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HINTERGRUND
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1. Gebiet
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein elektromechanisches Bremsmodul und ein dasselbe enthaltendes elektromechanisches Bremssystem. Insbesondere beziehen sich Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf ein elektromechanisches Bremsmodul mit einer selbstverriegelnden Eigenschaft und ein dasselbe enthaltendes elektromechanisches Bremssystem.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Eine Bremse ist eine Vorrichtung zum Steuern und Einstellen einer Fahrgeschwindigkeit von Fahrzeugen. Eine elektrohydraulische Bremse (EHB) ist eine Bremse, die ein Antriebsfluid zu einem Radzylinder eines Rades liefert und hierdurch unter Verwendung eines Fluiddrucks eine Bremsung durchführt. Auch ist eine elektromechanische Bremse (EMB) eine Bremse, die ein elektrisches Signal zu einem Sattel des Rades liefert und einen Motor zum Durchführen des Bremsens antreibt.
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Insbesondere ist ein Betätigungsmechanismus des elektromechanischen Bremssystems wie folgt ausgebildet. Wenn ein Fahrer ein Pedal betätigt, erfasst ein Sensor des Pedals einen Bremswillen. Eine elektronische Steuereinheit berechnet die Bremsenergie eines Fahrzeugs gemäß einem Bremswillen und überträgt ein Signal zu einem EMB-Modul, das an dem Rad befestigt ist. Gemäß diesem Signal wird ein Motor angetrieben, und ein Kolben des Sattels bewegt sich vorwärts aufgrund der Antriebskraft des Motors. Der Kolben schiebt einen Bremsklotz, und eine Bremsenergie wird erhalten durch eine Reibungskraft zwischen dem Bremsklotz und einer Scheibe. Wenn der Fahrer eine Parkbremse betätigt, sendet die elektronische Steuereinheit ein Signal zu dem EMB-Modul. Die nachfolgende Bewegung ist vorstehend beschrieben.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist daher ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes elektromechanisches Bremsmodul mit einer Selbstverriegelungseigenschaft und ein dasselbe enthaltendes elektromechanisches Bremssystem vorzusehen.
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Zusätzliche Aspekte der Erfindung sind teilweise in der folgenden Beschreibung wiedergegeben und ergeben sich teilweise als offensichtlich aus der Beschreibung, oder sie können durch Anwendung der Erfindung gelernt werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektromechanisches Bremssystem vorgesehen, das enthält: einen elektrischen Motor; ein Untersetzungsgetriebe zum Übertragen von Energie des elektrischen Motors; eine mit dem Untersetzungsgetriebe verbundene Schraubenspindel, die drehbar angeordnet ist; eine mit der Schraubenspindel gekoppelte Spindelmutter, die linear bewegbar angeordnet ist; einen Bremsklotz zum Bewegen zu der Scheibe hin, wenn die Spindelmutter einen Druck auf diesen ausübt; und eine Selbstverriegelungsstruktur zum Begrenzen der Bewegung der Spindelmutter und hierdurch zum Verhindern, dass sich die Spindelmutter in einer umgekehrten Richtung bewegt, wenn der Bremsklotz die Scheibe berührt.
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Die Schraubenspindel kann mit der Spindelmutter in einer Kugelumlaufweise gekoppelt sein.
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In der Selbstverriegelungsstruktur kann die Schraubenspindel einen Flansch enthalten, wobei der Flansch einen Teil der Spindelmutter bei Drehung um einen vorbestimmten oder höheren Winkel stützt.
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Der Flansch kann ein Verlängerungsteil enthalten, das sich zu der Spindelmutter hin erstreckt, und die Spindelmutter kann einen durch das Verlängerungsteil des Flansches gestützten Anschlag enthalten.
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Das Verlängerungsteil kann eine Schräge mit einer Neigung enthalten.
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Der Anschlag kann in einem unteren Teil der Schräge gestützt sein, wenn der Bremsklotz geringfügig abgenutzt ist, und der Anschlag kann in einem oberen Teil der Schräge gestützt sein, wenn der Bremsklotz stark abgenutzt ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein EMB-Modul einer elektromechanischen Bremse vorgesehen, enthaltend: einen elektrischen Motor; ein Untersetzungsgetriebe zum Übertragen von Energie des elektrischen Motors; und einen mit dem Untersetzungsgetriebe verbundenen Sattel zum Erzeugen von Bremsenergie, welcher Sattel enthält: ein Gehäuse; eine drehbar in dem Gehäuse vorgesehene Schraubenspindel; eine mit der Schraubenspindel gekoppelte Spindelmutter, die linear bewegbar vorgesehen ist; und einen Bremsklotz zum Bewegen zu der Scheibe hin, wenn die Spindelmutter Druck auf diesen ausübt, wobei die Schraubenspindel die Spindelmutter stützt, um zu verhindern, dass die Spindelmutter in einer umgekehrten Richtung bewegt wird, wenn der Bremsklotz die Scheibe berührt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und/oder andere Aspekte der Erfindung werden ersichtlich und leichter verständlich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, von denen:
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1 eine Ansicht ist, die eine Hauptkonfiguration eines elektromechanischen Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
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2 eine Ansicht ist, die eine Hauptkonfiguration eines EMB-Moduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
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3 eine Ansicht ist, die eine erste Position einer Selbstverriegelungsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel illustriert;
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4 eine Ansicht ist, die die erste Position der Selbstverriegelungsstruktur entlang der Richtung A-A' in 3 illustriert;
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5 eine Ansicht ist, die eine zweite Position einer Selbstverriegelungsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel illustriert;
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6 eine Ansicht ist, die die zweite Position der Selbstverriegelungsstruktur entlang der Richtung B-B' in 5 illustriert;
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7 eine Ansicht ist, die eine dritte Position einer EMB gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert; und
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8 eine Ansicht ist, die die dritte Position der EMB entlang der Richtung C-C' in 7 illustriert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend wird ein elektromechanisches Bremssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine Ansicht, die eine Hauptkonfiguration eines elektromechanischen Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. 2 ist eine Ansicht, die eine Hauptkonfiguration eines EMB-Moduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, enthält das elektromechanische Bremssystem ein EMB-Modul 10 und eine elektronische Steuereinheit 100, um die Bewegung des EMB-Moduls 10 zu steuern.
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Das EMB-Modul 10 enthält einen elektrischen Motor 11, ein Untersetzungsgetriebe 12 und einen Sattel 20.
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Der elektrische Motor 11 empfängt ein Signal von der elektronischen Steuereinheit 100, um Energie zu erzeugen. Ein Pedalsensor (nicht gezeigt) erfasst einen Bremswillen eines Fahrers und sendet ein Signal zu der elektronischen Steuereinheit 100, und die elektronische Steuereinheit 100 erfasst einen erforderlichen Bremspegel des Fahrers und sendet ein Signal zu dem elektrischen Motor 11. Der elektrische Motor 11 erzeugt eine Antriebskraft entsprechend dem geforderten Bremspegel des Fahrers. Die elektronische Steuereinheit 100 erfasst ein Parksignal des Fahrers und sendet das Signal zu dem elektrischen Motor 11. In diesem Fall erzeugt der elektrische Motor 11 auch eine Bremskraft entsprechend einem für das Parken erforderlichen Bremspegel.
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Das Untersetzungsgetriebe 12 ist mit dem elektrischen Motor 11 verbunden, um die Energie zu übertragen. Das Untersetzungsgetriebe 12 verringert die Drehgeschwindigkeit des elektrischen Motors 11 und erhöht ein Drehmoment von diesem. Die Ausgangsstufe 12a des Untersetzungsgetriebes 12 ist mit der Schraubenspindel 22 des Sattels 20 verbunden, um eine Drehkraft zu übertragen.
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Das Untersetzungsgetriebe 12 kann ein einzelnes Planetenrad sein, und mehrere Planetenräder können parallel angeordnet sein, um eine Untersetzungsrate zu erhöhen.
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Der Sattel 20 enthält ein Sattelgehäuse 21, eine Schraubenspindel 22, eine Spindelmutter 23 und einen Bremsklotz 24.
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Die Schraubenspindel 22 ist drehbar in dem Sattelgehäuse 21 vorgesehen. Die Eingangsstufe 22a der Schraubenspindel 22 ist mit dem Ausgangsanschluss 12a des Untersetzungsgetriebes 12 verbunden, um eine Drehkraft zu empfangen.
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Die Spindelmutter 23 ist linear bewegbar in dem Sattelgehäuse 21 vorgesehen. Die Spindelmutter 23 kann mit der Schraubenspindel 22 in einer Kugelumlaufweise gekoppelt sein. Das heißt, die Kugelumlaufweise hat eine Konfiguration, bei der eine Stahlkugel zwischen die Schraubennut der Schraubenspindel 22 und die Schraubennut der Spindelmutter 23 eingefügt ist. Eine derartige Kopplungskonfiguration vom Kugelumlauftyp kann eine Drehbewegung der Schraubenspindel 22 in eine lineare Bewegung der Spindelmutter 23 umwandeln.
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Die Kopplungskonfiguration vom Kugelumlauftyp hat einen hohen Energieumwandlungs-Wirkungsgrad, wodurch eine Selbstsperrung der Spindelmutter 23 schwierig wird. Das heißt, während des Bremsvorgangs kehrt die Spindelmutter 23 zu der Anfangsposition zurück, und der Bremsvorgang kann aufgehoben werden. Diese Erscheinung kann in Fällen des Koppelns vom Kugelumlauftyp sowie des allgemeinen Koppelns zwischen der Schraubenspindel und der Spindelmutter auftreten. Demgemäß kann eine Selbstverriegelungsstruktur 30 zwischen der Schraubenspindel 22 und der Spindelmutter 23 vorgesehen werden, um eine Selbstsperre der Spindelmutter 23 während des Bremsvorgangs zu realisieren.
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Der Bremsklotz 24 enthält eine Platte 25 und einen Klotz 26. Die Spindelmutter 23 bewegt die Platte 25 zu einer Scheibe 40 hin, und der Klotz 26 berührt die Scheibe 40, um eine Bremsenergie zu erzeugen.
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3 ist eine Ansicht, die eine erste Position einer Selbstverriegelungsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel illustriert; 4 ist eine Ansicht, die die erste Position der Selbstverriegelungsstruktur entlang der Richtung A-A in 3 illustriert; 5 ist eine Ansicht, die eine zweite Position der Selbstverriegelungsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel illustriert; und 6 ist eine Ansicht, die eine zweite Position der Selbstverriegelungsstruktur entlang der Richtung B-B' in 5 illustriert.
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Wie in den 2 bis 6 gezeigt ist, enthält die Selbstverriegelungsstruktur 30 ein Verlängerungsteil 32, das in einem Flansch der Schraubenspindel 22 vorgesehen ist, und einen Anschlag 33, der in der Spindelmutter 23 vorgesehen ist.
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Das Verlängerungsteil 32 steht von dem Flansch 31 vor und erstreckt sich zu der Spindelmutter 23 hin. Das Verlängerungsteil 32 enthält zumindest eine Schräge 32a.
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Der Anschlag 33 steht auf der äußeren Oberfläche der Spindelmutter 23 vor. Der Anschlag 33 ist beispielsweise ein Führungsvorsprung, der die Spindelmutter 23 führt, um in einer Bohrung 21a des Sattelgehäuses 21 linear hin- und herzugehen.
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Der Anschlag 33 kann durch eine Schräge 32a gestützt sein. Wenn zum Beispiel der Bremsklotz 24 dick ist, kann der Anschlag 33 in einem unteren Teil der Schräge 32a gestützt sein, und wenn der Bremsklotz 24 abgenutzt ist und dünn wird, kann der Anschlag 33 in einem oberen Teil der Schräge 32a gestützt sein. Hier wird der untere Teil der Schräge 32a als ein ”erster Stützpunkt” 32a' bezeichnet, und der obere Teil hiervon wird als ein ”zweiter Stützpunkt” 32a'' bezeichnet.
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Nachfolgend wird die Arbeitsweise des elektromechanischen Bremssystems im Einzelnen beschrieben.
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Wenn ein Fahrer während des Fahrens auf ein Bremspedal tritt, erfasst die elektronische Steuereinheit 100 den geforderten Bremspegel des Fahrers auf der Grundlage des Signals von einem Pedalsensor (nicht gezeigt) und treibt den elektrischen Motor 11 an, um eine hierzu entsprechende Antriebskraft zu erzeugen.
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Als Nächstes wird die Antriebskraft des elektrischen Motors 11 über das Untersetzungsgetriebe 12 zu der Schraubenspindel 22 übertragen. Demgemäß bewegt sich, wenn die Schraubenspindel 22 sich dreht, die Spindelmutter 23 linear. Die Spindelmutter 23 übt einen Druck auf die Platte 25 aus, um den Klotz 26 in Kontakt mit der Scheibe 40 zu bringen. Eine Bremsenergie wird durch eine Reibungskraft zwischen dem Klotz 26 und der Scheibe 40 erzeugt.
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Als Nächstes erfasst, wenn der Fahrer seinen Fuß von dem Bremspedal nimmt, die elektronische Steuereinheit 100 ein Bremsbeendigungssignal auf der Grundlage des Pedalsensorsignals und treibt den elektrischen Motor 11 in entgegengesetzter Richtung an.
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Als Nächstes wird die Antriebskraft des elektrischen Motors 11 über das Untersetzungsgetriebe 12 zu der Schraubenspindel 22 übertragen, die Schraubenspindel 22 dreht sich in entgegengesetzter Richtung, und die Spindelmutter 23 kehrt in die Anfangsposition zurück. Zu dieser Zeit hat auch der Bremsklotz 24 einen Abstand von der Scheibe 40, und die Bremsenergie verschwindet.
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Auch empfängt, wenn der Fahrer ein Fahrzeug zu parken wünscht, die elektronische Steuereinheit 100 ein Parksignal zum Antreiben des elektrischen Motors 11.
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Als Nächstes wird die Antriebskraft des elektrischen Motors 11 über das Untersetzungsgetriebe 12 zu der Schraubenspindel 22 übertragen. Wenn sich die Schraubenspindel 22 um einen vorbestimmten Winkel (α) dreht, bewegt sich die Spindelmutter 23 linear. Die Spindelmutter 23 übt einen Druck auf die Platte 25 aus, um den Klotz 26 in Kontakt mit der Scheibe 40 zu bringen. Eine Bremsleistung wird durch eine Reibungskraft zwischen dem Klotz 26 und der Scheibe 40 erzeugt. Diese Bremsenergie erzeugt eine Repulsionskraft in dem Bremsklotz 24. Diese Repulsionskraft wird auch zu der Spindelmutter 23 übertragen, um die Spindelmutter 23 in entgegengesetzter Richtung zu bewegen. Jedoch dreht sich während eines Bremsvorgangs, wenn sich die Schraubenspindel 22 um einen vorbestimmten Winkel (α) dreht, das Verlängerungsteil 32 auch um einen vorbestimmten Winkel (α). Zu dieser Zeit wird der Anschlag 33 der Spindelmutter 23 durch den ersten Stützpunkt 32a' gestützt, der sich unterhalb der Schräge 32a des Verlängerungsteils 32 befindet, um zu verhindern, dass die Spindelmutter 23 in die Anfangsposition zurückkehrt. Als eine Folge bleibt, obgleich die Energiezuführung beendet ist, der Bremsklotz 24 weiter in Kontakt mit der Scheibe 40, und die Bremsenergie wird hierdurch aufrechterhalten.
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Als Nächstes treibt, wenn die Energie wieder zugeführt wird, die elektronische Steuereinheit 100 den elektrischen Motor 11 in entgegengesetzter Richtung an, um die Schraubenspindel 22 in entgegengesetzter Richtung zu drehen und das Verlängerungsteil 32 von dem Anschlag 33 zu trennen. Zu dieser Zeit kehrt die Spindelmutter 23 wieder in die Anfangsposition zurück, der Bremsklotz 24 wird von der Scheibe 40 getrennt, und die Bremsenergie verschwindet.
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7 ist eine Ansicht, die eine dritte Position der EMB gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. 8 ist eine Ansicht, die die dritte Position der EMB entlang der Richtung C-C' in 7 illustriert.
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Wie in den 7 und 8 gezeigt ist, sollte sich, wenn der Klotz 26 dünn wird, um die Bremsenergie zu erzeugen, die Schraubenspindel 22 um einen Winkel (β) drehen, der größer als ein vorbestimmter Winkel (α) ist. Zu dieser Zeit dreht sich das Verlängerungsteil 32 auch um einen Winkel (β), der größer als ein vorbestimmter Winkel (α) ist. Zu dieser Zeit wird der Anschlag 33 durch den zweiten Stützpunkt 32a'' gestützt, der sich in einem oberen Teil der Schräge 32a des Verlängerungsteils 32 befindet, um die Selbstsperrung der Spindelmutter 23 zu realisieren. Als eine Folge ist die Selbstverriegelungsstruktur 30 kontinuierlich wiederverwendbar, obgleich der Bremsklotz 24 abgenutzt ist.
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Das elektromechanische Bremssystem gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verringert das Volumen des EMB-Moduls und verbessert hierdurch die Montageeigenschaften.
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Auch hat das elektromechanische Bremssystem vorteilhaft überlegene Montageeigenschaften aufgrund der Selbstverriegelungsstruktur.
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Auch zeigt das elektromechanische Bremssystem vorteilhaft verbesserte Dauerhaftigkeit und Wärmewiderstand, da es in der Lage ist, eine Selbstarretierung sogar bei Abwesenheit einer Energiezuführung durchzuführen.
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Obgleich wenige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist für den Fachmann augenscheinlich, dass Änderungen bei diesen Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können, ohne die Prinzipien und den Geist der Erfindung zu verlassen, deren Bereich in den Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist.
