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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bremsregelungssystem
für ein
elektrisch betriebenes Fahrzeug, um einen regenerierenden Bremsbetrieb
und einen hydraulischen Bremsbetrieb durchzuführen, und insbesondere auf
ein Bremsregelungssystem, das dazu angepasst ist, ein regenerierendes Bremsmoment
zu reduzieren und eine hydraulische Bremskraft zuzufügen, um
den Mangel an regenerierendem Bremsmoment zu kompensieren, wenn
die Spannung einer Batterie eine vorbestimmte obere Grenze überschreitet,
um dadurch die Batterie zu schützen.
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In
einem elektrisch betriebenen Fahrzeug, das mit einem Elektromotor
als Kraftquelle versehen ist, dient der Elektromotor auch als Generator
zum Durchführen
des regenerierenden Bremsbetriebs, um Energie durch Aufladen einer
Batterie wiederzugewinnen, und um die Energie zum Antreiben des Motors
zu verwenden. Da die Bremskraft, die auf die Fahrzeugräder mittels
dem regenerierenden Bremsbetrieb aufgebracht wird, begrenzt ist,
muss sie durch einen hydraulischen Bremsbetrieb kompensiert werden.
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Deshalb
werden sowohl der regenerierende Bremsbetrieb als auch der hydraulische
Bremsbetrieb durchgeführt,
wie in der japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung
JP 05-161210 AA offenbart
ist. Gemäß dem herkömmlichen
Bremsregelungssystem für
das elektrisch betriebene Fahrzeug, wie es in der Veröffentlichung
JP 05-1612101 AA offenbart
ist, wird das regenerierende Bremsmoment reduziert, um die Batterie
zu schützen,
wenn die Spannung der Batterie ansteigt, um einen vorbestimmten
Grenzwertpegel zu überschreiten,
wodurch die Bremskraft durch den regenerierenden Bremsbetrieb reduziert
wird. Wenn die Regelung zur Reduzierung des regenerierenden Bremsmoments
jedoch initiiert wird, wenn das regenerierende Bremsmoment schnell
reduziert wird, wird die Kompensation durch den hydraulischen Bremsbetrieb
verzögert,
so dass eine Verlangsamung des Fahrzeugs temporär reduziert werden kann. Als
ein Ergebnis wird das Gefühl eines
Fahrzeugführers
bei seiner Bremsbetätigung verändert werden.
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Ferner
wird das regenerierende Bremsmoment temporär reduziert, gemäß dem herkömmlichen
Bremsregelungssystem, wie es in der japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung
JP 05-161210 AA offenbart
ist, so dass es dann, wenn die Spannung der Batterie abnimmt, um
den regenerierenden Bremsbetrieb zu ermöglichen, wieder begonnen wird.
In diesem Fall verbleibt die Bremskraft so wie die hydraulische
Bremskraft, die den Mangel der Bremskraft kompensiert, wenn das
regenerierende Bremsmoment reduziert wurde. Deshalb wird die Verlangsamung
des Fahrzeugs durch Wiederbeginnen mit dem regenerierenden Bremsbetrieb
zunehmen. Mit anderen Worten, es wird eine zusätzliche Bremskraft entgegen
der Absicht des Fahrzeugführers
aufgebracht. Als ein Ergebnis wird das Gefühl des Fahrzeugführers bei
seinem Bremsvorgang verschlechtert.
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Ferner
zeigt die
DE 44 35
953 A1 ein elektrisch betriebenes Fahrzeug mit einem gattungsgemäßen Bremsregelsystem,
in dem ein Gesamtbremsmoment aus einem hydraulischen Bremsmoment
und einem elektrischen Bremsmoment erhalten wird. Dabei wird das
hydraulische Bremsmoment so eingestellt, dass im Falle einer Antiblockierregelung die
Regelung des Gesamtbremsmoments auf Basis des elektrischen Bremsmoments
in einem regenerativen Bereich durchgeführt wird. Es wird also verhindert,
dass für
die Antiblockierregelung Bremsenergie aus der Batterie aufgebracht
werden muss. Ferner ist beschrieben, dass bei hoher Batterieladung
diese Regelung im regenerativen Bereich weniger relevant ist, um
eine Überladung
der Batterie zu vermeiden. Insbesondere soll in diesem Fall regeneratives
Bremsen verhindert werden.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bremsregelsystem
zu schaffen, bei dem ein Bremsgefühl verbessert ist.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Bremsregelsystem gelöst, dass die Merkmale des Patentanspruchs
1 aufweist.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den abhängigen
Patentansprüchen
definiert.
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Insbesondere
ist das erfindungsgemäße Bremsregelungssystem
für ein
elektrisch betriebenes Fahrzeug in der Lage, eine schnelle Kompensation durch
eine hydraulische Bremsenregelung zu ermöglichen, wenn eine Regelung
zur Reduzierung eines regenerierenden Bremsmoments initiiert wird,
um ein geeignetes Bremsgefühl
zu gewährleisten.
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Ferner
ist das erfindungsgemäße Bremsregelungssystem
für ein
elektrisch betriebenes Fahrzeug angepasst, einen gleichmäßigen Bremsbetrieb zu
ermöglichen,
bis das Fahrzeug stoppt, sogar wenn die Spannung einer Batterie
eine vorbestimmte obere Grenze überschreitet,
um ein geeignetes Bremsgefühl
zu gewährleisten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Bremsregelungssystem zur Regelung einer Bremskraft
vorgesehen, die auf ein Rad eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs
aufgebracht wird. Das Bremsregelungssystem enthält einen Elektromotor, der
in Wirkverbindung mit einem Rad zur Drehung des Rades verbunden
ist. Eine Batterie ist auf dem Fahrzeug montiert und elektrisch
mit dem Elektromotor verbunden, um den Elektromotor anzutreiben.
Eine Motorregelvorrichtung zur Regelung des Elektromotors ist vorgesehen,
um eine Drehkraft an dem Rad aufzubringen und um ein regenerierendes
Bremsmoment auf das Rad aufzubringen. Ein Radbremszylinder ist vorgesehen,
der auf das Rad wirkend montiert ist, um eine hydraulische Bremskraft
auf das Rad aufzubringen. Eine Druckregelvorrichtung ist zur Lieferung
von unter Druck stehendem Bremsfluid an den Radbremszylinder in
Reaktion auf den Betrieb eines manuell betätigten Bremselements, um eine
hydraulische Bremskraft auf das Rad aufzubringen und um den Druck
in dem Radbremszylinder zu regeln, vorgesehen. Eine Spannungserfassungseinrichtung
ist zur Erfassung einer Spannung der Batterie vorgesehen. Eine Reduziereinrichtung
ist zur Reduzierung des regenerierenden Bremsmoments vorgesehen, wenn
die Spannung der Batterie, die durch die Erfassungseinrichtung erfasst
wurde, eine vorbestimmte obere Grenze überschreitet.
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Bei
dem Bremsregelungssystem, wie es vorstehend beschrieben wurde, kann
die Kompensationseinrichtung dazu angepasst sein, die Druckregelvorrichtung
zu betätigen,
um das unter Druck stehende Bremsfluid an den Radbremszylinder zu
liefern, wenn eine Rate zur Reduzierung des regenerierenden Bremsmoments
durch die Reduziervorrichtung eine vorbestimmte Rate überschreitet.
Oder die Kompensationseinrichtung kann dazu angepasst sein, die
Druckregelvorrichtung zu betätigen,
um das unter Druck stehende Bremsfluid an den Radbremszylinder zu
liefern, wenn ein Betrag des regenerierenden Bremsmoments, das durch
die Reduziervorrichtung reduziert wurde, einen vorbestimmten Betrag überschreitet.
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Das
Bremsregelungssystem weist ferner eine Haltevorrichtung zum Halten
der Reduziervorrichtung in einem Zustand zur Reduzierung des regenerierenden
Bremsmoments auf, wenn der Betrag, der durch die Reduziervorrichtung
in einer vorbestimmten Zeitdauer reduziert wird, sich im Übergang von
einer Zunahme zu einer Abnahme befindet, wobei die Druckregelvorrichtung
die hydraulische Bremskraft nach dem Übergang von der Zunahme zur
Abnahme des Reduzierbetrags auf das Rad weiter aufbringt, bis das
Fahrzeug stoppt.
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Die
Druckregelvorrichtung weist vorzugsweise einen statischen Druckgenerator
zur Komprimierung des Bremsfluids, das in einem Speicher gespeichert
war, in Reaktion auf den Betrieb des manuell betätigten Bremselements, um einen
statischen hydraulischen Druck zu erzeugen, eine Hilfskraftquelle zur
Komprimierung des Bremsfluids, das in dem Speicher gespeichert ist,
unabhängig
von dem Betrieb des manuell betriebenen Bremselements, um einen
Lastendruck zu erzeugen, und einen dynamischen Druckgenerator zur
Regulierung des Arbeitsdrucks in Reaktion auf die Betätigung des
manuell betriebenen Bremselements, um einen dynamischen hydraulischen
Druck zu erzeugen.
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Die
oben genannten Aspekte und die nachfolgende Beschreibung werden
unter Bezugnahme auf die zugehörigen
Zeichnungen leicht verständlich, wobei
gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen:
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1 ist
ein Blockschaltbild, das ein Bremsregelungssystem für ein elektrisch
betriebenes Fahrzeug gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 ist
ein Flußdiagramm,
das einen Bremsregelungsbetrieb gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist
eine Flußdiagramm,
das einen regenerierenden Bremsregelungsbetrieb gemäß dem obigen
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist
ein Flußdiagramm,
das eine Regelung zur Reduzierung des regenerierenden Bremsmoments
gemäß dem obigen
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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5 ist
ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen
einem Hauptzylinderdruck und einem Radzylinderdruck im Bezug zu
ersten und zweiten Sicherheitsventilen, einem Proportionalventil
und einem Magnetventil in einer Grenzdruckumschaltvorrichtung gemäß dem obigen
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist
ein Diagramm, das den regenerierenden Bremsregelungsbetrieb gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist
ein Flußdiagramm,
das eine Regelung zur Reduzierung des regenerierenden Bremsmoments
gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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8 ist
ein Diagramm, das den regenerierenden Bremsregelungsbetrieb gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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9 ist
ein Diagramm, das Veränderungen der
Spannung einer Batterie, des regenerierenden Bremsmoments, des Hauptzylinderdrucks
und des Radzylinderdrucks gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist schematisch ein Bremsregelungssystem
für ein
elektrisch betriebenes Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dargestellt, das ein Bremsregelungssystem
enthält,
das einen Elektromotor 11 hat, zur Durchführung des
regenerierenden Bremsbetriebs und ein hydraulisches Druckregelgerät, zum Durchführen eines
hydraulischen Bremsbetriebs. Das hydraulische Druckregelgerät hat einen
Hauptzylinder 2, der als statischer Druckgenerator dient,
einen Regler 3, der als ein dynamischer Druckgenerator
dient, von denen beide in Reaktion auf das Betätigen eines Bremspedals 5 betrieben
werden. Unter Bezugnahme auf 1 sind Radbremszylinder 51, 52, 53, 54 wirksam
auf den Rädern (FR),
(FL), (RR), (RL) montiert, um jeweils eine Bremskraft daran aufzubringen.
Das Rad (FR) bezeichnet ein Rad an der vorderen rechten Seite, gesehen
von der Position eines Fahrersitzes, das Rad (FL) bezeichnet ein
Rad an der vorderen linken Seite, das Rad (RR) bezeichnet ein Rad
an der hinteren rechten Seite und das Rad (RL) bezeichnet ein Rad an
der hinteren linken Seite. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wurde ein Zweikreissystem für
vorne und hinten verwendet, um den Kreislauf in einen vorderen Druckkreis
und einen hinteren Druckkreis aufzuteilen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wurde ein frontgetriebenes System verwendet, so dass die Vorderräder (FR),
(FL) angetrieben werden, und die Hinterräder (RR), (RL) nicht angetrieben
werden. Die Vorderräder
(FR), (FL) sind durch ein Getriebe
12 mit dem Elektromotor
11 verbunden.
Der Elektromotor
11 wird durch eine elektronische Regeleinheit
10 geregelt,
die einen Mikrocomputer
10a zur Regelung des Elektromotors
11 enthält, der
als eine Motorregeleinheit dient, und durch einen Mikrocomputer
10b zur
Regelung des hydraulischen Bremsdrucks, der als eine hydraulische
Regeleinheit dient. Die grundlegende Konstruktion eines jeden Mikrocomputers
ist ähnlich
zu der einen, die in der früheren
Veröffentlichung
wie der japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung
JP 07-336806 AA offenbart
ist, so dass eine weitere Erläuterung
diesbezüglich
weggelassen wird. Der Elektromotor
11, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
verwendet wird, ist ein Induktionsmotor, der einen Rotor mit Permanentmagneten zur
Schaffung magnetischer Pole hat, und einen Statur mit Drei-Phasen Drähten, an
die Wechselstrom herangeführt
wird, um ein magnetisches Feld zur Drehung des Rotors zu erzeugen.
Deshalb ist ein Antriebskreis (nicht gezeigt), der durch den Mikrocomputer
geregelt wird, mit einer Vielzahl an Invertern (nicht gezeigt) versehen.
Wenn der Rotor des Elektromotors
11 in Abhängigkeit
von der Drehung der Räder
(FR), (FL) gedreht wird, kann der Elektromotor
11 durch Erzeugen
eines magnetischen Feldes zur Verhinderung der Rotordrehung gebremst
werden. Die elektrische Kraft, die in dem Stator erzeugt wird, wird
wiedergewonnen, um eine Batterie
13 zu laden, wodurch die
Räder gebremst
werden, d. h., um den regenerierenden Bremsbetrieb durchzuführen.
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Unter
Bezugnahme auf 1 hat der Hauptzylinder 2 eine
Kammer, die mit einem Niederdruckspeicher 4 zur Speicherung
von Bremsflüssigkeit
darin verbunden ist. In einem Hauptdurchlass 8, der die Druckkammer
des Hauptzylinders 2 mit den Vorderradbremszylindern 51, 52 verbindet,
ist eine Grenzdruckumschaltvorrichtung 20 angeordnet, um
den hydraulischen Bremsbetrieb zu dem regenerierenden Bremsbetrieb
hinzuzufügen
und den ersteren gegen den letzten zu tauschen. In einem Hauptdurchlass 9,
der die eine andere der Druckkammern des Hauptzylinders 2 mit
den hinteren Radbremszylindern 53, 54 verbindet
steht, ist eine Grenzdruckumschaltvorrichtung 30 angeordnet,
die sich etwas von der Grenzdruckumschaltvorrichtung 20 unterscheidet,
wie später
beschrieben wird. Der Regler 3 ist mit einer Hilfskraftquelle 40 verbunden,
und beide davon werden mit dem Niederdruckspeicher 4 verbunden,
der mit dem Hauptbremszylinder 2 verbunden ist. Die Hilfskraftquelle 40 enthält eine
Hydraulikpumpe 41 und einen Akkumulator 44. Die
Hydraulikpumpe 41 wird durch einen Elektromotor 42 betrieben,
um das Bremsfluid in dem Speicher 4 unter Druck zu setzen
und um es durch ein Absperrventil 43 in den Akkumulator 44 auszustoßen. Der
Elektromotor 42 wird aktiviert, wenn der Druck in dem Akkumulator 44 niedriger
als eine vorbestimmte untere Grenze ist, und er wird gestoppt, wenn
der Druck in dem Akkumulator 44 eine vorbestimmte obere
Grenze überschreitet.
Demgemäß wird der
Arbeitsdruck von dem Akkumulator 44 in den Regler 3 geliefert, der
den Arbeitsdruck in Reaktion auf einen Steuerdruck des Hauptzylinderdruckausgangs
von dem Hauptzylinder (2) regelt, um einen geregelten Druck im
Verhältnis
zum Hauptzylinderdruck zu erzeugen, um im wesentlichen derselbe
Druck wie der Hauptzylinderdruck zu sein, ähnlich wie ein bekannter Regler. Ein
Teil des geregelten Drucks ist zum Unterstützen oder Verstärken des
Betriebs des Hauptzylinders 2 vorgesehen.
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In
der Grenzdruckumschaltvorrichtung 20 sind ein erstes Sicherheitsventil 21,
ein Magnetventil 22, ein Proportionalventil 23 und
ein zweites Sicherheitsventil 26 parallel zueinander angeordnet.
Ferner ist ein Magnetventil 27 seriell an dem zweiten Sicherheitsventil 26 angeordnet.
Das erste Sicherheitsventil 21 ist dazu angepasst, in einer
solchen Art und Weise zu funktionieren, dass es den Hauptdurchlass 8 geschlossen
hält, bis
der hydraulische Druck, der durch den Hauptzylinder 2 erzeugt
wird, d. h. der Hauptzylinderdruck, einen vorbestimmten Druck (Pc)
erreicht, und das betätigt
wird, um den Hauptdurchlass 8 zu öffnen, wenn der Hauptzylinderdruck
den vorbestimmten Druck (Pc) überschreitet.
Das zweite Sicherheitsventil 26 ist dazu angepasst, in
einer solchen Art und Weise zu funktionieren, dass es gehalten wird,
um den Hauptdurchlass 8 zu schließen, bis der Hauptzylinderdruck
einen vorbestimmten Druck (Pb) erreicht, der niedriger als der vorbestimmte Druck
(Pc) ist, und das betätigt
wird, um den Hauptdurchlass 8 zu öffnen, wenn der Hauptzylinderdruck den
vorbestimmten Druck (Pb) überschreitet.
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Das
Magnetventil 22 wird durch die elektronische Regeleinheit 10 angesteuert,
um in Reaktion auf eine maximale regenerierende Bremskraft geöffnet oder geschlossen
zu werden. Ferner wird das Magnetventil 27 durch die elektronische
Regeleinheit 10 angesteuert, um in Reaktion auf die maximale
regenerierende Bremskraft geöffnet
oder geschlossen zu werden, genauer gesagt in Reaktion auf eine
maximale Fahrzeuggeschwindigkeit oder auf ein maximales regenerierendes
Bremsmoment. Das Proportionalventil 23 hat eine solche
Charakteristik, dass der Hauptzylinderdruck in Reaktion auf das
Betätigen des
Bremspedals 5 zunimmt, um ihn an die Radbremszylinder 51, 52 zu
liefern. Das Proportionalventil 23 hat im wesentlichen
denselben Aufbau wie jener eines herkömmlichen Proportionalventils
zur Verwendung in einer Bremskraftverteilungsregelung für vorne
und hinten, aber es hat einen Haltepunkt in seiner Eingangs-Ausgangscharakteristik,
um auf einem niedrigeren Druck festgesetzt zu sein, als das herkömmliche
Proportionalventil, was nachfolgend detailliert beschrieben wird.
Ein Paar Drucksensoren 24, 25 sind jeweils mit
der stromaufwärtigen
Leitung und der stromabwärtigen
Leitung des ersten Sicherheitsventils 21 und des Magnetventils 22 verbunden.
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Die
Grenzdruckumschaltvorrichtung 30, die für den hinteren Druckkreislauf
vorgesehen ist, enthält
ein Sicherheitsventil 31, ein Magnetventil 32 und ein
Proportionalventil 33, die parallel zueinander angeordnet
sind. Sie enthält
keine dem zweiten Sicherheitsventil 26 und dem Magnetventil 27 entsprechende
Ventile, aber sie kann diese enthalten. Das Sicherheitsventil 31 funktioniert
in einer solchen Art und Weise, dass es gehalten wird, um den Hauptdurchlass 9 zu
schließen,
bis der Hauptzylinderdruck einen vorbestimmten Druck (Pc) erreicht,
und das betätigt wird,
um den Hauptdurchlass 9 zu öffnen, wenn der Hauptzylinderdruck
den vorbestimmten Druck (PC) überschreitet.
Das Magnetventil 32 wird im Wesentlichen auf dieselbe Art
und Weise wie das Magnetventil 22 angesteuert, um in Reaktion
auf das regenerierende Bremsmoment geöffnet oder geschlossen zu werden,
und das Proportionalventil 33 funktioniert im wesentlichen
auf dieselbe Art und Weise wie das Proportionalventil 23.
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Das
erste Sicherheitsventil 21, das Magnetventil 22 und
das Proportionalventil 23 haben in der Grenzdruckumschaltvorrichtung 20 solche
Charakteristika, wie sie in 5 gezeigt
sind. Das Proportionalventil 23 hat eine solche Charakteristik,
dass der Hauptzylinderdruck in Reaktion auf das Betätigen des
Bremspedals 5 zunimmt, wenn der Bremsbetrieb begonnen wird,
so dass der hydraulische Druck in dem Radzylinder, d. h. der Radzylinderdruck,
proportional zur Zunahme des Hauptzylinderdrucks zunimmt. Wenn der
Hauptzylinderdruck einen vorbestimmten Druck "Pa" erreicht,
wird der Radzylinderdruck gehalten, um im Wesentlichen konstant
zu bleiben, und danach wird er in Reaktion auf die Zunahme des Hubs
des Bremspedals 5 um einen kleinen Betrag erhöht. Der vorbestimmte Druck "Pa" wird so niedrig
eingestellt, wie ein Wert, der es ermöglicht, dass das Bremsfluid
in die Radbremszylinder gefüllt wird,
um einen Bremsklotz (nicht gezeigt) an eine Bremsscheibe (nicht
gezeigt) anzulegen. Somit hat das Proportionalventil 23 verschiedene
Funktionen wie eine Funktion zum Füllen des Bremsfluids in das Bremssystem
beim Start des Bremsbetriebs, eine Funktion zur Blockierung des
Drucks bis das Sicherheitsventil 21 arbeitet und eine Funktion
zum Zurückleiten
des Bremsfluids von dem Radbremszylinder 51 etc. an den
Hauptzylinder 2.
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Das
erste Sicherheitsventil 21 arbeitet in einer solchen Art
und Weise, dass es geschlossen ist, bis der Hauptzylinderdruck einen
vorbestimmten Druck (Pc) erreicht, wie durch eine zweipunktierte – gestrichelte
Linie in 5 gezeigt ist, und dass es geöffnet wird,
wenn der Hauptzylinderdruck den vorbestimmten Druck (Pc) überschreitet,
und danach der Radzylinderdruck proportional zu dem Anstieg des
Hauptzylinderdrucks zunimmt. Das zweite Sicherheitsventil 26 arbeitet
in einer solchen Art und Weise, dass es geschlossen ist, bis der
Hauptzylinderdruck einen vorbestimmten Druck (Pb) erreicht, der
niedriger als der vorbestimmte Druck (Pc) ist, wie durch eine durchgezogene
Linie in 5 gezeigt ist, und dass es geöffnet wird,
wenn der Hauptzylinderdruck den vorbestimmten Druck (Pb) überschreitet, und
danach der Radzylinderdruck proportional zur Zunahme des Hauptzylinderdrucks
zunimmt. Das Magnetventil 27 ist zur Regelung des Betriebs
des Sicherheitsventils 26 vorgesehen, während das Magnetventil 22 eine
solche Charakteristik hat, dass der Radzylinderdruck dem Hauptzylinderdruck
entspricht, wenn sich das Magnetventil 22 in seiner geöffneten
Position befindet, wie durch eine gestrichelte Linie in 5 angezeigt
ist. Mit anderen Worten, eine Zone, die in 5 durch
die gestrichelte Linie umgeben ist, die die Charakteristik des Magnetventils 22 anzeigt,
und durchgehende Linien zeigen die Charakteristika des ersten Sicherheitsventils 21 oder
des zweiten Sicherheitsventils 26 an und das Proportionalventil 23 ist
eine Druckabnahmezone, in der der regenerierende Bremsbetrieb anstelle
des hydraulischen Bremsbetriebs durchgeführt werden soll.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist das Bremspedal 5 mit
einem Bremsschalter 6 versehen, der angeschaltet wird,
wenn das Bremspedal 5 gedrückt wird, und der mit der elektronischen
Regeleinheit 10 verbunden ist, die ebenso mit den Drucksensoren 24, 25 verbunden
ist. Eine Schaltposition des Getriebes 12 wird erfasst,
um dessen Ausgangssignal in die elektronische Regeleinheit 10 einzuspeisen.
Ferner sind Radgeschwindigkeitssensoren 91 bis 94 jeweils
für die
Räder (FR),
(FL), (RR), (RL) vorgesehen und mit der elektronischen Regeleinheit 10 verbunden,
um Pulssignale, die proportional zu den Drehzahlen der Räder oder
der Radgeschwindigkeiten sind, jeweils darin einzuspeisen.
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Des
Weiteren ist ein Hilfszylinder 70 in dem Hauptdurchlass 8 zwischen
der Grenzdruckumschaltevorrichtung 20 und den vorderen
Radbremszylindern 51, 52 angeordnet und mit einem
Hilfsdurchlass 9a verbunden, der von dem Hauptdurchlass 9 getrennt
ist. Der Hilfszylinder 70 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 71 mit
einer Innenbohrung, die darin ausgebildet ist, und eine Kolben 72,
der gleitfähig
in der Innenbohrung des Gehäuses 71 aufgenommen ist,
um darin eine erste Druckkammer 74 und eine zweite Druckkammer 75 auf
der gegenüberliegenden Seite
des Kolbens 72 zu bilden. Eine Feder 73 ist in der
zweiten Druckkammer 75 angeordnet, um den Kolben 72 nach
links in 1 zu drängen, um das Volumen der zweiten
Druckkammer 75 auf sein Maximalvolumen zu erhöhen, so
dass das Volumen der ersten Druckkammer 74 minimal wird.
Ein Magnetventil 61 ist am Hilfsdurchlass 9a angeordnet,
der mit der ersten Druckkammer 74 verbunden ist. Parallel zu
dem Magnetventil 61 ist ein Absperrventil 62 angeordnet.
Das Magnetventil 61 ist ein normalerweise geschlossenes
Zwei-Öffnungs-Zwei-Positionselektromagnetisches
Ventil, das geschlossen ist, wenn es sich in seiner Ruhestellung
befindet, und das geöffnet
ist, um die erste Druckkammer 74 mit dem Regler 3 durch
den Hilfsdurchlass 9a zu verbinden, wenn es sich in seiner
Betriebsstellung befindet. Das Absperrventil 62 ist dazu
vorgesehen, es dem Bremsfluid zu gestatten, von dem Hilfszylinder 70 zum
Regler 3 zu strömen
und den Umkehrstrom zu blockieren.
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Gemäß dem Hilfszylinder 70 wird
deshalb dann, wenn das Magnetventil 61 geöffnet ist,
der geregelte Druck, der im wesentlichen gleich dem Hauptzylinderdruck
ist, an die erste Druckkammer 74 geliefert und der Radzylinderdruck
wird an die zweite Druckkammer 75 geliefert, so dass der
geregelte Druckausgang von dem Regler 3 und der Radzylinderdruck
in dem Radbremszylinder fluidisch getrennt sind. Wenn der geregelte
Druck und der Radzylinderdruck nicht jeweils an die ersten und zweiten
Druckkammern 74, 75 geliefert werden, befindet
sich der Kolben 72 an einer Position, wo das Volumen der
ersten Druckkammer 74 minimal ist, wie in 1 gezeigt ist.
Wenn der geregelte Druck von dem Regler 3 durch das Magnetventil 61 in
dessen geöffneter
Position an die erste Druckkammer 74 geliefert wird, wird der
Kolben 72 in eine solche Richtung gestoßen, so dass die zweite Druckkammer 75 entgegen
der Vorspannkraft der Feder 73 zusammengedrückt wird,
so dass das unter Druck stehende Bremsfluid von der zweiten Druckkammer 75 durch
den Hauptdurchlass 8 in die Radbremszylinder 51, 52 ausgestoßen wird, um
den Druck darin zu erhöhen.
In diesem Fall wird das Bremsfluid nicht übermäßig in die Radbremszylinder 51, 52 geliefert,
weil die Menge des Bremsfluids, das in die Radbremszylinder 51, 52 geliefert
wird, auf das Maximalvolumen der zweiten Druckkammer 75 begrenzt
ist. In der vorliegenden Erfindung kann der geregelte Druck jedoch
direkt in die Radbremszylinder 51, 52 geliefert
werden, wenn das Magnetventil 61 geöffnet ist, so dass der Hilfszylinder 70 weggelassen
werden kann.
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Wie
durch eine einpunktierte – gestrichelte Linie
in 1 gezeigt ist, kann ein Modulator (MD), der eine
Vielzahl an Magnetventilen hat, zwischen dem Hilfszylinder 70 und
den Radbremszylindern 51, 52 und zwischen der
Grenzdruckumschaltvorrichtung 30 und den Radbremszylindern 53, 54 angeordnet
werden, um durch die elektronische Regeleinheit 10 geregelt
zu werden. Gemäß dem Modulator
(MD) kann nicht nur eine Antiblockierregelung, sondern auch eine
Traktionsregelung, eine Bremskraftverteilungsregelung für vorne
und hinten, eine Lenkungsregelung durch Bremsen und dergleichen
durchgeführt
werden.
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Gemäß dem Bremsregelsystem,
wie es in 1 aufgebaut ist, wird die hydraulische
Pumpe 41 durch den Elektromotor 42 angetrieben,
um den Arbeitsdruck in dem Akkumulator 44 zu sammeln, wie vorstehend
beschrieben wurde. In dem Fall, in dem die Magnetventile in den
Positionen angeordnet sind, die in 1 gezeigt
sind, wird der Hauptzylinderdruck von dem Hauptzylinder 2 abgegeben,
wenn das Bremspedal 5 gedrückt wird, und der geregelte Druck
wird an den Regler 3 ausgegeben. Anschließend wird
der Bremsregelbetrieb durch die elektronische Regeleinheit 10 initiiert,
so dass das Programm, das den Flussdiagrammen, die in den 2 bis 4 gezeigt
sind, entspricht, ausgeführt
wird, während
sich das Fahrzeug bewegt.
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Unter
Bezugnahme auf 2 schreitet das Programm zu
Schritt 102 fort, wenn ein Zündschalter (nicht gezeigt)
bei Schritt 101 angeschaltet wird, wo eine Anfangsüberprüfung durchgeführt wird.
Das heißt,
die Zustände
des Elektromotors 11, des Getriebes 12 und der
Batterie 13 werden erfasst, um festzustellen, ob der Zustand
zum Starten des regenerierenden Bremsbetriebs erfüllt ist
oder nicht. Wenn das Fahrzeug beispielsweise mit einer sehr niedrigen Fahrgeschwindigkeit
fährt,
oder wenn der Druck in der Batterie 13 dazu neigt, anzusteigen,
oder wenn die Batterie 13 voll geladen wurde, oder wenn
eine Fehlfunktion auftritt, oder wenn das Getriebe 12 in seine
Neutralstellung geschaltet wird, wird festgestellt, dass der Zustand
zum Starten des regenerierenden Bremsbetriebs nicht erfüllt wurde,
so dass eine bestimmte Warnung erfolgt.
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Wenn
die Startbedingung des regenerierenden Bremsbetriebs erfüllt wurde,
schreitet das Programm zu Schritt 103 fort, wo eine Bedingung
zur Durchführung
einer hydraulischen Druckregelung, die erfolgen soll, wenn sich
das Fahrzeug mit einer relativ hohen Geschwindigkeit bewegt, erfüllt wurde oder
nicht. Wenn die Bedingung erfüllt
wurde, schreitet das Programm zu den Schritten 104, 105 fort,
wo die regenerierende Bremsregelung und die hydraulische Druckregelung,
die erfolgen soll, wenn sich das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit
bewegt, gemäß einer
Unterroutine (nicht gezeigt) ausgeführt wird. Ansonsten schreitet
das Programm zu Schritt 106 fort. Bei Schritt 106 wurde
eine Bedingung zur Durchführung
einer hydraulischen Druckregelung, die erfolgen soll, wenn sich
das Fahrzeug mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit bewegt,
erfüllt
oder nicht. Wenn die Bedingung erfüllt wurde, schreitet das Programm
zu den Schritten 107, 108 fort, wo die regenerierende
Bremsregelung und die hydraulische Druckregelung, die erfolgen soll,
wenn sich das Fahrzeug mit der relativ niedrigen Geschwindigkeit
bewegt, gemäß einer
Unterroutine (nicht gezeigt) ausgeführt wird. Wenn die Bedingung
nicht erfüllt
wurde, schreitet das Programm zu Schritt 109 fort, wo festgestellt
wird, ob der Zündschalter
(nicht gezeigt) an – oder
ausgeschaltet wurde. Demgemäß werden
die Schritte 103 bis 108 wiederholt ausgeführt, bis
festgestellt wird, dass der Zündschalter
ausgeschaltet wurde.
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Die
regenerierende Bremsregelung, die bei den Schritten 104, 107 ausgeführt werden
soll, wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf 3 erläutert. Zu
Beginn wird bei Schritt 201 die Spannung (Vb) der Batterie
erfasst. Anschließend
wird festgestellt, ob der Bremsschalter 6 angeschaltet
oder ausgeschaltet wurde. Wenn der Bremsschalter 6 angeschaltet
wurde, schreitet das Programm zu Schritt 203 fort, wo eine
Schaltposition des Getriebes 12 festgestellt wird. Wenn
die Schaltposition in einem Fahrbereich (D) oder einem Motorbremsbereich
(B) angeordnet ist, schreitet das Programm zu Schritt 204 fort.
Der Motorbremsbereich (B) ist ein Bereich, der speziell für das elektrisch
betriebene Fahrzeug vorgesehen ist, wobei eine Bremsbedingung, ähnlich einer
Motorbremse ohne Betätigen
des Bremspedals 5 erzielt wird. Anschließend wird
bei Schritt 204 das regenerierende Bremsmoment festgesetzt,
in Abhängigkeit
von dem Steuerungsmodus, wenn sich das Fahrzeug mit einer hohen
Geschwindigkeit bewegt, oder dem Steuerungsmodus, wenn sich das
Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit bewegt. Anschließend wird
bei Schritt 205 festgestellt, ob die Spannung (Vb) der
Batterie einen vorbestimmten oberen Grenzwert (Vbmax) überschritten
hat. Wenn das Ergebnis positiv ist, schreitet das Programm zu Schritt 206 fort,
wo eine Regelung zur Reduzierung des regenerierenden Bremsmoments
durchgeführt wird,
wie später
detailliert beschrieben wird. Wenn das Ergebnis bei den Schritten 202, 203, 205 negativ ist,
kehrt das Programm zur Hauptroutine zurück.
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4 zeigt
die Routine der Regelung zur Reduzierung des regenerierenden Bremsmoments, die
bei Schritt 206 ausgeführt
wird. Zu Beginn wird eine Reduzierrate oder ein Reduzierverhältnis (Cd) mit
einer vorbestimmten Rate oder einem vorbestimmten Verhältnis (Kc)
bei Schritt 301 verglichen. Wenn festgestellt wird, dass
die Reduzierrate (Cd) gleich oder größer als die vorbestimmte Rate
(Kc) ist, schreitet das Programm zu Schritt 303 fort. Wenn festgestellt
wird, dass die Reduzierrate (Cd) kleiner als die vorbestimmte Rate
(Kc) ist, schreitet das Programm zu Schritt 302 fort, wo
eine reduzierte Menge (Ad) des regenerierenden Bremsmoments mit
einer vorbestimmten Menge (Ka) ist, verglichen wird. Wenn festgestellt
wird, dass die reduzierte Menge (Ad) gleich oder größer als
der vorbestimmte Wert (Ka) schreitet das Programm zu Schritt 303 fort. Wenn
festgestellt wird, dass die reduzierte Menge (Ad) kleiner als der
vorbestimmte Wert (Ka), kehrt das Programm zur Routine zurück, wie
in 3 gezeigt ist. Bei Schritt 303 wird eine
Druckzunahmerate (Pi) des Hauptzylinderdrucks mit einer vorbestimmten
Zunahmerate (Kp) verglichen. Wenn festgestellt wird, dass die Druckzunahmerate
(Pi) gleich oder kleiner als die vorbestimmte Zunahmerate (Kp) ist, schreitet
das Programm zu Schritt 304 fort. Wenn festgestellt wird,
dass die Druckzunahmerate (Pi) größer als die vorbestimmte Zunahmerate
(Kp) ist, kehrt das Programm zur Routine zurück, wie in 3 gezeigt
ist. Bei Schritt 304 wird festgestellt, ob die Regelung
erfolgt, wenn sich das Fahrzeug mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit
bewegt. Wenn das Ergebnis positiv ist, kehrt das Programm zur Routine zurück, wie
in 3 gezeigt ist. Wenn festgestellt wird, dass die
Regelung durchgeführt
wird, wenn sich das Fahrzeug mit keiner niedrigen Geschwindigkeit bewegt,
schreitet das Programm zu Schritt 305 fort, wo sich das
Magnetventil 61 in seiner geöffneten Position befindet,
so dass der geregelte Druck von der Hilfsdruckquelle 40 an
den Hilfszylinder 70 geliefert wird, wodurch die reduzierte
Menge des regenerierenden Bremsmoments sofort kompensiert wird.
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6 zeigt
Schwankungen der Drehzahl des Motors, der Spannung der Batterie
und des regenerierenden Bremsmoments gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Das Bremspedal 5 wird bei einem Punkt "a" in 6 herabgedrückt und
der regenerierende Bremsbetrieb wird initiiert, während sich
die hydraulische Bremsbetriebsregelung in ihrem Standby-Zustand befindet,
d. h. in einem solchen Zustand, in dem der Hauptzylinderdruck und
der geregelte Druck in Reaktion auf das Herabdrücken des Bremspedals 5 abgegeben
werden, aber noch nicht zur Aufbringung der Bremskraft an das Rad
tätig waren.
Und, wenn die Regelung zur Reduzierung des regenerierenden Bremsmoments
bei dem Punkt "b" initiiert wird,
wird das regenerierende Bremsmoment schnell reduziert. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird die hydraulische Bremsregelung durch den geregelten Druck durch
den Hilfszylinder 70 ausgeführt, um das reduzierte Bremsmoment
zu kompensieren. Außerdem
wird unmittelbar nachdem die Bedingungen, die in dem Flussdiagramm
von 4 aufgelistet sind, erfüllt wurden, das regenerierende
Bremsmoment durch die hydraulische Bremsregelung kompensiert. Das
heißt,
die folgenden Bedingungen können
als "UND" Bedingungen verwendet
werden:
- (1) die Abnahmerate des regenerierenden
Bremsmoments ist gleich oder höher
als die vorbestimmte Rate, oder die reduzierte Menge ist gleich oder
größer als
die vorbestimmte Menge;
- (2) die Druckzunahmerate des Hauptzylinderdrucks ist gleich
oder kleiner als die vorbestimmte Zunahmerate;
- (3) der Bremsschalter 6 ist an, und
- (4) die Regelung ist nicht diejenige, die erfolgen soll, wenn
sich das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit bewegt.
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Unter
Bezugnahme auf die 7 bis 9 wird ein
anderes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung erläutert,
wobei die 1 bis 3 und die 5 darin
enthalten sind, so wie sie sind. 7 zeigt
ein anderes Ausführungsbeispiel
der Routine der Regelung zur Reduzierung des regenerierenden Bremsmoments,
das bei Schritt 206 in 3 ausgeführt werden
soll, wobei eine PI-Regelung bei Schritt 401 ausgeführt wird
und ein gewünschter
Wert (Tbv) des regenerierenden Bremsmoments, der zur PI-Regelung
erforderlich ist, mit einem Bezugswert (Tbc) bei Schritt 402 verglichen wird.
Ein Beispiel der PI-Regelung,
die bei Schritt 401 ausgeführt wird, ist in 8 erläutert. Auf
der Grundlage der P-Wirkung, d. h. einer Proportionalwirkung, die
proportional zu einer Differenz (Vd) zwischen der Spannung (Vb)
der Batterie und der oberen Grenze (Vbmax) wirkt, wie in 8(A) gezeigt ist, die die Schwankung der
Spannung der Batterie darstellt, und einer I-Wirkung, d. h. einer
integralen Wirkung, die die Differenz (Vd) zwischen der Spannung
(Vb) der Batterie und der oberen Grenze (Vbmax) integriert, wie
durch eine gestrichelte Fläche
in 8(A) gezeigt ist, wird eine geregelte
Variable erhalten, wie durch eine schraffierte Fläche in 8(B) gezeigt ist. Anschließend wird
die geregelte Variable in 8(B) von
dem regenerierenden Bremsmoment subtrahiert, wie in 8(C) gezeigt
ist. Somit wird allgemein der regenerierende Bremsbetrieb bei einem
Punkt "a" in 8(C) begonnen
und die Regelung zur Reduzierung des regenerierenden Bremsmoments
wird bei einem Punkt "b" initiiert. Anschließend wird
das ursprüngliche
regenerierende Bremsmoment bei einem Punkt "c" in 8(C) wiedergewonnen.
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Unter
Bezugnahme auf 7, wenn festgestellt wird, dass
ein absoluter Wert des gewünschten Werts
(Tbv) gleich oder größer als
der Bezugswert (Tbc) ist, schreitet das Programm zu Schritt 403 fort. Wenn
festgestellt wird, dass der absolute Wert des gewünschten
Werts (Tbv) kleiner als der Bezugswert (Tbc) ist, kehrt das Programm
zur Routine in 3 zurück. Bei Schritt 403 wird
der gewünschte
Wert (Tbv(n-1)), der im vorherigen Zyklus
erhalten wurde, mit dem gewünschten
Wert (Tbv(n)) verglichen, der im vorliegenden
Zyklus erhalten wird. Wenn festgestellt wird, dass der gewünschte Wert
(Tbv(n)), der im vorliegenden Zyklus erhalten
wurde, kleiner als der gewünschte
Wert (Tbv(n-1)), der im vorherigen Zyklus
erhalten wurde, ist, was einem Punkt "h" in 8 entspricht,
bedeutet das, dass die geregelte Variable,
d. h., die reduzierte
Menge, die bei jeder vorbestimmten Periode erforderlich ist, von
einer Zunahme der Menge zu einer Abnahme der Menge verändert wurde.
Anschließend
wird der gewünschte
Wert (Tbv(n)) bei Schritt 404 in
dem Speicher gespeichert. Das Programm schreitet des Weiteren zu
Schritt 405 fort, wo der gewünschte Wert (Tbv(n))
als der gewünschte Wert
(Tbv) für
das regenerierende Bremsmoment in dem folgenden regenerierenden
Bremsbetrieb festgesetzt wird. Das heißt, das regenerierende Bremsmoment
wird geregelt, wie durch eine zweipunktierte-gestrichelte Linie
in 8(C) angezeigt ist, wodurch das
regenerierende Bremsmoment minimiert wird.
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9 zeigt
Schwankungen der Spannung der Batterie, des regenerierenden Bremsmoments, des
Hauptzylinderdrucks, und des Radzylinderdrucks gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel.
Das Bremspedal 5 wird bei einem Punkt "a" in 9 herabgedrückt und
der regenerierende Bremsbetrieb wird initiiert während sich die hydraulische Bremsbetriebsregelung
in ihrem Standby-Zustand befindet, d. h. in einem solchen Zustand,
in dem der Hauptzylinderdruck und der geregelte Druck in Reaktion
auf das Drücken
des Bremspedals 5 ausgegeben werden, aber noch nicht zum
Aufbringen der Bremskraft an das Rad gewirkt haben. Außerdem wird
die hydraulische Bremsregelung durch den geregelten Druck durch
den Hilfszylinder 70 ausgeführt, um das reduzierte Bremsmoment
zu kompensieren, wenn die Regelung zur Reduzierung des regenerierenden
Bremsmoments bei dem Punkt "b" initiiert wird.
Danach wird das regenerierende Bremsmoment gemäß dem früheren Bremssystem, das vorher beschrieben
wurde, wiedergewonnen, um den ursprünglichen Wert davon bei einem
Punkt "c" vorzusehen, wie
durch eine gestrichelte Linie in 9 gezeigt
ist. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird das regenerierende Bremsmoment jedoch aufrechterhalten, um
der Minimalwert zu sein, d. h. der Wert bei einer Position "h", der durch eine durchgezogene Linie
in 9 gezeigt ist. Als ein Ergebnis wird die Bremskraft
mittels dem hydraulischen Bremsmoment, das erhalten wird, nachdem
der geregelte Druck aufgebracht wurde, und dem regenerierenden Bremsmoment
gleichmäßig auf
das Rad aufgebracht, so dass das Bremsgefühl im Vergleich zum früheren System
sehr stark verbessert ist.