsanlage für ein Fahrzeug unter Bezugnahme auf die 1 und 2 erläutert, auf die die Steuereinrichtung für den elektrischen Verstärker gemäß der vorliegenden Ausführungsform angewandt werden kann. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine beispielhafte Konstruktion einer Bremsanlage 1 für ein Fahrzeug zeigt. 2 ist eine Schnittansicht eines Hauptzylinders 14 und eines elektrischen Bremskraftverstärkers (im Folgenden auch einfach als „Verstärker“ bezeichnet) 10. In 2 sind die Seitenflächen von einigen Elementen gezeigt.
Die Bremsanlage 1 für ein Fahrzeug, die in 1 gezeigt ist, ist eine Bremsanlage für ein vierrädriges Fahrzeug. Die Bremsanlage 1 für ein Fahrzeug wird auf eine Bremsanlage mit einer sogenannten X-Aufteilung angewandt, die mit zwei Bremssystemen versehen ist und in der ein Vorderrad und ein Hinterrad, das diagonal in Bezug auf das Vorderrad positioniert ist, durch jedes System paarweise gebremst werden. Die Bremsanlage 1 für ein Fahrzeug kann auch auf eine Bremsanlage mit einer sogenannten H-Aufteilung angewandt werden, in der linke Vorder- und Hinterräder durch ein System und rechte Vorder- und Hinterräder durch das andere System gebremst werden. Ferner kann die Bremsanlage 1 für ein Fahrzeug nicht nur auf ein vierrädriges Fahrzeug, sondern weitgehend auf Fahrzeuge, einschließlich zweirädriger Fahrzeuge, angewandt werden.
Die Bremsanlage 1 für ein Fahrzeug umfasst einen Verstärker 10, einen Hauptzylinder 14, eine Hydraulikeinheit 20, eine Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 zur Steuerung der Hydraulikeinheit 20 und eine Motorsteuereinrichtung 100 zur Steuerung des Motors des Verstärkers 10. Die Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 und die Motorsteuereinrichtung 100 sind jeweils ganz oder teilweise z. B. aus Mikrocomputern, Mikroprozessoreinheiten o. Ä. konstruiert. Anderenfalls können die Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 und die Motorsteuereinrichtung 100 ganz oder teilweise aus einem aktualisierbaren Gegenstand wie einer Firmware o. Ä. konstruiert sein oder ein Programmmodul o. Ä. sein, das durch Befehle von der CPU (Central Processing Unit) o. Ä. ausgeführt wird.
Die Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 und die Motorsteuereinrichtung 100 sind derart konstruiert, dass sie über einen Kommunikationsbus wie z. B. CAN (Controller Area Network) o. Ä. miteinander kommunizieren können. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Motorsteuereinrichtung 100 eine Funktion als Steuereinrichtung für einen elektrischen Verstärker der vorliegenden Erfindung auf.
In der Bremsanlage 1 für ein Fahrzeug wird die Fußkraft, die auf ein Bremspedal 11 ausgeübt wurde, durch den Verstärker 10 verstärkt und auf den Hauptzylinder 14 als Flüssigkeitsdruck-Erzeugungsquelle übertragen. Im Hauptzylinder 14 sind eine Primärkammer 47 und eine Sekundärkammer 48 gebildet, die zwei Druckbeaufschlagungskammern sind, die durch einen Primärkolben 43 und einen Sekundärkolben 44 begrenzt sind (vgl. 2). In Reaktion auf die Tretbetätigung des Fahrers auf das Bremspedal 11 werden der Primärkolben 43 und der Sekundärkolben 44 gedrückt, sodass die Bremsflüssigkeit über nicht dargestellte Hydraulikanschlüsse, die jeweils mit der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 in Verbindung stehen, in die Hydraulikeinheit 20 bewegt wird.
Der Verstärker 10 wird über eine Eingabewelle 16 mit der Seite des Bremspedals 11 verbunden und die durch den Verstärker 10 verstärkte Fußkraft wird über eine Schubstange 13, die an den Primärkolben 43 angekoppelt ist, auf den Hauptzylinder 14 übertragen. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein elektrischer Verstärker als Verstärker 10 verwendet.
Von Hydraulikanschlüssen, die jeweils mit der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 des Hauptzylinders 14 in Verbindung stehen, verlaufen jeweils ein erster Hydraulikkreis 28 und ein zweiter Hydraulikkreis 30 in Richtung auf Hydraulikbremsen 38a bis 38d von jeweiligen Rädern RF, LR, LF, RR. Der Hydraulikkreis der Bremsanlage 1 für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine X-Aufteilung. Dem Radzylinder der Hydraulikbremse 38a des rechten Vorderrades RF und dem Radzylinder der Hydraulikbremse 38b des linken Hinterrades LR wird die Bremsflüssigkeit über den ersten Hydraulikkreis 28 zugeführt. Dem Radzylinder der Hydraulikbremse 38c des linken Vorderrades LF und dem Radzylinder der Hydraulikbremse 38d des rechten Hinterrades RR wird ferner die Bremsflüssigkeit über den zweiten Hydraulikkreis 30 zugeführt. Dadurch können die jeweiligen Hydraulikbremsen 38a bis 38d die Bremskraft an den jeweiligen Rädern RF, LR, LF, RR mittels Flüssigkeitsdruck erzeugen.
Die Hydraulikeinheit 20 umfasst den ersten Hydraulikkreis 28 und den zweiten Hydraulikkreis 30, die die gleiche Konstruktion aufweisen. Dem ersten Hydraulikkreis 28 und dem zweiten Hydraulikkreis 30 wird die Bremsflüssigkeit vom Hauptzylinder 14 zugeführt. Im Folgenden wird der erste Hydraulikkreis 28 kurz erläutert und die Erläuterung des zweiten Hydraulikkreises 30 wird weggelassen.
Der erste Hydraulikkreis 28 ist, als Elektromagnetventile, mit einem Kreissteuerventil 36a, das im Normalzustand geöffnet ist und linear steuerbar ist, einem Ansaugventil 34a, das im Normalzustand geschlossen ist und Ein/Aus-gesteuert wird, Druckaufbauventilen (Stellventilen) 58aa, 58ba, die im Normalzustand geöffnet sind und linear steuerbar sind, und Druckabbauventilen 54aa, 54ba versehen, die im Normalzustand geschlossen sind und Ein/Aus-gesteuert werden. Der erste Hydraulikkreis 28 ist ferner mit einer Pumpe 44a, die durch einen Pumpenmotor 96 angetrieben wird, einem Niederdruckspeicher 71a und einem Dämpfer 73a versehen. Die Anzahl der Pumpen 44a ist nicht auf eine einzige beschränkt.
Das erste Druckaufbauventil 58aa und das erste Druckabbauventil 54aa, die an die Hydraulikbremse 38a des rechten Vorderrades RF angrenzend vorgesehen sind, werden zur ABS (Antilock Brake System)-Steuerung oder zur ESC (Electronic Stability Control)-Steuerung des rechten Vorderrades RF verwendet. Das zweite Druckaufbauventil 58ba und das zweite Druckabbauventil 54ba, die an die Hydraulikbremse 38b des linken Hinterrades LR angrenzend vorgesehen sind, werden zur ABS-Steuerung oder zur ESC-Steuerung des linken Hinterrades LR verwendet.
Das erste Druckaufbauventil 58aa des rechten Vorderrades RF ist zwischen dem Kreissteuerventil 36a und der Hydraulikbremse 38a des rechten Vorderrades RF vorgesehen. Das linear steuerbare erste Druckaufbauventil 58aa stellt den Durchfluss der Bremsflüssigkeit von der Seite des Kreissteuerventils 36a zur Seite des Radzylinders der Hydraulikbremse 38a des rechten Vorderrades RF kontinuierlich ein. Das erste Druckaufbauventil 58aa ist mit einem Umleitungskanal versehen, der mit einem Rückschlagventil versehen ist, das im geschlossenen Zustand des ersten Druckaufbauventils 58aa die Bremsflüssigkeit von der Seite der Hydraulikbremse 38a zur Seite des Kreissteuerventils 36a hin fließen lässt und hingegen das Fließen in die entgegengesetzte Richtung begrenzt.
Das erste Druckabbauventil 54aa des rechten Vorderrades RF ist ein Solenoidventil, das nur auf seinen völlig geöffneten oder völlig geschlossenen Zustand umgeschaltet werden kann, und ist zwischen dem Radzylinder der Hydraulikbremse 38a des rechten Vorderrades RF und dem Niederdruckspeicher 71a vorgesehen. Das erste Druckabbauventil 54aa baut im geöffneten Zustand den Druck der Bremsflüssigkeit ab, die dem Radzylinder der Hydraulikbremse 38a des rechten Vorderrades RF zugeführt wurde. Das erste Druckabbauventil 54aa kann den Durchfluss der Bremsflüssigkeit, die vom Radzylinder der Hydraulikbremse 38a des rechten Vorderrades RF zum Niederdruckspeicher 71a fließt, dadurch einstellen, dass das Öffnen und Schließen des Ventils intermittierend wiederholt wird.
Das zweite Druckaufbauventil 58ba des linken Hinterrades LR ist zwischen dem Kreissteuerventil 36a und der Hydraulikbremse 38b des linken Hinterrades LR vorgesehen. Das linear steuerbare zweite Druckaufbauventil 58ba stellt den Durchfluss der Bremsflüssigkeit von der Seite des Kreissteuerventils 36a zur Seite des Radzylinders der Hydraulikbremse 38b des linken Hinterrades LR kontinuierlich ein. Das zweite Druckaufbauventil 58ba ist mit einem Umleitungskanal versehen, der mit einem Rückschlagventil versehen ist, das im geschlossenen Zustand des zweiten Druckaufbauventils 58ba die Bremsflüssigkeit von der Seite der Hydraulikbremse 38b zur Seite des Kreissteuerventils 36a hin fließen lässt und hingegen das Fließen in die entgegengesetzte Richtung begrenzt.
Das zweite Druckabbauventil 54ba des linken Hinterrades LR ist ein Solenoidventil, das nur auf seinen völlig geöffneten oder völlig geschlossenen Zustand umgeschaltet werden kann, und ist zwischen dem Radzylinder der Hydraulikbremse 38b des linken Hinterrades LR und dem Niederdruckspeicher 71a vorgesehen. Das zweite Druckabbauventil 54ba baut im geöffneten Zustand den Druck der Bremsflüssigkeit ab, die dem Radzylinder der Hydraulikbremse 38b des linken Hinterrades LR zugeführt wurde. Das zweite Druckabbauventil 54ba kann den Durchfluss der Bremsflüssigkeit, die vom Radzylinder der Hydraulikbremse 38b des linken Hinterrades LR zum Niederdruckspeicher 71a fließt, dadurch einstellen, dass das Öffnen und Schließen des Ventils intermittierend wiederholt wird.
Das Kreissteuerventil 36a wird derart vorgesehen, dass die Druckaufbauventile 58aa, 58ba und der Hauptzylinder 14 miteinander verbunden oder voneinander entkoppelt werden. Das Ansaugventil 34a wird derart vorgesehen, dass der Hauptzylinder 14 und die Saugseite der Pumpe 44a miteinander verbunden oder voneinander entkoppelt werden. In einer Leitung zwischen dem Kreissteuerventil 36a und Ansaugventil 34a und dem Hauptzylinder 14 ist ein Hauptzylinder-Flüssigkeitsdrucksensor 24 vorgesehen. Diese sind mit Bauelementen der Hydraulikeinheit 20 identisch, sodass die ausführliche Erläuterung weggelassen wird.
Der zweite Hydraulikkreis 30 steuert die Hydraulikbremse 38c des linken Vorderrades LF und die Hydraulikbremse 38d des rechten Hinterrades RR. Der zweite Hydraulikkreis 30 wird ähnlich wie der erste Hydraulikkreis 28 konstruiert, abgesehen davon, dass in der Erläuterung des ersten Hydraulikkreises 28 der Radzylinder der Hydraulikbremse 38a des rechten Vorderrades RF durch den Radzylinder der Hydraulikbremse 38c des linken Vorderrades LF ersetzt wird und der Radzylinder der Hydraulikbremse 38b des linken Hinterrades LR durch den Radzylinder der Hydraulikbremse 38d des rechten Hinterrades RR ersetzt wird.
<2. Gesamtkonstruktion des elektrischen Verstärkers>
Als Nächstes wird eine beispielhafte Konstruktion des Verstärkers 10 unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
Der Verstärker 10 ist mit einem Gehäuse 5, einer Eingabewelle 16, einer Schubstange 13, einem Ventilkörper 15, einem Elektromotor 21, einem Hilfsmechanismus 50 und einer Rückstellfeder 17 versehen. In das Gehäuse 5 sind die Schubstange 13, der Hilfsmechanismus 50 und die Rückstellfeder 17 aufgenommen. An der Hinterseite des Gehäuses 5 wird eine Befestigungsplatte 7 zur Befestigung des Verstärkers 10 an der Karosserie fixiert. Die Befestigungsplatte 7 durchdringen Spurstangen 9a, 9b, durch die der Verstärker 10 an der Karosserie fixiert wird. Das Verfahren zur Befestigung des Verstärkers 10 an der Karosserie wird nicht auf ein Beispiel beschränkt, bei dem die Spurstangen 9a, 9b verwendet werden.
Die Eingabewelle 16, die an ein nicht dargestelltes Bremspedal angekoppelt ist, wird bei Empfang der Pedalbetätigungseingabe durch den Fahrer axial bewegt. Das Vorderende der Eingabewelle 16 wird über ein Kugelgelenk an das Hinterteil eines Plungers 57 des Hilfsmechanismus 50 angekoppelt.
Der Elektromotor 21 kann z. B. ein bürstenloser DCDC-Motor sein, der einen Stator als ein feststehendes Element und einen Rotor als ein bewegliches Element umfasst. Der Elektromotor 21 wird bei Empfang der Leistung (Strom)-Zufuhr betrieben, die durch die Motorsteuereinrichtung 100 gesteuert wird. Der Elektromotor 21 ist ein Motor, der dadurch zum Vorwärtsschieben der Schubstange 13 normal gedreht und zum Rückwärtsschieben der Schubstange 13 umgekehrt gedreht werden kann, dass die Richtung des Stroms umgeschaltet wird.
Durch den Hilfsmechanismus 50 werden der Ventilkörper 15 und die Schubstange 13 bei Empfang der Ausgabe des Elektromotors 21 zur Seite des Hauptzylinders 14 bewegt. Der Hilfsmechanismus 50 umfasst einen Untersetzungsmechanismus 23, eine Spindelmutter 51, eine Spindel 53 und einen Plunger 57. Der Untersetzungsmechanismus 23, der z. B. unter Verwendung eines Zahnraduntersetzungsmechanismus konstruiert ist, untersetzt die Drehung des Elektromotors 21 in einem vorbestimmten Untersetzungsverhältnis und überträgt sie auf die Spindelmutter 51.
In der Innenumfangsbohrung der Spindelmutter 51 ist eine Gewindenut 51a gebildet. Der Innenumfangsbohrung der Spindelmutter 51 wird die Spindel 53 zugeordnet. An der Außenumfangsfläche der Spindel 53 ist ein Gewinde 53a gebildet. Die Gewindenut 51a der Spindelmutter 51 und das Gewinde 53a der Spindel 53 kämmen miteinander. Durch die Drehung der Spindelmutter 51 kann die Spindel 53 axial relativ zur Spindelmutter 51 bewegt werden.
Die Konstruktion, in der die Spindel 53 durch die Drehung der Spindelmutter 51 axial bewegt wird, kann auch ein Kugelgewindemechanismus sein, in dem Gewindenuten jeweils in der Innenumfangsbohrung der Spindelmutter 51 und an der Außenumfangsfläche der Spindel 53 gebildet werden und mehrere Kugeln als Wälzkörper in gegenüberliegenden Gewindenuten angeordnet werden.
Die Spindel 53 weist axiale Bohrungen auf, die an beiden axialen Enden geöffnet sind, und ist hohl ausgebildet. In die axialen Bohrungen der Spindel 53 wird der Plunger 57 axial gleitbar angeordnet. Der Plunger 57 kann bei Empfang der Bremspedal-Betätigungseingabe durch den Fahrer über die Eingabewelle 16 relativ zur Spindel 53 verlagert werden.
Der Ventilkörper 15 ist durch ein Stützelement 31 gestützt. Das Stützelement 31 ist in einem Zustand gestützt, in dem es relativ zu den Spurstangen 9a, 9b axial gleitbar ist. Dadurch kann der Ventilkörper 15 axial bewegt werden. Der Ventilkörper 15 wird entsprechend dem Vorwärtsschieben der Spindel 53 vorwärts bewegt. In die Innenumfangsbohrung des Ventilkörpers 15 ist ein Eingabeaufnahmeelement 71 derart eingepasst, dass es relativ zum Ventilkörper 15 axial bewegt werden kann. An das Eingabeaufnahmeelement 71 ist das Vorderende des Plungers 57 axial relativ zueinander bewegbar angekoppelt. In die Innenumfangsbohrung der vorderen Fläche des Ventilkörpers 15 ist das Hinterende der Schubstange 13 axial relativ zueinander bewegbar eingepasst. Die Schubstange 13 ist durch einen Halter 73 gehalten, der am Ventilkörper 15 befestigt ist. Die Schubstange 13 wird durch Betrieb des Elektromotors 21 vorwärts verschoben und drückt den Primärkolben 43 des Hauptzylinders 14.
Zwischen dem Hinterende der Schubstange 13 und der vorderen Fläche des Ventilkörpers 15 ist eine Reaktionsscheibe 75 angeordnet, die aus einem elastischen Element wie Gummi o. Ä. besteht. Der hinteren Fläche der Reaktionsscheibe 75 liegt die vordere Fläche des Eingabeaufnahmeelements 71 über einen mikroskopischen Spalt gegenüber. Zwischen der hinteren Fläche des Ventilkörpers 15 und der vorderen Fläche der Spindelmutter 51 des Hilfsmechanismus 50 ist ein Schlüsselelement 87 angeordnet. Das Schlüsselelement 87 wird am Plunger 57 fixiert und zusammen mit dem Plunger 57 axial bewegt. Durch das Schlüsselelement 87 wird der Bewegungsbereich des Plungers 57 und des Eingabeaufnahmeelements 71 relativ zum Ventilkörper 15 definiert.
Zwischen dem Gehäuse 5 und dem Ventilkörper 15 wird die Rückstellfeder 17 im zusammengedrückten Zustand angeordnet. Durch die Rückstellfeder 17 wird der Ventilkörper 15 normalerweise in Rückwärtsrichtung beaufschlagt. Wenn der Ventilkörper 15 rückwärts verschoben wird, werden gleichzeitig die Schubstange 13 und die Reaktionsscheibe 75 rückwärts verschoben. Zwischen der Spindel 53 und der Eingabewelle 16 wird eine Rückstellfeder 19 im zusammengedrückten Zustand angeordnet. Durch die Rückstellfeder 19 wird die Eingabewelle 16 relativ zur Spindel 53 normalerweise in Rückwärtsrichtung beaufschlagt. Die Nichtbetriebsposition des Ventilkörpers 15 und der Schubstange 13 wird dadurch definiert, dass das den Ventilkörper 15 stützende Stützelement 31 an die vordere Fläche der Spindelmutter 51 angelegt wird.
An die Vorderseite des Gehäuses 5 ist der Tandemhauptzylinder 14 angekoppelt. Am Oberteil des Hauptzylinders 14 wird ein Vorratsbehälter 60 befestigt, durch den die Bremsflüssigkeit dem Hauptzylinder 14 zugeführt wird. Der Hauptzylinder 14 ist mit dem Primärkolben 43 und dem Sekundärkolben 44 versehen, die in einer mit einem Boden versehenen Zylinderbohrung 41 axial bewegbar angeordnet sind. Der Primärkolben 43 wird auf der zur Schubstange 13 nahen Seite angeordnet und der Sekundärkolben 44 wird auf der von der Schubstange 13 entfernten Seite angeordnet.
Der Primärkolben 43 und der Sekundärkolben 44 werden jeweils zylinderförmig ausgebildet. Der Sekundärkolben 44 wird ganz in der Zylinderbohrung 41 angeordnet und der Primärkolben 43 wird teilweise in der Zylinderbohrung 41 angeordnet. Zwischen dem Primärkolben 43 und dem Sekundärkolben 44 wird die Primärkammer 47 gebildet und zwischen dem Sekundärkolben 44 und dem Bodenteil der Zylinderbohrung 41 wird die Sekundärkammer 48 gebildet. In der Primärkammer 47 zwischen dem Primärkolben 43 und dem Sekundärkolben 44 wird eine erste Feder 45 angeordnet. In der Sekundärkammer 48 zwischen dem Sekundärkolben 44 und dem Bodenteil der Zylinderbohrung 41 wird eine zweite Feder 46 angeordnet.
An den Primärkolben 43 wird ein Ende der Schubstange 13 angelegt, die durch die Ausgabe des Elektromotors 21 vorwärts verschoben wird und den Primärkolben 43 drückt. Durch die axiale Bewegung des Primärkolbens 43 wird auch der Sekundärkolben 44 axial bewegt. In der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 werden jeweils ein erster Vorratsanschluss 61 und ein zweiter Vorratsanschluss 63 gebildet, die mit dem Vorratsbehälter 60 in Verbindung stehen. Vom Vorratsbehälter 60 wird die Bremsflüssigkeit der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 zugeführt.
Ferner ist der Verstärker 10 mit einem Hubsensor 80 versehen. Der Hubsensor 80 weist einen Magnetsensor 85 wie einen Hall-Sensor o. Ä., der mit dem Ventilkörper 15 einteilig vorgesehen ist, und einen Magneten 81 auf, der mit dem Schlüsselelement 87 einteilig vorgesehen ist. Der Magnetsensor 85 erfasst die Relativverlagerung des Schlüsselelements 87 d. h. des Plungers 57 und des Eingabeaufnahmeelements 71 in Bezug auf den Ventilkörper 15 und gibt die Sensorsignale an die Motorsteuereinrichtung 100 aus. Konkret gesagt wird der am Schlüsselelement 87 vorgesehene Magnet 81 durch die Relativverlagerung des Plungers 57 und des Eingabeaufnahmeelements 71 in Bezug auf den Ventilkörper 15 relativ zum Magnetsensor 85 bewegt, wodurch der Magnetsensor 85 einen von der Magnetfeldschwankung des Magneten 81 abhängigen Strom an die Motorsteuereinrichtung 100 ausgibt.
Die Motorsteuereinrichtung 100 beurteilt die Relativverlagerung des Plungers 57 und des Eingabeaufnahmeelements 71 in Bezug auf den Ventilkörper 15 basierend auf der Größe des vom Magnetsensor 85 eingegebenen Stroms. Im Nichtbetriebszustand des Verstärkers 10 wird die Relativverlagerung des Plungers 57 und des Eingabeaufnahmeelements 71 in Bezug auf den Ventilkörper 15 als null definiert.
In der Motorsteuereinrichtung 100 wird der Strom des Magnetsensors 85, der im Nichtbetriebszustand des Verstärkers 10 durch das Magnetfeld des Magneten 81 erzeugt wird, als Referenzwert auf null vorgegeben. Dabei versorgt die Motorsteuereinrichtung 100 den Stator des Elektromotors 21 mit keiner Leistung (Strom). Wenn hingegen das Bremspedal durch den Fahrer getreten wird, gibt die Rückstellfeder 19 nach und die Eingabewelle 16 wird vorwärts verschoben. Dementsprechend wird das Eingabeaufnahmeelement 71 vorwärts verschoben und der Plunger 57 und das Eingabeaufnahmeelement 71 werden relativ zum Ventilkörper 15 verlagert. Dadurch schwankt das Magnetfeld des Magneten 81 in Bezug auf den Magnetsensor 85, der Magnetsensor 85 erzeugt einen Strom und gibt ihn an die Motorsteuereinrichtung 100 aus. Die Motorsteuereinrichtung 100 versorgt den Stator des Elektromotors 21 mit einer Leistung (Strom).
<3. Hydraulikkreis des Hauptzylinders>
Als Nächstes werden Flüssigkeitskanäle erläutert, die zur Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 des Hauptzylinders 14 führen. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Schnitts des Hauptzylinders 14, der in 2 gezeigt ist.
Der Hauptzylinder 14 ist mit einem ersten Hydraulikanschluss 62 versehen, der die Primärkammer 47 mit dem ersten Hydraulikkreis 28 der Hydraulikeinheit 20 verbindet. Ferner ist der Hauptzylinder 14 mit einem zweiten Hydraulikanschluss 64 versehen, der die Sekundärkammer 48 mit dem zweiten Hydraulikkreis 30 der Hydraulikeinheit 20 verbindet.
Der Hauptzylinder 14 weist einen ersten Vorratsanschluss 61 auf, der an einer der Außenumfangsfläche des Primärkolbens 43 gegenüberliegenden Position geöffnet ist. An der Innenumfangsfläche der Zylinderbohrung 41, die einer Position entspricht, an der der erste Vorratsanschluss 61 gebildet ist, ist eine erste Stollenkammer 65 über den gesamten Umfang gebildet. Zwischen der Außenumfangsfläche des Primärkolbens 43 und der Innenumfangsfläche der Zylinderbohrung 41 sind zwei Dichtungselemente 68a, 68b derart angeordnet, dass die erste Stollenkammer 65 axial eingeklemmt wird. Von den genannten Dichtungselementen ist im Dichtungselement 68a, das auf der Seite der Primärkammer 47 (Vorderseite) positioniert ist, ein nicht dargestellter enger Flüssigkeitskanal gebildet.
Der Hauptzylinder 14 weist ferner einen zweiten Vorratsanschluss 63 auf, der an einer der Außenumfangsfläche des Sekundärkolbens 44 gegenüberliegenden Position geöffnet ist. An der Innenumfangsfläche der Zylinderbohrung 41, die einer Position entspricht, an der der zweite Vorratsanschluss 63 gebildet ist, ist eine zweite Stollenkammer 67 über den gesamten Umfang gebildet. Zwischen der Außenumfangsfläche des Sekundärkolbens 44 und der Innenumfangsfläche der Zylinderbohrung 41 sind zwei Dichtungselemente 69a, 69b derart angeordnet, dass die zweite Stollenkammer 67 axial eingeklemmt wird. Von den genannten Dichtungselementen ist im Dichtungselement 69a, das auf der Seite der Sekundärkammer 48 (Vorderseite) positioniert ist, ein nicht dargestellter enger Flüssigkeitskanal gebildet.
Der Flüssigkeitskanal zwischen der Sekundärkammer48 und dem zweiten Hydraulikkreis 30 und der Flüssigkeitskanal zwischen der Sekundärkammer 48 und dem Vorratsbehälter 60 sind ähnlich wie der Flüssigkeitskanal zwischen der Primärkammer 47 und dem ersten Hydraulikkreis 28 und der Flüssigkeitskanal zwischen der Primärkammer 47 und dem Vorratsbehälter 60 konstruiert. Im Folgenden wird der Flüssigkeitskanal auf der Seite der Primärkammer 47 erläutert.
Die Bremsflüssigkeit wird über den ersten Hydraulikanschluss 62 von der Primärkammer 47 dem ersten Hydraulikkreis 28 zugeführt und fließt vom ersten Hydraulikkreis 28 zur Primärkammer 47 zurück. Ferner wird die Bremsflüssigkeit über den ersten Vorratsanschluss 61 vom Vorratsbehälter 60 der Primärkammer 47 zugeführt und fließt von der Primärkammer 47 zum Vorratsbehälter 60 zurück.
Im Flüssigkeitskanal zwischen der Primärkammer 47 und dem ersten Hydraulikkreis 28 ist keine Stelle vorgesehen, an der der Kanalflächeninhalt plötzlich verringert wird. Die Bremsflüssigkeit bewegt sich ohne großen Widerstand zwischen der Primärkammer 47 und dem ersten Hydraulikkreis 28 hin- und her. Folglich wird die Bremsflüssigkeit entsprechend der Bremsbetätigung durch den Fahrer dem ersten Hydraulikkreis 28 zugeführt oder fließt vom ersten Hydraulikkreis 28 zurück. Dadurch wird der Radzylinderdruck der Hydraulikbremsen 38a bis 38d der jeweiligen Räder RF, LR, LF, RR eingestellt.
Im Flüssigkeitskanal zwischen der Primärkammer 47 und dem Vorratsbehälter 60 ist hingegen eine Stelle vorgesehen, an der der Kanalflächeninhalt plötzlich verringert wird. Konkret gesagt umfasst der Flüssigkeitskanal zwischen der Primärkammer 47 und dem Vorratsbehälter 60 einen nicht dargestellten engen Flüssigkeitskanal, der im Dichtungselement 68a gebildet ist. Dies dient dazu, dass beim Treten des Bremspedals durch den Fahrer die Bremsflüssigkeit nur schwer zur Seite des Vorratsbehälters 60 zurückkehrt und der Seite des ersten Hydraulikkreises 28 zugeführt wird, und dass beim Loslassen des Bremspedals durch den Fahrer oder beim Abfallen der Bremsflüssigkeitsmenge im Hydraulikkreis die Primärkammer 47 mit der Bremsflüssigkeit vom Vorratsbehälter 60 aufgefüllt wird.
Im auf diese Weise konstruierten Hauptzylinder kann es dazu kommen, dass sich das Dichtungselement 68a verformt und die Bremsflüssigkeit in großer Menge vom Vorratsbehälter 60 in die Primärkammer 47 einfließt, wenn beim plötzlichen Loslassen des Bremspedals und beim plötzlichen Rückwärtsschieben des Primärkolbens 43 und des Sekundärkolbens 44 ein Unterdruck in der Primärkammer 47 herrscht. Das Gleiche gilt auch für die Sekundärkammer 48. Dagegen ist die Motorsteuereinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart konstruiert, dass eine Steuerung, durch die die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 derart begrenzt wird, dass sich der Unterdruckgrad in der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 nicht vergrößert (im Folgenden wird eine solche Steuerung auch als „Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung“ bezeichnet), ausgeführt wird.
<4. Motorsteuereinrichtung>
Als Nächstes werden Funktionen und Konstruktionen sowie ein Betriebsbeispiel der Motorsteuereinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert.
4 ist eine Blockansicht, die eine beispielhafte Konstruktion eines Motorsteuerteils 110 zeigt. Wie in 4 gezeigt, ist die Motorsteuereinrichtung 100 derart konstruiert, dass sie über ein nicht dargestelltes Kommunikationsmittel mit der Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 kommunizieren kann. Ferner ist die Motorsteuereinrichtung 100 derart konstruiert, dass die Sensorsignale des Hubsensors 80, des Hauptzylinder-Flüssigkeitsdrucksensors 24 und eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 101 erworben werden können. Die Motorsteuereinrichtung 100 kann die Sensorsignale direkt von den jeweiligen Sensoren erwerben oder Informationen über die Sensorsignale über andere Steuereinrichtungen erwerben.
Die Motorsteuereinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit einem Motorsteuerteil 110, einem Motorantriebskreis 112 und einem Speicherteil 114 versehen. Daneben ist die Motorsteuereinrichtung 100 derart konstruiert, dass sie mit elektronischen Bauteilen wie Kommunikationsschnittstellen o. Ä. versehen ist.
Das Speicherteil 114 umfasst Speicherelemente wie ein RAM (Random Access Memory), ein ROM (Read Only Memory) o. Ä. Das Speicherteil 114 kann auch Speichereinrichtungen wie ein HDD (Hard Disk Drive), ein SSD (Solid State Drive) o. Ä. umfassen. Das Speicherteil 114 speichert Softwareprogramme, die durch das Motorsteuerteil 110 ausgeführt werden, oder verschiedene Parameter, die zum Ausführen von Softwareprogrammen verwendet werden. Ferner speichert das Speicherteil 114 ein Operationsergebnis durch Ausführen von Softwareprogrammen, Erfassungsdaten basierend auf den erworbenen Sensorsignalen der verschiedenartigen Sensoren o. Ä.
Der Motorantriebskreis 112, der aus verschiedenen elektronischen Bauteilen wie einem Schaltelement, einem Kondensator o. Ä. konstruiert ist, gibt bei Empfang der Antriebsbefehlssignale vom Motorsteuerteil 110 die Antriebssignale an den Elektromotor 21 des Verstärkers 10 aus.
Das Motorsteuerteil 110, das aus einem Prozessor wie einer CPU o. Ä. besteht, steuert die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 durch Ausführen von Softwareprogrammen. In der Motorsteuereinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt das Motorsteuerteil 110 die Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung zur Begrenzung der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 aus, wenn beim Erfüllen der Ausführungsbedingungen für die Druckhaltesteuerung durch die Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 abgeschätzt wird, dass der Druck in der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 ein Unterdruck wird.
Die Druckhaltesteuerung ist eine Steuerung, die beim Loslassen des Bremspedals 11 durch die Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 ausgeführt wird. Wenn das Bremspedal 11 vom getretenen Zustand um eine vorbestimmte Menge oder mehr losgelassen wird, verschließt die Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 den Flüssigkeitskanal zwischen dem Hauptzylinder 14 und der Hydraulikeinheit 20 und versperrt das Zurückfließen der Bremsflüssigkeit von der Hydraulikeinheit 20 zum Hauptzylinder 14. Konkret gesagt versperrt die Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 das Zurückfließen der Bremsflüssigkeit von der Hydraulikeinheit 20 zum Hauptzylinder 14 dadurch, dass die Kreissteuerventile 36a, 36b, die jeweils in dem ersten Hydraulikkreis 28 und dem zweiten Hydraulikkreis 30 vorgesehen sind, angetrieben werden.
Dadurch wird der Radzylinderdruck der Hydraulikbremsen 38a bis 38d der jeweiligen Räder LF, RF, LR, RR gehalten, sodass die Bremskraft des Fahrzeugs gehalten werden kann. Wenn z. B. das Fahrzeug in einem Stau usw. nicht vorankommt, kann das Fahrzeug auch beim Freigeben des Bremspedals angehalten werden, indem die Druckhaltesteuerung ausgeführt wird. Wenn ferner z. B. das Fahrzeug von einem am Abhang angehaltenen Zustand abfährt, kann das Fahrzeug gestartet werden, ohne dass es vorwärts oder rückwärts abrutscht, indem die Druckhaltesteuerung für eine kurze Zeit ausgeführt wird.
Wenn beim Ausführen der Druckhaltesteuerung, die oben beispielhaft gezeigt wurde, die Loslassgeschwindigkeit (Freigabegeschwindigkeit) des Bremspedals 11 durch den Fahrer hoch ist, kann es dazu kommen, dass sich das Zuführen der Bremsflüssigkeit vom Vorratsbehälter 60 der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 verzögert und in der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 ein Unterdruck herrscht. In einem solchen Fall kann es dazu kommen, dass sich die Dichtungselemente 68a, 69a verformen, die einen Teil des Flüssigkeitskanals vom Vorratsbehälter 60 zur Primärkammer 47 oder zur Sekundärkammer 48 konstruieren, und eine große Menge Bremsflüssigkeit in die Primärkammer 47 oder die Sekundärkammer 48 einfließt, wie oben erwähnt wurde.
Deshalb begrenzt das Motorsteuerteil 110 die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21, wenn zuvor vorgegebene Betriebsbedingungen für die Drehgeschwindigkeit-Steuerverarbeitung erfüllt werden. Die Geschwindigkeit, mit der der Primärkolben 43 und der Sekundärkolben 44 rückwärts verschoben werden, wird dadurch niedriger als oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit, dass die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 beim Loslassen des Bremspedals 11 begrenzt wird. Somit kann die Möglichkeit, dass in der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 ein Unterdruck herrscht, verringert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform schaltet das Motorsteuerteil 110 das Steuerkennfeld der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 abhängig von der ausgeführten und abgebrochenen Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung um. 5 ist eine Erläuterungsansicht, die ein Beispiel des Umschaltens des Steuerkennfeldes der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 zeigt. Die Querachse zeigt die Hubmenge (mm) der Schubstange 13 und die Längsachse zeigt die Drehgeschwindigkeit (rad/Sek.) des Elektromotors 21. Die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 in einer Drehrichtung, in der die Schubstange 13 vorwärts verschoben wird, wird durch einen positiven Wert gezeigt. Die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 in einer Drehrichtung, in der die Schubstange 13 rückwärts verschoben wird, wird durch einen negativen Wert gezeigt. Das heißt, dass sich die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 beim Rückwärtsschieben der Schubstange 13 entlang der durchgezogenen Linie oder der Strichlinie, die in 5 gezeigt sind, von rechts nach links verändert.
Beim in 5 gezeigten Beispiel wird der Vorgabewert der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 im Bereich der Hubmenge, in dem in der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 ein Unterdruck herrschen kann (st_PR ≤ st_X), vom durch die durchgezogene Linie gezeigten Wert auf den durch die Strichlinie gezeigten Wert umgeschaltet. Dadurch fällt die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 ab und die Geschwindigkeit fällt ab, mit der die Schubstange 13, der Primärkolben 43 und der Sekundärkolben 44 rückwärts verschoben werden. Folglich kann unterdrückt werden, dass in der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 ein Unterdruck herrscht, weil die Bremsflüssigkeit geeignet vom Vorratsbehälter 60 zugeführt wird. Infolgedessen wird das Verformen der Dichtungselemente 68a, 69a unterdrückt.
Das Verfahren zur Begrenzung der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 wird nicht auf das Verfahren zum Umschalten des Steuerkennfeldes beschränkt. Z. B. kann die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 basierend auf dem Druckwert, der durch den Hauptzylinder-Flüssigkeitsdrucksensor 24 erfasst wird, gesteuert werden. Allerdings kann die Sicherheit, dass die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 abfällt, bevor in der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 wirklich ein Unterdruck herrscht, dadurch erhöht werden, dass die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 durch Umschalten des Steuerkennfeldes begrenzt wird.
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerverarbeitung zeigt, die beim Loslassen des Bremspedals 11 durch das Motorsteuerteil 110 ausgeführt wird.
Zuerst beurteilt das Motorsteuerteil 110, ob das Flag der erfüllten Betriebsbedingungen für die Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung gesetzt ist (Schritt S11). Wenn das Flag der erfüllten Betriebsbedingungen gesetzt ist (S11/Ja), stellt das Motorsteuerteil 110 den Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert auf einen zuvor definierten ersten Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert ein (Schritt S13). Der erste Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert, der ein Schwellenwert der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, der zur Beurteilung des Endes der in Betrieb stehenden Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung verwendet wird, wird auf einen Wert eingestellt, der z. B. größer als oder gleich 0,25 m/Sek. und kleiner als 0,30 m/Sek. ist.
Wenn hingegen das Flag der erfüllten Betriebsbedingungen nicht gesetzt ist (S11/Nein), stellt das Motorsteuerteil 110 den Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert auf einen zuvor definierten zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert ein (Schritt S15). Der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert, der ein Schwellenwert der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, der zur Beurteilung des Beginns der Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung verwendet wird, wird auf einen Wert eingestellt, der z. B. größer als oder gleich 0,20 m/Sek. und kleiner als 0,25 m/Sek. ist. Das heißt, dass die Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung in der vorliegenden Ausführungsform derart konstruiert ist, dass sie von einem Zustand beginnt, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert ist, und endet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den ersten Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert erreicht, der größer als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert ist.
Anschließend beurteilt das Motorsteuerteil 110, ob der Hauptzylinderdruck kleiner als oder gleich einem zuvor definierten Druckschwellenwert ist (Schritt S17). Dieser Druckschwellenwert ist ein Schwellenwert zur Beurteilung, ob ein Druckzustand vorliegt, in dem der Hauptzylinderdruck ein Unterdruck werden kann. Der Druckschwellenwert, der abhängig von der Konstruktion des Hauptzylinders 14 oder der Bremsanlage 1 für ein Fahrzeug auf einen geeigneten Wert eingestellt wird, wird z. B. auf 2,0 MPa eingestellt.
Wenn der Hauptzylinderdruck kleiner als oder gleich dem Druckschwellenwert ist (S17/Ja), setzt das Motorsteuerteil 110 ein Flag, das anzeigt, dass ein Druckzustand vorliegt, in dem der Hauptzylinderdruck ein Unterdruck werden kann (Schritt S19). Wenn hingegen der Hauptzylinderdruck weder kleiner als noch gleich dem Druckschwellenwert ist (S17/Nein), setzt das Motorsteuerteil 110 ein Flag zurück, das anzeigt, dass ein Druckzustand vorliegt, in dem der Hauptzylinderdruck ein Unterdruck werden kann (Schritt S21).
Anschließend an Schritt S13, Schritt S19 oder Schritt S21 beurteilt das Motorsteuerteil 110, ob die Betriebsbedingungen für die Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung erfüllt sind (Schritt S23). Die Betriebsbedingungen für die Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung enthalten zumindest, dass die Druckhaltesteuerung durch die Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 ausgeführt ist (erste Bedingung), dass die automatischen Bremssteuerungen wie ein ABS (Antilock Brake System), eine ESC o. Ä. außer Betrieb sind (zweite Bedingung), dass ein Druckzustand vorliegt, in dem der Hauptzylinderdruck ein Unterdruck werden kann (dritte Bedingung), und dass die Loslassgeschwindigkeit des Bremspedals 11 größer als oder gleich einem vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist (vierte Bedingung).
Die erste Bedingung ist in den Betriebsbedingungen enthalten, weil der Hauptzylinderdruck ein Unterdruck wird, wenn die Druckhaltesteuerung ausgeführt ist. Es kann basierend auf den von der Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 gesendeten Nachrichten beurteilt werden, ob die Druckhaltesteuerung ausgeführt ist.
Die zweite Bedingung ist in den Betriebsbedingungen enthalten, weil es möglich ist, dass die Kreissteuerventile 36a, 36b geöffnet werden und die Bremsflüssigkeit vom Hauptzylinder 14 der Hydraulikeinheit 20 zugeführt wird, wenn die automatischen Bremssteuerungen in Betrieb sind. Es kann basierend auf den von der Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 gesendeten Nachrichten beurteilt werden, ob die automatischen Bremssteuerungen in Betrieb sind.
Die dritte Bedingung ist in den Betriebsbedingungen enthalten, weil es nicht erforderlich ist, die Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung auszuführen, wenn der Hauptzylinderdruck nicht ein Unterdruck wird. Das Vorhandensein der Möglichkeit, dass der Hauptzylinder ein Unterdruck wird, kann abhängig davon beurteilt werden, ob ein Flag gesetzt ist. Wie oben erwähnt, wird dieses Flag in der vorliegenden Ausführungsform gesetzt, wenn der Hauptzylinderdruck kleiner als oder gleich 2,0 MPa ist.
Die vierte Bedingung ist in den Betriebsbedingungen enthalten, weil der Hauptzylinderdruck ein Unterdruck wird, wenn die Loslassgeschwindigkeit des Bremspedals 11 größer als oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit ist und sich das Zuführen der Bremsflüssigkeit vom Vorratsbehälter 60 verzögert. Es kann basierend auf den Sensorsignalen des Hubsensors 80 beurteilt werden, ob die Loslassgeschwindigkeit des Bremspedals 11 größer als oder gleich einem vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist. Der Geschwindigkeitsschwellenwert, der abhängig von der Konstruktion des Hauptzylinders 14 oder der Bremsanlage 1 für ein Fahrzeug geeignet vorgegeben wird, kann z. B. als 5 mm/Sek. bestimmt werden.
Daneben kann zumindest eine der folgenden Bedingungen enthalten sein: die Hubmenge der Schubstange 13 liegt innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (fünfte Bedingung); die Fahrzeuggeschwindigkeit ist kleiner als oder gleich einem vorgegebenen Schwellenwert (sechste Bedingung); und kein Fahrwunsch des Fahrers besteht (siebte Bedingung).
Bevorzugt wird die fünfte Bedingung in den Betriebsbedingungen enthalten, weil der Hauptzylinderdruck aufgrund der Beziehung zwischen der Hubmenge der Schubstange 13 und dem Druckzustand im Hauptzylinder ein Unterdruck wird. Es kann basierend auf den Sensorsignalen des Hubsensors 80 beurteilt werden, ob die Hubmenge der Schubstange 13 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Der Bereich der Hubmenge wird abhängig von der Konstruktion des Hauptzylinders 14 oder der Bremsanlage 1 für ein Fahrzeug geeignet vorgegeben.
Bevorzugt wird die sechste Bedingung in den Betriebsbedingungen enthalten, weil, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit ist, der Insasse erzeugte Geräusche und Schwingungen nur schwer empfinden kann, auch wenn der Hauptzylinderdruck ein Unterdruck wird und eine große Menge Bremsflüssigkeit von der Seite des Vorratsbehälters 60 in die Primärkammer 47 und die Sekundärkammer 48 einfließt. Es kann basierend auf den Sensorsignalen des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 101 beurteilt werden, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit ist.
Die siebte Bedingung ist in den Betriebsbedingungen enthalten, weil, wenn ein Fahrwunsch des Fahrers besteht, die Druckhaltesteuerung durch die Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 abgebrochen wird, die Kreissteuerventile 36a, 36b geöffnet werden, die Bremsflüssigkeit von der Seite der Hydraulikeinheit 20 zum Hauptzylinder 14 zurückfließt und es nicht mehr erforderlich ist, die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 zu begrenzen. Der Fahrwunsch des Fahrers kann z. B. dadurch beurteilt werden, dass Informationen, die das Treten des Gaspedals anzeigen, erworben werden.
Des Weiteren können die Betriebsbedingungen für die Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung umfassen, dass alle der im Fahrzeug installierten Geräte oder Systeme, die mit dem Betrieb der Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung zusammenhängen, normal betrieben sind, um eine Beurteilung zu ermöglichen, die voraussetzt, dass die Systeme normal betrieben sind.
Wenn in Schritt S23 die Betriebsbedingungen für die Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung nicht erfüllt sind (S23/Nein), versetzt das Motorsteuerteil 110 ein Flag, das das Erfüllen der Betriebsbedingungen für die Drehgeschwindigkeit-Steuerverarbeitung anzeigt, in den zurückgesetzten Zustand und führt keine Drehgeschwindigkeit-Steuerverarbeitung aus (Schritt S27). Das heißt, dass die Ausführung der Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung abgebrochen wird, wenn die Ausführung der Druckhaltesteuerung durch die Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 abgebrochen wird, die Hubmenge der Schubstange 13 von einem vorbestimmten Bereich abweicht, die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, ein Fahrwunsch des Fahrers besteht, oder das Bremspedal 11 wieder getreten wird.
Wenn hingegen die Betriebsbedingungen für die Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung erfüllt sind (S23/Ja), setzt das Motorsteuerteil 110 ein Flag, das das Erfüllen der Betriebsbedingungen für die Drehgeschwindigkeit-Steuerverarbeitung anzeigt, und begrenzt die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 (Schritt S25). Das Motorsteuerteil 110 der vorliegenden Ausführungsform begrenzt die Drehgeschwindigkeit dadurch, dass das Steuerkennfeld der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 umgeschaltet wird (vgl. 5). Dadurch wird die Geschwindigkeit begrenzt, mit der der Primärkolben 43 und der Sekundärkolben 44 rückwärts verschoben werden, und es wird unterdrückt, dass in der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 ein Unterdruck herrscht. Infolgedessen wird das Verformen der Dichtungselemente 68a, 69a unterdrückt, sodass Schwingungen und Geräusche, die dadurch erzeugt werden, dass die Bremsflüssigkeit in großer Menge von der Seite des Vorratsbehälters 60 zugeführt wird, verhindert werden können.
7 ist ein Timing-Diagramm, das ein konkretes Beispiel des Hauptzylinderdrucks beim Ausführen der Druckhaltesteuerung zeigt, der sich abhängig davon ändert, ob die Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung ausgeführt wird. In 7 sind die Drehgeschwindigkeit rad_MT_cur des Elektromotors 21, die Hubmenge st_PR_cur der Schubstange 13 und der Hauptzylinderdruck pMC_cur in einem Fall, in dem die Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung nicht ausgeführt wird, durch eine durchgezogene Linie gezeigt, und die Drehgeschwindigkeit rad_MT_rev des Elektromotors 21, die Hubmenge st_PR_rev der Schubstange 13 und der Hauptzylinderdruck pMC_rev in einem Fall, in dem die Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung ausgeführt wird, sind durch eine Strichlinie gezeigt.
In einem Fall, in dem die Drehgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung nicht ausgeführt wird, wenn die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 gesteuert wird, ohne dass sie entsprechend der Verminderung der Hubmenge st_PR_cur der Schubstange 13 (dem Rückwärtsschieben der Schubstange 13) begrenzt wird, unterschreitet der Hauptzylinderdruck pMC_cur null (pMC = 0) und wird ein Unterdruck. In diesem Fall fließt die Bremsflüssigkeit in großer Menge vom Vorratsbehälter 60 in den Hauptzylinder 14 durch das Verformen der Dichtungselemente 68a, 69a ein und Geräusche und Schwingungen werden durch den Anprall in der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 erzeugt (durch die Strichzweipunktlinie umschlossener Zeitraum in der Figur).
Hingegen wird in einem Fall, in dem die Drehgeschwindigkeit-Steuerverarbeitung ausgeführt wird, zur Zeit Ti1, zu der die Betriebsbedingungen erfüllt werden, das Steuerkennfeld der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 umgeschaltet und die Drehgeschwindigkeit rad_MT_rev des Elektromotors 21 wird auf einen Sollwert festgelegt. Dadurch wird die Hubmenge st_PR_rev der Schubstange 13 nachher allmählich und gleichmäßig vermindert, sodass unterdrückt wird, dass der Hauptzylinderdruck pMC_rev ein Unterdruck wird. Folglich wird unterdrückt, dass die Bremsflüssigkeit in großer Menge vom Vorratsbehälter 60 in den Hauptzylinder 14 einfließt. Danach wird zur Zeit Ti2, zu der die Hubmenge st_PR_rev der Schubstange 13 einen vorbestimmten Bereich unterschreitet, das Steuerkennfeld der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 wieder zurückgesetzt.
Wie im Vorstehenden erläutert, begrenzt die Motorsteuereinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21, wenn beim Erfüllen der Ausführungsbedingungen für die Druckhaltesteuerung durch die Flüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung 90 abgeschätzt wird, dass das Bremspedal 11 losgelassen wird und der Hauptzylinderdruck ein Unterdruck wird. Deshalb wird unterdrückt, dass der Druck in der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 ein Unterdruck wird, sodass das Einfließen einer großen Menge Bremsflüssigkeit vom Vorratsbehälter 60, das durch das Verformen der Dichtungselemente 68a, 69a verursacht wird, unterdrückt werden kann. Folglich können Geräusche und Schwingungen, die durch das oben genannte Einfließen der Bremsflüssigkeit erzeugt werden, unterdrückt werden.
Ferner legt die Motorsteuereinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bei der Begrenzung der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 die Drehgeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Sollwert fest. Deshalb wird die Steuerung vereinfacht und die Schubstange 13, der Primärkolben 43 und der Sekundärkolben 44 werden mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit rückwärts verschoben, sodass der Druck in der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 stabilisiert werden kann.
Ferner begrenzt die Motorsteuereinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 21 nur, wenn die Betriebsbedingungen, unter denen in der Primärkammer 47 und der Sekundärkammer 48 ein Unterdruck herrschen kann, erfüllt werden, und bricht die Begrenzung der Drehgeschwindigkeit ab, wenn irgendeine der Betriebsbedingungen nicht erfüllt wird. Deshalb kann unterdrückt werden, dass die Fahrt des Fahrzeugs oder die Bremssteuerung behindert wird.
Im Vorstehenden wurde die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich erläutert. Jedoch wird die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Es ist offensichtlich, dass verschiedene Arten von Varianten oder Modifikationen im Rahmen des technischen Gedankens gemäß den Patentansprüchen für den Fachmann mit allgemeinem Fachwissen auf dem technischen Gebiet der vorliegenden Erfindung naheliegend sind. Diese Varianten oder Modifikationen werden auch selbstverständlich so angesehen, dass sie zum technischen Bereich der vorliegenden Erfindung gehören.
Bezugszeichenliste

10: elektrischer Verstärker,
11: Bremspedal,
13: Schubstange,
14: Hauptzylinder,
20: Bremshydraulikeinheit,
21: Elektromotor,
43: Primärkolben,
44: Sekundärkolben,
47: Primärkammer,
48: Sekundärkammer,
60: Vorratsbehälter,
68a, 69a: Dichtungselemente,
100: Motorsteuereinrichtung,
110: Motorsteuerteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016193645 A [0003]

Claims

Steuereinrichtung (100) für einen elektrischen Verstärker (10) zum Verstärken der Bremsbetätigungseingabe unter Verwendung des Ausgabedrehmoments eines Elektromotors (21), gekennzeichnet durch ein Motorsteuerteil (110) zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors (21), wobei das Motorsteuerteil (110) die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors (21) begrenzt, wenn beim Erfüllen der Ausführungsbedingungen für eine Druckhaltesteuerung, durch die der Radzylinderdruck dadurch gehalten wird, dass der Flüssigkeitskanal zwischen einem Hauptzylinder (14) und einer Bremshydraulikeinheit (20) verschlossen wird, abgeschätzt wird, dass ein Bremspedal (11) losgelassen wird und ein Hauptzylinderdruck ein Unterdruck wird.
Steuereinrichtung für einen elektrischen Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuerteil (110) die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors (21) begrenzt, wenn die Ausführungsbedingungen für die Druckhaltesteuerung erfüllt sind, der Hauptzylinderdruck kleiner als oder gleich einem vorbestimmten Druckschwellenwert ist, die Hubmenge einer Schubstange (13) des elektrischen Verstärkers (10) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, eine Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als oder gleich einem vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert ist, und das Bremspedal (11) mit einer Geschwindigkeit, die höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, losgelassen wird.
Steuereinrichtung für einen elektrischen Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuerteil (110) den Elektromotor (21) mit einer Drehgeschwindigkeit steuert, die abhängig von der Hubmenge der Schubstange (13) des elektrischen Verstärkers (10) vorgegeben wurde, und bei der Begrenzung der Drehgeschwindigkeit die Drehgeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Sollwert festlegt.
Steuereinrichtung für einen elektrischen Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuerteil (110) die Begrenzung der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors (21) abbricht, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt wird: die Ausführung der Druckhaltesteuerung wird abgebrochen; die Hubmenge der Schubstange (13) des elektrischen Verstärkers (10) weicht vom vorbestimmten Bereich ab; die Fahrzeuggeschwindigkeit überschreitet den vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert; es wird beurteilt, dass ein Fahrwunsch des Fahrers eines Fahrzeugs vorliegt, in dem der elektrische Verstärker (10) installiert ist; und das Bremspedal (11) wird getreten.