DE102014009131A1

DE102014009131A1 - Elektromechanische Bremsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014009131A1
Application number: DE102014009131.7A
Authority: DE
Inventors: Seung Young Park; Hyun Ku
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2015-06-11
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: US9611908B2; KR20150012838A; CN104340188B; CN104340188A; DE102014009131B4; KR101860581B1; US20150027820A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektromechanische Bremsvorrichtung zum Sicherstellen der strukturellen Zuverlässigkeit und zum Verbessern der Stabilität auch im Fall von Überbelastung. Die elektromechanische Bremsvorrichtung ist dazu konfiguriert, durch Drücken einer scheibenförmigen Scheibe zu bremsen, welche mit den Rädern des Fahrzeugs gedreht wird, mit einem Paar von Bremsklötzen und mit einer Kolbeneinheit, die dazu konfiguriert ist, die Bremsklötze in Richtung der Scheibe zu bewegen, mit: einer Innenwelle, die mit einem Außenmotor verbunden ist, um sich zu drehen, wenn der Motor angetrieben wird; einer Außenwelle, in welche ein Ende der Innenwelle eingeführt ist, und die dazu konfiguriert ist, sich mitzudrehen, wenn die Innenwelle gedreht wird, und mit der die Kolbeneinheit verbunden ist, um sich in Richtung der Scheibe zu bewegen; und einer Belastungssteuereinheit, die zwischen der Innenwelle und der Außenwelle vorgesehen ist, so dass die Außenwelle mitgedreht wird, wenn die Innenwelle gedreht wird, und die Innenwelle und die Außenwelle mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gedreht werden, wenn eine Belastung mit vorgegebenem Wert oder mehr zwischen der Innenwelle und der Außenwelle aufgebracht wird.

Description

HINTERGRUND
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenbremse und insbesondere auf eine elektromechanische Bremsvorrichtung, die ein strukturelles Problem lösen kann, welches an einer Kolbeneinheit oder einer Bremsvorrichtung selbst auftreten kann, wenn ein Motor schlecht funktioniert.
2. Erörterung des Standes der Technik
Im Allgemeinen wird, da Bremsvorrichtungen an den Rädern von Fahrzeugen angebracht sind, die Bremskraft durch Drücken eines Bremspedals beim Fahren erhalten, und die Bremskraft wird durch Bedienen eines Feststellbremshebels erzeugt, um beim Parken einen Haltezustand beizubehalten.
Bei der herkömmlichen Bremsvorrichtung wird das Fahrzeug gebremst, weil an beiden Seiten einer Scheibe Bremsklötze vorgesehen sind und ein Kolben, der durch Hydraulik oder einen Motor angetrieben wird, die Bremsklötze fest gegen die Scheibe drückt.
Zum Beispiel weist die herkömmliche elektromechanische Bremsvorrichtung die oben beschriebene Scheibe und die oben beschriebenen Bremsklötze auf, einen Motor, das heißt, eine Kolbenantriebseinheit zum Drücken der Bremsklötze gegen die Scheibe, einen Verzögerer, der mit dem Motor verbunden ist, und einen linearen Bewegungsumwandlungsmechanismus.
Obwohl die elektromechanische Bremsvorrichtung im Vergleich zu der Struktur der hydraulischen Bremsvorrichtung eine einfache Struktur aufweist, bereitet es ernsthafte Probleme, dass die Kolbeneinheit, welche ein Hauptbestandteil ist, und der lineare Bewegungsumwandlungsmechanismus, der dazu konfiguriert ist, die Kolbeneinheit zu bewegen, überlastet werden, wenn die Drehrichtung des Motors und der Motor schlecht funktionieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektromechanische Bremsvorrichtung, die ein strukturelles Problem lösen kann, welches an einer Kolbeneinheit oder einer Bremsvorrichtung selbst auftreten kann, wenn ein Motor schlecht funktioniert.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektromechanische Bremsvorrichtung bereitgestellt, welche dazu konfiguriert ist, durch Drücken einer scheibenförmigen Scheibe zu bremsen, welche mit den Rädern des Fahrzeugs gedreht wird, mit einem Paar von Bremsklötzen und mit einer Kolbeneinheit, die dazu konfiguriert ist, die Bremsklötze in Richtung der Scheibe zu bewegen, mit: einer Innenwelle, die mit einem Außenmotor verbunden ist, um sich zu drehen, wenn der Motor angetrieben wird; einer Außenwelle, in die ein Ende der Innenwelle eingeführt ist, und die dazu konfiguriert ist, sich mitzudrehen, wenn die Innenwelle gedreht wird, und mit der die Kolbeneinheit verbunden ist, um sich in Richtung der Scheibe zu bewegen; und einer Belastungssteuereinheit, die zwischen der Innenwelle und der Außenwelle vorgesehen ist, so dass die Außenwelle mitgedreht wird, wenn die Innenwelle gedreht wird, und die Innenwelle und die Außenwelle mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gedreht werden, wenn eine Belastung mit vorgegebenem Wert oder mehr zwischen der Innenwelle und der Außenwelle aufgebracht wird.
Die Belastungssteuereinheit kann ein erstes Reibungselement aufweisen, das in der Außenwelle vorgesehen ist, während es mit einer äußeren Umfangsfläche der Innenwelle in Kontakt steht, ein zweites Reibungselement, das in der Innenwelle vorgesehen ist, um mit beiden Seiten des ersten Reibungselements in Kontakt zu stehen, um sich zusammen mit der Außenwelle zu drehen, wenn die Innenwelle gedreht wird, und ein elastisches Element, das in der Außenwelle vorgesehen ist, so dass das erste Reibungselement die äußere Umfangsfläche der Innenwelle in unter Druck stehendem Zustand kontaktiert, und die Innenwelle und die Außenwelle mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gedreht werden, indem das erste Reibungselement jenseits des zweiten Reibungselements bewegt wird, wenn eine Belastung mit einem vorgegebenen Wert oder mehr zwischen der Innenwelle und der Außenwelle aufgebracht wird.
Das erste Reibungselement bewegt sich jenseits des zweiten Reibungselements, wenn die Innenwelle in Umfangsrichtung einer Seite gedreht wird und eine Belastung mit einem vorgegebenen Wert oder mehr auf die Innenwelle aufgebracht wird, wobei das erste Reibungselement und das zweite Reibungselement so gebildet sein können, dass die Innenwelle mit der Außenwelle unabhängig vom Grad der Belastung gedreht wird, wenn die Innenwelle in Umfangsrichtung einer anderen Seite gedreht wird.
KURZE BESCREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben genannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann durch die Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich, wobei in den Zeichnungen:
1 ein schematisches Diagramm ist, das eine elektromechanische Bremsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Seitenansicht im Querschnitt ist, die einen Hauptteil der elektromechanischen Bremsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 eine Querschnittansicht ist, die eine Struktur gemäß einer ersten Ausführungsform der Innenwelle und der Außenwelle in einem Querschnitt entlang der Linie A-A von 2 zeigt; und
4 eine Querschnittansicht ist, die eine Struktur gemäß einer zweiten Ausführungsform der Innenwelle und der Außenwelle in einem Querschnitt entlang der Linie A-A von 2 zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung im Einzelnen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In Beschreibungen der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente, und somit wird deren Beschreibung nicht zusätzlich wiederholt werden.
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine elektromechanische Bremsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die elektromechanische Bremsvorrichtung weist eine Motorsteuereinheit (engine control unit; ECU) 10 auf, die dazu konfiguriert ist, verschiedene Fahrzeugsensorsignale zu empfangen, mit einem Steuerknopf, der dazu konfiguriert ist, ein Feststellbremssignal zu senden, einem Aktormodul 20, das von der ECU 10 angetrieben wird und dazu konfiguriert ist, eine Feststellbremskraft zu erzeugen, und ein Druckmodul 60, das dazu konfiguriert ist, einen Bremsklotz 14 durch Rotationskraft des Aktormoduls 20 in Richtung einer Bremsscheibe 18 zu schieben und Haltekraft aufzubringen.
Im allgemeinen weist die ECU 10 eine herkömmliche Steuerlogik für Feststellbremsen auf, und eine Steuerlogik, die dazu konfiguriert ist, die Feststellbremskraft gemäß Abrieb des Bremsklotzes 14 einzustellen und über die Auswechselzeit des Bremsklotzes 14 zu informieren, ist des Weiteren vorgesehen.
Das Aktormodul 20 weist einen Motor 30 auf, der in einem Gehäuse 90 untergebracht ist und durch die ECU 10 angetrieben wird, und einen Verzögerer 50, der dazu konfiguriert ist, die Umdrehungszahl des Motors 30 zu verlangsamen und auf ein großes Abtriebsdrehmoment umzuschalten.
Vorliegend weist der Verzögerer 50 verschiedene Getriebeanordnungen und -arten auf, die herkömmlicherweise für die elektromechanische Bremsvorrichtung verwendet werden, und ein endgültiges Abtriebsdrehmoment wird gemäß den Bauvorschriften bestimmt.
Des Weiteren ist das Druckmodul 60 in dem Gehäuse 90 angebracht und weist eine Drehwelle 70 auf, die durch den Verzögerer 50 gedreht wird und dazu konfiguriert ist, das Abtriebsdrehmoment zu erzeugen, und eine Kolbeneinheit 80, die an die Drehwelle 70 geschraubt und dazu konfiguriert ist, den Bremsklotz 14 entlang einer Drehrichtung der Drehwelle 70 herauszuschieben oder zurückzuziehen.
Vorliegend sind die Drehwelle 70 und die Kolbeneinheit 80 in axialer Richtung der Drehwelle 70 angebracht und so angeordnet, dass die Kolbeneinheit 80 durch Drehen der Drehwelle 70 linear bewegt wird. Zu diesem Zweck ist ein Schraubengewinde an einer äußeren Umfangsfläche der Drehwelle 70 ausgebildet, und ein Schraubengewinde, das dem Schraubengewinde der Drehwelle 70 entspricht, ist an der Kolbeneinheit 80 ausgebildet. Die Kolbeneinheit 80 ist dazu ausgebildet, sich gemäß der Drehwelle 70 zu bewegen, die in einem Zustand gedreht wird, in dem ihre Position festliegt.
Die elektromechanische Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist des Weiteren ein Sensormodul auf, das dazu konfiguriert ist, die Drehzahl des Motors 30 abzufühlen, die Andruckkraft des Bremsklotzes 14, der dazu konfiguriert ist, die Scheibe 18 festzuhalten, und den Abriebszustand des Bremsklotzes 14, als ECU 10.
Das Sensormodul weist einen Drehwinkelsensor 40 auf, der in dem Motor 30 vorgesehen ist, um die Drehzahl des Motors 30 abzufühlen, einen Lastsensor 12, der dazu angebracht ist, den Druckgrad des Bremsklotzes 14 zu messen, und einen Begrenzungssensor 22, der dazu konfiguriert ist, den Abriebsgrad des Bremsklotzes 14 abzufühlen.
Vorliegend kann der Lastsensor 12 an einer Vielzahl von Positionen angebracht sein, und der Lastsensor 12 ist demgemäß zum Beispiel an einer Position des Motors 30 oder des Verzögerers 50, oder an einer Position des Bremsklotzes 14 angebracht.
2 ist eine Seitenansicht im Querschnitt, die einen Hauptteil der elektromechanischen Bremsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 2 gezeigt ist, ist die elektromechanische Bremsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Welleneinheit 70 vorgesehen und weist eine Laststeuereinheit auf, um den Belastungsgrad einzustellen, wenn die Welleneinheit 70 vor/zurück gedreht wird.
Vorliegend weist die Welleneinheit 70 eine Innenwelle 77 und eine Außenwelle 78 auf, welche dieselbe Drehachse haben und so angebracht sind, dass sie sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit drehen.
Wie in 2 gezeigt ist, haben die Innenwelle 77 und die Außenwelle 78 einen vorgegebenen Abstand, und ein Ende der Innenwelle 77 ist in die Außenwelle 78 eingeführt.
Des Weiteren ist die Laststeuereinheit zwischen der Innenwelle 77 und der Außenwelle 78 angebracht, und wird mitgedreht. Die Innenwelle 77 und die Außenwelle 78 werden mit unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit gedreht, wenn eine Belastung mit einem vorgegebenen Wert oder mehr aufgebracht wird.
Nachfolgend wird eine Verbindungsstruktur der Innenwelle 77 und der Außenwelle 78 im Einzelnen beschrieben.
3 ist eine Querschnittansicht, die eine Struktur gemäß einer ersten Ausführungsform der Innenwelle und der Außenwelle in einem Querschnitt entlang der Linie A-A von 2 zeigt.
Wie in 3 gezeigt ist, weist die Laststeuereinheit ein erstes Reibungselement 71 auf, das in der Außenwelle 78 vorgesehen ist, um die Innenwelle 77 zu kontaktieren, und ein elastisches Element 75, das dazu konfiguriert ist, den Grad des Drucks einzustellen, wenn das erste Reibungselement 71 die Innenwelle 77 kontaktiert. Das elastische Element 75 kann eine Schraubenfeder aufweisen.
Das erste Reibungselement 71 und das elastische Element 75 sind jeweils an vorgegebenen beabstandeten Positionen entlang der Umfangsrichtung eines Innendurchmessers der Außenwelle 78 vorgesehen.
Vorliegend ist das erste Reibungselement 71 so angebracht, dass es sich um einen vorgegebenen Abstand zur Innenseite der Außenwelle 78 hin bewegt, während das elastische Element 75 zusammengedrückt wird. Zu diesem Zweck ist eine Anbringnut 79, in der das erste Reibungselement 71 und das elastische Element 75 angebracht sind, in der Außenwelle 78 vorgesehen.
Des Weiteren ist ein zweites Reibungselement 72, das mit dem ersten Reibungselement 71 in Kontakt steht, in der Innenwelle 77 vorgesehen. Wie in 3 gezeigt ist, ist das zweite Reibungselement 72 so vorgesehen, dass das zweite Reibungselement 72 und das erste Reibungselement 72 zickzackförmig zueinander entlang einer Umfangsrichtung der Innenwelle 77 angeordnet sind, und dass es zwei benachbarte erste Reibungselemente 71 kontaktiert.
In der oben genannten Konfiguration wird, wenn die Innenwelle 77 gedreht wird, auch die Außenwelle 78 mitgedreht. Wenn jedoch die Innenwelle 77 und die Außenwelle 78 gedreht werden, wenn zwischen den Wellen 77 und 78 eine momentane Überbelastung auftritt, ist es möglich, das erste Reibungselement 71 in der Anbringnut 79 zu bewegen und jenseits des zweiten Reibungselements 72 zu arbeiten.
Somit wird eine Situation, in der sich die Innenwelle 77 und die Außenwelle 78 zueinander im Leerlauf befinden, verhindert. Das heißt, weil die Wellen 77 und 78 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gedreht werden, wird die Drehung der Außenwelle 78 verhindert. Daher wird das ernste Problem, dass Belastung auf die Kolbeneinheit 80 aufgebracht wird, ebenfalls gelöst.
4 ist eine Querschnittansicht, die eine Struktur der Innenwelle und der Außenwelle in einem Querschnitt entlang der Linie A-A von 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
Wie in 4 gezeigt ist, sind ein erstes Reibungselement 73 und ein zweites Reibungselement 74 so ausgebildet, dass die Innenwelle 77 stets mit der Außenwelle 78 gedreht wird, wenn die Innenwelle 77 in Umfangsrichtung einer anderen Seite gedreht wird. Wenn die Innenwelle 77 in Umfangsrichtung einer Seite gedreht wird und eine Belastung mit vorgegebenem Wert oder mehr aufgebracht wird, kann eine Art Freilauf gebildet werden, indem das erste Reibungselement 73 jenseits des zweiten Reibungselements 74 gedreht wird.
Das heißt, die Reibungselemente 73 und 74 sind teilweise als Nockenprofil ausgebildet und gleichzeitig miteinander in Eingriff, egal, ob die Außenwelle 78 gedreht wird oder nicht, und die Drehgeschwindigkeit kann gemäß der Drehrichtung der Innenwelle 77 eingestellt werden.
Im Allgemeinen treten bei der elektromechanischen Bremsvorrichtung strukturelle Probleme auf, wenn der Motor rückwärts und nicht vorwärts gedreht wird. Wenn jedoch eine Konfiguration der Welleneinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird, werden diese Probleme effizienter gelöst.
Gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung wird, wenn sich die elektromechanische Bremsvorrichtung im Ausfallmodus befindet oder ein Fehler oder eine übermäßige Rückwärtsdrehung des Sensors verursacht wird, keine Kraft an die Kolbeneinheit übertragen, weil die Innenwelle von der Außenwelle getrennt ist. Daher ist es möglich, die elektromechanische Bremsvorrichtung stabil anzutreiben, und die Lebensdauer der elektromechanischen Bremsvorrichtung kann verbessert werden.
Die Wirkungsweise der elektromechanischen Bremsvorrichtung der wie oben beschrieben konfigurierten vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn eine bestimmte Belastung oder mehr in Rückwärtsrichtung aufgebracht wird, um mechanische Beschädigung zu verhindern, die verursacht wird, wenn sich die elektromechanische Bremsvorrichtung im Ausfallmodus befindet, oder ein Fehler oder übermäßige Rückwärtsdrehung des Sensors verursacht wird, keine Kraft auf die Kolbeneinheit übertragen, weil die Innenwelle von der Außenwelle getrennt ist. Daher ist es möglich, die elektromechanische Bremsvorrichtung stabil anzutreiben, und die Lebensdauer der elektromechanischen Bremsvorrichtung kann verbessert werden.
Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass verschiedene Modifizierungen der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Geist oder vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung alle derartigen Modifizierungen umfasst, vorausgesetzt, dass sie im Umfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente liegen.

Claims

Elektromechanische Scheibenbremsvorrichtung mit einer Kolbeneinheit, die dazu konfiguriert ist, Bremsklötze in Richtung der Scheibe zu bewegen, mit: einer Außenwelle, die dazu konfiguriert ist, sich in der Kolbeneinheit zu drehen und die Kolbeneinheit in Richtung der Scheibe oder in Gegenrichtung der Scheibe zu bewegen, und mit einer Vielzahl erster Reibungselemente entlang der Innenfläche der Außenwelle versehen zu sein; und einer Innenwelle, die mit einem Motor verbunden ist, um sich zu drehen, wenn der Motor angetrieben wird, und die sich in der Außenwelle befindet, um mit zweiten Reibungselementen versehen zu sein, die sich zwischen den ersten Reibungselementen entlang der äußeren Umfangsfläche der Innenwelle befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die zweiten Reibungselemente dazu konfiguriert sind, mit benachbarten ersten Reibungselementen in Eingriff zu treten und Druck auf die benachbarten ersten Reibungselemente auszuüben, wenn eine Belastung, die geringer als ein vorgegebener Wert ist, auf die Innenwelle aufgebracht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei: die zweiten Reibungselemente dazu konfiguriert sind, jenseits der benachbarten ersten Reibungselemente zu arbeiten, wenn eine Belastung mit dem vorgegebenem Wert oder mehr auf die Innenwelle aufgebracht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: während sich die Innenwelle in einer Richtung dreht, die zweiten Reibungselemente dazu konfiguriert sind, mit benachbarten ersten Reibungselementen in Eingriff zu treten und Druck auf die benachbarten ersten Reibungselemente auszuüben, wenn eine Belastung, die geringer als ein vorgegebener Wert ist, auf die Innenwelle aufgebracht wird; und während sich die Innenwelle in der anderen Richtung dreht, die zweiten Reibungselemente dazu konfiguriert sind, mit den benachbarten ersten Reibungselementen in Eingriff zu treten und Druck auf die benachbarten ersten Reibungselemente auszuüben, unabhängig vom Grad der Belastung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: das erste Reibungselement an einem Ende eines elastischen Elements vorgesehen ist, das sich in einer Anbringnut befindet, die entlang der Innenfläche der Außenwelle ausgebildet ist, und dazu konfiguriert ist, mit der äußeren Umfangsfläche der Innenwelle in Kontakt zu stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei: der vorgegebene Wert durch den Elastizitätsmodul des elastischen Elements einstellbar ist.