DE102008044786A1

DE102008044786A1 - Disk brake for disk brake system of motor vehicle, has brake disk supported to rotate around wheel axle and brake caliper arranged in stationary manner compared to brake disk

Info

Publication number: DE102008044786A1
Application number: DE102008044786A
Authority: DE
Inventors: Ralf Petzold
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2010-03-04

Abstract

The disk brake has a brake disk (10) supported to rotate around wheel axle and a brake caliper (11) arranged in stationary manner compared to the brake disk. The brake disk and the brake caliper have electrodynamic interactive components of an electromechanical converter for converting electrical energy into kinetic energy. Independent claims are included for the following: (1) a motor vehicle with an electric motor; and (2) a method for controlling a driver support system of motor vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge mit zumindest einer Bremsscheibe und einem gegenüber der Bremsscheibe ortsfest angeordneten Bremssattel sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Scheibenbremsanlage und ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs.The The present invention relates to a disc brake for Motor vehicles with at least one brake disc and one opposite the brake disc fixedly arranged caliper and a motor vehicle with a disc brake system and a method for controlling a Driver assistance system of a motor vehicle.

Die Kombination verschiedener Antriebsmechanismen zum Bewegen eines Kraftfahrzeugs, sogenannte Hybridantriebe, gewinnen in Anbetracht einer stetigen Preissteigerung fossiler Brennstoffe zunehmend an Bedeutung. Ein typisches Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug sieht einen Verbrennungsmotor in Kombination mit einem Elektromotor vor, wobei der Elektromotor vorzugsweise im Stadtverkehr bei vergleichsweise geringer Fahrzeuggeschwindigkeit für ein häufiges Beschleunigen und Abbremsen des Fahrzeugs Verwendung findet, während ein benzin- oder diesel oder gasbetriebener Verbrennungsmotor im höheren Geschwindigkeitsbereich außerorts Verwendung findet.The Combination of different drive mechanisms for moving a Motor vehicle, so-called hybrid drives win in consideration a steady increase in the price of fossil fuels Importance. A typical hybrid drive system for a motor vehicle sees an internal combustion engine in combination with an electric motor before, wherein the electric motor preferably in city traffic at comparatively low vehicle speed for a frequent Speeding and decelerating the vehicle finds use while a petrol or diesel or gas powered internal combustion engine higher speed range out of town use place.

Ein elektrischer Antrieb von Fahrzeugachsen hat ferner den Vorteil, dass durch entsprechende Umpolung des Elektromotors dieser auch als regenerative Bremse fungieren kann. Das heißt, die Bewegungsenergie des Fahrzeugs kann bei einer über einen Elektromotor oder Generator stattfindenden Bremsung zumindest teilweise wieder in elektrische Energie umgewandelt werden, die ihrerseits einer Speichereinrichtung, etwa einem Akkumulator oder einer aufladbaren Fahrzeugbatterie zugeführt werden kann.One electric drive of vehicle axles also has the advantage that by appropriate polarity reversal of the electric motor, this too can act as a regenerative brake. That is, the Kinetic energy of the vehicle can be at one over a Electric motor or generator braking takes place at least partially be converted back into electrical energy, which in turn a storage device, such as a rechargeable battery or a rechargeable Vehicle battery can be supplied.

Ein solches Hybridfahrzeug ist beispielsweise in der US 2002/0163251 A1 beschrieben. Dort ist vorgesehen, eine Fahrzeugachse mittels eines elektrischen Motors anzutreiben, welcher gleichermaßen als Generator für einen regenerativen Bremsvorgang dienen kann. Die zweite Fahrzeugachse kann dabei entweder ohne Antrieb ausgebildet oder aber mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt sein.Such a hybrid vehicle is for example in the US 2002/0163251 A1 described. There is provided to drive a vehicle axle by means of an electric motor, which can equally serve as a generator for a regenerative braking process. The second vehicle axle can either be designed without a drive or coupled with an internal combustion engine.

Nachteilig bei dem im Stand der Technik bekannten, einen elektromotorischen Antrieb aufweisenden Hybrid-Systemen ist es, dass für den Elektromotor zusätzlicher Bauraum im Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt werden muss. Ferner erhöht sich durch den Einbau eines Elektromotors auch das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs in nicht unerheblicher Art und Weise. Insoweit ist die Implementierung eines Elektromotors in ein Kraftfahrzeug zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor hinsichtlich einer Gewichtsoptimierung und Platzoptimierung des Kraftfahrzeugs und seiner Komponenten von Nachteil.adversely in the known in the art, an electromotive Hybrid systems with propulsion is that for the Electric motor additional space in the vehicle available must be made. Furthermore, increased by the installation an electric motor also the total weight of the motor vehicle in not insignificant way. In that regard, the implementation of a Electric motor in a motor vehicle in addition to a Internal combustion engine with regard to weight optimization and space optimization of the motor vehicle and its components of disadvantage.

Aufgabetask

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor als Antrieb oder einem elektrischen Generator zur Rückgewinnung von kinetischer Energie zur Verfügung zu stellen, welches bei der Implementierung des Elektromotors oder Elektrogenerators und der hierfür vorgesehenen Komponenten hinsichtlich Bauraumerfordernissen und hinsichtlich Gewicht und Gewichtsverteilung optimiert und ver bessert ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, im Kraftfahrzeug vorhandene Komponenten mit einem weiteren Funktionsumfang zu versehen sowie eine unmittelbare und einfache Erfassung von Drehwinkelgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen von Fahrzeugrädern für ein Fahrerassistenzsystem zur Verfügung zu stellen.Of the present invention is based on the object, a motor vehicle with an electric motor as a drive or an electric generator for the recovery of kinetic energy available which in the implementation of the electric motor or Electric generator and the components provided for this purpose in terms of space requirements and in terms of weight and Weight distribution is optimized and improved. It is also a task the invention, existing in the motor vehicle components with a provide additional functionality as well as an immediate and simple Detection of rotational speeds or speeds of vehicle wheels for a driver assistance system put.

Erfindung und vorteilhafte WirkungenInvention and advantageous effects

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mittels einer Scheibenbremse gemäß Patentanspruch 1, einem Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 8 sowie einem Verfahren zur Steuerung eines Fahrerassistenzsystems gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben.The The problem underlying the invention is achieved by means of a disc brake according to claim 1, a motor vehicle according to claim 8 and a method for controlling a driver assistance system solved according to claim 11. advantageous Embodiments of the invention are in the respective dependent Claims specified.

Die erfindungsgemäße Scheibenbremse weist eine um eine Radachse drehbar gelagerte Bremsscheibe und zumindest einen gegenüber der Bremsscheibe ortsfest angeordneten Bremssattel auf, welcher mit der Bremsscheibe zum Abbremsen bzw. Verzögern derselben in Eingriff bringbar ist. Die Bremsscheibe und der Bremssattel weisen elektrodynamisch miteinander wechselwirkende Komponenten eines elektromechanischen Wandlers auf, wobei der Wandler zur Umwandlung elektrischer Energie in kinetische Energie, bzw. Rotationsenergie oder umgekehrt zum Umwandeln von kinetischer bzw. Rotationsenergie in elektrische Energie ausgebildet ist. Insoweit stellen die an Bremsscheibe und Bremssattel angeordneten Komponenten einen Elektromotor oder einen Generator zur Verfügung, welcher als Antrieb oder Hilfsantrieb oder bei entsprechender Polung oder Ansteuerung zur Rückgewinnung von kinetischer Energie in elektrische Energie ausgebildet ist.The Disc brake according to the invention has a a wheel axle rotatably mounted brake disc and at least one fixed against the brake disc brake caliper, which with the brake disc for braking or deceleration the same is engageable. The brake disc and the caliper have electrodynamically interacting components an electromechanical transducer, wherein the converter for conversion electrical energy in kinetic energy, or rotational energy or vice versa for converting kinetic or rotational energy into electrical energy is formed. In that regard, put the brake disk and caliper components arranged an electric motor or a generator available, which as drive or Auxiliary drive or with appropriate polarity or control for Recovery of kinetic energy is formed into electrical energy is.

Nach der Erfindung ist somit vorgesehen, die Komponenten eines Elektromotors oder eines Generators in ohnehin am Kraftfahrzeug vorgesehene Komponenten, nämlich in die Bremsscheibe und in einen zugehörigen Bremssattel einer Scheibenbremse zu integrieren. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, den Elektromotor so nah als möglich an einem Rad des Kraftfahrzeugs anzuordnen, sodass etwaige drehmomentübertragende Komponenten zwischen Elektromotor und Rad entbehrlich werden. Auch kann durch die Einbettung eines Elektromotors oder eines Generators in Bremsscheibenkomponenten eine Gewichtsreduzierung des Fahrzeuges erzielt werden.According to the invention, it is thus provided to integrate the components of an electric motor or a generator into components already provided on the motor vehicle, namely in the brake disk and in an associated brake caliper of a disk brake. This can be achieved in an advantageous manner, to arrange the electric motor as close as possible to a wheel of the motor vehicle, so that any torque-transmitting components between electric motor and wheel unnecessary become. Also, by embedding an electric motor or a generator in brake disc components, a weight reduction of the vehicle can be achieved.

Der auf diese Art und Weise in die Bremse integrierte Elektromotor kann als alleiniger Antrieb beim Anfahren des Fahrzeugs fungieren. Das Fahrzeug kann dabei einzig mit einem Elektromotor oder ggf. mit einem ergänzenden Verbrennungsmotor ausgestattet sein. In letzterem Falle ist denkbar, den in die Scheibenbremse integrierten Elektromotor zum Anfahren des Kraftfahrzeugs aus einer Parkposition heraus zu verwenden, sodass ggf. in vorteilhafter Weise auf einen Anlasser bzw. eine Startvorrichtung für den Verbrennungsmotor verzichtet werden kann. Dieser kann beispielsweise durch bloßes Einkuppeln in einen Kraft- oder Drehmoment-Übertragungsstrang bei einem sich bereits in Bewegung befindenden Fahrzeugs in Betrieb genommen werden.Of the In this way, in the brake integrated electric motor can act as sole drive when starting the vehicle. The Vehicle can only with an electric motor or possibly with be equipped with a supplementary internal combustion engine. In the latter case is conceivable integrated in the disc brake Electric motor for starting the motor vehicle from a parking position out to use, so possibly in an advantageous manner to a starter or omitted a starting device for the internal combustion engine can be. This can, for example, by merely engaging in a power or torque transmission train at a already in motion become.

Nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bremsscheibe über ihren Umfang verteilt angeordnete magnetische oder entsprechend magnetisierbare, jeweils ein lokales Magnetfeld erzeugende Scheibenelemente aufweist. Diese Scheibenelemente können dabei entweder als Dauermagnet oder als elektrisch aktivierbarer Elektromagnet ausgebildet sein. Die Bremsscheibe mit ihren vorzugsweise über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Scheibenelementen wirkt dabei als eine Art Rotor eines Elektromotors, während dem gegenüber der Bremsscheibe feststehenden Bremssattel die Funktion eines Stators zukommt.To a first advantageous embodiment of the invention is provided that the brake disc over its circumference distributed magnetic or magnetizable, each having a local magnetic field generating disc elements. These disk elements can either be used as a permanent magnet or be designed as an electrically activatable electromagnet. The brake disc with its preferably over the circumference evenly distributed disc elements arranged acts as a kind of rotor of an electric motor while the opposite of the brake disc fixed caliper the function of a stator.

Zur Erzeugung einer Drehbewegung der Bremsscheibe, zum Antreiben des Elektromotors ist vorgesehen, dass der Bremssattel bzw. das daran angeordnete Statorelement mit den einzelnen an der Bremsscheibe angeordneten Scheibenelementen magnetisch wechselwirkt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Scheibenelemente ein statisches Magnetfeld erzeugen, während das vom Statorelement erzeugte Magnetfeld zeitlich variiert. Weitere Ausgestaltungen sehen jedoch auch vor, dass beide, sowohl von Scheibenelementen als auch von dem Statorelement oder gegenüberliegenden, die Bremsscheibe beidseitig einfassenden Statorelementen erzeugte Magnetfelder zeitlich variieren.to Generation of a rotational movement of the brake disc, for driving the Electric motor is provided that the caliper or arranged thereon Stator element arranged with the individual on the brake disc Disc elements magnetically interacts. It can be provided that the disk elements generate a static magnetic field while the magnetic field generated by the stator varies with time. Further However, embodiments also provide that both, both of disc elements as well as from the stator element or opposite, the brake disc generated on both sides enclosing stator elements Magnetic fields vary over time.

Ergänzend oder alternativ hierzu ist vorgesehen, dass die Scheibenelemente der Bremsscheibe und das zumindest eine Statorelement zur Umwandlung der Rotationsenergie der Bremsscheibe in elektrische Energie ausgebildet sind und in entsprechender Art und Weise miteinander Wechselwirken. Insoweit können die zum elektromotorischen Antrieb einer Bremsscheibe vorgesehenen Stator- und Rotorkomponenten von Bremssattel und Bremsscheibe auch im Generatormodus zur Erzeugung bzw. Umwandlung von kinetischer in elektrische Energie Verwendung finden. Auf diese Art und Weise kann bei entsprechender Ansteuerung von Stator- und Scheibenelementen die Bewegungsenergie des Fahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt werden, welche ihrerseits einer Speichereinrichtung, etwa einem Akkumulator oder einer aufladbaren Fahrzeugbatterie zugeführt werden kann. Hierdurch kann eine Art regeneratives Bremssystem verwirklicht werden, ohne dass hierfür zusätzlicher Bauraum im Kraftfahr zeug zur Verfügung gestellt werden müsste. Die Implementierung eines Elektromotors bzw. eines elektrischen Generators in eine Scheibenbremse geht gegenüber herkömmlichen Hybrid-Fahrzeugen auf Verbrennungsmotor- und Elektromotor-Basis mit einer merklichen Platz- und Bauraumersparnis einher.additional or alternatively, it is provided that the disc elements the brake disc and the at least one stator element for conversion the rotational energy of the brake disc is formed into electrical energy are and interact with each other in a corresponding manner. In that regard, the electromotive drive a Brake disc provided stator and rotor components of caliper and brake disc in the generator mode for generation or conversion from kinetic to electrical energy use. To this Manner can with appropriate control of stator and Disc elements the kinetic energy of the vehicle in electrical Energy, which in turn is a storage device, fed to an accumulator or a rechargeable vehicle battery can be. As a result, a kind of regenerative braking system can be realized be without additional space for this in the vehicle had to be made available. The implementation of an electric motor or an electrical Generator in a disc brake is compared to conventional Hybrid vehicles based on combustion engines and electric motors associated with a noticeable space and space savings.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bremsscheibe als innenbelüftete Bremsscheibe ausgebildet ist. Sie weist hierfür zwei in Axialrichtung voneinander beabstandete Scheibenteile auf, welche mittels der magnetischen oder magnetisierbaren Scheibenelemente miteinander verbunden sind. Die Scheibenelemente, welche als Rotor des Elektromotors oder des Generators fungieren, stellen dabei eine Doppelfunktion zur Verfügung. Insbesondere ist vorgesehen, die Scheibenelemente hinsichtlich ihrer geometrischen Ausgestaltung an aerodynamische Anforderungen anzupassen, sodass deren äußere Formgebung zwischen den Scheibenteilen zu einer ausreichenden Kühlung und Belüftung der Scheibenteile und somit der gesamten Bremsscheibe führt. Daneben ist vorgesehen, mittels der Scheibenteile, welche eine entsprechende Erstreckung in Axialrichtung aufweisen, die beiden Scheibenteile der Bremsscheibe fest miteinander zu verbinden.To A development of the invention is provided that the brake disc is designed as internally ventilated brake disc. She points for this purpose, two axially spaced apart disc parts on, which by means of the magnetic or magnetizable disk elements connected to each other. The disc elements, which act as a rotor act of the electric motor or the generator, while doing one Double function available. In particular, it is envisaged the disc elements in terms of their geometric design to adapt to aerodynamic requirements, so that their outer Shaping between the pulley parts for adequate cooling and Ventilation of the disc parts and thus the entire brake disc leads. In addition, it is provided by means of the disc parts, which have a corresponding extent in the axial direction, firmly connect the two disc parts of the brake disc together.

Nach einer Weiterbildung ist diesbezüglich vorgesehen, dass die Scheibenteile selbst einen magnetisierbaren, vorzugsweise ferromagnetischen Kern und/oder den Kern umgebende Drahtwicklungen zur Erzeugung eines Magnetfeldes aufweisen. Die Ausgestaltung eines ferromagnetischen Kerns der Scheibenteile hat den Vorteil, dass ein mit entsprechender Strombeaufschlagung in den Drahtwicklungen erzeugtes Magnetfeld eine Verstärkung erfahren kann. Zudem kann ein ferromagnetischer Kern, etwa aus Eisen, eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit zwischen den Scheibenteilen und somit für die gesamte Bremsscheibe zur Verfügung stellen. So ist beispielsweise vorgesehen, die sich zwischen den beiden Scheibenteilen erstreckenden Scheibenelemente als Belüftungsstege zur Innenbelüftung der Bremsscheibe auszugestalten. Die Außenkontur der Scheibenelemente ist daher unter aerodynamischen Gesichtspunkten optimiert.To a training is provided in this regard that the disc parts themselves a magnetizable, preferably ferromagnetic core and / or surrounding the core wire windings for generating a Have magnetic field. The design of a ferromagnetic Kerns of the disc parts has the advantage that one with appropriate Current applied in the wire windings magnetic field can experience a reinforcement. In addition, a ferromagnetic core, made of iron, sufficient strength and rigidity between the disc parts and thus for the entire brake disc make available. For example, it is intended the disc elements extending between the two disc parts as ventilation webs for the internal ventilation of the brake disc embody. The outer contour of the disc elements is therefore optimized under aerodynamic aspects.

Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das zumindest eine am Bremssattel angeordnete Statorelement zusammen mit einem reibend mit der Bremsscheibenoberfläche in Anlagestellung tretenden Bremsbelag in Axialrichtung verschiebbar ist. Die Scheibenbremse ist neben ihrer Ausgestaltung und Funktion als Elektromotor bzw. Generator als herkömmliche Reibungsbremse ausgebildet und weist daher eine als Schwimmsattel, Faustsattel oder Festsattel ausgebildete Rahmenkonstruktion zur Aufnahme von in Axialrichtung verschiebbaren Bremsbelägen auf, welche zur Herbeiführung einer ausreichenden Bremswirkung, insbesondere bei Vollbremsungen Anwendung finden.According to a further advantageous aspect The invention provides that the at least one stator element arranged on the brake caliper is displaceable in the axial direction together with a brake lining which comes into contact with the brake disk surface in a frictional manner. The disc brake is in addition to its design and function as an electric motor or generator designed as a conventional friction brake and therefore has designed as a floating caliper, caliper or fixed caliper frame structure for receiving axially displaceable brake pads, which are used to bring about a sufficient braking effect, especially at full braking application ,

Dabei ist ferner vorgesehen, dass das bremssattelseitig angeordnete Statorelement zusammen mit dem Bremsbelag in Axialrichtung verschiebbar ist. Der axiale Abstand zwischen dem Statorelement und den an der Bremsscheibe angeordneten oder in die Bremsscheibe integrierten magnetisierbaren oder magnetischen Scheibenelemente bestimmt auch eine über den elektrischen Generator auf die Bremsscheibe einwirkende Bremswirkung. Je geringer der Abstand zwischen dem Statorelement und dem mit der Bremsscheibe rotierenden Scheibenelementen ist, desto größer ist die über den Generator erzielbare Bremswirkung.there is further provided that the caliper side arranged stator together with the brake pad is displaceable in the axial direction. Of the axial distance between the stator and the brake disc arranged or integrated in the brake disc magnetizable or magnetic disk elements also determines an over the electric generator acting on the brake disc braking effect. The smaller the distance between the stator and the with the Brake disc rotating disc elements is the bigger is the achievable over the generator braking effect.

Hierbei gilt es allerdings zu berücksichtigen, dass die Bremsleistung des Generators von der Drehzahl der Bremsscheibe abhängt. Dreht sich diese beispielsweise nur noch verhältnismä ßig langsam, so ist die über den Generator erzielbare Bremswirkung möglicherweise nicht ausreichend, um ein etwa in Schrittgeschwindigkeit rollendes Fahrzeug zum völligen Stillstand zu bringen. Zur vollständigen Abbremsung des Fahrzeugs ist daher die Reibungsbremse vorgesehen.in this connection However, it should be borne in mind that the braking performance of the generator depends on the speed of the brake disc. This turns, for example, only proportionally lar slow, so is the achievable over the generator braking effect may not be sufficient to run at about walking pace rolling vehicle to a complete stop. For complete deceleration of the vehicle is therefore the Friction brake provided.

Das Statorelement und der Bremsbelag können dabei ferner auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sein, welcher mittels dem ohnehin am Bremssattel angeordneten Bremskolben in Axialrichtung zur Einleitung eines Bremsvorgangs verschiebbar ist. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass bei Einleitung eines Bremsvorgangs, etwa durch Betätigen eines Bremspedals des Fahrzeugs beide, vorzugsweise beidseitig in Axialrichtung mit der Bremsscheibe in Wirkverbindung tretenden Bremskomponenten, nämlich das Statorelement und der Bremsbelag, um eine gewisse Wegstrecke in Axialrichtung verschoben werden, wobei der Bremsbelag, bzw. dessen Reiboberfläche noch nicht mit der Oberfläche der Bremsscheibe reibend in Kontakt gelangt.The Stator element and the brake pad can also on be arranged a common carrier, which means the already arranged on the caliper brake piston in the axial direction is slidable to initiate a braking operation. Here is particularly provided that upon initiation of a braking operation, for example, by actuating a brake pedal of the vehicle both, preferably on both sides in the axial direction with the brake disc in operative connection passing brake components, namely the stator and the brake pad, moved by a certain distance in the axial direction be, with the brake pad, or its friction surface not yet rubbed with the surface of the brake disc got in contact.

In einer solchen Betriebsstellung ist zunächst vorgesehen, dass die Bremsung allein mittels des vom Statorelement und Scheibenelementen erzielbaren Generatoreffekts erfolgt. Wird die vom Anwender ausgeübte Bremskraft jedoch erhöht, findet eine weitere Axialbewegung von sowohl Statorelement als auch Bremsbelag statt, bis letztlich auch der Bremsbelag reibend mit der Oberfläche der Bremsscheibe in Eingriff gelangt.In such an operating position is initially provided, that the braking solely by means of the stator element and disc elements achievable generator effect takes place. Will be exercised by the user However, braking force increases, finds another axial movement held by both stator element and brake pad, until ultimately also the brake pad rubbing with the surface of the brake disc engaged.

Auf diese Art und Weise kann insbesondere bei nur geringen Bremsleistungen der Verschleiß von Bremsscheibe und Bremsbelägen reduziert werden, was mit einer vorteilhaften Minderung vom beim Bremsen mittels eines herkömmlichen Reibungsbremsbelags erzeugten Schleifstaubs einhergeht.On This way, especially with low braking performance the wear of brake disc and brake pads be reduced, resulting in a favorable reduction of braking produced by means of a conventional friction brake pad Grinding dust accompanies.

Ferner hat die Implementierung einer mittels eines elektrischen Generators implementierten Bremse den Vorteil, dass auf diese Art und Weise eine Art natürliches Antiblockiersystem gebildet wird. Denn die Bremsleistung hängt von der Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe ab. Mit abnehmender Winkelgeschwindigkeit der Scheibe verringert sich somit auch die Bremsleistung, sodass eine derartige Bremse bereits systeminhärent einen Antiblockiermechanismus zur Verfügung stellt. Wäre die von der Generatorbremse erzielbare Bremsverzögerung derart hoch, dass ein Rad zu Blockieren droht verringert sich bereits bei einer abnehmenden Winkelgeschwindigkeit der Bremsscheibe die Bremswirkung. Ein solcher Antiblockiermechanismus ist gegenüber herkömmlichen Prozessorgesteuerten und auf Erfassung von Drehzahlen mittels Drehzahlsensoren basierenden Mechanismus dahingehend von Vorteil, dass ein etwaiges ruckartiges „Stottern” der Bremse nicht auftritt und folglich auch keine entsprechende stotternde und ruckartige Bewegung auf ein Bremspedal übertragen wird.Further has the implementation of one by means of an electric generator implemented brake the advantage that in this way a Type of natural anti-lock braking system is made. Because the braking power depends on the rotational speed off the disc. With decreasing angular velocity of the disc thus also reduces the braking power, so that such Brake already inherent in an antilock mechanism provides. That would be from the generator brake achievable braking deceleration so high that a wheel to Blocking threatens already decreases at a decreasing angular velocity the brake disc the braking effect. Such an anti-lock mechanism is compared to conventional processor-controlled and based on detection of rotational speeds by means of speed sensors Mechanism to the effect that any jerky "stuttering" of Brake does not occur and consequently no corresponding stuttering and jerky motion is transmitted to a brake pedal.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Bremsscheibe und die ihr zugeordneten Komponenten des Bremssattels, nämlich Statorelement und Bremsbelag lokale einander angepasste, aber zueinander unterschiedliche Außenkonturen bzw. Geometrien aufweisen. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Dicke bzw. die Axialerstreckung der Bremsscheibe im außenliegenden Randbereich gegenüber innenliegenden Bereichen verbreitert ausgebildet ist.Of Furthermore, it can be provided that the brake disc and hers associated components of the caliper, namely stator and brake pad local adapted to each other, but mutually different Have outer contours or geometries. In particular be provided that the thickness or the axial extent of the brake disc in the outer edge area opposite the inside Widened areas is formed.

Dabei kann vorgesehen sein, sämtliche magnetisierbaren oder magnetischen Scheibenelemente in diesem axial verbreiterten radialen Randbereich der Scheibe anzuordnen und das mit den Scheibenelementen in Wirkverbindung tretende Statorelement oder die beidseitig der Bremsscheibe angeordneten Statorelemen te in einem vergleichbaren radialen Abstand zur Drehachse am Bremssattel anzuordnen. Eine derartige axial verbreiterte Ausgestaltung der Bremsscheibe kann zur Erzeugung stärkerer Magnetfelder und somit zur Erzeugung einer höheren Leistung, sowohl des Elektromotors als auch des Generators geeignet sein. Die Formgebung des verbreiterten Abschnitts kann linear, konvex, aber auch konisch gewölbt verlaufen. Die zur Bremsscheibe hin gewandte Außenkontur des zugeordneten Statorelements entspricht dabei derjenigen des radial verbreiterten Randbereichs der Bremsscheibe.It can be provided to arrange all the magnetizable or magnetic disk elements in this axially widened radial edge region of the disc and the active with the disk elements passing stator element or the both sides of the disc arranged Statorelemen te at a comparable radial distance from the axis of rotation on the caliper. Such an axially widened embodiment of the brake disc may be suitable for generating stronger magnetic fields and thus for generating a higher power, both of the electric motor and the generator. The shape of the verbrei Section may be linear, convex, but also curved conically. The outer contour of the associated stator element facing the brake disk corresponds to that of the radially widened edge region of the brake disk.

Der mit einem Reibbelag versehene Bremsbelag gelangt mit seiner Reibfläche in eine gegenüber dem radialen Randabschnitt radial innen liegenden, im Wesentlichen eben ausgebildeten und in der Scheibenebene verlaufenden Bereich der Bremsscheibe in Eingriff. Dementsprechend ist auch die Reibfläche des Reib- oder Bremsbelags im Wesentlichen eben ausgebildet.Of the provided with a friction lining brake pad comes with its friction surface in an opposite to the radial edge portion radially inside lying, essentially flat and in the disk plane extending portion of the brake disc in engagement. Accordingly is also the friction surface of the friction or brake pad substantially just trained.

Nach einem weiteren unabhängigen Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Scheibenbremsanlage, welche zumindest eine zuvor beschriebene Scheibenbremse umfasst. Dabei ist zumindest ein Elektromotor und/oder ein Generator in die Scheibenbremsanlage, insbesondere in die Bremsscheibe und in den ihr zugeordneten Bremssattel integriert. Die Integration erfolgt dabei dergestalt, dass diejenigen Komponenten, welche einen Stator des Elektromotors oder des Generators bilden in den Bremssattel integriert oder darin eingearbeitet sind, während die einen Rotor des Elektromotors oder Generators bildenden Komponenten in die Bremsscheibe der Scheibenbremse integriert oder daran angeordnet sind.To Another independent aspect relates to the invention a motor vehicle with a disc brake system, which at least comprises a disc brake described above. It is at least an electric motor and / or a generator in the disc brake system, in particular in the brake disc and in its associated caliper integrated. The integration takes place in such a way that those Components which are a stator of the electric motor or the generator form integrated in the caliper or incorporated therein while the one rotor of the electric motor or generator forming components integrated into the brake disc of the disc brake or arranged thereon.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass dabei ein vom Generator infolge einer Drehbewegung der Brems scheibe erzeugbares elektrisches Signal in eine Steuereinheit eines Fahrerassistenzsystems eingespeist wird. Folglich kann der Generator bzw. der Elektromotor auch als Drehwinkelsensor bzw. Drehzahlsensor universell in einem Fahrerassistenzsystem Verwendung finden. Auf sonstige im Stand der Technik übliche Drehwinkel bzw. Winkelgeschwindigkeitssensoren kann somit in vorteilhafter Weise verzichtet werden.To an advantageous development is provided that while a from the generator due to a rotational movement of the disc brake generated electric Signal fed into a control unit of a driver assistance system becomes. Consequently, the generator or the electric motor as well Angle of rotation sensor or speed sensor universal in a driver assistance system Find use. On other common in the art Angle of rotation or angular velocity sensors can thus in an advantageous Way be waived.

Auch zeichnet sich ein derart, mittels einem Generator implementierter Drehwinkel-Geschwindigkeitssensor durch eine unmittelbare Signalerzeugung, ohne jeglichen Zeitverzug aus, denn die messbare Winkelgeschwindigkeit der Bremsscheibe wird unmittelbar als analoges Signal auf die Amplitude eines Spannungs- oder Stromsignals übertragen. Insoweit muss zur Erfassung einer Winkelgeschwindigkeit nicht mehr, wie im Stand der Technik oftmals üblich, ein Quotient aus vollzogener Winkelbewegung und einem Zeitintervall bestimmt werden.Also stands such a way, implemented by means of a generator Angle of rotation speed sensor by an immediate signal generation, without any time delay, because the measurable angular velocity the brake disc is immediately as an analog signal to the amplitude transmit a voltage or current signal. in this respect need to capture an angular velocity no more, as in State of the art often common, a quotient of completed Angular motion and a time interval are determined.

Ferner ist vorgesehen, dass der Bremssattel mittels zumindest einem elektrischen Leiter zum Speichern von im Zuge eines Generatorbetriebs erzeugbarer elektrischer Energie mit einer aufladbaren Fahrzeugbatterie oder einem entsprechenden elektrischen Akkumulator gekoppelt ist.Further is provided that the caliper by means of at least one electrical Ladder for storing generated in the course of a generator operation electrical energy with a rechargeable vehicle battery or is coupled to a corresponding electrical accumulator.

Nach einem weiteren unabhängigen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug zumindest eine Scheibenbremse mit zumindest einem gegenüber einer Bremsscheibe ortsfest angeordneten Bremssattel aufweist. Dabei ist die Bremsscheibe selbst bzw. sind einzelne an der Bremsscheibe angeordnete Scheibenelemente als Rotor und der Bremssattel als Stator eines elektrischen Generators oder Elektromotors ausgebildet.To Another independent aspect relates to the invention a method for controlling a driver assistance system of a motor vehicle, wherein the motor vehicle at least one disc brake with at least one having a brake disc fixedly arranged brake caliper. In this case, the brake disc itself or are individual on the brake disc arranged disc elements as a rotor and the caliper as a stator formed of an electric generator or electric motor.

Ferner ist vorgesehen, dass ein am Bremssattel in Form einer Drehbewegung der Bremsscheibe gegenüber dem Bremssattel erzeugtes elektrisches Signal zur Ermittlung der Winkelgeschwindigkeit der Bremsscheibe verwendet wird. Insoweit stellt ein in eine Scheibenbremse integrierter elektrischer Generator oder entsprechender Elektromotor einen Drehwinkel-Geschwindigkeitssensor zur Verfügung, sodass die Notwendigkeit der Implementierung weiterer Drehzahl- oder Winkelgeschwindigkeitssensoren in vorteilhafter Weise entfallen kann.Further It is envisaged that one on the caliper in the form of a rotary motion the brake disc relative to the caliper generated electrical Signal for determining the angular velocity of the brake disc is used. In that regard, an integrated in a disc brake electric generator or corresponding electric motor, a rotation angle speed sensor available, so the need for implementation further speed or angular velocity sensors in an advantageous Way can be omitted.

Es ist dabei ferner von Vorteil, wenn sämtliche am Fahrzeug vorgesehenen Scheibenbremsen zur Erzeugung eines der Winkelgeschwindigkeit der Bremsscheibe entsprechenden elektrischen Signals ausgebildet sind. Dabei können die von sämtlichen Scheibenbremsen eines Kraftfahrzeugs generierten elektrischen Signale untereinander mit Hilfe einer elektronischen Auswerteeinheit verglichen werden, um Rückschlüsse ziehen zu können, ob sich das Fahrzeug in einer kritischen Fahrsituation befindet, welche ein korrigierendes und das Fahrzeug stabilisierendes Eingreifen des Fahrerassistenzsystems erfordert. Auch kann das Fahrerassistenzsystem eine Traktionskontrolle für umfassen.It is also advantageous if all the vehicle provided disc brakes for generating one of the angular velocity the brake disc corresponding electrical signal is formed are. It can do all of the disc brakes a motor vehicle generated electrical signals with each other be compared using an electronic evaluation to To draw conclusions as to whether the vehicle is in a critical driving situation which a corrective and vehicle stabilizing intervention of the driver assistance system requires. Also, the driver assistance system a Include traction control for.

Dabei kann ferner vorgesehen sein, die von den an der Scheibenbremse angeordneten elektromechanischen Wandler erzeugbaren elektrischen Signale auch hinsichtlich ihres Absolutwertes zu analysieren und diese ggf. mit einer anderweitig gewonnenen Geschwindigkeitsinformation des Fahrzeugs zu vergleichen. Insoweit ist für dieses Verfahren die Implementierung eines weiteren Geschwindigkeitssensors von Vorteil, sodass die von den einzelnen Rädern ermittelbaren, jeweils der Winkelgeschwindig keit eines einzelnen Rads entsprechenden elektrischen Signale mit der Gesamt-Fahrzeuggeschwindigkeit zur Detektion kritischer Fahrsituationen verglichen werden können. Dabei ist insbesondere vorgesehen, die Fahrzeuggeschwindigkeit gegenüber einem befahrenen Untergrund mittels eines weiteren Sensors zu ermitteln, welcher außerhalb der Radachsen angeordnet ist. Dieser soll eine Art Referenzsignal für die übrigen achs- oder radbezogenen Sensoren liefern. Für einen solch externen Sensor kommt beispielsweise eine optische Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit mittels Detektion fortlaufendem Vergleich von an der Fahrbahn reflektierter elektromagnetischer Strahlung.In this case, it may also be provided to analyze the electrical signals which can be generated by the electromechanical transducers arranged on the disc brake with regard to their absolute value and, if appropriate, to compare these with an otherwise obtained speed information of the vehicle. In that regard, the implementation of another speed sensor is advantageous for this method, so that the determinable by the individual wheels, each of the Winkelgeschwindig speed of a single wheel corresponding electrical signals can be compared with the total vehicle speed for the detection of critical driving situations. In particular, it is provided to determine the vehicle speed with respect to a traveled ground by means of a further sensor, which is arranged outside the wheel axles. This should be a kind of reference signal for the other axle or wheel-related Sen deliver. For such an external sensor, for example, optical detection of the vehicle speed occurs by means of detection of continuous comparison of electromagnetic radiation reflected on the roadway.

Dabei ist ferner vorgesehen, auch beispielsweise den Lenkeinschlag des Fahrzeugs bzw. den Lenkwinkel einer Lenksäule zu erfassen und den Winkel und die daraus resultierenden Geschwindigkeitsunterschiede sämtlicher Räder des Fahrzeuges mit den tatsächlich messbaren Signalen zu vergleichen. In Abhängigkeit von dem Signalvergleich können einzelne, das Fahrzeug stabilisierende Maßnahmen vom Fahrerassistenzsystem selbsttätig ergriffen werden. Beispielsweise ist vorgesehen, einzelne Räder gezielt abzubremsen oder andere Räder, beispielsweise unter Zuhilfenahme des in die Bremskomponenten integrierten Elektromotors zu beschleunigen.there is also provided, for example, the steering angle of the Vehicle or to detect the steering angle of a steering column and the angle and the resulting speed differences all the wheels of the vehicle with the actual to compare measurable signals. In dependence of The signal comparison can be individual, the vehicle stabilizing Measures from the driver assistance system automatically be taken. For example, individual wheels are provided deliberately decelerate or other wheels, for example, under With the aid of the electric motor integrated into the brake components to accelerate.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, anhand eines Lenkwinkelsensors einen Fahrerwunsch hinsichtlich Fahrtrichtung zu bestimmen. Ein Motormanagementsystem und unmittelbar in die erfindungsgemäße Scheibenbremse integrierte Drehzahlsensoren und ein Gierratensensor liefern Signale zur Interpretation des Fahrzeugverhaltens. Wird dabei eine über einem Schwellwert liegende Abweichung zwischen Soll- und Ist-Werten festgestellt, greift das Fahrerassistenzsystem korrigierend ein. So kann beispielsweise einem Übersteuern in Kurven durch Abbrem sen eines kurvenäußeren Vorderrads entgegengewirkt werden, während einem Untersteuern in Kurven durch Abbremsen des kurveninneren Hinterrads entgegengewirkt werden kann.For example can be provided, based on a steering angle sensor driver's request To determine the direction of travel. An engine management system and immediate integrated into the disc brake according to the invention Speed sensors and a yaw rate sensor provide signals for interpretation the vehicle behavior. Is one above a threshold lying deviation between setpoint and actual values, takes effect correcting the driver assistance system. So, for example an oversteer in curves by Abbrem sen of a curve outside Front wheel to be counteracted while understeering Counteracted in curves by braking the inside rear wheel can be.

Dabei können im Rahmen der Erfindung auch weitere, den jeweiligen Fahr- oder Fahrzeugzustand abbildenden Parametern zusammen mit den über die Scheibenbremsen generierbaren Drehzahlinformationen einzelner Räder Verwendung finden. Zu diesen weiteren fahrzeugrelevanten Parametern sind beispielsweise auch die Motordrehzahl sowie diverse Beschleunigungsparameter, etwa bezüglich der Drehung der Längs- oder Querachse des Fahrzeugs vorgesehen sein.there can in the context of the invention also further, the respective Driving or vehicle condition mapping parameters together with the over the disc brakes generate individual speed information Wheels are used. To these other vehicle-relevant Parameters include, for example, the engine speed and various Acceleration parameters, such as with respect to the rotation of the Longitudinal or transverse axis of the vehicle may be provided.

Daneben oder ergänzend kann vorgesehen sein, zumindest eines von mehreren im Bremssattel angeordneten Statorelementen stets im Generatormodus zu betreiben. Somit kann unabhängig vom der Konfiguration und dem Betrieb der übrigen Statorelemente des Bremssattels, also unabhängig davon, ob der Elektromotor oder der Generator in Betrieb sind, stets ein Messsignal erzeugt werden, von welchem eine momentane Drehzahl ableitbar ist.Besides or additionally, at least one of a plurality of stator elements arranged in the caliper always in the generator mode to operate. Thus, regardless of the configuration and the operation of the remaining stator elements of the caliper, So regardless of whether the electric motor or the generator are in operation, always a measurement signal are generated, of which one instantaneous speed is derivable.

Des Weiteren ist vorgesehen, die am Bremssattel abgreifbare oder abführbare elektrische Energie in eine aufladbare Fahrzeugbatterie einzuspeisen oder diese unmittelbar elektrischen Verbrauchern des Fahrzeugs zuzuführen.Of Furthermore, it is provided that can be tapped or discharged on the brake caliper to feed electrical energy into a rechargeable vehicle battery or to supply these directly electrical consumers of the vehicle.

Ausführungsbeispieleembodiments

Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Dabei bilden sämtliche bildlich dargestellten als auch im Text beschriebenen Merkmale sowohl in Alleinstel lung als auch in jeglicher sinnvollen Kombination untereinander den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbeziehung.Further Objectives, features and advantageous applications The present invention will be described with reference to the following description explained with reference to the drawings. Make up all depicted and described in the text Features both in solo and in any meaningful Combination with one another the subject matter of the present invention, also independent of their summary in the claims and their relationship.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsform der Scheibenbremse, 1 a schematic cross-sectional view of a first embodiment of the disc brake,

2 die Bremsscheibe gemäß 1 in Draufsicht, 2 the brake disc according to 1 in plan view,

3 eine weitere schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Scheibenbremse und 3 a further schematic representation of a second embodiment of the disc brake and

4 ein Blockschaltbild des Fahrerassistenzsystems. 4 a block diagram of the driver assistance system.

Die in 1 gezeigte Scheibenbremse weist eine Bremsscheibe 10 und einen Bremssattel 11 auf. Dieser hat einen als Faustsattel, Festsattel oder Schwimmsattel ausgebildeten Rahmen oder Halter 14, an dem zwei an gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe 10 zu liegen kommende Schenkel ausgebildet sind. An den Schenkeln ist, bezogen auf die Geometrie der Bremsscheibe 10, radial außenliegend jeweils ein Statorelement 12, 22 sowie ein Reibbelag bzw. ein Bremsbelag 16, 26 angeordnet.In the 1 shown disc brake has a brake disc 10 and a caliper 11 on. This has a frame designed as Faustsattel, fixed caliper or floating caliper frame or holder 14 , on the two on opposite sides of the brake disc 10 are formed to lie next leg. On the thighs, based on the geometry of the brake disc 10 , radially outwardly one stator each 12 . 22 and a friction lining or a brake pad 16 . 26 arranged.

Die beidseitig der Bremsscheibe 10 angeordneten Reibbeläge 16, 26 sind dazu ausgebildet, unter Einwirkung eines nicht explizit gezeigten Bremskolbens in Axialrichtung aufeinander zu bewegt zu werden und eine Art Zangen- bzw. Klemmwirkung auf die Bremsscheibe 10 auszuüben. Dabei gelangt, wie bei Scheibenbremsen üblich, die nach innen gerichtete Reibfläche der Bremsbeläge 16, 26 mit den in Axialrichtung außenliegenden Scheibenbereichen der Bremsscheibe 10 reibend zur Anlage. Die kinetische Energie des Fahrzeugs wird bei einem solchen Bremsvorgang vornehmlich in thermische Energie umgewandelt, wobei sich die Bremsscheibe 10 als auch die Bremsbeläge 16, 26 aufheizen.The both sides of the brake disc 10 arranged friction linings 16 . 26 are designed to be moved towards each other under the action of a brake piston not shown in the axial direction and a kind of forceps or clamping action on the brake disc 10 exercise. It comes, as usual with disc brakes, the inwardly directed friction surface of the brake pads 16 . 26 with the disk areas of the brake disc lying in the axial direction outside 10 rubbing to the plant. The kinetic energy of the vehicle is converted in such a braking process primarily into thermal energy, wherein the brake disc 10 as well as the brake pads 16 . 26 Warm up.

Die Bremsscheibe 10 weist in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zwei in Axialrichtung voneinander beabstandete und einen Belüftungsspalt zwischen sich bildende Scheibenteile 18, 19 auf, welche mittels einzelner Scheibenelemente 30, 32, 34 starr miteinander verbunden sind. Die Scheibenteile 30, 32, 34 sind magnetisierbar. Sie können sowohl als Dauermagnet als auch als elektromagnetische Elemente ausgebildet sein. Bei einer Ausbildung als Elektromagnete kann insbesondere vorgesehen sein, die Scheibenelemente 30, 32, 34 mit einem ferromagnetischen Kern, etwa einem Eisenkern, auszustatten und mit Drahtwicklungen, insbesondere aus Kupfer zu umwickeln.The brake disc 10 points in the in 1 illustrated embodiment, two spaced apart in the axial direction and a ventilation gap between them forming disc parts 18 . 19 on, which by means of individual disc elements 30 . 32 . 34 are rigidly connected. The disc parts 30 . 32 . 34 are magnetizable. They can be designed both as a permanent magnet and as electromagnetic elements. In a design as electromagnets can be provided in particular, the disc elements 30 . 32 . 34 equipped with a ferromagnetic core, such as an iron core, and to wrap with wire windings, in particular of copper.

Durch Beaufschlagen einer Drahtwicklung mit elektrischem Strom entsteht ein Magnetfeld, welches durch den Ferritkern in vorteilhafter Weise verstärkt werden kann. Unabhängig von ihrer konkreten Ausgestaltung als Dauermagnet oder Elektromagnet wirken die Scheibenelemente 30, 32, 34 in elektrodynamischer Art und Weise mit den am Bremssattel angeordneten Statorelementen 12, 22 zusammen. Die Statorelemente 12, 22 sind ebenfalls dazu ausgebildet, ein derartiges räumliches und/oder zeitlich veränderbares Magnetfeld zu erzeugen, sodass durch die magnetische Wechselwirkung zwischen den Komponenten 12, 22 des Bremssattels 11 und den Komponenten 30, 32, 34 der Bremsscheibe 10 eine Drehbewegung der Bremsscheibe und somit des mit der Bremsscheibe typischerweise drehbar in Eingriff stehenden Fahrzeugrads erzeugt werden kann.By applying a wire winding with electric current creates a magnetic field which can be amplified by the ferrite core in an advantageous manner. Regardless of their concrete design as a permanent magnet or solenoid, the disc elements act 30 . 32 . 34 in an electrodynamic manner with the stator elements arranged on the brake caliper 12 . 22 together. The stator elements 12 . 22 are also designed to generate such a spatial and / or temporally variable magnetic field, so that by the magnetic interaction between the components 12 . 22 the caliper 11 and the components 30 . 32 . 34 the brake disc 10 a rotational movement of the brake disc and thus of the wheel typically rotatably engaged with the brake disc can be generated.

Folglich bildet die mit über ihren Umfang verteilt angeordnete Scheibenelemente 30, 34 aufweisende Bremsscheibe 10 eine Art Rotor eines Elektromotors, während den am zugeordneten Bremssattel angeordneten Statorelementen 12, 22 die Funktion eines Stators zukommt.Consequently, the disk elements distributed over their circumference form disc elements 30 . 34 having brake disc 10 a type of rotor of an electric motor, during which arranged on the associated caliper stator elements 12 . 22 the function of a stator.

Je nach beabsichtigter Betriebsweise kann die in den 1 und 2, aber auch die in 3 wiedergegebene Ausgestaltung einer Scheibenbremse sowohl als elektromotorischer Antrieb, ggf. als elektromotorischer Hilfsantrieb für ein Kraftfahrzeug Verwendung finden. Bei entsprechender Ansteuerung ist ferner auch denkbar, die Motorkomponenten, Rotor und Stator, in Form eines Generators zu betreiben, sodass auch ohne Zuhilfenahme einer Reibungsbremse eine Bremsverzögerung auf die Bremsscheibe 10 allein durch elektrodynamische, insbesondere magnetische Wechselwirkung zwischen den einzelnen Komponenten 12, 22, 30, 32, 34 zur Verfügung gestellt werden kann.Depending on the intended operation, the in the 1 and 2 but also in 3 reproduced embodiment of a disc brake both as an electric motor drive, possibly find as an electric motor auxiliary drive for a motor vehicle use. With appropriate control is also conceivable, the engine components, rotor and stator to operate in the form of a generator, so even without the aid of a friction brake a braking delay on the brake disc 10 solely by electrodynamic, in particular magnetic interaction between the individual components 12 . 22 . 30 . 32 . 34 can be made available.

Wie anhand 2 ferner ersichtlich, weisen die zwischen den Scheibenteilen 18, 19 angeordneten und sich stegartig zwischen den Scheibenteilen 18, 19 erstreckenden Scheibenelemente 30, 32, 34 einen ovalen bzw. elliptischen Querschnitt auf. Diese Formgebung ist durch die aerodynamischen Verhältnisse einer innenbelüfteten Bremsscheibe vorgegeben. Sie ist insbesondere zur ausreichenden Belüftung und zur Erzeugung einer ausreichenden Kühlleistung von Vorteil.As based on 2 also seen, have the between the disc parts 18 . 19 arranged and web-like between the disc parts 18 . 19 extending disc elements 30 . 32 . 34 an oval or elliptical cross section. This shape is determined by the aerodynamic conditions of a ventilated brake disc. It is particularly advantageous for adequate ventilation and for generating sufficient cooling capacity.

In 3 ist eine weitere Ausgestaltung einer einen Bremssattel 37 und eine Bremsscheibe 36 aufweisende Scheibenbremse gezeigt, bei welcher im Unterschied zu den 1 und 2 die Scheibenteile 38, 39 radial außenliegend eine Verbreiterung 42 und daran angrenzend, radial innenliegend eine im Wesentlichen ebene scheibenartige Formgebung 44 aufweisen. Die radiale Ver breiterung 42, welche im Ausführungsbeispiel gemäß 3 geradlinig verläuft, kann auch beispielsweise konvex oder konkav gewölbt ausgestaltet sein. Die verbreiterte Ausgestaltung des radial außenliegenden Randes 42 der Bremsscheibe 36 kann zur Verstärkung der in diesem Bereich zu erzeugenden Magnetfelder Verwendung finden. Auch hierbei sind die beiden Scheibenteile 38, 39 mittels sich im Wesentlichen in Axialrichtung erstreckenden Stegen 40 miteinander verbunden.In 3 is another embodiment of a caliper 37 and a brake disc 36 having shown disc brake, in which, in contrast to the 1 and 2 the disc parts 38 . 39 radially outward broadening 42 and adjacent thereto, radially inwardly a substantially planar disc-like shape 44 exhibit. The radial broadening 42 , which in the embodiment according to 3 is rectilinear, may also be configured, for example, convex or concave. The broadened design of the radially outer edge 42 the brake disc 36 can be used to amplify the magnetic fields to be generated in this area. Again, the two disc parts 38 . 39 by means of webs extending substantially in the axial direction 40 connected with each other.

Gegenüberliegend, in Axialrichtung zu den verbreiterten radialen Randbereichen 42 ist das bremssattelseitige Statorelement 46 angeordnet, welches in der beschriebenen Art und Weise entweder zur Drehmomenterzeugung oder zur Erzeugung einer Bremswirkung auf die rotierende Bremsscheibe vorgesehen ist. Neben dem Statorelement 46 ist bremssattelseitig ein Reibbelag oder Bremsbelag 48 angeordnet. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, den Bremsbelag 48 als auch das Statorelement 46 auf einen gemeinsamen Träger, etwa einer Trägerplatte 50 anzuordnen, welche axial gegenüber dem Bremssattel durch Druckbeaufschlagung mittels eines Bremsstößels oder Bremskolbens 52 verschiebbar ist.Opposite, in the axial direction to the widened radial edge regions 42 is the brake caliper side stator 46 arranged, which is provided in the manner described either for generating torque or for generating a braking effect on the rotating brake disc. Next to the stator element 46 is the brake caliper side, a friction lining or brake pad 48 arranged. It can be provided in particular, the brake pad 48 as well as the stator element 46 on a common support, such as a support plate 50 to arrange, which axially against the caliper by pressurization by means of a brake plunger or brake piston 52 is displaceable.

Durch Verringerung des Spalts zwischen dem radial außenliegenden und axial verbreiterten Scheibenbereich 42 und dem Statorelement 46 kann eine erhöhte Bremsverzögerung zusammen mit einer stärkeren Energierückgewinnung herbeigeführt werden. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass bei einem reibenden Eingriff von Bremsbelag 48 und dem ebenen Scheibenbereich 44 gerade keine reibende Verbindung zwischen dem Statorelement 46 und der Bremsscheibe 36 geschaffen wird, welche unter Umständen zu Beschädigungen der elektrischen bzw. elektrodynamisch agierenden Komponenten führen könnte.By reducing the gap between the radially outer and axially widened disc region 42 and the stator element 46 An increased braking deceleration can be brought about together with a greater energy recovery. It is particularly provided that during a frictional engagement of brake pad 48 and the flat disc area 44 straight no frictional connection between the stator 46 and the brake disc 36 is created, which could possibly lead to damage of the electrical or electrodynamically acting components.

In 4 ist ferner stark schematisiert ein Fahrerassistenzsystem gezeigt, wobei sämtliche Bremssättel 11 von an unterschiedlichen Rädern des Kraftfahrzeugs angeordneten Scheibenbremsen über elektrische Leiter 54 mit einer zentralen Steuereinrichtung 60 gekoppelt sind. Diese ist wiederum mit einer Batterie 62 gekoppelt, sodass eine von den Bremssätteln, bzw. den daran in Axialrichtung verschiebbar angeordneten Statorelementen 12, 22, 46 zur Verfügung gestellte elektrische Energie in die Batterie 62 gespeist werden kann.In 4 Furthermore, a driver assistance system is shown in highly schematic form, with all the brake calipers 11 arranged on different wheels of the motor vehicle disc brakes via electrical conductors 54 with a central control device 60 are coupled. This is in turn with a battery 62 coupled, so that one of the calipers, and the axially displaceably arranged in the axial direction stator elements 12 . 22 . 46 provided electrical energy into the battery 62 can be fed.

Das Steuermodul 60 ist ferner dazu ausgebildet, ein von den Scheibenbremsen stetig erzeugtes Signal mit den entsprechend erzeugten Signalen anderer Scheibenbremsen des Kraftfahrzeugs zu vergleichen, die Generatorfunktion der Scheibenbremse somit als Drehzahlsensoren zu benutzen. Treten merkliche, gegenüber berechneten oder vorgegebenen Soll-Werten abweichende Schwankungen der messbaren Drehzahlen auf, so ist dies ein Indiz dafür, dass sich das Fahrzeug in einer kritischen Fahrsituation befindet.The control module 60 is further adapted to compare a signal continuously generated by the disc brakes with the correspondingly generated signals of other disc brakes of the motor vehicle, thus to use the generator function of the disc brake as speed sensors. If there are noticeable fluctuations in the measurable rotational speeds compared to calculated or predetermined nominal values, this is an indication that the vehicle is in a critical driving situation.

Je nach Auswertung weiterer, zur Verfügung gestellter oder sensorisch erfassbarer Parameter, wie etwa Lenkwinkel und diverse Längs- und Querbeschleunigungen des Fahrzeugs kann mittels dem Steuermodul 60 eine entsprechende Rückkopplung an die einzelnen Scheibenbremsen erfolgen, sodass zur Vermeidung bzw. Stabilisierung des kritischen Fahrzustandes gezielt einzelne Räder des Kraftfahrzeugs um ein gewisses Maß abgebremst oder gar unter Verwendung des in die Bremse integrierten Elektromotors beschleunigt werden können.Depending on the evaluation of further, provided or sensory detectable parameters, such as steering angle and various longitudinal and lateral accelerations of the vehicle can by means of the control module 60 a corresponding feedback to the individual disc brakes done, so targeted to avoid or stabilize the critical driving condition individual wheels of the motor vehicle can be braked to a certain extent or even accelerated using the electric motor integrated in the brake.

Insgesamt kann durch die Erfindung das Fahrzeuggewicht verringert und ggf. auf Fahrzeugkomponenten, wie etwa den Anlasser, in vorteilhafter Weise verzichtet werden. Auch ist denkbar, die Dimensionierung von drehmomentübertragenden Elementen, wie etwa des Zahnriemens, zu verkleinern. Auch kann durch die Integration von vier einzelnen, jeweils in eine Scheibenbremse integrierten Elektromotoren eine verbesserte Gewichtsverteilung des gesamten Fahrzeugs erzielt werden. Auch können mittels des Generatorbetriebs der Scheibenbremse in besonders einfacher Art und Weise die von einem Fahrerassistenzsystem auszuwertenden Drehzahlen ermittelt werden. Generell kann durch den in einer Scheibenbremse integrierten Elektromotor oder Generator der Verbrauch des Verbrennungsmotors reduziert werden. Gleichzeitig wird ein Kraftfahrzeug mit einem Allradantrieb, zumindest einem elektrischen Allradantrieb zur Verfügung gestellt. Dabei ist sogar denkbar, bestehende Fahrzeuge durch Austausch lediglich von Bremssattel und Bremsscheiben mit dem erfindungsgemäßen System nachzurüsten.All in all can be reduced by the invention, the vehicle weight and possibly on vehicle components, such as the starter, in an advantageous manner be waived. It is also conceivable, the dimensioning of torque transmitting Elements, such as the timing belt to zoom out. Also can through the integration of four individual, each in a disc brake integrated electric motors improved weight distribution of the entire vehicle. Also can by means of Generator operation of the disc brake in a particularly simple Way to be evaluated by a driver assistance system Speeds are determined. Generally speaking, through the in a disc brake integrated electric motor or generator the consumption of the internal combustion engine be reduced. At the same time, a motor vehicle with a Four-wheel drive, at least one electric four-wheel drive available posed. It is even conceivable, existing vehicles by exchange only from caliper and brake discs with the invention Retrofit system.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass insgesamt eine leichtere Bauweise einer Fahrzeugachse erzielt werden kann, da auf mechanische achsinhärent vorgesehene Regelungssysteme- und Stabilisationssysteme verzichtet werden kann.One Another advantage of the invention is that a total of lighter construction of a vehicle axle can be achieved because of mechanical achsinhärent provided Regelungssystemee- and Stabilization systems can be dispensed with.

1010: Bremsscheibebrake disc
1111: Bremssattelcaliper
1212: Statorelementstator
1414: Rahmenframe
1616: Reibbelagfriction lining
1818: Scheibenteildisk part
1919: Scheibenteildisk part
2222: Statorelementstator
2626: Reibbelagfriction lining
3030: Stegweb
3232: Stegweb
3434: Stegweb
3636: Bremsscheibebrake disc
3737: Bremssattelcaliper
3838: Scheibenteildisk part
3939: Scheibenteildisk part
4040: Stegweb
4242: Verbreiterter Ringwidened ring
4444: Scheibenabschnittdisk portion
4646: Statorelementstator
4848: Reibbelagfriction lining
5050: Trägerplattesupport plate
5252: Bremsstößelbrake plunger
5454: Elektrischer Leiterelectrical ladder
6060: Steuermodulcontrol module
6262: Batteriebattery

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2002/0163251 A1 [0004]

Claims

Disc brake with a rotatably mounted about a wheel axle brake disc ( 10 ; 36 ) and at least one opposite the brake disc ( 10 ; 36 ) fixed caliper ( 11 ; 37 ), characterized in that the brake disc ( 10 ; 36 ) and the caliper ( 11 ; 37 ) electrodynamically interacting components ( 12 . 22 ; 30 . 32 . 34 ; 46 . 40 ) of an electromechanical transducer for converting electrical energy into kinetic energy or vice versa.

Disc brake according to claim 1, wherein the brake disc ( 10 ; 36 ) arranged distributed over its circumference magnetic or magnetizable, each generating a magnetic field disc elements ( 30 . 32 . 34 ; 40 ) having.

Disc brake according to claim 2, wherein the disc elements ( 30 . 32 . 34 ; 40 ) for generating a rotational movement of the disc with at least one on the brake caliper ( 11 ; 37 ) arranged stator element ( 12 . 22 ; 46 ) interact magnetically.

Disc brake according to one of the preceding claims 2 or 3, wherein the disc elements ( 30 . 32 . 34 ; 40 ) and the at least one stator element ( 12 . 22 ; 46 ) are formed for converting the rotational energy of the brake disc into electrical energy.

Disc brake according to one of the preceding claims, wherein the brake disc as internally ventilated and at least two axially spaced-apart disc parts ( 18 . 19 ; 38 . 39 ) having brake disc ( 11 ) is formed and wherein the disc elements ( 18 . 19 ; 38 . 39 ) at least partially between the disk parts ( 18 . 19 ; 38 . 39 ) are arranged.

Disc brake according to one of the preceding claims 2 to 5, wherein the disc parts ( 18 . 19 ; 38 . 39 ) comprise a magnetizable ferromagnetic core and wire windings surrounding the core for generating a magnetic field.

Disc brake according to one of the preceding claims, wherein the at least one stator element ( 12 . 22 ; 46 ) together with a friction lining which comes into contact with the surface of the brake disk ( 16 . 26 ; 48 ) is displaceable in the axial direction.

Motor vehicle with a disc brake system according to one of the preceding claims and with at least one electric motor and / or generator, wherein a stator of the electric motor or the generator in the caliper ( 11 ; 37 ) and a rotor of the electric motor or generator in the brake disc ( 11 ; 37 ) of the disc brake are integrated.

Motor vehicle according to claim 8, wherein one of the generator due to a rotational movement of the brake disc ( 11 ; 37 ) generateable electrical signal in the control unit ( 60 ) of a driver assistance system is fed.

Motor vehicle according to one of the preceding claims 8 or 9, wherein the caliper for storing recovered electrical Energy is coupled with a rechargeable vehicle battery.

Method for controlling a driver assistance system of a motor vehicle, which has at least one disc brake with at least one brake disc ( 10 ; 36 ) fixed caliper ( 11 ; 37 ) and wherein the brake disc ( 10 ; 36 ) as a rotor and the caliper ( 11 ; 37 ) are formed as a stator of an electric generator, characterized in that a brake caliper due to a rotational movement of the brake disc ( 10 ; 36 ) is used to determine the angular velocity of the brake disc.

The method of claim 11, wherein all the disc brakes of the motor vehicle for generating one of the angular velocity of the brake disc ( 10 ; 36 ) are formed corresponding electrical signal, wherein the individual signals for the detection of a critical driving situation are compared.

Method according to one of the preceding claims 11 or 12, wherein the angular velocity corresponding electrical Signal compared with the actual vehicle speed becomes.

Method according to one of the preceding claims 11 to 13, wherein the electrical signal or the electrical signals together with other vehicle-relevant or the respective driving condition imaging parameters for targeted braking and / or acceleration individual wheels of the motor vehicle is used or be used.

Method according to one of the preceding claims 11 to 14, wherein the brake caliper ( 11 ; 37 ) is fed into a rechargeable vehicle battery or supplied to electrical consumers of the vehicle.