DE19851996A1

DE19851996A1 - Steuersystem für eine Fahrzeugbremse

Info

Publication number: DE19851996A1
Application number: DE19851996A
Authority: DE
Inventors: Kimio Takahashi
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 1999-05-12
Also published as: US6109703A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die varliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für eine Fahrzeugbremse, das das Gefühl eines geeigneten Bremsvorganges hervorrufen kann, indem elektrisch angetriebene Bremseinheiten mit überragendem Antwortverhalten gleichzeitig betätigt werden, indem ein Bremsbetriebszustand genau und schnell erfaßt wird und eine aus reichende und notwendige Bremskraft erzeugt wird, um eine ungenügende Bremsbe triebskraft auszugleichen, wenn es nötig ist, plötzlich zu bremsen, und des weiteren ei nen geeigneten Betrieb der Bremseinheiten selbst bei einem Fehler im elektrischen Sy stem sicherstellt.

Intelligente Bremsfunktionen wurden tatsächlich bei kürzlich entwickeltem Zubehör für Fahrzeugbremsen eingeführt, um bei Antiblockier-Bremssystemen und Schlupf- Steuersystemen eingebaut zu werden und um sich mit intelligenten Systemen zu befas sen. Die Entwicklung von elektrischen Bremsgeräten befindet sich im Fortschritt.

Im Falle eines derartigen elektrischen Bremsgerätes ist es sehr wichtig, ab das Brems gerät so arbeitet, wie es ein Fahrer wünscht, da die Leistung einer Erfassungseinheit der Bremsbetätigung, die es dem Fahrer ermöglicht, einen Betätigungszustand des Brems pedals und die Leistung einer Steuereinheit zur Steuerung der Bremskraft der Brem seinheiten durch Betätigung von elektrischen Verstelleinrichtungen entsprechend einem Signal von der Erfassungseinheit der Bremsbetätigung genau zu erfassen, die Brems leistung stark beeinflußt.

Eine herkömmliche Erfassungseinheit der Bremsbetätigung wurde, wie es in der Fig. 10 beispielsweise gezeigt ist, entwickelt und ist am Trittabschnitt 1a des Bremspedals 1 ei nes Fahrzeugs mit einem Tretkraftsensor 2 zum Erfassen der vom Fahrer durch das Treten auf das Bremspedal 1 ausgeübten Tretkraft ausgestattet.

Eine vorbestimmte Gegenkraft (ein Bremsbetätigungsgefühl) wird normalerweise im Be trieb alleine vom obigen Bremspedal 1 erzeugt, wenn der Fahrer auf das Bremspedal 1 auftritt, welches elastisch durch eine Pedaldruckfeder 3 abgestützt ist, so daß das Bremspedal 1 zur Anfangsposition schnell zurückkehrt, wenn der Fahrer sein Bein vom Bremspedal 1 löst.

Der oben genannte Tretkraftsensor 2 gibt als Antwort auf die vom Fahrer ausgeübte Tretkraft ein elektrisches Signal aus. Die von einem Fahrer ausgeübte Tretkraft auf den Tretkraftsensor 2 steigt, wie durch die Kurve A der Fig. 11 gezeigt ist, bei einem plötzli chen Bremsen, wie beispielsweise einer Panikbremsung, scharf an, wohingegen sie langsam ansteigt, wie dies durch eine Kurve B gezeigt ist, wenn, wie beispielsweise bei einem normalen Bremsvorgang, langsam gebremst wird.

Wie in der Fig. 12 gezeigt ist, wird daher das elektrische Signal, das vom Tretkraftsensor 2 ausgegeben wird, differenziert, um eine Steigung der Tretkraft (Neigungen der in der Fig. 11 gezeigten Kurven A, B) zu erhalten und zwischen einer plötzlichen Bremsung und einer allmählichen Bremsung zu unterscheiden. Es ist daher möglich, den Brems vorgang zu erzielen, den der Fahrer fordert, indem die Betätigung der Bremseinheiten in Übereinstimmung mit den derart geschilderten Ergebnissen gesteuert wird.

Eine Kurve C in der Fig. 12 entspricht der Kurve A beim plötzlichen Bremsen der Fig. 11, wohingegen eine Kurve D der Fig. 12 der Kurve B beim allmählichen Bremsen der Fig. 11 entspricht.

Außerdem wurde eine Steuereinheit für die von der Bremseinheit ausgegebene Brems kraft vorgeschlagen, die die Zufuhr von elektrischer Energie an die elektrische Verstel leinheit abhängig vom Ausgangssignal des Tretkraftsensors 2 so steuert, daß eine Bremskraft erhalten wird, die proportional zur Intensität der von dem Tretkraftsensor 2 erfaßten Tretkraft ist.

Wie durch die Kurve A der Fig. 11 gezeigt ist, ist ein Rauschen n mit einer kleinen Amplitude beim Tretkraftsensor bei einer plötzlichen Bremsung überlagert. Beim Diffe renzieren des Ausgangssignals des Tretkraftsensors 2 wird das Rauschen n verstärkt und das verstärkte Rauschen n beeinflußt die Tretkraft, wie in der Fig. 12 gezeigt ist. Demzufolge ist zu befürchten, daß aufgrund des Rauschens n eine falsche Entschei dung bezüglich des Betätigungszustandes des Bremspedals 1 (beispielsweise ob oder ob nicht eine plötzliche Bremsung stattfindet?) getroffen werden könnte.

Wenn ein Filterverfahren ausgeführt wird, um das Rauschen n zu entfernen und einen derartigen Nachteil zu vermeiden, entsteht das Problem, daß die Antwortgeschwindig keit verringert wird, da die benötigte Zeit für das Filterverfahren eine Zeitverzögerung im Bremsvorgang einführt, obwohl nun eine korrekte Entscheidung über den Betätigungs zustand des Bremspedals 1 getroffen werden kann.

Wird eine Bremskraft, die proportional zur vom Tretkraftsensor 2 erfaßten Tretkraft ist, durch Steuern der Betätigung der elektrischen Verstelleinrichtung für den Fall erhalten, bei dem beispielsweise ein weiblicher Fahrer eine schwache Tretkraft besitzt, so ist der Wert der Tretkraft, die durch den Tretkraftsensor 2 bei einem plötzlichen Bremsvorgang erfaßt wird, klein. Dies kann ein ernstes Problem darstellen, da so eine notwendige und ausreichende Bremskraft nicht zur Verfügung steht.

In einigen herkömmlichen elektrischen Bremsen, beispielsweise Scheibenbremsen, ist eine Antriebseinheit einfach elektrisch angetrieben. Dies bedeutet, daß ein Elektromotor verwendet wird, um einen Kolben vor- und zurückzubewegen und Bremsschuhe gegen eine Scheibe zu drücken. Das Problem in diesem Falle besteht darin, daß eine Betäti gung der Bremse bei einem Fehler im elektrischen System kaum sicherzustellen ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In Anbetracht der oben genannten Probleme ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem für eine Fahrzeugbremse vorzusehen, welches in der Lage ist, ein geeignetes Bremsbetätigungsgefühl hervorzurufen, elektrisch angetriebene Bremsein heiten gleichzeitig und mit einem überragenden Antwortverhalten zu betätigen, indem ein Bremsbetätigungszustand genau und schnell erfaßt wird, und eine ausreichende und notwendige Bremskraft zu erzeugen, welche eine nicht ausreichende Bremsbetäti gungskraft ausgleicht, wenn es notwendig wird, plötzlich zu bremsen.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Steuersystem für eine Fahrzeugbremse bereitzustellen, welches eine korrekte Betätigung der Bremseinheiten selbst bei einem Fehler oder Versagen des elektrischen Systems sicherstellen kann.

Um das obige Ziel zu erreichen, umfaßt ein erfindungsgemäßes Steuersystem für eine Fahrzeugbremse: einen Hauptzylinder zum Erzeugen eines Fluiddrucks als Antwort auf eine Bremsenbetätigung, Bremseinheiten, die jeweils durch elektrische Verstelleinrich tungen betätigt werden, eine Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung zum Erfassen eines Bremsbetätigungszustands mittels des ausgegebenen Fluiddrucks des Hauptzy linders, welche ein Signal ausgibt, das dem Bremsbetätigungszustand entspricht, und eine Steuereinheit zum Steuern der ausgegebenen Bremskraft einer jeden Bremsein heit durch Betätigen der elektrischen Verstelleinheit entsprechend dem ausgehenden Signal der Erfassungseinheit für die Bremsenbetätigung, wobei die Erfassungseinheit für die Bremsenbetätigung eine Eingangskammer aufweist, der der Fluiddruck im Hauptzylinder zugeleitet ist, eine volumetrische, variable Kammer, die mit der Eingangs kammer über eine Öffnung verbunden ist, einen Kolben, der in der volumetrischen, va riablen Kammer gleitet, eine Feder zum Drücken des Kolbens in der Richtung einer Ver ringerung des Volumens der volumetrischen, variablen Kammer, einen ersten und zweiten Drucksensor zum Erfassen jeweils des Fluiddrucks in der Eingangskammer und des Fluiddrucks in der volumetrischen, variablen Kammer, und wobei ferner die Steuer einheit zum Umschalten zwischen Steuerbetriebsarten entsprechend einer Druckdiffe renz zwischen der Eingangskammer und der volumetrischen, variablen Kammer ver wendet wird, wie sie basierend auf den Ausgangssignalen der ersten und zweiten Drucksensoren berechnet ist, sowie zum Umschalten der Steuerbetriebsart auf eine Betriebsart zum plötzlichen Bremsen, wenn die Druckdifferenz einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, um so die Betriebsart zum plötzlichen Bremsen mit der Steuerbetriebsart zu vergleichen, wenn der Fluiddruck den Schwellenwert nicht über schreitet, und zum Steuern der Zufuhr von elektrischer Energie zu einer jeden elektri schen Verstelleinheit, so daß die durch die Bremseinheit erzeugte Bremskraft erhöht wird.

Bei der obigen Anordnung bewirkt die Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung, daß der vom Hauptzylinder als Antwort auf die Bremsenbetätigung ausgegebene Fluiddruck von der Eingangskammer und der volumetrischen, variablen Kammer angenommen und aufgenommen wird, und überträgt gleichzeitig eine geeignete Gegenkraft an das Bremspedal als Bremsbetätigungsmittel, indem die Druckkraft der Feder zum Drücken des Kalbens in die volumetrische, änderbare Kammer benutzt wird.

Des weiteren ermöglicht die Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung, daß das Fluid in der Eingangskammer allmählich durch das Zuleiten des Fluiddrucks des Hauptzylinders unter Druck gesetzt wird, wenn langsam gebremst wird, und damit der Bremsvorgang langsam bei einer langsamen oder normalen Bremsbetriebsart stattfindet. Dann fließt das derartig unter Druck gesetzte Fluid in der Eingangskammer über die Öffnung in die volumetrische, variable Kammer und der Fluiddruck in der Eingangskammer wird im we sentlichen gleich dem Fluiddruck in der volumetrischen, variablen Kammer. Der Fluid druck in der Eingangskammer und der volumetrischen, variablen Kammer schwankt in Übereinstimmung mit dem vom Hauptzylinder erzeugten Fluiddruck als Antwort auf die Bremsbetätigung und kann als ein Parameter verwendet werden, der das Maß der Bremsbetätigung genau wiedergibt. Daher zeigt die Druckdifferenz zwischen der Ein gangskammer und der volumetrischen, variablen Kammer bei einem langsamen Bremsvorgang eine im wesentlichen konstante Kurve vom Anfangszustand bis zum Endzustand des Bremsvorganges.

Bei einem plötzlichen Bremsen, bei dem die Bremse plötzlich in einer plötzlichen oder panikartigen Bremsbetriebsart betätigt wird, setzt andererseits die Einleitung des Fluid drucks im Hauptzylinder das Fluid in der Eingangskammer plötzlich unter Druck, was zu einer Verzögerung des Durchlasses von Fluid in der Eingangskammer durch die Öff nung führt. Während der Fluiddruck in der Eingangskammer von einem Anfangszustand des Bremsvorganges stark ansteigt, wird der Anstieg des Fluiddrucks in der volumetri schen, variablen Kammer im Anfangszustand des Bremsvorganges unter dem Einfluß der Öffnung verzögert; Daher weist die Druckdifferenz zwischen der Eingangskammer und der volumetrischen, variablen Kammer bei einem plötzlichen Bremsen einen sich erhöhenden Abschnitt auf, der beim Anfangszustand des Bremsvorganges stark an steigt und im Endzustand eine im wesentlichen konstante, charakteristische Kurve zeigt.

Eine ähnliche Tendenz tritt unweigerlich selbst dann auf, wenn ein weiblicher Fahrer mit einer schwachen Trittkraft die Bremsen betätigt. Ob oder ab nicht die oben genannte Druckdifferenz den sich erhöhenden Abschnitt aufweist, der im Anfangszustand stark ansteigt, bei dem der Bremsvorgang beginnt, kann durch vorheriges Festlegen eines geeigneten Schwellenwerts und durch Vergleich der Größen genau bestimmt werden, um so festzustellen, ob der Druckunterschied den Schwellenwert überschreitet. Des weiteren beinhaltet das Verfahren zur Berechnung der Fluiddruckdifferenz und zum Vergleich der Größen der Fluiddruckdifferenz und des Schwellenwerts keine Differenzie rung, sondern nur Additionen und Subtraktionen. Daher wird das Rauschen, welches ein Problem beim Stand der Technik darstellt, niemals verstärkt.

Die Steuereinheit steuert auch die Zufuhr von elektrischer Energie an die elektrische Verstelleinrichtung in Übereinstimmung mit dem erfaßten Bremsbetätigungszustand, wobei die elektrisch betätigte Bremseinheit mit einem geeigneten, überragendem Ant wortverhalten betätigt werden kann, wie es vom Fahrer gefordert ist.

Insbesondere schaltet die Steuereinheit die Steuerbetriebsart auf die Betriebsart zum plötzlichen Bremsen um, wenn ein Überschreiten des Schwellenwerts durch den Druc kunterschied erfaßt wird, und steuert die Zufuhr der elektrischen Energie an die elektri sche Verstelleinrichtung, um eine Bremskraft zu erhalten, die größer als die ist, die bei einem langsamen Bremsen bereitgestellt wird. Daher kann bei der Betriebsart zum plötzlichen Bremsen die notwendige Bremskraft korrekt erzeugt und eine nicht ausrei chende Bremskraft selbst in dem Fall ausgeglichen werden, in dem ein weiblicher Fah rer eine schwache Tretkraft auf das Pedal ausübt.

Andererseits ist bevorzugt, daß die Steuereinheit die Steuerbetriebsart zur normalen Bremsbetriebsart umschaltet, wenn der Druckunterschied den Schwellenwert nicht überschreitet, und die Zufuhr der elektrischen Energie an die elektrische Verstellein richtung basierend auf den Fluiddruck beim ersten Drucksensor und den beim zweiten Drucksensor so steuert, daß die in der Bremseinheit erzeugte Bremskraft einem Wert gleicht, der dem vom Hauptzylinder in die Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung eingeleiteten Fluiddruck entspricht.

Mit anderen Warten sind die von den ersten und zweiten Drucksensoren erfaßten Werte beim langsamen Bremsen einander im wesentlichen gleich und ein jeder der Werte än dert sich mit dem vom Hauptzylinder erzeugten Druck als Antwort auf die Bremsbetäti gung. Dadurch wird ein Parameter gebildet, der die Intensität der Bremsbetätigungskraft genau wiedergibt.

Folglich kann eine geeignete Bremskraft erzeugt werden, die der Bremsbetätigungskraft entspricht, wie in dem Fall, in dem die Bremseinheit mit dem vom Hauptzylinder ange gebenen Fluiddruck direkt betätigt wird, indem die Zufuhr der elektrischen Energie an die elektrische Verstelleinrichtung basierend auf dem vom ersten oder zweiten Druck sensor erfaßten Fluiddruck gesteuert wird.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Steuersystem für eine Fahr zeugbremse mit elektromagnetischen Ventilen für Sensoren ausgestattet, wobei die elektromagnetischen Ventile für die Sensoren zum jeweiligen Öffnen und Schließen von Hydraulikdurchlässen zum Einleiten des vom Hauptzylinder ausgegebenen Hydraulik druckes verwendet werden, sowie mit elektromagnetischen Ventilen für Antriebsab schnitte, die zum jeweiligen Öffnen und Schließen von Hydraulikdurchlässen zum Ein leiten des vom Hauptzylinder ausgegebenen Hydraulikdruckes verwendet werden, und mit einer Steuereinheit zum Steuern der Betätigung der Bremseinheiten, der elektroma gnetischen Ventile für die Sensoren und der elektromagnetischen Ventile für die An triebsabschnitte.

Bei der obigen Anordnung hält die Steuereinheit das elektromagnetische Ventil für den Antriebsabschnitt geschlossen und das elektromagnetische Ventil für den Sensor geöff net, während das elektrische System normal arbeitet. Die Steuereinheit bewirkt, daß der vom Hauptzylinder erzeugte Hydraulikdruck von der Erfassungseinheit für die Brems betätigung angenommen wird, und steuert die Betätigung der elektrischen Verstellein richtung der Bremseinheit entsprechend dem von der Erfassungseinheit für die Brems betätigung ausgegebenen Signal, um dadurch die Bremseinheit zum Ausführen des varbestimmten Bremsvorgangs zu veranlassen.

In diesem Fall bewirkt die Erfassungseinheit der Bremsbetätigung, daß der vom Haupt zylinder ausgegebene Fluiddruck von der Eingangskammer und der volumetrischen, va riablen Kammer angenommen wird und überträgt gleichzeitig eine geeignete Gegenkraft zu das Bremspedal als Bremsbetätigungsmittel, indem die Druckkraft der Feder ver wendet wird, um den Kolben in die volumetrische, variable Kammer zu drücken.

Des weiteren fließt bei der Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung das in der Ein gangskammer unter Druck stehende Fluid über die Öffnung in die volumetrische, variab le Kammer, da das Fluid in der Eingangskammer aufgrund des Einleitens des Fluid drucks im Hauptzylinder beim langsamen Bremsen langsam unter Druck gesetzt wird, bei dem langsam auf das Bremspedal getreten und kein so großer Druckunterschied zwischen der Eingangskammer und der volumetrischen, variablen Kammer erzeugt wird.

Beim plötzlichen Bremsen, bei dem plötzlich auf das Bremspedal getreten wird, wird an dererseits der Durchlaß durch die Öffnung verzögert, da das Fluid in der Eingangskam mer aufgrund des Einleitens des Fluiddrucks im Hauptzylinder plötzlich unter Druck ge setzt wird. Der Fluiddruck in der volumetrischen, variablen Kammer steigt allmählich, wohingegen der Fluiddruck in der Eingangskammer schnell ansteigt. Dies erzeugt einen starken Druckunterschied zwischen der Eingangskammer und der volumetrischen, va riablen Kammer.

Mit anderen Worten stellt der Druckunterschied zwischen der Eingangskammer und der volumetrischen, variablen Kammer eine Information dar, die den Betätigungszustand des Bremspedals seitens des Fahrers korrekt wiedergibt. Der vom Fahrer gewünschte Bremsvorgang kann durch Erfassen der Druckdifferenz zwischen der Eingangskammer und der volumetrischen, variablen Kammer basierend auf den von den ersten und zweiten Drucksensoren erfaßten Werten festgestellt werden.

Des weiteren müssen die von den jeweiligen Drucksensoren erfaßten Werte nur durch Bildung einer Differenz ohne jegliche Differentiation berechnet werden. Das beim Auf treten auf das Bremspedal seitens des Fahrers hinzugefügte Rauschen wird nicht ver stärkt.

Wenn des weiteren ein Fehler im elektrischen System auftritt oder dieses versagt, hält die Steuereinheit das elektromagnetische Ventil für den Sensor geschlossen und das elektromagnetische Ventil für den Antriebsabschnitt offen, um so die Bremseinheit hy draulisch zu betreiben, indem der vom Hauptzylinder erzeugte Hydraulikdruck als Ant wort auf den Bremsvorgang dem hydraulischen Abschnitt der Bremseinheit zugeleitet wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Steuersystems für eine Fahrzeugbremse gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht einer Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung der Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Einwegventils in der Erfas sungseinheit für die Bremsbetätigung der Fig. 2;

Fig. 4 zeigt einen Graph, in dem Ausgangssignale eines Drucksensors der Er fassungseinheit für die Bremsbetätigung der Fig. 1 bei einem langsamen Bremsen;

Fig. 5 zeigt ein Diagramm, in dem Ausgangssignale des Drucksensors der in der Fig. 1 gezeigten Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung bei einem plötzlichen Bremsen darstellt sind;

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm, in dem ein Bremsvorgang in einer in Fig. 1 ge zeigten Steuereinheit dargestellt ist;

Fig. 7 zeigt ein Diagramm, in dem die Korrelation zwischen dem durch den Drucksensor erfaßten Fluiddruck und einem Soll-Fluiddruck für eine der Bremsbetätigung entsprechende Bremskraft dargestellt sind;

Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm, in dem ein Bremsvorgang in der in Fig. 1 darge stellten Steuereinheit dargestellt ist;

Fig. 9 zeigt eine Karte, in dem die Korrelation zwischen der erfaßten Druckdiffe renz und der von einem Fahrer geforderten Bremsbetätigung bei der in der Fig. 1 gezeigten Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung;

Fig. 10 zeigt ein schematisches Blackdiagramm einer herkömmlichen Erfassungs einheit für die Bremsbetätigung;

Fig. 11 zeigt ein charakteristisches Diagramm, in dem der Unterschied zwischen der Tretkraft, die auf ein Bremspedal bei einem plötzlichen Bremsen wirkt, und der, wie sie bei einem langsamen Bremsen wirkt; und

Fig. 12 zeigt ein Diagramm, in dem Differenzwerte der in Fig. 11 gezeigten Tret kraft gezeigt sind.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele eines Steuersystems für eine Fahrzeugbremse gemäß der vorlie genden Erfindung erläutert.

Die Fig. 1-7 zeigen ein Steuersystem für eine Fahrzeugbremse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung: Fig. 1 zeigt ein schematisches Block diagramm eines Steuersystems für eine Fahrzeugbremse gemäß der vorliegenden Er findung; Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht einer Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung der Fig. 1; Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Einweg ventils in der Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung der Fig. 2; Fig. 4 zeigt einen Graph, in dem Ausgangssignale von Drucksensoren in der Erfassungseinheit für einen Bremsvorgang der Fig. 1 bei einem langsamen Bremsen dargestellt sind; Fig. 5 zeigt ei nen Graph, in dem Ausgangssignale der Drucksensoren der Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung der Fig. 1 bei einem plötzlichen Bremsen dargestellt sind; Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm, in dem ein Bremsvorgang in einer Steuereinheit der Fig. 1 dargestellt ist; und Fig. 7 zeigt ein Diagramm, in dem die Korrelation zwischen dem durch den Drucksensor erfaßten Fluiddruck und einem Soll-Fluiddruck für eine der Bremsbetäti gung entsprechende Bremskraft dargestellt ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt ein Steuersystem 10 für eine Fahrzeugbremse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Hauptzylinder 13 zur Erzeugung eines Fluiddrucks als Antwort auf die Bremsbetätigung (Niedertreten des Gaspedals), die an einem Bremspedal 11 ausgeführt wird, eine Vielzahl von Bremseinheiten 15, von denen eine jede mit Fluiddruck-Antriebsabschnitten 151 und elektrischen Verstellein richtungen 152 als Antriebsquellen versehen ist, und die durch den Fluiddruck oder durch elektrische Energie betrieben werden, eine Erfassungseinheit 17 für die Brems betätigung zum Erfassen eines Bremszustandes anhand des vom Hauptzylinder 13 ausgegebenen Fluiddrucks, welche Signale entsprechend dem Bremszustand ausgibt, elektromagnetische Ventile 22, 23, welche als Sensoren und zum Öffnen und Schließen von Fluiddurchlässen 19, 20 verwendet werden, um den Fluiddruck, der vom Hauptzy linder 13 ausgegeben wird, an die Erfassungseinheit 17 für den Bremsvorgang weiter zuleiten, elektromagnetische Ventile 28, die als Antriebsabschnitte zum Öffnen und Schließen von Fluiddurchlässen 25 und zum Zuleiten des vom Hauptzylinder 13 ausge gebenen Fluiddrucks an die jeweiligen Fluiddruck-Antriebsabschnitte 151 dienen, und eine Steuereinheit 30 zum Steuern der Betätigung der Bremseinheiten 15, der als Sen soren verwendeten elektromagnetischen Ventile 22, 23 und der als Antriebsabschnitte verwendeten elektromagnetischen Ventile 28.

Das Bremspedal 11 ist mit einem Kolben im Hauptzylinder 13 verbunden, so daß vom Hauptzylinder 13 ein Fluiddruck ausgegeben wird, der der auf das Pedal wirkenden Tretkraft entspricht.

Die Bremseinheit 15 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist als eine Scheibenbremsen einheit ausgebildet, wie sie beispielsweise durch die offengelegte japanische Patentver öffentlichung Nr. 60157/1993 beschrieben ist, bei der sich der Kolben in einem Sattel 156 zum Andrücken von Bremsschuhen 154, 155 an eine Scheibenbremse 153 durch den Fluiddruck-Antriebsabschnitt 151 oder die elektrische Verstelleinrichtung 152 vor- und zurückbewegt.

Die elektromagnetischen Ventile 22, 23 sind bei diesem erfindungsgemäßen Ausfüh rungsbeispiel elektromagnetische Ventile von der geschlossenen Bauart und schließen im Betrieb die Fluiddurchlässe 19, 20, wenn ein Fehler oder ein Versagen im elektri schen System auftritt, wie in Fig. 1 gezeigt ist.

Die elektromagnetischen Ventile 28 sind bei diesem erfindungsgemäßen Ausführungs beispiel elektromagnetische Ventile von der geöffneten Bauart und schließen im Betrieb die Fluiddurchlässe 25 bei einem Fehler oder einem Versagen im elektrischen System, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Wie in der Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt die Erfassungseinheit 17 für die Bremsbetätigung eine Eingangskammer 32 zum Einleiten des Fluiddrucks im Hauptzylinder 13, eine vo lumetrische, variable Kammer 38, die mit der Eingangskammer 32 über eine in einem Einwegventil 34 ausgebildete Öffnung 36 verbunden ist, einen Kolben 40, der in der volumetrischen, variablen Kammer 38 gleitet, eine Feder 42 zum Drücken des Kalbens in eine Richtung, in der sich das Volumen der volumetrischen, variablen Kammer 38 verringert, und einen ersten und einem zweiten Drucksensor 44, 45 zum Erfassen des Fluiddrucks in der Eingangskammer 32 und in der volumetrischen, variablen Kammer 38.

Wie in der Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt das Einwegventil 34 ein Ventilgehäuse 51 zum Ausbilden eines Verbindungsdurchlasses 48, der zur Verbindung der Eingangskammer 32 mit der volumetrischen, variablen Kammer 38 dient und mit einem Ventilsitzabschnitt 49 auf dem Weg zum Verbindungsdurchlaß 48 mit einem gedrosselten Durchmesser ausgestattet ist, und einen Ventilkörper 53, der innerhalb des Verbindungsdurchlasses 48 des Ventilgehäuses 51 gleitbar ist.

Der Ventilkörper 53 ist derart ausgestaltet, daß die Öffnung 36 durch den Mittenab schnitt des Ventilkörpers 53 reicht. Wenn auf das Bremspedal 11 während eines An steigens des Fluiddrucks im Hauptzylinder 13 getreten wird, dann bewirkt der Fluiddruck von der Eingangskammer 32 ein Setzen des Ventilkörpers 53 in den Ventilsitzabschnitt 49, um so den Durchmesser der Öffnung 36 im Verbindungsdurchlaß 48 zu drosseln. Wenn das Bremspedal 11 bei einem Absinken des Fluiddrucks im Hauptzylinder 13 los gelassen wird, bewirkt der Fluiddruck von dort, daß der Verbindungsdurchlaß 48 ge drosselt wird.

Eine Feder 55 drückt auf den Ventilkörper 53, um den Ventilkörper 53 in Richtung des Ventilsitzabschnittes 49 zu drücken, so daß der Ventilkörper 53 am Ventilsitzabschnitt sitzenbleibt. Die Andrückkraft der Feder 55 ist auf geeignete Weise derart festgelegt, daß der Fluiddurchlaß geöffnet wird, wenn der Fahrer den Fuß vom Bremspedal 11 nimmt und wenn das Fluid in der volumetrischen, variablen Kammer 38 in die Eingangs kammer 32 zurückkehrt, während die Feder 42 gegen den Kolben 40 drückt, nachdem der Ventilkörper 53 durch den Druck des von der volumetrischen, variablen Kammer 38 zur Eingangskammer 32 zurückgekehrten Fluids sich schnell von dem Ventilsitzab schnitt 49 gelöst hat.

Während eines normalen Betriebs des elektrischen Systems schließt die Steuereinheit 30 ein jedes elektromagnetische Ventil 28 der Antriebsabschnitte, hält die elektroma gnetischen Ventile der Sensoren offen, erfaßt den Bremsbetätigungszustand basierend auf den Signalen von den ersten und zweiten Drucksensoren 44, 45 der Erfassungsein heit 17 für die Bremsbetätigung, steuert den Betrieb der elektrischen Verstelleinrichtung 152 der Bremseinheiten 15 als Antwort auf den Bremsbetätigungszustand und setzt die Bremseinheiten 15 in Gang, indem der Fluiddruck in den Radzylindern der Fluiddruck- Antriebsabschnitte 151 erhöht wird, um so die Bremskraft zu erzeugen. Wenn ein Fehler im elektrischen System auftritt, was den normalen Betrieb der elektrischen Verstellein richtungen 152 verhindert, dann schließt die Steuereinheit 30 die elektromagnetischen Ventile 22 der Sensoren und öffnet gleichzeitig ein jedes der elektromagnetischen Ven tile 28 der Antriebsabschnitte und leitet den ausgegebenen Fluiddruck im Hauptzylinder 13 in die Radzylinder der Fluiddruck-Antriebsabschnitte 151, um dadurch die Bremsein heiten 15 zu betätigen.

Fig. 4 zeigt ein Diagramm, das vom Abtasten der Ausgangssignale P1 des ersten Drucksensors 44 stammt. Diese Figur zeigt den Fluiddruck in der Eingangskammer 32 der Erfassungseinheit 17 für die Bremsbetätigung und die Ausgänge P2 des zweiten Drucksensors 45, die den Fluiddruck in der volumetrischen, variablen Kammer 38 dar stellen. Des weiteren ist die Fluiddruckdifferenz ΔF (= P1 - P2) zwischen den Kammern bei einem normalen Bremsvorgang dargestellt.

Fig. 5 zeigt einen Graph, der vom Abtasten der Ausgänge P1 der ersten Drucksensoren 44 resultiert und den Fluiddruck in der Eingangskammer 32 der Erfassungseinheit 17 für die Bremsbetätigung darstellt, und der Ausgänge P2 des zweiten Drucksensors 45, die den Fluiddruck der volumetrischen, variablen Kammer 38 darstellen, und des weiteren der Fluiddruckdifferenz ΔF (= P1 - P2) zwischen den Kammern bei einem plötzlichen oder panikartigen Bremsvorgang.

Wie anhand der Fig. 4 und 5 deutlich wird, verläuft die Fluiddruckdifferenz ΔF zwischen der Eingangskammer 32 und der volumetrischen, variablen Kammer 38 der Erfas sungseinheit 17 für die Bremsbetätigung bei einem normalen Bremsvorgang in einer im wesentlichen konstanten, charakteristischen Kurve vom Anfangszustand bis zum End zustand des Bremsvorgangs. Bei einem plötzlichen Bremsvorgang dagegen zeigt die Fluiddruckdifferenz ΔF dazwischen eine Zunahme L, die im Anfangszustand des Bremsvorgangs stark ansteigt, aber im Endzustand als eine konstante, charakteristische Kurve ausgebildet ist. Eine Tendenz wie diese ist selbst dann unvermeidbar, wenn ein weiblicher Fahrer mit einer schwachen Auftrittsstärke die Bremsen betätigt.

Ob oder ob nicht die Fluiddruckdifferenz ΔF eine derartige Zunahme L aufweist, die im Anfangszustand des Bremsvorganges stark ansteigt, kann durch einen Vergleich der Werte der Fluiddruck-Druckdifferenzen ΔF genau bestimmt werden, also ob die Fluid druckdifferenz ΔF einen Schwellenwert S1 überschreitet, wobei zuvor ein geeigneter Schwellenwert S1 gesetzt wurde.

Des weiteren basiert das Verfahren zum Berechnen der Fluiddruckdifferenz ΔF und zum Vergleich der Werte der Fluiddruckdifferenz ΔF und des Schwellenwerts S1 nicht auf ei ner Differenzierung, sondern auf Additionen und Subtraktionen. Das beim Betätigen der Bremsen durch den Fahrer hinzugefügte Rauschen wird somit nicht verstärkt.

Basierend auf der oben erwähnten Infarmation steuert die Steuereinheit 30 bei diesem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel den Betrieb der elektrischen Verstelleinrich tungen 153, indem sie den Wert des Stromes berechnet, der an die elektrischen Ver stelleinrichtungen 152 über die in der Fig. 6 gezeigten Schritte zum Zeitpunkt der Brem senbetätigung zugeführt wird.

Insbesondere wird jede der Variablen (P1, P2 usw.) in einem Speicher initialisiert, wenn das Programm gestartet wird. Wie im Schritt 101 gezeigt ist, besorgt sich die Steuerein heit 30 den Fluiddruck P1 in der Eingangskammer 32, den Fluiddruck P2 in der volume trischen, variablen Kammer 38, die jeweils von den Sensoren 44, 45 ausgegeben sind, sowie den Fluiddruck P3 in den Radzylindern der Bremseinheiten 15, der durch Fluid drucksensoren (nicht gezeigt) erfaßt ist. Daraufhin wird die Fluiddruckdifferenz ΔF, wie in Schritt 102 gezeigt, zwischen der Eingangskammer 32 und der volumetrischen, varia blen Kammer 38 anhand dieser Druckwerte berechnet, um festzustellen, ob oder ob nicht die auf diese Weise berechnete Fluiddruckdifferenz ΔF einen vorbestimmten Schwellenwert S1 überschreitet.

Wenn die Fluiddruckdifferenz ΔF den Schwellenwert S1 nicht überschreitet, wird der vom Fahrer vorgegebene Bremszustand als normal eingestuft und Schritt 201 wird aus geführt.

Wenn die Fluiddruckdifferenz ΔF den Schwellenwert S1 überschreitet, wird Schritt 103 ausgeführt, um festzustellen, ab oder ob nicht der Fluiddruck P1 (n) in der Eingangs kammer 32 größer ist als der Fluiddruck P1 (n-1) in der Eingangskammer 32, der bei dem vorherigen Verarbeitungsschritt festgelegt wurde. Wenn der während des vorher gehenden Verarbeitungsschrittes festgelegte Fluiddruck größer ist, dann nimmt der Fluiddruck in der Eingangskammer 32 ab und es wird festgestellt, daß der vom Fahrer gewünschte Bremsvorgang in Richtung einer schwächeren Bremskraft gehen soll. An schließend wird Schritt 201 ausgeführt, wie in dem Fall, in dem die Fluiddruckdifferenz ΔF den Schwellenwert S1 nicht überschreitet.

In den Schritten 201-203 wird die Steuerbetriebsart in die Betriebsart für das normale Bremsen umgeschaltet und der an die elektrischen Verstelleinrichtungen 152 zuzulei tende Steuerstrom I wird basierend auf den Fluiddruck festgelegt, der durch den ersten Drucksensor 44 erfaßt wurde, so daß die Bremskraft, die in der Bremseinheit 15 erzeugt wird, dem Fluiddruck im Hauptzylinder 13 entspricht, welcher in die Erfassungseinheit 17 für den Bremsvorgang eingeleitet ist.

Insbesondere wird ein idealer Soll-Fluiddruck P4 berechnet, der, wie in der Fig. 7 ge zeigt ist, als eine Funktion des Fluiddruckes P1 in der Eingangskammer 32 ausgedrückt ist, welcher wiederum durch den ersten Drucksensor 44 erfaßt ist. Die Differenz ΔP zwi schen dem Soll-Fluiddruck P4 (n-1), der während des vorangegangenen Verarbeitungs schrittes berechnet wurde, und dem Fluiddruck P3 im Radzylinder, der während des derzeitigen Verarbeitungsschrittes erfaßt wurde, wird jedoch berechnet, damit die Bremskraft der Bremseinheit 15 genau gleich dem Soll-Fluiddruck P4 im Schritt 204 werden kann, bevor der ideale Soll-Fluiddruck P4 berechnet wird. Dann wird der Steuer strom I so gesteuert, daß die Differenz ΔP verringert wird.

Mit anderen Warten wird die Differenz ΔP gemäß der folgenden Gleichung (1) erhalten

ΔP = P4(n-1)-P3 (1).

Im Schritt 202 wird der Soll-Fluiddruck P4 gemäß der folgenden Gleichung (2) erhalten

P4 (n) = k1.f(P) (2)

wobei k1: Korrekturkoeffizient.

Im Schritt 203 wird der unter Berücksichtigung der obigen Differenz ΔP karrigierte Soll- Fluiddruck verwendet, um den Steuerstrom I des Soll-Fluiddruckes P4, der zum derzei tigen Zeitpunkt berechnet wurde, festzulegen. Der Steuerstrom I wird verwendet, um wiederholt die Bremskraft zu steuern, wobei einem langsamen Bremszustand, der ei nem Tretvorgang entspricht, genau gefolgt werden kann.

In diesem Fall wird der Steuerstrom I durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt.

I = k2.P4(n) + k3.ΔP (3).

Dann folgt wieder Schritt 101, nachdem der an die elektrische Verstelleinrichtung 152 zu liefernde Strom I derart festgelegt ist, daß der Fluiddruck im Radzylinder der Bremsein heit 15 dem Soll-Fluiddruck P4 entspricht.

Wenn der Fluiddruck P1 (n) in der Eingangskammer 32 derzeit größer ist als der Fluid druck P1 (n-1) in der Eingangskammer 32, der während des vorangegangenen Verar beitungsschrittes im Schritt 103 erhalten wurde, wird andererseits festgestellt, daß vom Fahrer eine plötzliche oder panikartige Bremsung gefordert wird und es folgt Schritt 104, da die Fluiddruckdifferenz ΔF größer ist als der Schwellenwert S1 und da der Fluiddruck in der Eingangskammer 32 gerade ansteigt.

Im Schritt 104 wird die Steuerbetriebsart in die Betriebsart für die plötzliche Bremsung umgeschaltet und der Steuerstrom I, wird der elektrischen Verstelleinrichtung 152 zu geleitet, um die durch die Bremseinheit 15 bei I_max zum Maximieren der Bremskraft er zeugte Bremskraft festzulegen und es folgt wieder Schritt 102.

Wie oben erläutert, bewirkt die Erfassungseinheit 17 für die Bremsbetätigung beim Steuersystem 10 für die Fahrzeugbremse, daß der vom Hauptzylinder 13 als Antwort auf den Bremsvorgang ausgegebene Fluiddruck durch die Eingangskammer 32 und die volumetrische, variable Kammer 38 angenommen und aufgenommen wird. Gleichzeitig bewirkt sie, daß ein vorteilhaftes Bremsgefühl entsteht, indem eine geeignete Gegen kraft an das Bremspedal 11 als Bremsbetätigungsmittel weitergeleitet wird, indem die Andrückkraft der Feder 42 zum Drücken des Kalbens 40 in die volumetrische, variable Kammer 38 verwendet wird.

Die Steuereinheit 30 zum Steuern der von der Bremseinheit 15 erzeugten Bremskraft durch Steuerung der Zufuhr von elektrischer Energie an die elektrische Verstelleinrich tung 152 erfaßt die Fluiddruckdifferenz ΔF zwischen der Eingangskammer 32 und der volumetrischen, variablen Kammer über die Ausgänge der ersten und zweiten Druck sensoren 44, 45 der Erfassungseinheit 17 für die Bremsbetätigung, um genau und schnell herauszufinden, ob die vom Fahrer bewirkte Bremsung eine normale oder lang same Bremsung oder andernfalls eine plötzliche oder panikartige Bremsung ist, indem die Werte der Fluiddruckdifferenz ΔF und der vorbestimmte Schwellenwert S1 vergli chen werden.

Um die Zufuhr von elektrischer Energie an die elektrische Verstelleinrichtung 152 durch Umschalten zwischen den Steuerbetriebsarten als Antwort auf den solchermaßen er faßten Bremszustand zu steuern, ist die motorgetriebene Bremseinheit 15 derart ausge staltet, daß sie in geeigneter Weise mit einer hohen Antwortgeschwindigkeit so funktio niert, wie es der Fahrer fordert.

Des weiteren wird die Zufuhr von elektrischer Energie an die elektrische Verstelleinrich tung 152 so gesteuert, daß die Bremskraft maximiert wird, die bei einer plötzlichen Bremsung erzeugt wird, bei der die Fluiddruckdifferenz ΔF den Schwellenwert S1 über schreitet. Demzufolge kann in geeigneter Weise eine ausreichende und notwendige Bremskraft, die eine zu schwache Bremsbetätigungskraft ausgleicht, selbst beispiels weise im Falle eines weiblichen Fahrers mit einer schwachen Trittstärke auf das Pedal erzeugt werden, wodurch Schwierigkeiten vermeidbar sind, die von einer zu geringen Betätigungskraft her rühren.

Bei einer langsamen Bremsung, bei der die Fluiddruckdifferenz ΔF den Schwellenwert S1 nicht überschreitet, wird die Bremsbetätigungskraft des Fahrers zur Steuerung des Steuerstroms verwendet, der an die elektrische Verstelleinrichtung 152 weitergeleitet wird, indem beispielsweise der Soll-Fluiddruck entsprechend dem Ausgangssignal des ersten Fluiddruck-Sensors 44 festgesetzt und korrigiert wird, um die Druckdifferenz zwi schen dem Soll-Fluiddruck während des vorhergehenden Verarbeitungsschrittes und dem tatsächlichen Fluiddruck im Radzylinder zu senken, so daß der karrigierte Soll- Fluiddruck zur Verfügung steht. Entsprechend kann im Falle einer direkten Betätigung der Bremseinheit mit dem vom Hauptzylinder 13 ausgegebenen Fluiddruck, eine geeig nete Bremskraft proportional zur Bremsbetätigungskraft wirksam erzeugt werden.

Bei der Steuerungseinheit 30 wird das elektromagnetische Ventil 22 für den Sensor ge schlossen und das elektromagnetische Ventil 28 für den Antriebsabschnitt geöffnet, wenn ein Fehler im elektrischen System auftritt, wodurch die Bremseinheit mit dem Fluiddruck angetrieben wird, indem der vom Hauptzylinder 13 erzeugte Fluiddruck als Antwort auf die Bremsbetätigung dem Fluiddruck-Antriebsabschnitt 151 der Bremsein heit 15 zugeleitet wird.

Demzufolge kann ein korrekter Betrieb der Bremseinheit 15 als Antwort auf die Brems betätigung selbst bei einem Fehler im elektrischen System sichergestellt werden, was den Effekt hat, daß die Verläßlichkeit und Sicherheit des Bremsvorgangs verbessert wird.

Bei einer plötzlichen Bremsung, bei der die Fluiddruckdifferenz ΔF den Schwellenwert S1 gemäß dem obigen Ausführungsbeispiels der Erfindung überschreitet, wird der Steuerstrom I, der der elektrischen Verstelleinrichtung 152 zugeleitet wird, auf I_max fest gelegt, so daß die durch die Bremseinheit 15 erzeugte Bremskraft maximiert wird. Der an die elektrische Verstelleinrichtung 152 zugeleitete Steuerstrom hat die Wirkung, daß er eine zu schwache Betätigungskraft solange ausgleicht, wie der Steuerstrom größer als der Steuerstrom bei einer langsamen Bremsung ist. Demzufolge muß der an die elektrische Verstelleinrichtung 152 bei einer plötzlichen Bremsung, bei der die Fluid druckdifferenz ΔF den Schwellenwert S1 überschreitet, zugeleitete Steuerstrom nicht notwendigerweise zu I_max festgelegt sein, sondern kann auch auf einen geeigneten an deren Wert gesetzt werden, der größer als der Wert des bei einer langsamen Bremsung zugeleiteten Steuerstroms ist.

Gemäß dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wurde der Soll-Fluiddruck P4 bei einer langsamen Bremsung, bei der der Steuerstrom an die elek trische Verstelleinrichtung 152 mit der normalen Bremsbetriebsart als Steuerbetriebsart bestimmt wird, mit dem Fluiddruck P1 in der Eingangskammer 32 als eine vom Aus gangssignal des ersten Drucksensors 44 erfaßte Referenz berechnet. Wie in der Fig. 4 gezeigt ist, kann jedoch der gleiche Effekt erzielt werden, wenn der Soll-Fluiddruck P4 mit dem Fluiddruck P2 in der volumetrischen, variablen Kammer 38 als Referenz an stelle des Fluiddruckes P1 in der Eingangskammer 32 berechnet wird, da bei einer langsamen Bremsung der Fluiddruck P1 in der Eingangskammer 32 im wesentlichen gleich dem Fluiddruck P2 in der volumetrischen, variablen Kammer 38 ist.

Im folgenden wird eine genaue Beschreibung eines zweiten erfindungsgemäßen Aus führungsbeispiels eines Steuersystems für eine Fahrzeugbremse unter Bezugnahme auf die Fig. 8, 9 gegeben. Da der Aufbau des Steuersystems der Bremse beim zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dem Steuersystem der Bremse beim ersten Ausführungsbeispiel ähnlich ist, wird das letztere Steuersystem auch unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben.

Die Steuereinheit 30 bewirkt eine Betätigung der elektrischen Verstelleinheit 152 der Bremseinheit 15 durch die in Fig. 8 gezeigten Schritte.

Insbesondere wird eine jede der Variablen n, P1(n), P2(n) und I(n) im Schritt S1 initiali siert. Der derart initialisierte Steuerstrom I(n) wird an die elektrische Verstelleinrichtung 152 der Bremseinheit 15 im Schritt 2 geleitet. Im Schritt S3 wird 1 zu einer Zählervaria blen n hinzuaddiert. Im Schritt S4 werden jeweils ein Fluiddruck P1 (n) in der Eingangs kammer 32 und ein Fluiddruck P2(n) in der volumetrischen, variablen Kammer 38 durch die ersten und zweiten Drucksensoren 44, 45 gemessen.

Des weiteren wird im Schritt S5 festgestellt, ob oder ab nicht der Fluiddruck P1 (n) in der Eingangskammer 32 einen Schwellenwert K1 überschreitet. Wenn der Fluiddruck P1 (n) den Schwellenwert K1 nicht überschreitet, wird wieder Schritt S1 ausgeführt. Wenn der Fluiddruck P1 (n) den Schwellenwert K1 überschreitet, wird festgestellt, daß ein Nieder treten des Bremspedals 11 begonnen hat und Schritt S6 wird ausgeführt.

Im Schritt S6 wird festgestellt, ab oder ob nicht der Fluiddruck P2 (n) in der volumetri schen, variablen Kammer 38, der dieses Mal gemessen wird, größer ist als der Fluid druck P2 (n-1), der darin zuvor gemessen wurde, und ab P2 (n) < P2 (n-1) gilt. In die sem Fall wird festgestellt, daß das Bremspedal 11 niedergetreten wurde und Schritt S7 wird ausgeführt. Im Schritt S7 wird die Druckdifferenz ΔP zwischen dem Fluiddruck P1 (n) in der Eingangskammer 32 und im Fluiddruck P2 (n) in der volumetrischen, variablen Kammer 38 berechnet.

Im Schritt S8 wird ein korrigierter, derzeitiger Wert f1 (ΔP), der proportional zur Druck differenz ΔP ist, zum vorhergehenden Steuerstromwert I (n-1) hinzuaddiert, um den Steuerstromwert I(n) zum derzeitigen Zeitpunkt zu berechnen. Im Schritt S9 wird der Steuerstromwert I(n) an die elektrische Verstelleinrichtung 152 der Bremseinheit 15 geleitet und eine zum Steuerstromwert I (n) propartionale Bremskraft erzeugt.

Danach wird Schritt S3 wieder ausgeführt und ein korrigierter Stromwert f1 (ΔP) erhal ten, der proportional zur Druckdifferenz ΔP ist, womit von einer langsamen bis zu einer panikartigen Bremsung eine Steuerung mit hervorragendem Antwortverhalten stattfin det.

Wenn der derzeitige Fluiddruck P2 (n) in der volumetrischen, variablen Kammer 38 klei ner wird als der vorhergehende Fluiddruck P2 (n-1), so wird festgestellt, daß das Brems pedal 11 losgelassen wird, und im Schritt S6 wird eine NEIN Entscheidung getroffen. Anschließend wird Schritt S10 ausgeführt.

Im Schritt S10 wird der Fluiddruck P2 (n) in der volumetrischen, variablen Kammer 38 mit einem Schwellenwert K2 verglichen. Wenn er größer ist als der Schwellenwert K2, wird ein Steuerstromwert I (n) = f2 (P2 (n)) im Schritt S11 berechnet, der proportional zum Fluiddruck P2 (n) ist, und das berechnete Ergebnis an die elektrische Verstellein heit 152 der Bremseinheit 15 im Schritt S9 zugeführt.

Wenn im Schritt S10 eine NEIN Entscheidung getroffen wurde, dann wird festgestellt, daß das Bremspedal 11 vollständig losgelassen wurde und Schritt S1 wird wieder aus geführt.

Wie oben erläutert, hält die Steuereinheit 30 des Steuersystems 10 für die Fahrzeug bremse gemäß diesem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel das elektromagneti sche Ventil 28 für den Antriebsabschnitt geschlossen und die elektromagnetischen Ven tile 22, 23 für die Sensoren geöffnet, während das elektrische System normal arbeitet, bewirkt, daß der vom Hauptzylinder 13 erzeugte Hydraulikdruck von der Erfassungs einheit 17 für den Bremsvorgang angenommen wird, und steuert die Funktion der elek trischen Verstelleinrichtung 152 der Bremseinheit 15 in Abhängigkeit vom Ausgangs signal der Erfassungseinheit 17 für die Bremsbetätigung, wodurch die Bremseinheit 15 zur Durchführung eines vorbestimmten Bremsvorgangs veranlaßt wird.

In diesem Fall bewirkt die Erfassungseinheit 17 für die Bremsbetätigung, daß der vom Hauptzylinder 13 als Antwort auf den Bremsvorgang ausgegebene Fluiddruck durch die Eingangskammer 32 und die volumetrische, variable Kammer 38 angenommen und aufgenommen wird, und bewirkt gleichzeitig die Erzeugung eines vorteilhaften Brems gefühls, indem eine geeignete Gegenkraft an das Bremspedal als Bremsbetätigungs mittel übertragen und die Druckkraft der Feder 42 zum Drücken des Kalbens 40 in die volumetrische, variable Kammer 38 verwendet wird.

Bei der Erfassungseinheit 17 für den Bremsvorgang fließt des weiteren das unter Druck stehende Fluid in der Eingangskammer 32 über die Öffnung 36 in die volumetrische, va riable Kammer 38, da das Fluid in der Eingangskammer 32 aufgrund des Einleitens des Fluiddrucks im Hauptzylinder 13 bei der langsamen Bremsung langsam unter Druck ge setzt wird, während langsam auf das Bremspedal getreten wird und keine starke Druck differenz zwischen der Eingangskammer 32 und der volumetrischen, variablen Kammer 38 erzeugt wird.

Bei einem plötzlichen Bremsen, wo plötzlich auf das Bremspedal getreten wird, findet das Durchfließen der Öffnung 36 zu spät statt, da das Fluid in der Eingangskammer 32 aufgrund des Einleitens des Fluiddrucks im Hauptzylinder 13 schnell unter Druck ge setzt wird und der Fluiddruck in der Eingangskammer 32 stark ansteigt, wohingegen der Fluiddruck in der volumetrischen, variablen Kammer 38 langsam steigt. Dies bewirkt, daß eine Druckdifferenz zwischen der Eingangskammer 32 und der volumetrischen, va riablen Kammer 38 erzeugt wird.

Mit anderen Worten ist die Druckdifferenz ΔP zwischen der Eingangskammer 32 und der volumetrischen, variablen Kammer 38 eine Information, die den Betriebszustand des Bremspedals seitens des Fahrers korrekt wiedergibt. Wie in der Fig. 9 gezeigt ist, entspricht die langsame Bremsung, die normale Bremsung, die plötzliche Bremsung und die panikartige Bremsung in dieser Reihenfolge einer Verringerung der Druck differenz ΔP. Der vom Fahrer geforderte Bremsvorgang kann bestimmt werden, indem die Druckdifferenz ΔP zwischen der Eingangskammer 32 und der volumetrischen, va riablen Kammer 38 basierend auf den von den ersten und zweiten Drucksensoren 44, 45 erfaßten Werten erfaßt wird.

Des weiteren müssen die von den Drucksensoren 44, 45 erfaßten Werte nicht differen ziert werden, sondern nur ihre Differenz berechnet werden. Folglich wird das zum Zeit punkt der Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer hinzugefügte Rauschen nicht verstärkt.

Daher wird kein Filterverfahren zur Rauschunterdrückung benötigt und daher der Erfas sungsvorgang nicht verzögert. Der Zustand der Bremsbetätigung wird genau und schnell erfaßt, so daß eine motorgetriebene Bremseinheit auf geeignete Weise mit her vorragendem Antwortverhalten betätigt werden kann.

Zusätzlich ist das Einwegventil 34 bei diesem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel zwischen der Eingangskammer 32 und der volumetrischen, variablen Kammer 38 par allel zur Öffnung 36 zur Verbindung der Eingangskammer 32 mit der volumetrischen, variablen Kammer 38 im Ventilkörper 53 des Einwegventils 34 angebracht, so daß das Bremspedal 11 schnell in seine Anfangsposition zurückkehrt, da der im Durchmesser größere Verbindungsdurchlaß 48 als die Öffnung 36 die Eingangskammer 32 mit der volumetrischen, variablen Kammer 38 verbindet, wenn das Bremspedal 11 losgelassen wird. Dadurch beschleunigt sich der Rückfluß des Fluids, das veranlaßt wurde, von der Eingangskammer 32 in die volumetrische, variable Kammer 38 zu fließen.

Die Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung bei dem erfindungsgemäßen Steuersy stem für eine Fahrzeugbremse veranlaßt die Annahme und die Aufnahme des vom Hauptzylinder ausgegebenen Fluiddrucks durch die Eingangskammer und die volume trische, variable Kammer als Antwort auf den Bremsvorgang und ruft gleichzeitig ein varteilhaftes Bremsgefühl hervor, indem in geeigneter Weise eine Gegenkraft auf das Bremspedal als Bremsbetätigungsmittel geleitet wird, und die Druckkraft der Feder zum Drücken des Kolbens in die volumetrische, variable Kammer verwendet wird.

Die Fluiddruckdifferenz zwischen der Eingangskammer und der volumetrischen, varia blen Kammer zeigt bei einer langsamen Bremsung in der normalen Bremsbetriebsart eine im wesentlichen konstante, charakteristische Kurve vom Anfangszustand bis zum Endzustand des Bremsvorganges. Dagegen weist bei einer plötzlichen Bremsung in der plötzlichen oder panikartigen Bremsbetriebsart die Fluiddruckdifferenz dazwischen eine Zunahme auf, die beim Anfangszustand des Bremsvorganges stark ansteigt, aber im Endzustand eine konstante, charakteristische Kurve zeigt. Diese Tendenz ist selbst dann unverändert, wenn ein weiblicher Fahrer mit einer schwachen Tretkraft die Brem sen betätigt. Ob oder ob nicht die Fluiddruckdifferenz eine derartige im Anfangszustand des Bremsvorgangs stark ansteigende Zunahme aufweist, kann durch einen Vergleich der Größen der Fluiddruckdifferenz genau bestimmt werden, falls die Fluiddruckdifferenz den Schwellenwert überschreitet, wobei zuvor ein geeigneter Schwellenwert eingestellt wurde. Des weiteren beinhaltet das Berechnungsverfahren der Fluiddruckdifferenz und der Vergleich der Größen der Fluiddruckdifferenz und des Schwellenwerts keine Diffe rentiation, sondern nur Additionen und Subtraktionen. Das zum Zeitpunkt der Betätigung der Bremsen durch den Fahrer beim Stand der Technik hinzugefügte Rauschen wird nie verstärkt.

Daher ist es möglich, im Anfangszustand, in dem der Bremsvorgang beginnt, genau und schnell festzustellen, ob der Bremsvorgang beispielsweise eine langsame Bremsung, wie beispielsweise eine normale Bremsung, oder eine plötzliche oder Panikbremsung darstellt, indem die Werte der Druckdifferenz und des vorbestimmten Schwellenwerts verglichen werden. Dann kann eine jede elektrisch angetriebene Bremseneinheit in ge eigneter Weise mit hervorragendem Antwortverhalten betätigt werden, wie es der Fah rer fordert, indem die Zufuhr von elektrischer Energie an die elektrische Verstelleinrich tung in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des ersten oder zweiten Drucksensors als einem Parameter eingestellt wird, der repräsentativ für die Stärke der Bremsbetäti gungskraft des Fahrers ist.

Die Zufuhr von elektrischer Leistung an die elektrische Verstelleinrichtung wird derart gesteuert, daß eine maximale Bremskraft bei einer plötzlichen Bremsung in der Be triebsart für eine plötzliche oder panikartige Bremsung erzeugt wird, wenn die Fluid druckdifferenz den Schwellenwert überschreitet. Daher kann eine ausreichende und notwendige Bremskraft, die eine zu schwache Bremsbetätigungskraft ausgleicht, in kor rekter Weise selbst dann erzeugt werden, wenn ein weiblicher Fahrer mit einer schwa chen Kraft auf das Bremspedal steigt, wodurch eine Gefahr aufgrund einer zu geringen Betätigungskraft vermieden werden kann.

Des weiteren sind die Werte, die von den ersten und zweiten Drucksensoren erfaßt sind, in der normalen Bremsbetriebsart einander im wesentlichen gleich, bei der die Druckdifferenz den Schwellenwert nicht überschreitet und sich beide mit dem als Ant wort auf den Bremsvorgang erzeugten Fluiddruck ändern. Die Druckdifferenz ist als ein Parameter verwendbar, der die Stärke der Bremsbetätigungskraft genau wiedergibt. Folglich schaltet die Steuereinheit die Steuerbetriebsart in die Betriebsart für eine nor male Bremsung um, wenn die Druckdifferenz den Schwellenwert nicht überschreitet, und steuert die Zufuhr von elektrischer Energie an die elektrische Verstelleinrichtung, basierend auf dem von dem ersten oder zweiten Drucksensor erfaßten Fluiddruck, so daß die durch die Bremseinheit erzeugte Bremskraft einem Wert entspricht, der dem in die Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung eingeleiteten Fluiddruck im Hauptzylinder entspricht. Dann kann eine geeignete Bremskraft, die der Bremsbetätigungskraft ent spricht, wie im Falle einer direkten Betätigung der Bremseinheit mit dem vom Hauptzy linder ausgegebenen Fluiddruck in der normalen Bremsbetriebsart erzeugt werden, wo bei die Druckdifferenz den Schwellenwert nicht überschreitet.

Wie oben erläutert, hält die Steuereinheit in der Erfassungseinheit für die Bremsbetäti gung gemäß der vorliegenden Erfindung das elektromagnetische Ventil für den An triebsabschnitt und außerdem das elektromagnetische Ventil für den Sensor, wenn das elektrische System normal arbeitet, veranlaßt die Aufnahme des vom Hauptzylinder er zeugten Hydraulikdruckes durch die Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung und steuert den Betrieb der elektrischen Verstelleinrichtung der Bremseinheit in Abhängig keit vom Signal, das von der Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung ausgegeben wurde, wodurch die Bremseinheit ihre vorbestimmte Funktion ausführt.

Des weiteren fließt bei der Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung das unter Druck stehende Fluid in der Eingangskammer über die Öffnung in die volumetrische, variable Kammer, da das Fluid in der Eingangskammer aufgrund des Einleitens des Fluiddruc kes im Hauptzylinder beim langsamen Bremsen langsam unter Druck gesetzt wird, wäh rend langsam auf das Bremspedal getreten und keine starke Druckdifferenz zwischen der Eingangskammer und der volumetrischen, variablen Kammer erzeugt wird.

Wenn bei einem plötzlichen Bremsen plötzlich auf das Bremspedal getreten wird, wird der Durchfluß der Öffnung verzögert, da das Fluid in der Eingangskammer aufgrund der Einleitung des Fluiddruckes im Hauptzylinder plötzlich langsam unter Druck gesetzt wird. Der Fluiddruck in der volumetrischen, variablen Kammer steigt allmählich, wohingegen der Fluiddruck in der Eingangskammer stark ansteigt. Dies resultiert in einer starken Druckdifferenz zwischen der Eingangskammer und der volumetrischen, variablen Kam mer.

Mit anderen Worten ist die Druckdifferenz zwischen der Eingangskammer und der vo lumetrischen, variablen Kammer eine Information, die den Betätigungszustand des Bremspedals seitens des Fahrers korrekt wiedergibt. Daher kann die Bremsenbetäti gung, die vom Fahrer gefordert wird, bestimmt werden, indem die Druckdifferenz zwi schen der Eingangskammer und der volumetrischen, variablen Kammer, basierend auf den von den ersten und zweiten Drucksensoren erfaßten Werten bestimmt wird.

Daher wird auch kein Filterverfahren zur Rauschunterdrückung benötigt und der Erfas sungsvorgang wird aufgrund des fehlenden Filterverfahrens nicht verzögert. Der Zu stand der Bremsbetätigung wird genau und schnell erfaßt, so daß die motorgetriebene Bremseinheit auf geeignete Weise mit hervorragendem Antwortverhalten betätigt wer den kann.

Wenn ein Fehler oder ein Versagen des elektrischen Systems auftritt, hält die Steuer einheit des weiteren das elektromagnetische Ventil für den Sensor geschlossen und das elektromagnetische Ventil für den Antriebsabschnitt offen, um auf diese Weise die Bremseinheit hydraulisch zu betreiben, indem der vom Hauptzylinder erzeugte Hydrau likdruck als Antwort auf den Bremsvorgang dem hydraulischen Antriebsabschnitt der Bremseinheit zugeleitet wird.

Folglich kann ein geeigneter Betrieb der Bremseinheit als Antwort auf die Bremsbetäti gung selbst bei einem Versagen oder einem Fehler des elektrischen Systems sicherge stellt werden, was die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Bremsvorganges verbessert.

Claims

1. Steuersystem für eine Fahrzeugbremse, umfassend: einen Hauptzylinder zum Erzeugen eines Fluiddruck als Antwort auf eine Bremsbetätigung, Bremseinhei ten, die jeweils durch elektrische Verstelleinrichtungen betätigt sind, eine Erfas sungseinheit für die Bremsbetätigung zum Erfassen eines Zustands der Brems betätigung anhand des vom Hauptzylinder ausgegebenen Fluiddrucks und zum Ausgeben eines Signals entsprechend dem Zustand der Bremsbetätigung, und eine Steuereinheit zum Steuern der von einer jeden Bremseinheit ausgegebenen Bremskraft durch Betätigen der elektrischen Verstelleinrichtung entsprechend dem Ausgangssignal der Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung,
wobei die Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung eine Eingangskammer auf weist, in die der Fluiddruck im Hauptzylinder eingeleitet ist, eine volumetrische, variable Kammer, die mit der Eingangskammer über eine Öffnung verbunden ist, einem in der volumetrischen, variablen Kammer gleitenden Kolben, eine Feder zum Drücken des Kolbens in Richtung einer Verringerung des Volumens der vo lumetrischen, Variablen Kammer, einen ersten und einen zweiten Drucksensor zum jeweiligen Erfassen des Fluiddrucks in der Eingangskammer und des Fluid drucks in der volumetrischen, variablen Kammer, und
wobei ferner die Steuereinheit zum Umschalten zwischen Steuerbetriebsarten entsprechend einer basierend auf den Ausgangssignalen der ersten und zweiten Drucksensoren berechneten Druckdifferenz zwischen einer Eingangskammer und der volumetrischen, variablen Kammer verwendet wird, die Steuerbetriebsart auf eine plötzliche Bremsbetriebsart umschaltet, wenn die Druckdifferenz einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, um die Betriebsart für die plötzliche Bremsung mit der Steuerbetriebsart zu vergleichen, wenn der Fluiddruck den Schwellenwert nicht überschreitet, und die Zufuhr von elektrischer Energie an je de elektrische Verstelleinrichtung steuert, so daß die von der Bremseinheit er zeugte Bremskraft erhöht ist.

2. Steuersystem für eine Fahrzeugbremse nach Anspruch 1, wobei die Steuerein heit die Steuerbetriebsart in eine normale Bremsbetriebsart umschaltet, wenn die Druckdifferenz den Schwellenwert nicht überschreitet, und die Zufuhr von elektri scher Energie an jede elektrische Verstelleinrichtung basierend auf dem von ei nem der ersten und zweiten Drucksensoren erfaßten Fluiddruck steuert, so daß die von der Bremseinheit erzeugte Bremskraft dem vom Hauptzylinder in die Er fassungseinrichtung für die Bremsbetätigung eingeleiteten Fluiddruck entspricht.

3. Steuersystem für eine Fahrzeugbremse, umfassend: einen Hauptzylinder zum Erzeugen eines Fluiddrucks als Antwort auf eine Bremsbetätigung, hydraulisch oder elektrisch angetriebene Bremseinheiten, die jeweils mit ölhydraulischen An triebsabschnitten als Antriebsquellen und elektrischen Verstelleinrichtungen ver sehen sind, und eine Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung zum Erfassen eines Zustands der Bremsbetätigung anhand des vom Hauptzylinder ausgege benen Fluiddrucks und zum Ausgeben eines Signals entsprechend dem Zustand der Bremsbetätigung, elektromagnetischen Ventilen für Sensoren, die zum je weils Öffnen und Schließen von hydraulischen Durchlässen verwendet werden, um den vom Hauptzylinder ausgegebenen Hydraulikdruck einzuleiten, und elek tromagnetische Ventile für die Antriebsabschnitte, die zum jeweiligen Öffnen und Schließen von hydraulischen Durchlässen verwendet werden, um den vom Hauptzylinder ausgegebenen Hydraulikdruck einzuleiten, sowie eine Steuerein heit zum Steuern der Betätigung der Bremseinheiten, der elektromagnetischen Ventile für die Sensoren und der elektromagnetischen Ventile für die Antriebsab schnitte,
wobei die Erfassungseinheit für die Bremsbetätigung eine Eingangskammer auf weist, in die der Fluiddruck im Hauptzylinder eingeleitet ist, eine volumetrische, variable Kammer, die mit der Eingangskammer über eine Öffnung verbunden ist, einen Kolben, der in der volumetrischen, variablen Kammer gleitet, eine Feder zum Drücken des Kalbens in Richtung einer Verringerung des Volumens der vo lumetrischen, variablen Kammer, einen ersten und zweiten Drucksensor zum je weiligen Erfassen des Fluiddrucks in der Eingangskammer und des Fluiddrucks in der volumetrischen, variablen Kammer, und
wobei ferner die Steuereinheit zur Steuerung der elektrischen Verstelleinrichtung bei einem Empfang von Signalen der ersten und zweiten Drucksensoren ver wendet wird.