DE102004009326A1

DE102004009326A1 - Elektrische Scheibenbremsvorrichtung

Info

Publication number: DE102004009326A1
Application number: DE102004009326A
Authority: DE
Inventors: Tohma Yamaguchi; Takeshi Iwata Yamamura
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: DE102004009326B4; US7299905B2; JP4254332B2; JP2004324856A; US20040212249A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Scheibenbremsvorrichtung mit einem einfachen Aufbau, in der der Betriebszustand einer Feststellbremse zuverlässig erfasst werden kann. Eine Steuereinheit (100) erfasst den Betriebszustand (die Schritte S25, S26) eines Elektromagneten (51) zum Ansteuern eines Mechanismus zur Verriegelung der Feststellbrmese (eines Haltemechanismus) (16) mittels eines Motorstroms (Schritt S24). Im Ergebnis können ein Zustand, in dem der durch den Motor (das erste elektrische Stellglied) (12) erzeugte Schub durch den Mechanismus (16) zur Verriegelung der Feststellbremse aufrechterhalten wird, und demzufolge die betriebsfähigen und nicht betriebsfähigen Zustände der Feststellbremse leicht aufgefasst werden. Ferner wird die Erfassung des Motorstroms unter Verwendung eines Stromsensors (104) ausgeführt, der außerdem verwendet wird, um die Funktion des Motors (12) (eine Funktion zum Bewegen der Bremsklötze (3, 4) zum Scheibenrotor (D)) zu verwirklichen, wobei folglich separate Stromerfassungsmittel nicht vorgesehen sein müssen.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der elektrischen Scheibenbremsvorrichtungen, die unter Verwendung des Drehmoments eines Motors die Bremskraft erzeugen, und insbesondere eine elektrische Scheibenbremsvorrichtung mit der zusätzlichen Funktion als Feststellbremse.
Es gibt gegenwärtig elektrische Scheibenbremsvorrichtungen mit einem Bremssattel, der einen Kolben, einen Motor und einen Mechanismus zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung, der die Drehung des Motors in eine geradlinige Bewegung umsetzt und diese geradlinige Bewegung auf den Kolben überträgt, umfasst. In einer derartigen elektrischen Scheibenbremsvorrichtung wird der Kolben in Übereinstimmung mit der Drehung eines Rotors des Motors bewegt, wodurch ein Bremsklotz gegen einen Scheibenrotor gedrückt wird, um die Bremskraft zu erzeugen. Ferner besitzt eine derartige elektrische Scheibenbremsvorrichtung normalerweise einen Sensor, der die Druckkraft oder den Hub eines Bremspedals erfasst, das durch eine Bedienungsperson gedrückt wird, wobei er die Drehung (den Drehwinkel) des elektrischen Motors in Übereinstimmung mit dem erfassten Wert steuert, um dadurch die gewünschte Bremskraft zu erhalten.
Früher sind verschiedene Versuche unternommen worden, um den Nutzwert dieses Typs der elektrischen Scheibenbremsvorrichtung durch Hinzufügung der Funktion einer Feststellbremse zu erhöhen.
Um eine elektrische Scheibenbremse als eine Feststellbremse zu verwenden, die die Reversibilität gegen die Gegenkraft vom Bremspedal besitzt, muss der Kolben durch irgendein Mittel fixiert werden.
Im elektrischen Bremssattel, der die Drehbewegung des Motors in die geradlinige Bewegung umsetzt, wird der Rotor des Motors durch ein Elektromagnet-Stellglied (das im Folgenden als "Elektromagnet" bezeichnet wird) verriegelt. Um die Vorrichtung als eine Feststellbremse zu verwenden, muss der Elektromagnet in einem nicht erregten Zustand verriegelt werden, wobei für diesen Zweck (1) ein Mechanismus, der den Elektromagneten in einen erregten Zustand versetzt, sodass während des normalen Bremsens die Verriegelung gelöst ist, und der den Elektromagneten in einem nicht erregten Zustand versetzt, sodass die Verriegelung während des Bremsens beim Parken aktiviert ist, (2) ein Mechanismus, der einen Elektromagneten verwendet, der einen Verriegelungsmechanismus umfasst, sodass während des normalen Bremsens der Elektromagnet in eine Freigaberichtung bewegt wird und folglich in einen vorübergehenden erregten Zustand versetzt ist, sodass die Verriegelung freigegeben ist, und während des Bremsens beim Parken der Elektromagnet in eine Verriegelungsrichtung bewegt wird und folglich in einen vorübergehend nicht erregten Zustand versetzt ist, sodass die Verriegelung aktiviert ist, usw. verwendet werden.

Ein Beispiel einer elektrischen Scheibenbremsvorrichtung mit einer Feststellbremse-Funktion, wie sie oben beschrieben worden ist, ist aus US 2003/0066719-A1 (entspricht DE10233673A1 ) veranschaulicht.

Es ist erwünscht, zweifellos zu wissen, wann die Feststellbremse betriebsfähig und wann sie nicht betriebsfähig ist. Im oben beschriebenen Stand der Technik ist es jedoch schwierig, zu wissen, wann die Feststellbremse betriebsfähig ist, wobei folglich die Vorrichtung des Standes der Technik diese Anforderung nicht angemessen erfüllen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Scheibenbremsvorrichtung mit einem einfachen Aufbau zu schaffen, in der der Betriebszustand einer Feststellbremse zuverlässig erfasst werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrische Scheibenbremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 4. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung kann eine elektrische Scheibenbremsvorrichtung mit einem Bremssattel, der ein erstes elektrisches Stellglied zum Bewegen eines Paars Bremsklötze, die auf beiden Seiten eines Scheibenrotors einander in Richtung auf den Scheibenrotor gegenüberliegen, einen Haltemechanismus zum Aufrechterhalten des durch das erste elektrische Stellglied erzeugten Schubs und/oder ein zweites elektrisches Stellglied zum Antreiben des Haltemechanismus enthalten. Es können Betriebszustand-Erfassungsmittel vorgesehen sein, um den Betriebszustand des Haltemechanismus in Übereinstimmung mit dem zweiten elektrischen Stellglied durch einen Stromwert des ersten elektrischen Stellgliedes zu erfassen.

Gemäß der Erfindung wird ferner eine elektrische Scheibenbremsvorrichtung geschaffen mit einem Bremssattel, der einen Kolben zum Schieben eines Paars Bremsklötze, die auf beiden Seiten eines Scheibenrotors einander in Richtung auf den Scheibenrotor gegenüberliegen, einen Motor zum Bewegen des Kolbens über einen Mechanismus zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung, ein Klauenrad, das am Rotor des Motors vorgesehen ist, eine Greifklaue, die am äußeren Umfang des Klauenrades angeordnet ist, damit sie mit dem Klauenrad in Eingriff gelangen und sich vom Klauenrad trennen kann, und/oder ein Stellglied, um zu bewirken, dass die Greifklaue mit dem Klauenrad in Eingriff gelangt oder sich vom Klauenrad trennt, enthält. Es können Betriebszustand-Erfassungsmittel vorgesehen sein, um den Betriebszustand der Greifklaue in Übereinstimmung mit dem Stellglied durch einen Stromwert des Motors zu erfassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:
1 eine schematische Ansicht, die die Struktur des Mechanismus zur Verriegelung der Feststellbremse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 eine schematische Ansicht, die gemäß dieser Ausführungsform den Mechanismus zur Verriegelung der Feststellbremse in Betrieb zeigt;
3 eine schematische Ansicht, die gemäß dieser Ausführungsform den Mechanismus zur Verriegelung der Feststellbremse in Betrieb zeigt;
4 eine Schnittansicht, die die Struktur eines in dieser Ausführungsform verwendeten Elektromagneten mit Selbsthaltung zeigt;
5 eine Schnittansicht, die in die Gesamtstruktur einer elektrischen Scheibenbremsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
6 eine Schnittansicht, die eine Vergrößerung eines Teils dieser elektrischen Scheibenbremsvorrichtung zeigt;
7 einen Zeitablaufplan, der die operative Abstimmung einer elektrischen Bremse und einer Feststellbremse in dieser elektrischen Scheibenbremsvorrichtung zeigt;
8 einen Zeitablaufplan, der die operative Abstimmung der elektrischen Bremse und der Feststellbremse in dieser elektrischen Scheibenbremsvorrichtung zeigt;
9 einen Zeitablaufplan, der die operative Abstimmung der elektrischen Bremse und der Feststellbremse in dieser elektrischen Scheibenbremsvorrichtung zeigt;
10 einen Zeitablaufplan, der die operative Abstimmung der elektrischen Bremse und der Feststellbremse in dieser elektrischen Scheibenbremsvorrichtung zeigt;
11 einen Stromlaufplan, der eine Steuereinheit der elektrischen Scheibenbremsvorrichtung und der mit ihr verbundenen Elemente zeigt;
12 eine Kennliniendarstellung, die die Beziehung zwischen der Motorposition und dem Schub des Motors in 1 zeigt;
13 einen Ablaufplan, der eine Funktionskontrolle des Mechanismus zur Verriegelung der Feststellbremse der elektrischen Scheibenbremsvorrichtung zeigt;
14 einen Ablaufplan, der die Überprüfung der Entriegelungsoperation in 13 zeigt
15 einen Ablaufplan, der die Überprüfung der Verriegelungsoperation in 13 zeigt;
16 einen Zeitablaufplan, der die operative Abstimmung zeigt, wenn in 14 festgestellt wird, dass die Entriegelungsoperation normal ist;
17 einen Zeitablaufplan, der die operative Abstimmung zeigt, wenn in 14 festgestellt wird, dass die Entriegelungsoperation irregulär ist;
18 einen Zeitablaufplan, der die operative Abstimmung zeigt, wenn in 15 festgestellt wird, dass die Verriegelungsoperation normal ist;
19 einen Zeitablaufplan, der die operative Abstimmung zeigt, wenn in 15 festgestellt wird, dass die Verriegelungsoperation irregulär ist;
20 einen Ablaufplan, der eine Operation zum Überprüfen der Operation der Feststellbremse in der elektrischen Scheibenbremsvorrichtung zeigt;
21 einen Zeitablaufplan, der die operative Abstimmung zeigt, wenn in 20 festgestellt wird, dass die Verriegelungsoperation normal ist;
22 einen Zeitablaufplan, der die operative Abstimmung zeigt, wenn in 20 festgestellt wird, dass die Verriegelungsoperation irregulär ist;
23 einen Ablaufplan, der eine Operation zeigt, um das Lösen der Feststellbremse in der elektrischen Scheibenbremsvorrichtung zu überprüfen;
24 einen Zeitablaufplan, der die operative Abstimmung zeigt, wenn in 23 während des Lösens der Feststellbremse festgestellt wird, dass die Entriegelungsoperation des Verriegelungsmechanismus normal ist; und
25 einen Zeitablaufplan, der die operative Abstimmung zeigt, wenn in 23 während des Lösens der Feststellbremse festgestellt wird, dass die Entriegelungsoperation des Verriegelungsmechanismus irregulär ist.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung auf der Grundlage der Zeichnung ausführlich beschrieben.
Die 5 und 6 zeigen die Gesamtstruktur einer elektrischen Scheibenbremsvorrichtung, die als eine Ausführungsform der Erfindung dient. In dieser Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen an einem nichtdrehenden Fahrzeugteil (einem Gelenk oder dergleichen) befestigten Träger, wobei dieser Träger weiter innen im Fahrzeug als ein Scheibenrotor D angeordnet ist, das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Bremssattel, der in der axialen Richtung des Scheibenrotors D freibeweglich geführt ist, während die Bezugszeichen 3 und 4 ein Paar von Bremsklötzen, die beiderseits des Scheibenrotors D angeordnet sind, bezeichnen. Die Bremsklötzer 3 und 4 sind durch den Träger 1 geführt, sodass sie sich in der axialen Richtung des Scheibenrotors D bewegen können. Der Bremssattel 2 umfasst einen Sattelhauptkörper 10 des Baugruppentyps, der ein Klauenelement 5 mit einem Klauenabschnitt 5a an seiner Vorderseite, ein ringförmiges Grundelement 6, das mittels (nicht gezeigter) Bolzen mit der Basis des Klauenelements 5 verbunden ist, eine ringförmige Abstützscheibe 8 und ein Motorgehäuse 9, die beide mittels der Bolzen 7 mit dem Basiselement 6 verbunden sind, umfasst. Der Klauenabschnitt 5a des Klauenelements 5 ist in der Nähe der Rückwand des Bremsklotzes 4 angeordnet, der sich in Richtung auf das Äußere des Fahrzeugs befindet.
In dieser Ausführungsform sind an der Innenseite des oben erwähnten Sattels 2 ein Kolben 11, der gegen die Rückwand des Bremsklotzes 3 anstoßen kann, der der Fahrzeuginnenseite gegenüberliegt, ein Motor (ein erstes Stellglied) 12, ein Kugel-Rampe-Mechanismus (ein Mechanismus zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung) 13, der die Drehung des Motors 12 in eine geradlinige Bewegung umsetzt und diese geradlinige Bewegung auf den Kolben 11 überträgt, ein Mechanismus 14 zur Verringerung der Differenzdrehzahl, der die Drehzahl des Motors 12 verringert und die Drehung auf den Kugel-Rampe-Mechanismus 13 überträgt, ein Mechanismus 15 zur Kompensation des Klotzverschleißes, der den Verschleiß der Bremsklötze 3, 4 durch Einstellen der Position des Kolbens 11 in Übereinstimmung mit dem Verschleiß der Klötze kompensiert, und ein Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse (ein Haltemechanismus) (1 bis 3), der als eine im Folgenden beschriebene Feststellbremse dient, angeordnet.
Der Kolben 11 umfasst einen Hauptkörperabschnitt 20 mit einem großen Durchmesser und einen Wellenabschnitt 21 mit einem kleinen Durchmesser. Der Hauptkörperabschnitt 20 ist in der Nähe des Bremsklotzes 3 in Richtung auf das Innere des Fahrzeugs angeordnet. Der Wellenabschnitt 21 des Kolbens 11 ist mit einem Wellenloch 21a mit einem quadratischen Querschnitt versehen. Durch das Einsetzen eines vorderen Abschnitts der Führungsstange 23, die sich von einer Endplatte 22 des Motorgehäuses 9 erstreckt, in das Wellenloch 21a, ist der Kolben gleitend, aber nicht drehbar durch die Führungsstange geführt. Ferner ist eine aus Gummi gefertigte Abdeckung 24 zum Abdichten des Inneren des Sattelhauptkörpers 10 nach außen zwischen dem Hauptkörperabschnitt 20 des Kolbens 11 und dem Sattelhauptkörper 10 vorgesehen.
Der Motor 12 ist ein Stromrichtermotor, der einen Stator 25, der fest in das Motorgehäuse 9 eingebaut ist, und einen hohlen Rotor 26, der innerhalb des Stators 25 angeordnet ist, umfasst. Es wird angemerkt, dass anstatt eines Stromrichtermotors ein Ultraschallmotor oder dergleichen als der Motor angewendet werden kann. Der Rotor 26 ist mit dem Motorgehäuse 9 und der Abstützscheibe 8 über die Lager 27 und 28 drehbar gelagert. Wenn der Motor 12 einen Befehl von einer eine Steuereinheit (einer Betriebszustand-Erfassungseinrichtung) 100, der in 11 gezeigt ist, empfangen hat, arbeitet der Motor 12, um den Rotor 26 mit einem gewünschten Drehmoment und um einen gewünschten Winkel zu drehen. Der Drehwinkel (die Drehposition) des Rotors 26 wird durch einen in 11 gezeigten Drehpositionsdetektor 101 erfasst, der im Inneren des Rotors 26 angeordnet ist. Die Drehposition und der Schub des Motors 12 besitzen eine konstante Beziehung, wie in der schematischen Darstellung in 12 gezeigt ist. Diese Beziehung wird im Voraus gemessen und in der Steuereinheit 100 gespeichert. Folglich kann der Schub aus den von dem Drehpositionsdetektor 101 erfassten Daten entnommen werden.
Es wird angemerkt, dass am Sattelhauptkörper 10 ein Verbinder 29 angebracht ist, um eine Signalleitung zu schalten, die den Stator 25 und den Drehpositionsdetektor 101 mit der Steuereinheit 100 verbindet.
Der Kugel-Rampe-Mechanismus 13 ist mit einer ringförmigen ersten Scheibe (einem Drehelement) 31, die über ein Querrollenlager 30 von dem inneren Umfang des ringförmigen Grundelements 6 des Sattelhauptkörpers 10 drehbar gelagert ist, einer ringförmigen zweiten Scheibe (einem Schubelement) 32, die über einen Schraubabschnitt S mit dem Wellenabschnitt 21 des Kolbens 11 verbunden ist, und drei Kugeln 33, die zwischen den zwei Scheiben 31 und 32 eingesetzt sind, versehen. Die zweite Scheibe 32 ist so angeordnet, dass sie gegen die Rückwand des Hauptkörperabschnitts 20 des Kolbens 11 stößt, wobei ihre Drehung durch die Reibungskraft einer zwischen der zweiten Scheibe 32 und dem Sattelhauptkörper 10 eingesetzten Wellenscheibe 34 normalerweise eingeschränkt ist.
Die drei Kugeln 33 sind in drei Kugelrillen 35 und 36 eingesetzt, die in den sich gegenüberliegenden Flächen der ersten Scheibe 31 und der zweiten Scheibe 32 in Bogenform um den Umfang ausgebildet sind. Die Kugelrillen 35 und 36 sind in der gleichen Richtung geneigt und im Bereich gleichen Zentrumswinkels (von beispielsweise 90°) in gleichen Abständen angeordnet. Wenn sich die erste Scheibe 31 entgegen dem Uhrzeigersinn, in den 5 und 6 von rechts gesehen, dreht, nimmt die zweite Scheibe 32 eine Druckkraft, in der Zeichnung nach links, auf. Zu diesem Zeitpunkt wird durch die Wellenscheibe 34 eine Drehung der zweiten Scheibe 32 eingeschränkt, wobei sie sich deshalb linear (nach vorn) ohne Drehung bewegt. Im Ergebnis wird der Kolben 11 vorwärts bewegt (getrieben), wobei er folglich den Bremsklotz 3, der dem Inneren des Fahrzeugs gegenüberliegt, gegen den Scheibenrotor D presst.
Unterdessen ist ein verlängerter zylindrischer Abschnitt 37, der in Richtung der Seite der Endplatte 22 des Motorgehäuses 9 sehr verlängert ist, durchgängig längs des Abschnitts der zweiten Scheibe 32, der in den Wellenabschnitt 21 des Kolbens 11 geschraubt ist, (Schraubabschnitt S) vorgesehen. Mehrere Tellerfedern 38, von denen ein Ende mit der Führungsstange 23 verriegelt ist, und die normalerweise die zweite Scheibe 32 über den verlängerten zylindrischen Abschnitt 37 in Richtung der ersten Scheibe 31 zwingen, sind im verlängerten zylindrischen Abschnitt 37 angeordnet. Dadurch wird auf die drei Kugeln 33 des Kugel-Rampe-Mechanismus 13 zwischen den zwei Scheiben 31 und 32 ein starker Druck ausgeübt, wobei dann, wenn sich die erste Scheibe 31 im Uhrzeigersinn, in den 5 und 6 von rechts gesehen, dreht, sich die zweite Scheibe 32 rückwärts, in der Zeichnung nach rechts, bewegt, um dadurch den Kolben 11 vom Bremsklotz 3 zu trennen.
Wie in 6 deutlich veranschaulicht ist, ist der Mechanismus 14 zur Verringerung der Differenzgeschwindigkeit aus einer Exzenterwelle 39, die am Ende des Rotors 26 des Motors 12 ausgebildet ist und in Richtung des Scheibenrotors D verläuft, einer Exzenterscheibe 41, die zur drehbaren Anbringung an der Exzenterwelle 39 über ein Lager 40 vorgesehen ist, einem Oldham-Mechanismus 42, der zwischen der Exzenterscheibe 41 und der Abstützscheibe 8 des Sattelhauptkörpers 10 eingesetzt ist, und einem Zykloidmechanismus zur Verringerung der Kugelgeschwindigkeit 43, der zwischen der Exzenterscheibe 41 und der ersten Scheibe 31 des Kugel-Rampe-Mechanismus 13 eingesetzt ist, gebildet. Wenn der Oldham-Mechanismus 42 betätigt wird, dreht sich die Exzenterscheibe 41 nicht, sondern sie kreist in Übereinstimmung mit der Drehung der Exzenterwelle 39. Unterdessen wird der Zykloidmechanismus 43 zur Verringerung der Kugelgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der kreisenden Bewegung der Exzenterscheibe 41 betätigt, wobei sich folglich die erste Scheibe 31 in der zum Rotor 26 entgegengesetzten Richtung mit in einem konstanten Umdrehungsverhältnis zum Rotor 26 dreht. Es wird angemerkt, dass in 5 die Notation 01 das Drehzentrum des Rotors 26, die Notation 02 das Drehzentrum der Exzenterwelle 39 und die Notation δ das Maß der Exzentrizität zwischen diesen zwei Elementen bezeichnet.
Hier wird das Umdrehungsverhältnis N zwischen der ersten Scheibe 31 und dem Rotor 26 N = (D – d)/D, wobei d der Durchmesser eines Bezugskreises einer zykloidischen Rille seitens der Exzenterscheibe 41 im Zykloidmechanismus 43 zur Verringerung der Kugelgeschwindigkeit ist, während D der Durchmesser eines Bezugskreises einer zykloidischen Rille seitens der ersten Scheibe 31 ist. In diesem Fall ist die Anzahl der Umdrehungen des Rotors 26, wenn sich die erste Scheibe 31 einmal dreht, ein geschwindigkeitsreduzierender Anteil α (= 1/N). Ferner bewegt sich, wenn der Rotor 26 um einen bestimmten Winkel Θ gedreht wird, die zweite Scheibe 32 um S = (L/360) × (θ/α) vor, wobei der Drehwinkel θA der ersten Scheibe 31 θ/α ist, während L die Neigung (Steigung) der Kugelrillen 35 und 36 des Kugel-Rampe-Mechanismus 13 ist.
Wie in 6 deutlich veranschaulicht ist, umfasst der Mechanismus 15 zur Kompensation des Klotzverschleißes einen Begrenzer 44, der am verlängerten zylindrischen Abschnitt 37 der zweiten Scheibe 32 des Kugel-Rampe-Mechanismus 13 drehbar angebracht und mit einem Zwischenraum in Drehrichtung mit der ersten Scheibe 31 operativ verbunden ist, einen am verlängerten zylindrischen Abschnitt 37 der zweiten Scheibe 32 angebrachten Federhalter 46, dessen Position bezüglich der zweiten Scheibe 32 durch einen Stift 45 festgelegt ist, und eine Schraubenfeder 47, die so um den Federhalter 46 angeordnet ist, dass ein Ende mit dem Begrenzer 44 verbunden ist und das andere Ende mit dem Federhalter 46 verbunden ist.
Der Mechanismus 15 zur Kompensation des Klotzverschleißes arbeitet in einer derartigen Weise, dass, wenn die Bremsklötze 3 und 4 abgenutzt sind, sich der Begrenzer 44 in Übereinstimmung mit der Drehung der ersten Scheibe 31 des Kugel-Rampe-Mechanismus 13 dreht, woraufhin diese Drehung über die Schraubenfeder 47, den Federhalter 46 und den Stift 45 auf die zweite Scheibe 32 übertragen wird. Der Kolben 11, dessen Drehung durch den Führungsstift 23 eingeschränkt ist, bewegt sich längs des Führungsstifts 23 vorwärts, bis der Bremsklotz 3 gegen den Scheibenrotor D gedrückt wird, oder, mit anderen Worten, bis eine Bremskraft erzeugt wird, wobei folglich die durch den Klotzverschleiß verursachte Lücke beseitigt ist. Unterdessen verhindert, sobald die Bremskraft erzeugt worden ist, der durch den am Schraubabschnitt S zwischen dem Kolben 11 und der zweiten Scheibe 32 erzeugte große Reibungswiderstand eine Drehung der zweiten Scheibe 21, wobei deshalb eine Drehversetzung zwischen der zweiten Scheibe 32 und der ersten Scheibe 31, oder, mit anderen Worten, eine Drehversetzung zwischen dem Federhalter 46 und dem Begrenzer 44 durch die Verwindung der Schraubenfeder 47 absorbiert wird.
Wie in den 1 bis 3 deutlich veranschaulicht ist, ist der Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse durch einen Verriegelungsmechanismus 50, der die Drehung des Rotors 26 des Motors 12 in einer das Bremsen aufhebenden Richtung L verriegeln und entriegeln kann, und einen PBKSOL (PBK-Elektromagneten, der im Folgenden als ein "Elektromagnet" bezeichnet wird, wo es geeignet ist) 51 zum Aktivieren der Verriegelungs- und Entriegelungsoperationen des Verriegelungsmechanismus 50 schematisch gebildet. In dieser Ausführungsform bildet der Elektromagnet 51 ein zweites elektrisches Stellglied und ein Stellglied.
Der Verriegelungsmechanismus 50 umfasst ein Klauenrad 52, das einteilig an einer äußeren Umfangsfläche des Rotors 26 ausgebildet ist, einen Schwinghebel 54, der neben dem Klauenrad 52 angeordnet ist und der an seinem Grundabschnitt unter Verwendung eines Stifts 53 drehbar am Sattelhauptkörper 10 angebracht ist, eine Greifklaue 56, deren Grundabschnitt unter Verwendung eines Stifts 55 drehbar auf halbem Wege längs der Länge des Schwinghebels 54 angebracht ist, einen Anschlagabschnitt 57, der am Sattelhauptkörper 10 vorgesehen ist und der gegen eine Seitenfläche des Schwinghebels 54 stößt, um zu verursachen, dass der Schwinghebel 54 in einer tangentialen Richtung des Rotors 26 steht, eine Torsionsfeder (ein Zwangsmittel) 58, um während der normalen Operationen die Greifklaue 56 in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn, wie in 1 ge sehen, zu zwingen, und einen Vorsprung 59, um die Greifklaue 56 in einer stehenden Haltung zu halten, die den Eingriff mit dem Klauenrad 52 in Zusammenarbeit mit der Torsionsfeder 58 ermöglicht. Hier ist jeder der Zahnabschnitte 60 des Klauenrads 52 mit einer Zahnform versehen, bei der eine Zahnfläche 60a beim Aussetzen des Bremsens der Vorderseite einer Drehrichtung L des Rotors 26 (entgegen dem Uhrzeigersinn, in den 5 und 6 von rechts gesehen) gegenüberliegt und eine schräge Fluchtfläche 60b während einer Bremsoperation einer Drehrichtung R des Rotors 26 (im Uhrzeigersinn, in den 5 und von rechts gesehen) gegenüberliegt.
Hier ist der Elektromagnet 51 als ein bidirektionaler Elektromagnet mit Selbsthaltung gebildet. Wie in 4 gezeigt ist, sind in diesem bidirektionalen Elektromagneten mit Selbsthaltung zwei Spulen 64, 65 auf beiden Seiten eines Permanentmagneten 63 innerhalb des Gehäuses 62, das einen Tauchkern 61 verschiebbar aufnimmt, in Reihe angeordnet, wobei ein Stab 66 durch den Tauchkern 61 geführt wird. Wenn ein elektrischer Strom irgendeiner der Spulen 64 oder 65 zugeführt wird, bewegt sich der Tauchkern 61 in einer der zwei Richtungen A oder B, er wird aber an einem vorderen oder hinteren Ende durch die Anziehung des Permanentmagneten 63 gehalten.
Es wird angemerkt, dass in dieser Ausführungsform der Elektromagnet 51 das zweite elektrische Stellglied und das Stellglied bildet, diese Stellglieder sind jedoch nicht auf einen Elektromagneten eingeschränkt, wobei ein direkt angetriebenes Stellglied, wie z. B. ein piezoelektrisches Element oder ein Drehstellglied, wie z. B. ein Schrittmotor, außerdem verwendet werden können.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist der Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse so gebildet, dass der Elektromagnet 51 mit Selbsthaltung am Sattelhauptkörper 10 vorgesehen ist, wobei ein Endabschnitt des Stabes 66, der mit dem Tauchkern 61 einteilig ist, am distalen Endabschnitt des Schwinghebels 54 auf der Seite des Verriegelungsmechanismus 50 drehbar angebracht ist.
Im Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse, der einen derartigen Aufbau besitzt, dass, wenn eine der Spulen 64 des Elektromagneten 51 erregt wird, sich der Stab 66 in der Richtung nach links (Vorwärtsrichtung) A, die 2 gezeigt ist, einteilig mit dem Tauchkern 61 bewegt, dies verursacht, dass der Schwinghebel 54 weg vom Rotor 26 schwingt, sodass sich das distale Ende der Greifklaue 56 von den Zahnabschnitten 60 des Klauenrads 52 wegbewegt. Mit anderen Worten, der Verriegelungsmechanismus 50 führt eine Entriegelungsoperation aus, in deren Ergebnis der Rotor 26 frei wird, um sich in der das Bremsen aufhebenden Richtung L und der Bremsrichtung R zu drehen. In diesem Fall wird der Tauchkern 61 am vorderen Ende gehalten, selbst wenn der elektrische Strom unterbrochen wird, wobei folglich die Elektrisierung der Spule 64 vorübergehend ausgeführt werden kann. Wenn die andere Spule 65 aus diesem Zustand erregt wird, bewegt sich der Stab 66 in der Richtung nach rechts (der Rückwärtsrichtung) B, die in 1 gezeigt ist, einteilig mit dem Tauchkern 61, dies verursacht, dass der Schwinghebel 54 zum Rotor 26 schwingt, sodass sich das distale Ende der Greifklaue 56 mit dem Zahnabschnitt 60 des Klauenrads 52 im Eingriff befindet. Mit anderen Worten, der Verriegelungsmechanismus 50 führt eine Verriegelungsoperation aus, in deren Ergebnis die Drehung des Rotors 26 in der das Bremsen aufhebenden Richtung L eingeschränkt ist. Gleichermaßen wird in diesem Fall der Tauchkern 61 am hinteren Ende gehalten, selbst wenn der elektrische Strom unterbrochen wird, wobei folglich die Elektrisierung der Spule 65 vorübergehend ausgeführt werden kann. Falls der Motor 12 erregt wird, um zu erzwingen, dass sich der Rotor 26 in der das Bremsen aufhebenden Richtung L dreht, wenn der Verriegelungsmechanismus 50 eine Verriegelungsoperation ausgeführt hat, wird das Drehmoment des Motors größer als die Zwangskraft der Torsionsfeder 58, wobei folglich die Greifklaue 56 durch die Zahnfläche 60a des Zahnabschnitts 60 am Klauenrad 52 nach unten geschoben wird, wie in 3 gezeigt ist, wobei dem Rotor 26 erlaubt wird, sich in der das Bremsen aufhebenden Richtung L zu drehen.
Wie oben beschrieben worden ist, ist der distale Endabschnitt der Greifklaue 56 konstruiert, um von den Zahnabschnitten 60 des Klauenrades 52 getrennt zu sein oder sich mit den Zahnabschnitten 60 im Eingriff zu befinden, wobei folglich in dieser Ausführungsform die Greifklaue 56 "eine Greifklaue, die sich mit dem Klauenrad in Eingriff befinden kann und die vom Klauenrad getrennt sein kann," bildet.
Wie in 11 gezeigt ist, wird der Elektromagnet 51 über eine Treiberschaltung 103 von einer Leistungsquelle 102 mit Leistung versorgt. Die Treiberschaltung 103 wird durch die Steuereinheit 100 gesteuert, um den Elektromagneten 51 anzutreiben. Der Motor 12 wird außerdem über die Treiberschaltung 103 von der Leistungsquelle 102 mit Leistung versorgt. Die Treiberschaltung 103 wird durch die Steuereinheit 100 gesteuert, um den Motor 12 anzutreiben, wobei sie folglich als ein Treiber des Elektromagneten und ein Treiber des Motors funktioniert. Die Treiberschaltung 103 und der Drehpositionsdetektor 101 sind mit der Steuereinheit 100 verbunden. Ein Stromsensor 104 zum Erfassen eines Stroms, der in den Motor 12 fließt, ein Druckkraftsensor 105, ein Ein-/Ausschalter 106 der Feststellbremse, ein Lautsprecher 107 und eine Warnlampe 108 sind außerdem mit der Steuereinheit 100 verbunden.
Die Operationen der elektrischen Scheibenbremsvorrichtung, die als die obenbeschriebene Ausführungsform dient, sind im Folgenden beschrieben, wobei sie in eine Bremsoperation und eine Operationsbestätigung (eine Operationsüberprüfung) des Verriegelungsmechanismus 50 (des Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse) unterteilt sind.
Zuerst wird eine Bremsoperation auf der Grundlage der 1 bis 6 und unter Bezugnahme auf die 7 bis 10 beschrieben.
[Das normale Bremsen]
Während einer normalen Bremsoperation der elektrischen Bremse verursacht ein Bremsvorgang des Fahrers, dass der Rotor 26 des Motors 12 sich im Uhrzeigersinn, in den 5 und 6 von rechts gesehen, dreht. Zu diesem Zeitpunkt bewegt der Elektromagnet 51 des Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse den Stab 66, der einteilig mit dem Tauchkern 61 ist, zum vorderen Ende, wie in 2 gezeigt ist, wobei der Verriegelungsmechanismus 50 durch die Selbsthaltungsfunktion des Elektromagneten 51 in einem Entriegelungszustand gehalten wird. Folglich wird, wenn sich der Rotor 26 im Uhrzeigersinn dreht, wie oben beschrieben worden ist, die Exzenterscheibe 41, die über das Lager 40 an der Exzenterwelle 39 angebracht ist, die mit dem Rotor 26 einteilig ausgebildet ist, durch den Oldham-Mechanismus 42 veranlasst, zu kreisen, aber sich nicht zu drehen. Die kreisende Bewegung der Exzenterscheibe 41 bewirkt, dass der Zykloidmechanismus zur Verringerung der Kugelgeschwindigkeit 43 arbeitet, wodurch die sich erste Scheibe 31 des Kugel-Rampe-Mechanismus 13 in der zum Rotor 26 entgegengesetzten Richtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) mit einem konstanten Umdrehungsverhältnis N zum Rotor 26 dreht, wie oben beschrieben worden ist. Weil durch die Widerstandskraft der Wellenscheibe 34 die Drehung der zweiten Scheibe 32 des Kugel-Rampe-Mechanismus 13 eingeschränkt ist, bewegt sich die zweite Scheibe nach vorn in Richtung des Scheibenrotors D, wie sich die erste Scheibe 31 dreht. Im Ergebnis bewegt sich der Kolben 11, wobei der Bremsklotz 3, der dem Inneren des Fahrzeugs gegenüberliegt, gegen den Scheibenrotor D gepresst wird. In Reaktion darauf bewegt sich der Sattel 2 bezüglich des Trägers 1, wodurch der Klauenabschnitt 5a des Klauenelements 5 den Bremsklotz 4, der dem Äußeren des Fahrzeugs gegenüberliegt, gegen die Außenfläche des Scheibenrotors D presst. Folglich wird eine Bremskraft, die dem Drehwinkel und dem Drehmoment (dem Strom) des Motors 12 entspricht, erzeugt, wie in 7 gezeigt ist. Es wird angemerkt, dass, wenn die Bremsklötze 3 und 4 abgenutzt sind, der Mechanismus 15 zur Kompensation des Klotzverschleißes betätigt wird, um die durch den Klotzverschleiß verursachte Lücke zu beseitigen, wie oben beschrieben worden ist. Ferner befindet sich während der Bremsoperation der Elektromagnet 51 mit Selbsthaltung in einem nicht erregten Zustand, wobei jedoch der Verriegelungsmechanismus 50 in einem Entriegelungszustand gehalten wird.
[Das normale Lösen der Bremse]
Wenn die elektrische Bremse gelöst wird, oder, mit anderen Worten, während des normalen Aussetzens des Bremsens, dreht sich durch eine Betätigung zum Lösen durch den Fahrer der Rotor 26 des Motors 12 entgegen dem Uhrzeigersinn, in den 5 und 6 von rechts gesehen. Demzufolge bewegt die Zwangskraft der mehreren Tellerfedern 38 die zweite Scheibe 32 einteilig mit dem Kolben 11 rückwärts. Die gegen den Scheibenrotor D drückende Kraft wird dadurch aufgehoben und folglich die elektrische Bremse gelöst. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Elektromagnet 51 mit Selbsthaltung in einem nicht erregten Zustand, wobei der Verriegelungsmechanismus 50 des Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse in einem Entriegelungszustand gehalten wird. Folglich dreht sich der Rotor 26 in der das Bremsen aufhebenden Richtung L gleichmäßig (2).
[Das Auftreten einer Anomalie während des normalen Bremsens]
Wenn aus irgendeinem Grund während der obenbeschriebenen normalen Bremseoperationen in der elektrischen Schaltung des Motors 12 eine Betriebsstörung auftritt, fällt das Drehmoment (der Strom) des Motors 12, wie in 8 gezeigt ist, wobei folglich die Schraubenfeder 47, die als ein Kolbenrückführungsmechanismus dient, oder eine Gegenkraft des Bremsens bewirkt, dass sich der Kolben 11 rückwärts bewegt. Die zweite Scheibe 32 bewegt sich dann rückwärts, dies verursacht, dass sich der Rotor 26 des Motors 12 entgegen dem Uhrzeigersinn, in den 5 und 6 von rechts gesehen, dreht, um zu seinem ursprünglichen Drehwinkel zurückzukehren, wobei folglich die elektrische Bremse gelöst wird. Weil zu diesem Zeitpunkt ähnlich zur normalen Bremseoperation der Verriegelungsmechanismus 50 des Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse in einem Entriegelungszustand gehalten wird, wird die elektrische Bremse gleichmäßig gelöst.
[Die Operation der Feststellbremse (PKB)]
Wenn die Feststellbremse betätigt wird, verursacht eine durch den Fahrer ausgeführte Betätigung der Feststellbremse, dass sich der Rotor 26 des Motors im Uhrzeigersinn, in den 5 und 6 von rechts gesehen, dreht, wobei dadurch verursacht wird, dass sich der Kolben 11 in einer zur obenbeschriebenen normalen Bremsoperation ähnlichen Weise bewegt, sodass proportional zum Drehwinkel und dem Drehmoment (dem Strom) des Motors 12 eine Bremskraft erzeugt wird, wie in 9 gezeigt ist. Gleichzeitig zur Erzeugung dieser Bremskraft wird vorübergehend ein Strom der anderen Spule 65 (4) im Elektromagneten 51 mit Selbsthaltung des Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse zugeführt. Dadurch bewegt sich der Stab 66 einteilig mit dem Tauchkern 61 im Elektromagneten 51 in der Rückwärtsrichtung B, dies verursacht, dass der Verriegelungsmechanismus 50 in einen Verriegelungszustand eintritt. Folglich ist, wie in 1 gezeigt ist, die Drehung des Rotors 26 in der das Bremsen aufhebenden Richtung L eingeschränkt. Etwa gleichzeitig zur vorübergehenden Erregung des Elektromagneten 51 mit Selbsthaltung wird die Stromversorgung für den Motor 12 ausgeschaltet. Im Ergebnis wird durch die Selbsthaltefunktion des Elektromagneten 51 der Verriegelungsmechanismus 50 des Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse in einem Verriegelungszustand gehalten, wobei folglich die Feststellbremse in einem stabilen Zustand gehalten wird, wie in 9 gezeigt ist.
[Das Lösen der Feststellbremse (PKB)]
Wenn die Feststellbremse gelöst wird, verursacht die durch den Fah rer ausgeführte Betätigung zum Lösen der Feststellbremse, dass die Spule 64 (4) des Elektromagneten 51 mit Selbsthaltung des Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse vorübergehend erregt wird. Dadurch bewegt sich der Stab 66 einteilig mit dem Tauchkern 61 im Elektromagneten 51 in der Vorwärtsrichtung A, wobei folglich veranlasst wird, dass der Verriegelungsmechanismus 50 in einen Entriegelungszustand eintritt, dies ermöglicht, dass sich der Rotor 26 in der das Bremsen aufhebenden Richtung L frei dreht, wie in 2 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Stromversorgung für den Motor 12 angehalten, wobei folglich der Kolben 11 durch die Gegenkraft des Bremsens rückwärts bewegt wird, dies verursacht, dass sich die zweite Scheibe 32 rückwärts bewegt und sich der Rotor 26 des Motors 12 entgegen dem Uhrzeigersinn, in den 5 und 6 von rechts gesehen, dreht. Im Ergebnis kehrt der Motor 12 zu seinem ursprünglichen Drehwinkel zurück, wobei die Feststellbremse gelöst ist, wie in 10 gezeigt ist.
Als Nächstes wird die Operationsbestätigung des Verriegelungsmechanismus 50 (des Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse) beschrieben.
Die Operationsbestätigung des Verriegelungsmechanismus 50 (des Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse) wird in der folgenden Weise mittels einer Berechnungssteuerung durch die Steuereinheit 100 ausgeführt. Die Operationsbestätigung des Verriegelungsmechanismus 50 wird unter Bezugnahme auf die 13 bis 25, unterteilt die folgenden Elemente beschrieben: (1) [die Operationsbestätigung, wenn der Klotzzwischenraum offen ist]; (2) [die Überprüfung der Entriegelungsoperation]; (3) [die Überprüfung der Verriegelungsoperation]; (4) [die Überprüfung der Verriegelungsoperation nach einer Betätigung der Feststellbremse]; und (5) [die Überprüfung der Entriegelungsoperation während des Lösens der Feststellbremse].
(1) [Die Operationsbestätigung, wenn der Klotzzwischenraum offen ist]
Dies wird auf der Grundlage der 13 bis 15 beschrieben.
Die elektrische Bremse kann einen Klotzzwischenraum (einen Zwischenraum zwischen dem Bremsklotz 3 und dem Kolben 11) öffnen, wobei folglich, wenn der Schub nicht erzeugt werden muss (z. B. wenn sich das Fahrzeug bewegt), ein Zustand des geöffneten Klotzzwischenraums hergestellt werden kann.
Wenn sich das Fahrzeug bewegt, wird eine Bestimmung ausgeführt, ob der Zwischenraum geöffnet ist (Schritt S1) . Falls im Schritt S1 eine negative Bestimmung ausgeführt wird, kehrt der Prozess zum Schritt S1 zurück, wohingegen, wenn eine positive Bestimmung ausgeführt wird (der Zwischenraum ist offen), die Überprüfungen der Entriegelungsoperation des Verriegelungsmechanismus 50 (des Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse) (Schritt S2) und der Verriegelungsoperation des Verriegelungsmechanismus 50 (Schritt S3) nacheinander ausgeführt werden, woraufhin der Prozess zum Schritt S1 zurückkehrt.
Die Operationsbestätigung des Verriegelungsmechanismus 50 bei offenem Klotzzwischenraum kann entweder wenn sich das Fahrzeug bewegt oder wenn es stillsteht ausgeführt werden, solange wie der Klotzzwischenraum offen ist. Ferner kann der in 3 gezeigte Ablaufplan jedes Mal, wenn der Klotzzwischenraum geöffnet wird, oder einmal nach der Aktivierung des Systems implementiert werden. Es wird angemerkt, dass, falls während der Implementierung des in 13 gezeigten Ablaufplans die Bremse gedrückt wird (dies wird durch den Druckkraftsensor 105 erfasst), einer Bremskrafterzeugungsoperation die Priorität gegeben wird und sie anstatt des Implementierens des Ablaufplans in 13 ausgeführt wird.
Als Nächstes werden die Schritte S2 (das Überprüfen einer Entriegelungsoperation des Verriegelungsmechanismus 50) und S3 (das Überprüfen einer Verriegelungsoperation des Verriegelungsmechanismus 50) beschrieben.
(2) [Die Überprüfung der Entriegelungsoperation] (Schritt S2)
Wie in den 14, 16 und 17 gezeigt ist, wird im Unterprogramm des Schrittes S2 (eine Überprüfung der Entriegelungsoperation) zuerst verursacht, dass ein Strom in der Entriegelungsrichtung für eine vorgeschriebene Zeitperiode (etwa 10 ms) in den Elektromagneten 51 fließt, um einen Entriegelungsbefehl zu übertragen, um zu verursachen, dass der Verriegelungsmechanismus 50 in einen Entriegelungszustand eintritt (Schritt S21). Als Nächstes wird verursacht, dass ein Strom in der positiven Drehrichtung (+) (ein Motorstrom) im Motor 12 fließt, der bewirkt, dass sich der Motor 12 innerhalb eines Bereichs, in dem der Schub (der Kolbenschub) im Kolben 11 nicht erzeugt wird, positiv dreht (mit anderen Worten, sodass der Drehwinkel des Motors allmählich größer wird) (Schritt S22), wobei dann verursacht wird, dass ein Strom in der Rückwärtsdrehrichtung (–) (ein Motorstrom) im Motor 12 fließt, der bewirkt, dass sich der Motor 12 rückwärts dreht (mit anderen Worten, sodass der Drehwinkel des Motors allmählich kleiner wird) (Schritt S23).
Nach dem Schritt S23 wird der in den Motor 12 fließende Strom, der bewirkt, dass sich der Motor 12 rückwärts dreht, durch den Stromsensor 104 erfasst, wobei eine Bestimmung ausgeführt wird, ob der erfasste Wert größer als ein vorgegebener Referenzwert ist (Schritt S24). Der Schritt S24 bildet das Betriebszustand-Erfassungsmittel.
Falls die Entriegelungsoperation des Verriegelungsmechanismus 50 in Reaktion auf den im Schritt S21 ausgegebenen Entriegelungsbefehl normal ausgeführt wird, nimmt der durch den Stromsensor 104 erfasste Strom, oder, mit anderen Worten, der Strom (der Motorstrom), der in den Motor 12 fließt, keinen großen Wert an, wobei folglich, wie in 16 gezeigt ist, verursacht wird, dass ein Strom mit dem oben erwähnten Referenzwert fließt, wobei im Schritt S24 eine negative Bestimmung ausgeführt wird, die Verarbeitung für eine normale Entriegelungsoperation ausgeführt wird (Schritt S26) und der Prozess dann zum Ablaufplan in 13 zurückkehrt.
Falls andererseits die Entriegelungsoperation des Verriegelungsmechanismus 50 in Reaktion auf den im Schritt S21 ausgegebenen Entriegelungsbefehl nicht normal ausgeführt wird (d. h., wenn sich der Verriegelungsmechanismus 50 in einem Verriegelungszustand befindet), muss das Klauenrad 52 die Greifklaue 56 überwinden, da sich der Motor 12 rückwärts dreht. Im Ergebnis wird eine große Last an den Motor 12 angelegt, wobei folglich ein entsprechend großer Strom durch den Motor 12 geleitet wird, dies verursacht, dass der Motorstrom den Referenzwert überschreitet, wie in 17 gezeigt ist. Folglich wird in diesem Fall im Schritt S24 eine positive Bestimmung ausgeführt, die Verarbeitung für eine anomale Entriegelungsoperation wird ausgeführt (Schritt S25) und der Prozess kehrt dann zum Ab laufplan in 13 zurück.
Es wird angemerkt, dass, wenn im Schritt S24 eine positive Bestimmung ausgeführt wird (d. h., wenn der Motorstrom groß ist, oder, mit anderen Worten, die Entriegelungsoperation anomal ist), die Zeitperiode, während der ein Strom durch den Elektromagneten 51 fließt, vergrößert werden kann, um die Überprüfung zu wiederholen, wobei die Überprüfung der Entriegelungsoperation mehrmals wiederholt werden kann.
(3) [Die Überprüfung der Verriegelungsoperation] (Schritt S3)
Wie in den 15, 18 und 19 gezeigt ist, wird im Unterprogramm des Schrittes S3 (einer Überprüfung der Verriegelungsoperation) zuerst verursacht, dass ein Strom in der Verriegelungsrichtung für eine vorgeschriebene Zeitperiode (etwa 10 ms) in den Elektromagneten 51 fließt, um einen Verriegelungsbefehl zu übertragen, um zu verursachen, dass der Verriegelungsmechanismus 50 in einen Verriegelungszustand eintritt (Schritt S31). Als Nächstes wird verursacht, dass ein Strom in der positiven Drehrichtung (+) (ein Motorstrom) im Motor 12 fließt, der bewirkt, dass sich der Motor 12 innerhalb eines Bereichs, in dem der Schub (der Kolbenschub) im Kolben 11 nicht erzeugt wird, positiv dreht (mit anderen Worten, sodass der Drehwinkel des Motors allmählich größer wird) (Schritt S32), wobei dann verursacht wird, dass ein Strom in der Rückwärtsdrehrichtung (–) (ein Motorstrom) im Motor 12 fließt, der bewirkt, dass sich der Motor 12 rückwärts dreht (mit anderen Worten, sodass der Drehwinkel des Motors allmählich kleiner wird) (Schritt S33).
Nach dem Schritt S33 wird der in den Motor 12 fließende Strom, der bewirkt, dass sich der Motor 12 rückwärts dreht, durch den Stromsensor 104 erfasst, wobei eine Bestimmung ausgeführt wird, ob der erfasste Wert größer als der vorgegebene Referenzwert ist (Schritt S34). Der Schritt S24 bildet das Betriebszustand-Erfassungsmittel.
Falls die Verriegelungsoperation des Verriegelungsmechanismus 50 in Reaktion auf dem Schritt S21 ausgegebenen Verriegelungsbefehl normal ausgeführt wird, nimmt der durch den Stromsensor 104 erfasste Strom, oder, mit anderen Worten, der Strom (der Motorstrom), der in den Motor 12 fließt, einen großen Wert an, wobei folglich, wie in 18 gezeigt ist, verursacht wird, dass ein Strom, der den oben erwähnten Referenzwert überschreitet, fließt, wobei im Schritt S34 eine positive Bestimmung ausgeführt wird, die Verarbeitung für eine normale Verriegelungsoperation ausgeführt wird (Schritt S36) und der Prozess dann zum Ablaufplan in 13 zurückkehrt.
Falls andererseits die Verriegelungsoperation des Verriegelungsmechanismus 15 in Reaktion auf den im Schritt S31 ausgegebenen Verriegelungsbefehl nicht normal ausgeführt wird (d. h., wenn sich der Verriegelungsmechanismus 50 in einem Entriegelungszustand befindet), nimmt der Motorstrom keinen großen Wert an, wobei er gleich dem Referenzwert wird oder unter den Referenzwert fällt, wie in 19 gezeigt ist. Folglich wird in diesem Fall im Schritt S34 eine negative Bestimmung ausgeführt, die Verarbeitung für eine anomale Verriegelungsoperation wird ausgeführt (Schritt S35) und der Prozess kehrt dann zum Ablaufplan in 13 zurück.
Es wird angemerkt, dass, wenn im Schritt S34 eine positive Bestimmung ausgeführt wird (d. h., wenn der Motorstrom nicht groß ist, oder, mit anderen Worten, die Verriegelungsoperation anomal ist), die Zeitperiode, während der ein Strom durch den Elektromagneten 51 fließt, vergrößert werden kann, um die Überprüfung zu wiederholen, wobei die Überprüfung der Verriegelungsoperation mehrmals wiederholt werden kann.
(4) [Die Überprüfung der Verriegelungsoperation nach einer Betätigung der Feststellbremse]
Die Feststellbremsoperation wird im Allgemeinen ausgeführt, wenn das Fahrzeug stillsteht, wobei folglich in dieser Ausführungsform die Verriegelungsoperation nach einer Betätigung der Feststellbremse überprüft wird, wie in den 20 bis 22 gezeigt ist.
Zuerst wird, wie in den 20 bis 22 gezeigt ist, wenn die Feststellbremse (PKB) EIN-geschaltet wird und der Ein-/Ausschalter 106 der Feststellbremse ein EIN-Signal ausgibt (Zeitpunkt t1), verursacht, dass ein Strom (ein Motorstrom) in einer Richtung zum Erzeugen des Schubs (einer positiven Richtung) in den Motor 12 fließt, wodurch sich der Motor 12 positiv dreht (Schritt S101). Dann wird auf der Grundlage des Drehwinkels des Motors 12 (des Motordrehwinkels) eine Bestimmung ausgeführt, ob der aufgrund der Drehung des Motors 12 erzeugte Schub eine ausreichende Größe besitzt, um das Feststellen zu ermöglichen (Schritt S102). Falls die Bestimmung im Schritt S102 negativ ist, kehrt der Prozess zum Schritt S101 zurück. Falls die Bestimmung im Schritt S102 positiv ist, wird ein Verriegelungsbefehl ausgegeben (Zeitpunkt t2), dadurch wird verursacht, dass der Elektromagnet 51 arbeitet (die Zeit t2-t3) und den Verriegelungsmechanismus 50 verriegelt (Schritt S103).
Nach dem Schritt S103 wird der Motorstrom verringert, um zu verur sachen, dass sich der Motor 12 rückwärts dreht (Schritt S104), woraufhin eine Bestimmung ausgeführt wird, ob der Schub abgenommen hat (Schritt S105). Der Schritt S105 bildet das Betriebszustand-Erfassungsmittel.
Falls die Verriegelungsoperation des Verriegelungsmechanismus 50 in Reaktion auf den im Schritt S103 ausgegebenen Verriegelungsbefehl normal ausgeführt wird, dreht sich der Motor 12 nicht rückwärts (der Drehwinkel des Motors ändert sich nicht), selbst wenn der Motorstrom verringert wird, um zu verursachen, dass sich der Motor 12 rückwärts dreht (Schritt S104, die Zeit t3-t4), wie in 21 gezeigt ist, wobei folglich im Schritt S105 eine negative Bestimmung ausgeführt wird (die anzeigt, dass der Schub nicht abgenommen hat). Dann wird, wie in 21 gezeigt ist, der Motorstrom auf null verringert (Schritt S108), woraufhin der Prozess zum Schritt S101 zurückkehrt.
Falls andererseits die Verriegelungsoperation des Verriegelungsmechanismus 50 in Reaktion auf den im Schritt S103 ausgegebenen Verriegelungsbefehl nicht normal ausgeführt wird (mit anderen Worten, falls sich der Verriegelungsmechanismus 50 in einem Entriegelungszustand befindet), verursacht die Stromverkleinerung des Schrittes S104 (die Zeit t3-t4), dass sich der Motor 12 rückwärts dreht, wodurch sich der Drehwinkel des Motors verringert, wie in 22 gezeigt ist. In Verbindung mit dieser Verkleinerung fällt der Kolbenschub, dies bewirkt, dass im Schritt S105 eine positive Bestimmung ausgeführt wird (die anzeigt, dass sich der Schub verringert hat). Um die Anomalie im Verriegelungsmechanismus anzuzeigen, wird demzufolge veranlasst, dass die Warnlampe 108 blinkt, wobei ein Warnton vom Lautsprecher 107 emittiert wird, der den Fahrer über eine Anomalie in der Feststellbremse informiert (Schritt S106). Nach dem Schritt S106 wird der Motorstrom abermals erhöht, um einen ausreichenden Schub zu erzeugen, um das Feststellen zu ermöglichen (Schritt S107), woraufhin der Prozess zum Schritt S101 zurückkehrt.
Es wird angemerkt, dass, wenn eine positive Bestimmung im Schritt S105 ausgeführt wird (die eine Verringerung des Schubs, oder, mit anderen Worten, eine Anomalie im Verriegelungsmechanismus, anzeigt), die Zeitperiode, während der ein Strom durch den Elektromagneten 51 fließt, vergrößert werden kann, um die Überprüfung zu wiederholen, wobei die Überprüfung der Verriegelungsoperation mehrmals wiederholt werden kann.
(5) [Die Überprüfung der Entriegelungsoperation während des Lösens der Feststellbremse]
Die Überprüfung der Entriegelungsoperation während des Lösens der Feststellbremse wird in der folgenden Weise ausgeführt. Zuerst gibt, wie in den 23 bis 25 gezeigt ist, die Feststellbremse (PKB) und folglich der Ein-/Ausschalter 106 der Feststellbremse ein AUS-Signal aus (Zeitpunkt t1), woraufhin veranlasst wird, dass ein Strom (ein Motorstrom) in einer Richtung in den Motor 12 fließt, der die Rückwärtsdrehung (–) verursacht (die Zeit t2-t3), sodass sich der Motor 12 in einer zur Richtung, in der der Kolbenschub zunimmt, entgegengesetzten Richtung dreht (mit anderen Worten, eine Rückwärtsdrehung) (Schritt S202).
Dann wird auf der Grundlage des Drehwinkels des Motors 12 (des Motordrehwinkels) eine Verringerung im Kolbenschub, die die Rück wärtsdrehung des Motors 12 begleitet, bestätigt, wobei eine Bestimmung ausgeführt wird, ob sich zu diesem Zeitpunkt der Motorstrom vergrößert hat (größer als der Referenzwert ist) (Schritt S203). Der Schritt S203 bildet das Betriebszustand-Erfassungsmittel.
Falls der Verriegelungsmechanismus 50 in Reaktion auf den im Schritt S201 ausgegebenen Entriegelungsbefehl in einen Entriegelungszustand eintritt, wird durch die Stromversorgung im Schritt S202 veranlasst, dass sich der Motor 12 rückwärts dreht, ohne eine große Zunahme der Last zu erzeugen, wobei folglich der Motorstrom nicht zunimmt, wie in 24 gezeigt ist. Folglich wird in S203 eine negative Bestimmung ausgeführt, wobei die Verarbeitung aufgrund der Bestimmung einer normalen Entriegelungsoperation ausgeführt wird, woraufhin der Prozess zum Schritt S201 zurückkehrt.
Falls andererseits der Verriegelungsmechanismus 50 in Reaktion auf den im Schritt S201 ausgegebenen Entriegelungsbefehl eine Entriegelungsoperation nicht normal ausführt (mit anderen Worten, falls sich der Verriegelungsmechanismus 50 in einem Verriegelungszustand befindet), muss das Klauenrad 52 die Greifklaue 56 überwinden, da sich der Motor 12 rückwärts dreht. Im Ergebnis wird eine große Last an den Motor 12 angelegt, wobei folglich ein entsprechend großer Strom durch den Motor 12 geleitet wird, dies verursacht, dass der Motorstrom zunimmt (Stromzunahme), wie in 25 gezeigt ist. Demzufolge wird im Schritt S203 eine positive Bestimmung ausgeführt (die eine Stromzunahme anzeigt), wobei, um die Anomalie in der Entriegelungsoperation anzuzeigen, verursacht wird, dass die Warnlampe 108 blinkt, wobei ein Warnton vom Lautsprecher 107 emittiert wird, der den Fahrer über eine Anomalie in der Feststellbremse informiert (Schritt S205). Nach dem Schritt S205 wird der Motor 12 rückwärts gedreht, um den Kolbenschub auf null zu verringern, woraufhin der Prozess zum Schritt S201 zurückkehrt.
Es wird angemerkt, dass, wenn im Schritt S203 eine positive Bestimmung ausgeführt wird (d. h., eine Anomalie in der Entriegelungsoperation), die Zeitperiode, während der ein Strom durch den Elektromagneten 51 fließt, vergrößert werden kann, um die Überprüfung zu wiederholen, wobei die Überprüfung der Verriegelungsoperation mehrmals wiederholt werden kann.
Es wird angenommen, dass die obenbeschriebene Steuerung durch die Steuereinheit 100 ausgeführt wird, diese Steuerung kann jedoch durch die Treiberschaltung 103 ausgeführt werden, wenn der Stromsensor 104 mit der Treiberschaltung 103 verbunden wird.
In der elektrischen Scheibenbremsvorrichtung, die gebildet ist, wie oben beschrieben worden ist, erfasst die Steuereinheit 100 die Operation des Elektromagneten 51, der den Mechanismus zur Verriegelung der Feststellbremse (den Haltemechanismus) 16 ansteuert, wobei folglich ein Zustand, in dem durch den Motor (das erste elektrische Stellglied) 12 Schub erzeugt wird, durch den Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse aufrechterhalten wird, wobei demzufolge die betriebsfähigen und nicht betriebsfähigen Zustände der Feststellbremse leicht aufgefasst werden können. Ferner wird die Erfassung des durch den Motor 12 fließenden Stroms durch den Stromsensor 104 ausgeführt, der außerdem verwendet wird, um eine Funktion des Motors 12 (eine Funktion des Bewegens der Bremsklötze zum Scheibenrotor) zu verwirklichen, wobei folglich separate Stromerfassungsmittel nicht vorgesehen sein müssen, um den Stromwert des Motors 12 zu erfassen. Demzufolge können die be triebsfähigen und nicht betriebsfähigen Zustände der Feststellbremse mittels eines einfachen Aufbaus aufgefasst werden, wobei die Kosten der Vorrichtung verringert werden können.
Ferner kann der Betrieb des Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse vor der Verwendung der Feststellbremse überprüft werden, wobei folglich Betriebsstörungen im Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse im Voraus erfasst werden können. In dieser Ausführungsform wird der Fahrer von einem Betriebsausfall im Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse durch den Lautsprecher 107 und die Warnlampe 108 benachrichtigt, dies ermöglicht, dass zum Zeitpunkt einer derartigen Betriebsstörung Maßnahmen angemessen unternommen werden können.
Außerdem werden die Operationen des Mechanismus 16 zur Verriegelung der Feststellbremse nach der Verwendung der Feststellbremse überprüft, wobei folglich die Funktionen der Feststellbremse zuverlässig gezeigt werden können.
Gemäß der elektrischen Scheibenbremsvorrichtung der Erfindung erfassen die Betriebszustand-Erfassungsmittel den Betriebszustand eines zweiten elektrischen Stellgliedes zum Ansteuern eines Haltemechanismus unter Verwendung eines Stromwertes eines ersten elektrischen Stellgliedes, wobei folglich ein Zustand durch den Haltemechanismus aufrechterhalten wird, in dem durch das erste elektrische Stellglied ein Schub erzeugt wird, wobei deshalb die betriebsfähigen und die nicht betriebsfähigen Zustände der Feststellbremse leicht aufgefasst werden können und eine Benachrichtigung über eine Anomalie in der Feststellbremse und folglich eine Verbesserung der Zuverlässigkeit der elektrischen Scheibenbremsvorrichtung ermöglicht wird.

Claims

Elektrische Scheibenbremsvorrichtung mit einem Bremssattel (2), der ein erstes elektrisches Stellglied (12) zum Bewegen eines Paars Bremsklötze (3, 4), die auf beiden Seiten eines Scheibenrotors (D) einander in Richtung auf den Scheibenrotor (D) gegenüberliegen, einen Haltemechanismus (16) zum Aufrechterhalten des durch das erste elektrische Stellglied (12) erzeugten Schubs und ein zweites elektrisches Stellglied (51) zum Antreiben des Haltemechanismus (16) enthält, gekennzeichnet durch Betriebszustand-Erfassungsmittel, die den Betriebszustand des Haltemechanismus (16) in Übereinstimmung mit dem zweiten elektrischen Stellglied (51) durch einen Stromwert des ersten elektrischen Stellgliedes (12) erfassen.
Elektrische Scheibenbremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszustand-Erfassungsmittel den Betriebszustand des zweiten Stellgliedes (51) durch Vergleichen des Stromwertes des ersten elektrischen Stellgliedes (12), der entweder während der Schub durch den Haltemechanismus (16) in Übereinstimmung mit der Operation des zweiten elektrischen Stellgliedes (51) aufrechterhalten wird oder während die Aufrechterhaltung des Schubs freigegeben ist, erfasst wird, mit einem vorgegebenen Referenzwert bestimmen.
Elektrische Scheibenbremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltemechanismus (16) durch ein Klauenrad (52), das am ersten Stellglied (12) vorgesehen ist, und eine Greifklaue (56), die am äußeren Umfang des Klauenrades (52) vorgesehen ist, sodass sie mit dem Klauenrad (52) in Eingriff gelangen und sich vom Klauenrad (52) trennen kann, gebildet ist, und dass der Haltemechanismus (16) den Schub durch Eingriff der Greifklaue (56) in das Klauenrad (52) aufrechterhält, und der Haltemechanismus (16) den Schub durch Trennen die Greifklaue (56) vom Klauenrad (52) freigibt.
Elektrische Scheibenbremsvorrichtung mit einem Bremssattel (2), der einen Kolben (11) zum Schieben eines Paars Bremsklötze (3, 4), die auf beiden Seiten eines Scheibenrotors (D) einander in Richtung auf den Scheibenrotor (D) gegenüberliegen, einen Motor (12) zum Bewegen des Kolbens (11) über einen Mechanismus (13) zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung, ein Klauenrad (52), das am Rotor (26) des Motors (12) vorgesehen ist, eine Greifklaue (56), die am äußeren Umfang des Klauenrades (52) angeordnet ist, damit sie mit dem Klauenrad (52) in Eingriff gelangen und sich vom Klauenrad (52) trennen kann, und ein Stellglied (51), um zu bewirken, dass die Greifklaue (56) mit dem Klauenrad (52) in Eingriff gelangt oder sich vom Klauenrad (52) trennt, umfasst, gekennzeichnet durch Betriebszustand-Erfassungsmittel, die den Betriebszustand der Greifklaue (56) in Übereinstimmung mit dem Stellglied (51) durch einen Stromwert des Motors (12) erfassen.
Elektrische Scheibenbremsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszustand-Erfassungsmittel den Betriebszustand des Stellgliedes (51) durch Vergleichen des Stromwertes des Motors (12), der entweder während sich die Greifklaue (56) mit dem Klauen rad (52) in Übereinstimmung mit der Operation des Stellgliedes (51) in Eingriff befindet oder während die Greifklaue (56) vom Klauenrad (52) getrennt ist, erfasst wird, mit einem vorgegebenen Referenzwert bestimmen.