DE102015205682A1 - Elektrische Parkbremsvorrichtung und Freigabeverfahren dafür - Google Patents

Abstract

Eine elektrische Parkbremsvorrichtung hält eine Parkbremse in einem Bremszustand durch einen Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52), der eine Drehung eines Elektromotors (38) in eine Bewegung in eine lineare Richtung umwandelt, und löst die Parkbremse durch den Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52). In einem Fall zum Lösen der Parkbremse wird der Elektromotor (38) durch Kombinieren der PWM-Steuerung und der EIN/AUS-Steuerung miteinander gesteuert. Wenn der Elektromotor (38) gemäß der PWM-Steuerung angetrieben wird und eine vorbestimmte Zeit nach einem Start der PWM-Steuerung verstrichen ist, dann wird der Elektromotor (38) zum Antreiben gemäß der EIN/AUS-Steuerung geändert. In der EIN/AUS-Steuerung wird eine Änderung erfasst, in der ein Antriebsstrom des Elektromotors (38) stufenweise verringert wird, wodurch ein Drehmomentabfall des Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52) erfasst wird.

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Parkbremsvorrichtung, die eine Betätigung und eine Freigabe einer Parkbremse durch einen Elektromotor ausführt, und auf ein Freigabeverfahren dafür.
• In der japanischen offengelegten veröffentlichen Patentanmeldung Nr. 2012-229798 ist eine Scheibenbremse mit einemn Parkbremsmechanismus offenbart. Dieser Parkbremsmechanismus weist eine Kugel- und Übertragungselementmechanismus und einen Schraubmechanismus auf. Durch eine Drehung eines Elektromotors bewegt dann der Parkbremsmechanismus einen Kolben über den Kugel- und Übertragungselementmechanismus und den Schraubmechanismus, und hält den Kolben an der Bremsposition durch den Schraubmechanismus.
• Außerdem ist in der japanischen offengelegten veröffentlichen Patentanmeldung Nr. 2012-101749 eine elektrische Parkbremse, die eine Betätigung und eine Freigabe davon durch einen Elektromotor und ein Kabel ausführt, offenbart. In dieser Patentliteratur wird die Drehzahl des Elektromotors in einem Betätigungszustand der Bremse vor Beendigung der Betätigung der Bremse verringert. Der Elektromotor wird durch eine Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM) angetrieben, in der die Drehzahlen durch eine Einschaltdauer eines Antriebsimpulses gesteuert werden. Im Vergleich mit einer Ein/Aus-Steuerung kann die PWM-Steuerung die Drehzahlen des Motors verringern, und folglich ist sie ein wirksames Mittel zum Reduzieren eines Betriebsgeräusches eines Reduzierungsmechanismus.
• Im Übrigen wird im Parkbremsmechanismus ein Hubausmaß in Abhängigkeit eines Niederdrückungsausmaßes der Bremse und einer Bremsbelagdicke geändert. Dadurch ist es in einem Fall zum Lösen der Parkbremse notwendig, einen Drehmomentabfall eines Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus zu erfassen, der die Drehung des Elektromotors in eine Bewegung in eine lineare Richtung umwandelt.
• Jedoch wird eine Stromsteuerung in der PWM-Steuerung bei kurzen Zeitintervallen ausgeführt, sodass der Elektromotor ein Soll-Drehmoment erreichen kann, und folglich diese Änderung, die einen Antriebsstrom stufenweise stark verringert, nicht erzeugt. Dadurch kann der Drehmomentabfall des Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus nicht erfasst werden. Wenn ein Fahrzeug bewegt wird, während die Parkbremse unlösbar gelassen wird, dann ist es möglich, dass ein Hinterradbremsen bzw. Hinterradhemmung auftreten kann.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Parkbremsvorrichtung und ein Freigabeverfahren zu schaffen, die eine Möglichkeit eines Hinterradbremsens im Fall eines Lösens der Parkbremse verringern kann.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 13. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen zum Inhalt.
• Um die vorhergehende Aufgabe zu lösen, ist eine elektrische Parkbremsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Parkbremsvorrichtung in einem Fall eines Lösens einer Parkbremse einen Elektromotor gemäß einer Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM) antreibt, und den Elektromotor zum Antreiben gemäß einer Ein-/Aus-Steuerung ändert, nachdem eine vorbestimmte Zeit nach dem Start der PWM-Steuerung verstrichen ist.
• Außerdem ist ein Freigabeverfahren einer elektrischen Parkbremsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch: einen Schritt zum Antreiben des Elektromotors gemäß der Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM); einen Schritt zum Erfassen, dass eine vorbestimmte Zeit nach dem Start der PWM-Steuerung verstrichen ist; und einen Schritt zum Ändern des Elektromotors, um gemäß der EIN/AUS-Steuerung anzutreiben.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Elektromotor im Fall eines Lösens der Parkbremse der PWM-Steuerung unterzogen und wird zur EIN-/AUS-Steuerung geändert, nachdem die vorbestimmte Zeit nach dem Start der Steuerung verstrichen ist, wodurch ein Antriebsstrom zum Antreiben des Elektromotors stufenweise verringert wird und der Drehmomentabfall des Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus erfasst werden kann.
• Außerdem wird der Antriebsstrom zum Antreiben des Elektromotors stufenweise verringert, wodurch die Abnahme der Druckkraft des Bremsbelags auf den Rotor erfasst werden kann.
• Daher ist es einfach, die Freigabe der Parkbremse zu erfassen, und es ist möglich, dass ein Hinterradbremsen reduziert werden kann.
• Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung. Darin zeigt:
• 1 eine Querschnittsansicht, die eine Scheibenbremse darstellt, für die eine elektrische Parkbremsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
• 2 eine perspektivische Ansicht eines Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements eines Kugel- und Übertragungselementmechanismus, das in der Scheibenbremse verwendet wird, wie in 1 dargestellt.
• 3 eine perspektivische Explosionsansicht eines Kolbens, eines Schraubmechanismus, des Kugel- und Übertragungselementmechanismus und dergleichen, die in der Scheibenbremse verwendet werden, wie in 1 dargestellt.
• 4A + 4B sind Querschnittsansichten, die eine Funktion der Parkbremse in der Scheibenbremse, die in 1 dargestellt ist, stufenweise darstellt.
• 5A + 5B sind Querschnittsansichten, die die Funktion der Parkbremse in der Scheibenbremse, wie in 1 dargestellt, stufenweise darstellen.
• 6A + 6B sind Querschnittsansichten, die die Funktion der Parkbremse in der Scheibenbremse, die in 1 dargestellt ist, stufenweise darstellen.
• 7A + 7B sind Querschnittsansichten, die die Funktion der Parkbremse in der Scheibenbremse, die in 1 dargestellt ist, stufenweise darstellen.
• 8A + 8B sind Querschnittsansichten, die die Funktion der Parkbremse in der Scheibenbremse, die in 1 dargestellt ist, stufenweise darstellen.
• 9A + 9B sind Querschnittsansichten, die die Funktion der Parkbremse in der Scheibenbremse, die in 1 dargestellt ist, stufenweise darstellen.
• 10 ein Ablaufdiagramm, das einen ersten Steuerungsablauf eines Elektromotors in einem Fall zum Lösen der Parkbremse in der elektrischen Parkbremsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
• 11 ein Zeitdiagramm in einem Fall eines Antreibens des Elektromotors durch eine EIN-/AUS-Steuerung im Fall eines Lösens der Parkbremse.
• 12 ein Zeitdiagramm in einem Fall eines Antreibens des Elektromotors durch die PWM-Steuerung im Fall eines Lösens der Parkbremse.
• 13 ein Zeitdiagramm, das eine Auslösestrom-Wellenform, eine Drehmoment-Wellenform und Motordrehzahlen im ersten Steuerungsablauf, der in 10 dargestellt ist, darstellt.
• 14 ein Ablaufdiagramm, das einen zweiten Steuerungsablauf des Elektromotors im Fall eines Lösens der Parkbremse in der elektrischen Parkbremsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
• 15 ein Zeitdiagramm, das eine Auslösestrom-Wellenform, eine Drehmoment-Wellenform und Motordrehzahlen im zweiten Steuerungsablauf, der in 14 dargestellt ist, darstellt.
• Zuerst werden eine Konfiguration einer Scheibenbremse, für die die vorliegende Erfindung verwendet wird, und eine Funktion einer Parkbremse auf der Basis von 1 bis 3 und 4A + 4B bis 9A + 9B beschrieben. Als Nächstes wird ein erster Steuerungsablaufs eines Elektromotors in der Scheibenbremse detailliert durch 10 bis 13 und ein zweiter Steuerungsablauf dafür detailliert durch 14 und 15 beschrieben.
• [Konfiguration einer Scheibenbremse]
• Wie in 1 und 3 dargestellt, sind vorgesehen: ein Paar eines inneren Bremsbelags 2 und eines äußeren Bremsbelags 3, die auf beiden Seiten eines Scheibenrotors D in eine axiale Richtung davon angeordnet sind, während der Scheibenrotor D dazwischen angeordnet ist, wobei der Scheibenrotor D an einem Drehbereich eines Fahrzeugs befestigt ist; und ein Bremssattel 4 in der Scheibenbremse 1. Diese Scheibenbremse 1 ist als Schwimmsatteltyp konfiguriert. Zu beachten ist, dass das Paar eines inneren Bremsbelags 2 und eines äußeren Bremsbelags 3 und der Bremssattel 4 auf einem Träger 5 abgestützt sind, der an einem nichtdrehenden Bereich, wie z. B. einem Achsschenkel des Fahrzeugs, fixiert ist, um somit in axialer Richtung des Scheibenrotors D beweglich zu sein.
• Ein Bremssattelkörper 6 als Hauptkörper eines Bremssattels 4 umfasst: einen Zylinderbereich 7, der auf einer Basisendseite, die dem inneren Bremsbelag 2 gegenüberliegt, an einer Innenseite des Fahrzeugs angeordnet ist, und einen Klauenbereich 8, der auf einer Endspitzenseite, die dem äußeren Bremsbelag 3 gegenüberliegt, an einer Außenseite des Fahrzeugs angeordnet ist. Im Zylinderbereich 7 ist ein Bodenzylinder bzw. bodenbildender Zylinder 10 ausgebildet, in dem eine Seite eines inneren Bremsbelags 2 ein Öffnungsbereich 7A ist, und eine gegenüberliegende Seite davon ist durch eine Bodenwand 9 mit einem Öffnungsbereich 9A geschlossen. In diesem Zylinder 10 ist eine Kolbendichtung 11 zwischen einem inneren Umfangsbereich davon an einer Seite eines Öffnungsbereichs 7A angeordnet.
• Ein Kolben 12 ist in einer bodenbildenden Schalenform mit einem Bodenbereich 12A und einem zylindrischen Bereich 12B ausgebildet. Der Kolben 12 ist im Zylinder 10 aufgenommen, sodass der Bodenbereich 12A davon dem inneren Bremsbelag 2 gegenüberliegen kann. Der Kolben 12 ist an einer Innenseite des Zylinders 10 befestigt, um somit in axialer Richtung zu einem Zustand beweglich ist, um mit der Kolbendichtung 11 in Kontakt gebracht zu werden. Ein Raum zwischen diesem Kolben 12 und der Bodenwand 9 des Zylinders 10 ist als Flüssigkeits- bzw. Fluiddruckkammer 13 durch die Kolbendichtung 11 ausgebildet. Diese Fluiddruckkammer 13 wird mit einem Fluiddruck von einer Fluiddruckquelle, wie z. B. einem Hauptzylinder, und einer Fluiddrucksteuereinheit durch eine Öffnung (nicht dargestellt), die im Zylinderbereich 7 vorgesehen ist, versorgt. Im Kolben 12 ist ein ausgesparter Bereich 14 auf einer äußeren Umfangsseite einer Bodenfläche davon, entgegengesetzt zum inneren Bremsbelag 2, vorgesehen. Ein hervorstehender Bereich 15, der auf einer hinteren Fläche des inneren Bremsbelags 2 ausgebildet ist, ist mit diesem ausgesparten Bereich 14 in Eingriff, und durch diesen Eingriff wird der Kolben 12 von einem Drehen bezüglich des Zylinders 10, und letztendlich bezüglich des Bremssattelkörpers 6 abgehalten. Außerdem ist zwischen dem Bodenbereich 12A des Kolbens 12 und dem Zylinder 10 eine Staubmanschette 16, die ein Eintreten eines Fremdkörpers in den Zylinder 10 verhindert, angeordnet.
• Ein Gehäuse 35 ist hermetisch an einer Seite der Bodenwand 9 des Zylinders 10 des Bremssattelkörpers 6 befestigt. Ein Deckel 39 ist hermetisch an eine Öffnung auf einer Seite des Gehäuses 35 befestigt. In diesem Gehäuse 35 und Zylinder 10 wird eine Luftdichtheit durch eine Dichtung 51 aufrechterhalten. Außerdem wird eine Luftdichtheit im Gehäuse 35 und Deckel 39 durch eine Dichtung 40 aufrechterhalten. Ein Motor 38 (Elektromotor) ist hermetisch am Gehäuse 35 durch eine Dichtung 50 befestigt, um somit in einer Reihe mit dem Bremssattelkörper 6 angeordnet zu sein. Zu beachten ist, dass ein Motor 38 in diesem Beispiel auf einer Außenseite des Gehäuses 35 angeordnet ist; jedoch kann das Gehäuse 35 ausgebildet sein, um den Motor 38 abzudecken, und der Motor 38 kann im Gehäuse 35 aufgenommen werden. In diesem Fall ist die Dichtung 50 unnötig, und eine Arbeitsverringerung bei der Montage kann erreicht werden.
• Der Bremssattelkörper 6 umfasst: einen Kolbenhaltemechanismus 34 als Parkbremsmechanismus, der den Kolben 12 vorwärtsbewegt und den Kolben 12 an einer Bremsposition hält; und einen mehrstufigen Getriebeuntersetzungsmechanismus 37 und einen Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus 36 als Untersetzungsmechanismen, die eine Drehung durch den Motor 38 verstärken. Der Kolbenhaltemechanismus 34, mehrstufige Getriebeuntersetzungsmechanismus 37 und Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus 36 fungieren als Übertragungsmechanismus 20, der eine Drehbewegung des Motors 38 zum Kolben 12 überträgt, und die im Gehäuse 35 aufgenommen sind.
• Der Kolbenhaltemechanismus 34 umfasst: einen Kugel- und Rampen- bzw. Übertragungselementmechanismus 28, der die Drehbewegung vom mehrstufigen Getriebeuntersetzungsmechanismus 37 und Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus 36, das heißt, die Drehung des Motors 38 in eine Bewegung in die lineare Richtung (nachstehend als „lineare Bewegung” zur Vereinfachung bezeichnet) umwandelt, eine Schubkraft auf den Kolben 12 aufbringt und den Kolben 12 bewegt; eine Schubstange 53, die ein Teil eines Druckelements ist, das den Kolben 12 durch Betätigen des Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 drückt; und einen Schraubmechanismus 52 als Schubkraft-Haltemechanismus, der zwischen der Bodenwand des Zylinders 10 und der Schubstange 53 angeordnet ist, mit anderen Worten, zwischen dem Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 und dem Kolben 12, und der den Kolben 12 an der Bremsposition hält. Der Kolbenhaltemechanismus 34, mehrstufige Getriebeuntersetzungsmechanismus 37, Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus 36, Kolben 12, Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28, Schraubmechanismus 52 und dergleichen fungieren als Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus, der die Drehung des Motors 38 in die Bewegung in linearer Richtung umwandelt.
• Zu beachten ist, um eine Drehkraft zu erhalten, um den Kolben 12 nach vorn zu bewegen, sind der mehrstufige Getriebeuntersetzungsmechanismus 37 und Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus 36 als Untersetzungsmechanismen vorgesehen, die die Drehung durch den Motor 38 verstärken; jedoch ist es nicht unbedingt notwendig, diese vorzusehen. Wenn die Drehkraft, um dem Motor 38 ein Bewegen des Kolbens 12 nach vorn zu ermöglichen, ausgegeben werden kann, ist es möglich, entweder einen oder beide Untersetzungsmechanismen wegzulassen.
• Der mehrstufige Getriebeuntersetzungsmechanismus 37 wird durch ein Zahnradgetriebe 42, ein erstes Untersetzungsgetriebe 43 und ein zweites Untersetzungsgetriebe 44 zusammengesetzt. Das Zahnradgetriebe 42 ist rohrförmig ausgebildet, und umfasst: einen Bohrungs- oder Öffnungsbereich 42A, der an einer Drehwelle 38A des Motors 38 durch Presspassung angeordnet und daran fixiert ist; und ein Zahnrad 42B, das auf einem Außenumfang davon ausgebildet ist. Im ersten Untersetzungsgetriebe 43 sind ein großes Zahnrad 43A mit einem großen Durchmesser, das mit dem Zahnrad 42B des Zahnradgetriebes 42 in Eingriff ist, und ein kleines Zahnrad 43B mit einem kleinen Durchmesser, das durch Verlängern bzw. Erweitern vom großen Zahnrad 43A in axialer Richtung ausgebildet ist, einstückig miteinander ausgebildet. In diesem ersten Untersetzungsgetriebe 43 ist ein erstes Ende davon auf einem Gehäuse 35 abgestützt, und das andere Ende davon so abgestützt, um durch eine Welle 62, die auf dem Deckel 39 abgestützt ist, drehbeweglich zu sein. Im zweiten Untersetzungsgetriebe 44 sind ein großes Zahnrad 44A mit einem großen Durchmesser, das mit dem kleinen Zahnrad 43B des ersten Untersetzungsgetriebes 43 in Eingriff ist, und ein Sonnenrad 44B mit einem kleinen Durchmesser, das durch Erweitern vom großen Zahnrad 44A in axialer Richtung ausgebildet ist, einstückig miteinander ausgebildet. Das Sonnenrad 44B bildet einen Teil des Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus 36, der später beschrieben wird. Das zweite Untersetzungsgetriebe 44 wird abgestützt, um durch eine Welle 63, die auf dem Deckel 39 abgestützt ist, drehbeweglich zu sein.
• Der Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus 36 umfasst einen Sonnenrad 44B, eine Mehrzahl (in diesem Beispiel drei) von Planetenrädern 45, ein Hohlrad 46 und einen Träger 48. Die Planetenräder 45 umfassen: Zahnräder 45A, denen ermöglicht wird, um mit dem Sonnenrad 44B des zweiten Untersetzungsgetriebes 44 in Eingriff zu sein, und Öffnungsbereiche 45B, die Stiften 47, die vom Träger 48 aufgerichtet sind, ein Einsetzen zu ermöglichen. Drei Planetenräder 45 sind zu gleichen Abständen auf einem Umfang des Trägers 48 angeordnet.
• Der Träger 48 ist scheibenförmig ausgebildet, und auf einem Mittelpunkt davon steht ein vieleckiges Prisma 48A auf der Seite des inneren Bremsbelags 2 hervor. Das vieleckige Prisma 48A des Trägers 48 ist in eine vieleckige Bohrung bzw. Öffnung 29C eingepasst, die in einem säulenförmigen Bereich 29B einer Drehrampe bzw. eines Drehübertragungselements 29 des Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 vorgesehen ist, der später beschrieben wird, wobei der Träger 48 und das Drehübertragungselement 29 ein Drehmoment zueinander übertragen können. Eine Mehrzahl von Stift-ausgerichteten Bohrungen bzw. Öffnungen 48B ist auf einer äußeren Umfangsseite des Trägers 48 ausgebildet. Die Stifte 47, die drehbeweglich jeweilige Planetenräder 45 abstützen, sind durch Presspassung an den jeweiligen Stift-ausgerichteten Öffnungen 48B angeordnet und daran fixiert. Im Träger 48 und den jeweiligen Planetengetrieben 45 wird eine Bewegung davon in axialer Richtung durch eine Wandfläche 35A des Gehäuses 35 und durch einen ringförmigen Wandbereich 46B reguliert, der einstückig auf einer Seite des zweiten Untersetzungsgetriebes 44 der Innenverzahnung 46 vorgesehen ist. Außerdem ist eine Einsetzöffnung 48C in einem Träger 48 in einem Mittelpunkt davon ausgebildet. Eine Welle 63 ist durch Presspassung an der Einsetzöffnung 48C angeordnet und daran fixiert, die auf dem Deckel 39 abgestützt ist, und das zweite Untersetzungsgetriebe 44 frei drehbar abstützt. Zu beachten ist, dass eine relative Drehung des Trägers 48 und des Drehübertragungselements 29 in diesem Beispiel durch das vieleckige Prisma 48A, das im Träger 48 vorgesehen ist, reguliert wird; jedoch kann ein mechanisches Element, wie z. B. eine Kerbverzahnung und eine Passfeder, die das Drehmoment übertragen können, verwendet werden.
• Eine Innenverzahnung 46 ist ausgebildet aus: einem Hohlrad 46A, mit dem Zahnräder 45A der jeweiligen Planetenräder 45 in Eingriff sind; und einem ringförmigen Wandbereich 46B, der einstückig auf der Seite des zweiten Untersetzungsgetriebes 44 fortlaufend von diesem Hohlrad 46A vorgesehen ist, und die Bewegung der Planetenräder 45 in axialer Richtung reguliert. Eine Innenverzahnung 46 ist durch Presspassung im Gehäuse 35 angeordnet und darin fixiert.
• Der Schraubmechanismus 52 wird als Schubkrafthaltemechanismus ausgebildet, der den Kolben 12 an der Bremsposition hält, und umfasst: eine Basismutter bzw. Basishülse 33 als Schraubelement, das mit einem äußeren Umfang eines zylindrischen Bereichs 31B einer Dreh-/Linearbewegungsrampe bzw. -Übertragungselement 31, das später beschrieben wird, verschraubt ist, und eine Mutter bzw. Hülse 55 als Anlageelement, die mit der Schubstange 53 verschraubt ist.
• Die Schubstange 53 ist so zusammengesetzt, dass ein Kragenbereich 53A und ein Schraub- bzw. Gewindebereich 53C einstückig miteinander ausgebildet sind. Der Kragenbereich 53A ist entgegengesetzt dem Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 des Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 in axialer Richtung durch ein Drucklager 56 angeordnet. Eine Schraubenfeder 27 ist zwischen dem Kragenbereich 53A und einer Halterung 26, die später beschrieben wird, angeordnet. Die Schraubenfeder 27 spannt die Schubstange 53 zu einer Seite des Drucklagers 56 immer vor, das heißt, zur Seite der Bodenwand 9 des Zylinderbereichs 7. Außerdem spannt die Schraubenfeder 27 das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 des Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28, das später beschrieben wird, zu einer Seite der Bodenwand 9 des Zylinderbereichs 7 durch die Schubstange 53 vor. Eine Mehrzahl von hervorstehenden Bereichen 53B sind auf der Schubstange 53 auf einer äußeren Umfangsfläche des Kragenbereichs 53A entlang einer Umfassungsrichtung angeordnet. Die hervorstehenden Bereiche 53B sind einzeln durch Presspassung an einer Mehrzahl von länglichen Nutbereichen 26E angeordnet, die auf einem reduzierten bzw. verkleinerten Durchmesserbereich 26B der Halterung 26, die später beschrieben wird, entlang der Umfangsrichtung vorgesehen sind. Die hervorstehenden Bereiche 53B und die länglichen Nutbereiche 26E sind miteinander eingepasst, wie oben beschrieben, wodurch die Schubstange 53 in axialer Richtung innerhalb eines Längenbereichs der länglichen Nutbereiche 26E in axialer Richtung beweglich ist; jedoch wird eine Bewegung davon in Drehrichtung bezüglich der Halterung 26 reguliert.
• Die Hülse 55 ist in einer T-Form ausgebildet, wenn ein Querschnitt davon in axialer Richtung betrachtet wird, und pilzförmig, wenn eine äußere Erscheinung davon in der Weise betrachtet wird, dass ein Öffnungs- bzw. Bohrungsbereich 55A als Durchgangsbohrung vorgesehen ist, und dass ein zylindrischer Bereich 55B auf einer Endseite davon und ein Flanschbereich 54 auf der anderen Endseite davon einstückig miteinander ausgebildet sind. Im Öffnungsbereich 55A ist auf einer Position davon, die dem zylindrischen Bereich 55B entspricht, ein Gewindebereich 55C als Anlageelement-Schraubbereich, der mit dem Gewindebereich 53C der Schubstange 53 verschraubt ist, ausgebildet.
• Eine Mehrzahl von hervorstehenden Bereichen 54A ist auf einem äußeren Umfangsende des Flanschbereichs 54 mit einem Abstand in Umfangsrichtung ausgebildet. Diese jeweiligen hervorstehenden Bereiche 54A liegen an einer Mehrzahl von ebenen Bereichen 12C an, die sich in axialer Richtung auf einer inneren Umfangsfläche des zylindrischen Bereichs 12B des Kolbens 12 erstrecken und mit Abstand in Umfangsrichtung vorgesehen sind. Durch diese Anlage ist die Hülse 55 in axialer Richtung bezüglich des Kolbens 12 beweglich; jedoch ist eine Bewegung davon in Drehrichtung reguliert. Eine geneigte Fläche 54B ist auf einer Endspitzenfläche des Flanschbereichs 54 der Hülse 55 ausgebildet. Die geneigte Fläche 54B ist in der Lage, an einer geneigten Fläche 12D anzuliegen, die auf einer Innenseite eines Bodenbereichs 12A des Kolbens 12 ausgebildet ist. Die geneigte Fläche 54B des Flanschbereichs 54 der Hülse 55 liegt an einer geneigten Fläche 12D des Kolbens 12 an, wodurch die Drehkraft vom Motor 38 zum Kolben 12 über die Schubstange 53, Hülse 55 und Flanschbereich 54, die der Schraubmechanismus 52 sind, überfragen wird. So rückt der Kolben 12 vor. Eine Mehrzahl von Nutbereichen 54C (sh. 3) und 54D sind auf hervorstehenden Bereichen 54A und der geneigten Fläche 54B des Flanschbereichs 54 der Hülse 55 ausgebildet. Diese Nutbereiche 54C und 54D ermöglichen einem Raum, der durch den Bodenbereich 12A des Kolbens 12 und den Flanschbereich 54 umschlossen ist, mit der Fluiddruckkammer 13 in Verbindung zu stehen, ermöglichen einen Bremsfluidfluss dazwischen und gewährleisten Entlüftungseigenschaften des oben beschriebenen Raums.
• Damit sich die Hülse 55 nicht durch eine axiale Last vom Kolben 12 zum Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 drehen kann, sind die Gewindebereiche 53C und 55C der Schubstange 53 und die Hülse 55 festgelegt, sodass eine umgekehrte Effizienz bzw. Wirkleistung davon Null oder kleiner sein kann, das heißt, sind als Verschraubungen bzw. Befestigungen mit großer Unumkehrbarkeit festgelegt. In diesem Beispiel ist ein Druckelement aus der Schubstange 53 und der Mutter 55 als Anlageelement zusammengesetzt.
• Der Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 umfasst: eine Drehrampe bzw. ein Drehübertragungselement 29 als Eingabeelement; ein Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 als Mitläuferelement; und Kugeln 32, die zwischen dem Drehübertragungselement 29 und dem Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 angeordnet sind. In diesem Beispiel weist das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 auch eine Funktion als Basishülse 33, als Schraubelement und eine Funktion als Schraubmechanismus 52, wie oben erwähnt, auf.
• Das Drehübertragungselement 29 ist zusammengesetzt aus: einer scheibenförmigen Drehplatte 29A; und einem säulenförmigen Bereich 29B, der sich von einem wesentlichen Mittelpunkt der Drehplatte 29A einstückig damit erstreckt, und T-förmig auf einem axialen Querschnitt ausgebildet ist. Der säulenförmige Bereich 29B wird durch eine Einsetzöffnung 33D, die in einer Bodenwand 33A einer Basismutter 33 vorgesehen ist, und durch einen Öffnungsbereich 9A, der in einer Bodenwand 9 des Zylinders 10 vorgesehen ist, eingesetzt. Auf einem oberen Ende des Säulenbereichs 29B ist die vieleckige Öffnung 29C, in der das vieleckige Prisma 48A eingepasst ist, das auf dem Träger 48 vorgesehen ist, ausgebildet. Außerdem ist eine Mehrzahl, in diesem Fall 3, von Kugelnuten 29D auf einer Fläche der Drehplatte 29A, die einer Seite des säulenförmigen Bereichs 29B gegenüberliegt, ausgebildet, die sich in einer kreisförmigen Bogenform erstrecken, während sie einen vorbestimmten Neigungswinkel entlang der Umfangsrichtung und kreisförmige Bogenquerschnitte in eine radiale Richtung aufweisen.
• Außerdem wird eine Drehplatte 29A durch ein Drucklager 30 abgestützt, um so bezüglich der Bodenwand 33A der Basishülse 33 frei drehbar zu sein. Eine Dichtung 61 ist zwischen dem Öffnungsbereich 9A der Bodenwand 9 des Zylinders 10 und einer äußeren Umfangsfläche des säulenförmigen Bereichs 29B des Drehübertragungselements 29 vorgesehen, und eine Fluiddichtheit der Fluiddruckkammer 13 wird aufrechterhalten. Ein Haltering 64 ist auf einem Endspitzenbereich des säulenförmigen Bereichs 29B des Drehübertragungselements 29 befestigt, und eine Bewegung des Drehübertragungselements 29 zur Seite der inneren und äußeren Bremsbeläge 2 und 3 bezüglich des Bremssattelkörpers 6, das heißt, eine Bewegung hiervon in diese axiale Rotorrichtung, wird ausgeführt. Danach wird der Basishülse 33 durch diese Regulierung für das Drehübertragungselement 29, das oben beschrieben ist, ein Bewegen in die axiale Rotorrichtung bezüglich des Bremssattelkörpers 6 nicht ermöglicht. Daher wird einem weiblichen Gewindebereich 33C, der auf der Basishülse 33 ausgebildet ist, ein Bewegen in die axiale Rotorrichtung bezüglich des Bremssattelkörpers 6 nicht ermöglicht.
• Wie ebenfalls in 2 dargestellt, ist ein Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 in einer bodenbildenden Zylinderform ausgebildet, bestehend aus: einer scheibenförmigen Dreh-/Linearbewegungsplatte 31A; und einem zylindrischen Bereich 31B, der auf einem äußeren Umfangsende der Dreh-/Linearbewegungsplatte 31A errichtet ist. Auf einer Fläche der Dreh-/Linearbewegungsplatte 31A, die der Drehplatte 29A des Drehübertragungselements 29 zugewandt ist, sind eine Mehrzahl, 3 in diesem Beispiel, von Kugelnuten 31D ausgebildet, die sich in einer kreisförmigen Bogenform erstrecken, während sie einen vorbestimmten Neigungswinkel entlang der Umfangsrichtung und ringförmige Bogenquerschnitte in radialer Richtung aufweisen. Auf dem Außenumfang des zylindrischen Bereichs 31B ist außerdem ein männlicher Gewindebereich 31C, der mit dem weiblichen Gewindebereich 33C verschraubt ist, der auf einer inneren Umfangsfläche des zylindrischen Bereichs 33B der Basishülse 33 vorgesehen ist, ausgebildet.
• Die Basishülse 33 ist in einer bodenbildenden Zylinderform ausgebildet, bestehend aus: einer Bodenwand 33A; einem zylindrischen Bereich 33B, der auf einem äußeren Umfangsende der Bodenwand 33A errichtet ist. Auf der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Bereichs 33B ist der weibliche Gewindebereich 33C, der mit dem männlichen Gewindebereich 31C verschraubt ist, der auf einer äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Bereichs 31B des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 vorgesehen ist, ausgebildet. In einem wesentlichen Mittelpunkt der Bodenwand 33A der Basishülse 33 ist eine Einsetzöffnung 33D, durch die der säulenförmige Bereich 29B des Drehübertragungselements 29 eingesetzt wird, ausgebildet. Anschließend wird der säulenförmige Bereich 29B des Drehübertragungselements 29 in der Basishülse 33 durch die Einsetzöffnung 33D der Bodenwand 33A eingesetzt, sodass das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 und die Drehplatte 29A des Drehübertragungselements 29 im zylindrischen Bereich 33B davon aufgenommen werden können. Außerdem ist in der Basishülse 33 die Bodenwand 33A zwischen dem Drucklager 30 und einem Drucklager 58 angeordnet, die zwischen der Bodenwand 9 des Zylinders 10 und der Drehplatte 29A des Drehübertragungselements 29 angeordnet sind.
• So wird die Basishülse 33 durch das Drucklager 58 und eine Druckscheibe 57 abgestützt, um bezüglich der Bodenwand 9 des Zylinders 10 drehbeweglich zu sein. Jedoch ist in der Basishülse 33 eine Mehrzahl von hervorstehenden Bereichen 33E (sh. 3), die auf dem Außenumfang davon vorgesehen sind, in ausgesparten Bereichen 26G eingepasst (sh. 3), die in der Halterung 26 vorgesehen sind, wodurch eine relative Drehbewegung der Halterung 26 reguliert wird. Außerdem ist eine Mehrzahl von Klauenbereichen 26F (sh. 3) auf einem hinteren Endbereich eines großen Durchmesserbereichs 26A der Halterung 26 ausgebildet. Die Basishülse 33 wird an einer vorbestimmten Position in der Halterung 26 montiert, und danach werden die jeweiligen Klauenbereiche 26F in eine Mittelpunktrichtung der Halterung 26 gefaltet bzw. umgebogen, wodurch eine Bewegung der Basishülse 33 zur Seite des zweiten Untersetzungsgetriebes 44 reguliert wird.
• Zu beachten ist, dass der männliche Gewindebereich 31C des zylindrischen Bereichs 31B des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 und der weibliche Gewindebereich 33C, der auf dem zylindrischen Bereich 33B der Basishülse 33 vorgesehen ist, ausgebildet sind, sodass das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 von der Basishülse 33 beabstandet sein kann, wenn sich das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 in dieselbe Richtung wie das Drehübertragungselement 29 in einem Fall dreht, in dem das Drehübertragungselement 29 in eine Richtung gedreht wird, und wobei das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 von dem Drehübertragungselement 29 durch eine Rollfunktion der Kugeln 32 zwischen gegenüberliegenden Kugelnuten 29D und 31D des Drehübertragungselements 29 und Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 beabstandet ist.
• Die Kugeln 32 werden aus Stahlkugeln als Rollelemente gebildet, und in diesem Beispiel sind drei Kugeln 32 vorgesehen. Die Kugeln 32 sind zwischen jeweiligen Kugelnuten 29D der Drehplatte 29A des Drehübertragungselements 29 und jeweiligen Kugelnuten 31D der Dreh-/Linearbewegungsplatte 31A des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 einzeln bzw. nacheinander angeordnet. Wenn das Drehmoment auf das Drehübertragungselement 29 aufgebracht wird, dann rollen die Kugeln 32 zwischen den Kugelnuten 29D und 31D. Weil das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 mit der Basishülse 33 verschraubt ist, wenn die Kugeln 32 rollen, dann rückt hier das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 in die axiale Richtung vor, während es sich bezüglich der Basishülse 33 dreht, wenn sich die Basishülse 33 nicht bezüglich des Zylinders 10 dreht.
• Zu diesem Zeitpunkt wird dem Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 ein Vorrücken in axialer Richtung ermöglicht, bis ein Drehmoment des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31, das durch das Rollen der Kugeln 32 erzeugt wird, und ein Drehwiderstandsmoment des männlichen Gewindebereichs 31C und weiblichen Gewindebereichs 33C, die Gewindebereiche des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 und der Basishülse 33 sind, ausgeglichen sind. Im männlichen Gewindebereich 31C und weiblichen Gewindebereich 33C, die Gewindebereiche des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 und der Basishülse 33 sind, dreht sich außerdem die Basishülse 33 nicht in Abhängigkeit der axialen Last vom Kolben 12 zum Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31. Das heißt, der männliche Gewindebereich 31C und weibliche Gewindebereich 33C sind so festgelegt, dass eine umgekehrte Effizienz davon Null oder kleiner sein kann, das heißt, sie sind als Verschraubungen mit großer Unumkehrbarkeit festgelegt. Zu beachten ist, dass die Kugelnuten 29D und 31D so konfiguriert sein können, um auf Neigungen davon, die in Umfangsrichtung entlanggehen, mittig gebogen zu sein, oder dass so die Neigungen mittig geändert werden können.
• Die Halterung 26 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form als Ganzes ausgebildet, und besteht aus: einem großen Durchmesserbereich 26A, der auf einer Seite der Bodenwand 9 des Zylinders 10 angeordnet ist; einem verkleinerten Durchmesserbereich 26B, der im Durchmesser von diesem großen Durchmesserbereich 26A zum Öffnungsbereich 7A des Zylinders 10 verkleinert ist; und einem kleinen Durchmesserbereich 26C, der sich von diesem verkleinerten Durchmesserbereich 26B in eine Richtung des Öffnungsbereichs 7A des Zylinders 10 erstreckt. Auf einem oberen Endbereich (auf der rechten Seite in 1) des großen Durchmesserbereichs 26A ist die Mehrzahl der Klauenbereiche 26F (sh. 3), die teilweise zu einer mittleren Seite davon gefaltet sind, und mit der Basishülse 33 in Eingriff stehen, ausgebildet. Auf dem verkleinerten Durchmesserbereich 26B der Halterung 26 sind außerdem die länglichen Nutbereiche 26E, die in der Mehrzahl entlang der Umfangsrichtung vorgesehen sind, ausgebildet, und die Mehrzahl der hervorstehenden Bereiche 53B, die dazu entsprechen und auf dem Kragenbereich 53A der Schubstange 53 vorgesehen sind, sind darin eingepasst. Die länglichen Nutbereiche 26E und hervorstehenden Bereiche 53B sind miteinander eingepasst, wie oben beschrieben, wodurch die Schubstange 53 von einem Drehen bezüglich der Halterung 26 abgehalten wird, und es ist möglich, die länglichen Nutbereiche 26E in axialer Richtung bezüglich der Halterung 26 zu bewegen.
• Außerdem ist ein Wicklungsbereich 65A einer Kupplungsfeder 65 als Einwegkupplungselement um einen Außenumfang des kleinen Durchmesserbereichs 26C der Halterung 26 herumgewickelt. Diese Kupplungsfeder 65 ist eingerichtet, um das Drehmoment aufzubringen, wenn sich die Halterung in eine Richtung dreht, aber das Drehmoment kaum aufbringen, wenn sich die Halterung 26 in die andere Richtung dreht. Hier wird das Drehwiderstandsmoment zur Drehrichtung aufgebracht, wenn sich die Hülse 55 in die Richtung des Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 bewegt.
• Eine Größenordnung des Drehwiderstandsmoments der Kupplungsfeder 65 ist größer als das Drehwiderstandsmoment der Gewindebereiche 31C und 33C des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 und der Basishülse 33, das durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 27 in einem Fall erzeugt wird, in dem das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 und die Basishülse 33 in axialer Richtung einander nahekommen. Außerdem wird auf einer oberen Endseite (linke Seite in 1) der Kupplungsfeder 65 ein Ringelement 65B ausgebildet, und liegt an ebenen Bereichen 12C des Kolbens 12 in ähnlicher Weise wie an den jeweiligen hervorstehenden Bereichen 54A der Hülse 55 an. Während die Kupplungsfeder 65 in axiale Richtung bezüglich des Kolbens 12 beweglich ist, wird so die Bewegung davon in Drehrichtung reguliert. In diesem Beispiel wird der Schraubmechanismus durch den männlichen Gewindebereich 31C des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31, Basishülse 33, Halterung 26, Schubstange 53 und Hülse 55 gebildet.
• Eine elektronische Steuereinheit 70 (ECU) ist mit dem Motor 38 verbunden, die eine Antriebssteuerungsvorrichtung ist, die einen Antrieb des Motors 38 steuert bzw. regelt. Ein Parkschalter 71 ist mit der ECU 70 verbunden, der betätigt wird, um die Betätigung und Freigabe bzw. das Lösen der Parkbremse zu instruieren bzw. anzuweisen. Zu beachten ist, dass die ECU 70 nicht nur durch eine manuelle Schaltbetätigung über einen Knopf und einen Hebel betätigt werden kann, sondern auch auf einem Signal von einer Fahrzeugseite (nicht dargestellt), z. B. auf der Basis einer Information von einem Controller Area Network (CAN) (Steuernetzwerk), ohne eine Betätigung des Parkschalters 71 basiert.
• Als Nächstes wird eine Beschreibung einer Funktion der Scheibenbremse 1, die oben erwähnt ist, ausgeführt.
• [Funktion als übliche Flüssigkeits- bzw. Fluidbremse]
• Als erstes wird eine Beschreibung einer Funktion zu einem Zeitpunkt eines Bremsens der Scheibenbremse 1 als übliche Flüssigkeitsbremse ausgeführt, wobei das Bremsen durch eine Betätigung eines Bremspedals ausgeführt wird. Wenn das Bremspedal durch einen Fahrer niedergedrückt wird, wird ein Fluiddruck, der der Niederdrückungskraft des Bremspedals entspricht, vom Hauptzylinder (nicht dargestellt) durch einen Fluiddruckkreislauf (nicht dargestellt) der Fluiddruckkammer 13 im Bremssattel 4 zugeführt. So rückt der Kolben 12 (bewegt sich in eine linke Richtung von 1) von einer Ursprungsposition bei einem Zeitpunkt ohne Bremsen vor, während die Kolbendichtung 11 elastisch verformt wird, und drückt danach einen inneren Bremsbelag 2 gegen den Scheibenrotor D. Dann bewegt sich der Bremssattelkörper 6 in eine rechte Richtung in 1 bezüglich des Bremssattels 4 durch eine Reaktionskraft zur Druckkraft des Kolbens 12, und drückt den äußeren Bremsbelag 3, der am Klauenbereich 8 angeordnet ist, gegen den Scheibenrotor D. Folglich wird der Scheibenrotor D zwischen dem Paar innerer und äußerer Bremsbeläge 2 und 3 angeordnet, wodurch eine Reibkraft erzeugt wird, und letztendlich eine Bremskraft des Fahrzeugs erzeugt wird.
• Wenn der Fahrer das Bremspedal löst bzw. loslässt, dann wird die Zufuhr des Fluiddrucks vom Hauptzylinder gestoppt, und der Fluiddruck in der Fluiddruckkammer 13 verringert. So dreht sich der Kolben 12 zur Ursprungsposition durch eine Elastizität der elastischen Verformung der Kolbendichtung 11 zurück, und die Bremskraft wird freigegeben bzw. gelöst. Wenn ein Bewegungsausmaß des Kolbens 12 in dieser Verbindung einem nachfolgenden Abrieb bzw. Verschleiß der inneren und äußeren Bremsbeläge 2 und 3 erhöht wird und eine Grenze der elastischen Verformung der Kolbendichtung 11 überschreitet, tritt ein Schlupf bzw. Rutschen zwischen dem Kolben 12 und der Kolbendichtung 11 auf. Durch diesen Schlupf wird die Ursprungsposition des Kolbens 12 bezüglich des Bremssattelkörpers 6 bewegt, wodurch eine Belaghöhe eingestellt wird, um konstant zu sein.
• [Funktion einer Parkbremse]
• Als Nächstes wird eine Beschreibung einer Funktion als Parkbremse zum Aufrechterhalten eines gestoppten bzw. angehaltenen Zustands des Fahrzeugs auf der Basis von 4A und 4B, während auch Bezug auf 1 gemacht wird, abgegeben. 1, 4A und 4B stellen einen Zustand dar, in dem die Parkbremse gelöst ist. Zum Zeitpunkt eines Betätigens der Parkbremse von diesem Zustand in der Weise, dass der Parkschalter 71 betätigt wird, wird der Motor 38 durch die ECU 70 angetrieben, und das Sonnenrad 44B des Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus 36 dreht sich durch den mehrstufigen Getriebeuntersetzungsmechanismus 37. Durch Drehung dieses Sonnenrades 44B dreht sich der Träger 48 durch die jeweiligen Planetenräder 45. Die Drehkraft des Trägers 48 wird auf das Drehübertragungselement 29 übertragen.
• Wegen der Vorspannkraft der Schraubenfeder 27, die durch die Schubstange 53 übertragen wird, benötigt das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 des Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 hier ein bestimmtes Niveau oder größeres Niveau der Druckkraft und letztendlich ein Drehmoment T1, um bezüglich des Bremssattelkörpers 6 vorzurücken (d. h., um sich in die linke Richtung in 1 zu bewegen). In einem Zustand, in dem das Paar innerer und äußerer Bremsbeläge 2 und 3 und der Scheibenrotor D nicht miteinander anliegen und die Druckkraft vom Kolben 12 zum Scheibenrotor D nicht erzeugt wird, ist dafür das Drehmoment T2, das zum Drehen der Schubstange 53 notwendig ist, ausreichend kleiner als das notwendige Drehmoment T1, das zum Vorrücken des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 notwendig ist. Zum Zeitpunkt des Betätigens der Parkbremse wird außerdem das Drehwiderstandsmoment T3 durch die Kupplungsfeder 65 nicht aufgebracht.
• In einer Anfangsperiode, wenn die Drehkraft vom Träger 48 zum Drehübertragungselement 29 übertragen wird, wird dadurch das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 nicht vorrücken, und folglich beginnen sich das Drehübertragungselement 29 und das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 zusammen zu drehen, wie in 5A und 5B dargestellt. Der größte Teil der Drehkraft wird in diesem Fall, der ein Ausmaß bzw. einen Betrag eines mechanischen Verlusts ausschließt, von den Gewindebereichen 31C und 33C des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 und der Basishülse 33 durch die Halterung 26 und die Schubstange 53 zum Schraubmechanismus 52 übertragen. Daher wird der Schraubmechanismus 52 in einem Zustand betätigt, in dem die mechanische Wirkung gut ist. Das heißt, durch die Drehkraft des Trägers 48 dreht der Träger 48 das Drehübertragungselement 29, das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31, die Basishülse 33, die Halterung 26 und die Schubstange 53 einstückig miteinander. Durch diese Drehung der Schubstange 53 rückt die Hülse 55 vor (bewegt sich in die linke Richtung in 1) und die geneigte Fläche 54B des Flanschbereichs 54 der Hülse 55 liegt an der geneigten Fläche 12D des Kolbens 12 an, und drückt die geneigte Fläche 12D, wodurch der Kolben 12 vorrückt.
• Wenn der Motor 38 weiter betrieben wird und die Druckkraft gegen den Scheibenrotor D durch den Kolben 12 beginnt, durch die Funktion des Schraubmechanismus 52 erzeugt zu werden, dann wird zu diesem Zeitpunkt der Drehwiderstand, der am Gewindebereich der Schubstange 53 und Hülse 55 erzeugt wird, durch die Axialkraft, die der Druckkraft folgt, erhöht, und das notwendige Drehmoment T2, das zum Vorrücken der Hülse 55 notwendig ist, wird erhöht. Dann wird dieses notwendige Drehmoment T2 größer als das notwendige Drehmoment T1, das notwendig ist, um den Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 zu betätigen, das heißt, um das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 vorzurücken. Folglich wird die Drehung der Schubstange 53 gestoppt und die Drehung der Basishülse 33 wird durch die Halterung 26 gestoppt, indem die relative Drehung zur Schubstange 53 reguliert wird. Wie in 6A und 6B dargestellt, rückt dann das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 in die axiale Richtung während eines Drehens vor, wodurch der Kolben 12 durch den Schraubmechanismus 52, das heißt, durch die Schubstange 53 und Hülse 55, vorrückt, wodurch die Druckkraft des Kolbens 12 gegen den Scheibenrotor D erhöht wird.
• Zu diesem Zeitpunkt wird das Drehmoment vom Drehübertragungselement 29 auf das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 aufgebracht, wodurch das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 ein Aufbringen aus einer Summe der Druckkraft, die in den Kugelnuten 31D erzeugt wird, und der Druckkraft, die durch Verschrauben mit der Basishülse 33 erzeugt wird, aufnimmt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Schubstange 53 außerdem ermöglicht, gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 27 vorzurücken. Zu beachten ist, dass in diesem Beispiel zuerst der Schraubmechanismus 52 betätigt wird, wodurch die Hülse 55 vorrückt, wodurch dem Kolben 12 ein Vorrücken ermöglicht wird, um die Druckkraft gegen den Scheibenrotor D, und folglich durch Betätigen des Schraubmechanismus 52, zu erhalten, wobei die Ursprungsposition der Hülse 55 bezüglich des Kolbens 12, die durch den chronologischen Abrieb des Paars der inneren und äußeren Bremsbeläge 2 und 3 geändert wird, eingestellt werden kann.
• Ein Vorrückbetrag L (Vorrückbetrag des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31, wenn das Drehübertragungselement 29 eine Drehung macht) des Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 wird hier durch die folgende Gleichung dargestellt. L = L_SCREW × L_B&R/(L_SCREW + L_B&R)
• Hier ist = L_SCREW ein Vorrückbetrag der Gewindebereiche 31C und 33C des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 und der Basishülse 33, und L_B&R ein Vorrückbetrag der jeweiligen Kugelnuten 29D und 31D. Wenn z. B. L_SCREW = 3 mm und L_B&R = 3 mm ist, dann wird L = 1,5 mm festgelegt, und ein Verstärkungsverhältnis (Druckkraft bezüglich des Drehmoments) kann durch Reduzieren des Vorrückbetrags verbessert werden.
• Danach treibt die ECU 70 den Motor 38 an, bis die Druckkraft vom Paar der inneren und äußeren Bremsbeläge 2 und 3 zum Scheibenrotor D einen vorbestimmten Wert erreicht, z. B. ein Stromwert des Motors 38 einen vorbestimmten Wert erreicht. Wenn die Druckkraft zum Scheibenrotor D den vorbestimmten Wert erreicht, dann stoppt die ECU 70 die Bestromung zum Motor 38. Weil die Drehung des Drehübertragungselements 29 gestoppt ist, wird dann im Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 die Aufbringung der Druckkraft zum Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31, die durch die Rollfunktion der Kugeln 32 zwischen den jeweiligen Kugelnuten 29D und 31D ausgeführt wird, verloren. Die Reaktionskraft zur Druckkraft zum Scheibenrotor D wirkt auf das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 durch den Kolben 12 und Schraubmechanismus 52; jedoch wird das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 mit dem männlichen Gewindebereich 31C und weiblichen Gewindebereich 33C verschraubt, die nicht umgekehrt zur Basishülse 33 betätigt werden, und folglich wird das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 ohne Drehen bei einem angehaltenen Zustand davon aufrechterhalten, und der Kolben 12 wird an der Bremsposition gehalten. So wird die Bremskraft gehalten und die Betätigung der Parkbremse abgeschlossen.
• In einem Fall des Lösens der Parkbremse treibt die ECU 70 auf der Basis eines Parkfreigabevorgangs des Parkschalters 71 als Nächstes den Motor 38 in eine Drehrichtung des zurückkommenden Kolbens 12 an, das heißt, eine Beabstandung des Kolbens 12 weg vom Scheibenrotor D. Diese Steuerung für den Motor 38 im Fall des Lösens der Parkbremse ist detailliert in [Erster Steuerungsablauf eines Elektromotors] und [Zweiter Steuerungsablauf eines Elektromotors] beschrieben, die später beschrieben werden. So werden der mehrstufige Getriebeuntersetzungsmechanismus 37 und der Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus 36 in die Richtung des zurückkommenden Kolbens betätigt. Zu diesem Zeitpunkt wirkt die Axialkraft nicht auf das Drehübertragungselement 29, und folglich kann das Drehübertragungselement 29 das Drehmoment nicht zum Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 übertragen, bis die Kugeln 32 zu den Anfangspositionen (Anfangsposition des Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28) zwischen den jeweiligen Kugelnuten 29D und 31D des Drehübertragungselements 29 und des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 zurückkehren. Daher dreht sich in der Anfangsphase der Freigabe nur das Drehübertragungselement 29.
• Wenn sich das Drehübertragungselement 29 dreht und die Kugeln 32 zur Anfangsposition zwischen den jeweiligen Kugelnuten 29D und 31D des Drehübertragungselements 29 und des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 zurückkehren, wie in 7B dargestellt, dann beginnt das Drehübertragungselement 29 als Nächstes das Drehmoment durch die Kugeln 32 zum Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 zu übertragen, wie in 8A und 8B dargestellt. Bei dieser Anfangsphase der Freigabe wird die Reaktionskraft als Druckkraft zum Scheibenrotor D auf die Hülse 55 aufgebracht, und folglich wird dem Drehübertragungselement 29 nicht ermöglicht, das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 zu drehen. Wie oben beschrieben, stoppt der Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 vorübergehend die Betätigung des Kolbens 12 gegen die Drehung des Motors 38, nachdem die Freigabesteuerung für den inneren Bremsbelag 2 gestartet ist.
• Das heißt, das notwendige Drehmoment T4, das zum relativen Drehen des männlichen Gewindebereichs 31C und weiblichen Gewindebereichs 33C notwendig ist, die das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 mit großem Durchmesser und die Basishülse 33 sind, ist kleiner als das gesamte notwendige Drehmoment T5 + T3 des Drehmoments T5, das notwendig ist, um die Gewindebereiche 53C und 55C der Schubstange 53 und Hülse 55 und das Drehwiderstandsmoment T3 durch die Kupplungsfeder 65 zu drehen. Durch die Drehung des Drehübertragungselements 29 drehen sich dadurch das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31, die Halterung 26 und die Schubstange 53 einstückig miteinander gegen die Vorspannkraft der Kupplungsfeder 65. So drehen sich die Schubstange 53 und Hülse 55 relativ zueinander, und die Hülse 55 zieht sich in die Richtung eines Abstandes vom Kolben 12 zurück.
• Durch das Zurückziehen der Hülse 55 wird dann die Druckkraft des Kolbens 12 auf den Scheibenrotor D reduziert, und dieses notwendige Drehmoment T4, das notwendig ist, um den männlichen Gewindebereich 31C des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 und den weiblichen Gewindebereich 33C der Basishülse 33 relativ zu drehen, wird kleiner als das Drehwiderstandsmoment T3 der Kupplungsfeder 65. So wird die Drehung der Halterung 26 gestoppt, und wie in 9A und 9B dargestellt, zieht sich das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 zurück, während es sich bezüglich der Basishülse 33 zusammen mit dem Drehübertragungselement 29 dreht, und kehrt zur Anfangsposition zurück, und so ist die Freigabe der Parkbremse abgeschlossen. Hier führt die ECU 70 eine Steuerung, um den Motor 38 zu stoppen, auf der Basis einer Antriebszeit des Motors 38 für die Freigabe und eines Motorstroms zum Motor 38 für die Freigabe aus, sodass eine Anfangsposition der Hülse 33 eine Anfangsposition (Anfangsposition der Anwendungssteuerung) sein kann, in der der Kolben 12 angemessen von der Hülse 55 beabstandet ist.
• Zu beachten ist, dass das Drehmoment in diesem Beispiel vom Drehübertragungselement 29 über die Kugeln 32 zum Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 übertragen wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt, und diese Vorsprünge, die miteinander in Eingriff stehen, wenn das Drehübertragungselement 29 und Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 an Positionen angeordnet sind, wie in 4B dargestellt, können einzeln auf dem Drehübertragungselement 29 und Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31 ohne Zwischenanordnung der Kugeln 32 ausgebildet werden. Durch diese Vorsprünge dreht das Drehübertragungselement 29 direkt das Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement 31, und die Lebensdauer der Kugeln 32 und jeweiligen Kugelnuten 29D und 31C wird verbessert.
• [Erster Steuerungsablauf eines Elektromotors]
• Als Nächstes wird der erste Steuerungsablauf des Elektromotors 38 im Falle einer Freigabe der Parkbremse durch ein Ablaufdiagramm in 10 beschrieben. Wie oben erwähnt, treibt die ECU 70 auf der Basis des Parkfreigabeablaufs des Parkschalters 71 den Motor 38 an, um somit den Kolben 12 weg vom Scheibenrotor D zu beabstanden. So wird dieses Aufbringen des Drucks des inneren Belags 2 gegen den Scheibenrotor D gelöst.
• Die Freigabesteuerung wird in diesem Fall durch den Motor 38 für den inneren Belag 2 ausgeführt, wie im Ablaufdiagramm von 10 dargestellt. Zuerst wird der Antrieb des Motors 38 gemäß der PWM-Steuerung durch die ECU 70 gestartet (Schritt S1). Im anschließenden Schritt S2 wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeit (festgelegte Zeit) verstrichen ist oder nicht, und der Motor 38 wird gemäß der PWM-Steuerung angetrieben, bis die vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Nachdem die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, wird ein Motor 38 von der PWM-Steuerung zur EIN-/AUS-Steuerung gewechselt bzw. geschaltet (geändert) und durch die ECU 70 angetrieben (Schritt S3).
• Im nächsten Schritt S4 wird die Abnahme der Druckkraft des inneren Bremsbelags 2 zum Scheibenrotor D, mit anderen Worten ein Druckabfall des Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus durch eine Änderung eines Antriebsstroms eines Motors 38 erfasst (Schritt S5). Wenn der Druckabfall erfasst ist, wird eine Information hierauf der ECU 70 zugeführt, und die ECU 70 erkennt, dass die Parkbremse gelöst ist (Schritt S6). Danach wird die EIN-/AUS-Steuerung während einer vorbestimmten Zeit nach dem Wechsel im Schritt S3 ausgeführt, und der Freigabeablauf ist beendet (Schritte S7 und S8). So entfernen sich die inneren und äußeren Bremsbeläge 2 und 3 vom Scheibenrotor D und die Parkbremse wird gelöst.
• In einem Fall, in dem der Drehmomentabfall im Schritt S5 nicht erfasst ist, wird zwischenzeitlich der Drehmomentabfall auf der Basis der Änderung des Antriebsstroms durch die EIN-/AUS-Steuerung erfasst, bis eine vorbestimmte Zeit vom Wechsel zur EIN-/AUS-Steuerung verstreicht (Schritte S9, S4 und S5). In einem Fall, indem der Drehmomentabfall nicht erfasst ist, auch wenn die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, wird dann die Parkbremse nicht gelöst, und folglich führt die ECU 70 einen Ablauf zum Verhindern des Fahrzeugstarts aus, meldet dem Fahrer diese Nicht-Erfassung durch eine Warnlampe, einen Warnsummer und dergleichen (Schritt S10) und beendet die Freigabesteuerung.
• 11 bis 13 stellen einzeln Auslösestrom-Wellenformen, Drehmoment-Wellenformen und Motordrehzahlen dar, während in der oben beschriebenen Freigabesteuerung ein Fall bzw. ein Verhalten des Antriebsmotors 38 gemäß der EIN-/AUS-Steuerung, ein Verhalten des Antriebsmotors 38 gemäß der PWM-Steuerung und ein Verhalten dieser Ausführungsform (erster Steuerungsablauf, indem der Motor 38 gemäß der PWM-Steuerung in der Anfangsphase angetrieben wird, und danach der Antrieb davon zum Antreiben gemäß der EIN-/AUS-Steuerung nach dem Verstreichen der vorbestimmten Zeit geändert wird) miteinander verglichen wird.
• Wie in 11 dargestellt, in dem der Motor 38 gemäß der EIN-/AUS-Steuerung angetrieben wird, fließt ein Einschaltstrom in einer Anfangsperiode eines Auslösestroms, weil der Motor 38 aus dem gestoppten Zustand aktiviert wird. Danach startet der Motor 38, um sich bei einem Zeitpunkt t0' zu drehen, der ein bisschen von dieser Aktivierung (Zeitpunkt t0) verzögert ist. Es ist erfasst, dass der Antriebsstrom des Motors 38 stufenweise verringert wird, das heißt, sich drastisch um einen vorbestimmten Wert oder größeren Wert während einer Periode zwischen einem Zeitpunkt t1 und einem Zeitpunkt t2 verringert, wodurch die Abnahme der Druckkraft des inneren Bremsbelags 2 auf den Scheibenrotor D, mit anderen Worten, der Drehmomentabfall des Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungs-mechanismus, erfasst wird. Danach wird der Antrieb des Motors beim Zeitpunkt t3 gestoppt, wenn die vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Jedoch sind die Drehzahlen des Motors zwischen dem Zeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t3 relativ hoch (h1), wodurch ein Betriebslärm des Untersetzungsmechanismus erhöht wird.
• Wie in 12 dargestellt, wenn der Motor 38 gemäß der PWM-Steuerung angetrieben wird, wird außerdem eine Stromregelung durch Rückführung ausgeführt, sodass das Drehmoment das Soll-Drehmoment Tm sein kann, das notwendig ist, um die Bremskraft freizugeben, und folglich wird der Auslösestrom allmählich vom Zeitpunkt t0 geändert, um sich so dem Soll-Drehmoment Tm stückweise anzunähern. Obwohl es eine drastische Änderung in der Drehmoment-Wellenform zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 gibt, tritt dadurch die Änderung zum stufenweisen Verringern nicht in der Auslösestrom-Wellenform auf. Dies ist so, weil der Antriebsstrom durch die Rückführung zurückgekehrt, um sich so den Soll-Drehmoment Tm anzunähern, bevor der Antriebsstrom drastisch verringert wird. Zwischenzeitlich werden die Drehzahlen des Motors (h2 < h1) im Vergleich mit der EIN-/AUS-Steuerung reduziert, und folglich wird der Betriebslärm des Untersetzungsmechanismus verringert.
• Im Gegensatz dazu wird der Motor 38, wie in 13 dargestellt, gemäß der PWM-Steuerung in der Anfangsphase angetrieben, und dann zur EIN-/AUS-Steuerung geändert (geschaltet), und zum Zeitpunkt t1 angetrieben, bis die vorbestimmte Zeit (Δt1) verstrichen ist, wodurch Stromeigenschaften durch den mechanischen Mechanismus auftreten, und folglich tritt eine Periode (zwischen dem Zeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t3), während der der Antriebsstrom stufenweise verringert wird, in der Auslösestrom-Wellenform auf. Diese vorbestimmte Zeit Δt1 wird als Zeit festgelegt, während der die Betätigung des Kolbens 12 vorübergehend bezüglich der Drehung des Motors 38 gestoppt wird, nachdem die Freigabesteuerung für den inneren Bremsbelag 2 als Bremsbelag gestartet wird, oder als eine Zeit festgelegt, bis die Betätigung des Kolbens 12 gestartet wird, nachdem die Freigabesteuerung für den inneren Bremsbelag 2 gestartet ist, und ein Beispiel der vorbestimmten Zeit Δt1 beträgt ungefähr 100 ms. Die schrittweise Verringerung des Stromwerts wird erfasst, wodurch die Abnahme der Druckkraft des inneren Bremsbelags 2 auf den Scheibenrotor D, mit anderen Worten, der Druckabfall des Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus, erfasst werden kann. Danach wird die Freigabesteuerung zum Zeitpunkt t4 beendet.
• In Übereinstimmung mit diesem ersten Steuerungsablauf kann daher der Drehmomentabfall des Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus durch die Änderung des Antriebsstroms des Motors 38 erfasst werden, und folglich ist es einfach, zu erfassen, dass die Parkbremse gelöst ist, und die Möglichkeit, dass ein Hinterrad bremst, kann reduziert werden.
• [Zweiter Steuerungsablauf eines Elektromotors]
• 14 ist ein Ablaufdiagramm, das den zweiten Steuerungsablauf des Motors 38 im Fall eines Lösens der Parkbremse darstellt. Wenn die Freigabesteuerung für den inneren Bremsbelag 2 gestartet wird, startet der Motor 38, um gemäß der PWM-Steuerung durch die ECU 70 angetrieben zu werden (Schritt S1). Im anschließenden Schritt S2 wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeit (festgelegte Zeit) verstrichen ist oder nicht, und der Motor 38 wird gemäß der PWM-Steuerung angetrieben, bis die vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Nachdem die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, wird der Motor 38 von der PWM-Steuerung zur EIN-/AUS-Steuerung geschaltet (geändert) und durch die ECU 70 angetrieben (Schritt S3).
• Im nächsten Schritt S4 wird die Abnahme der Druckkraft des inneren Bremsbelags 2 zum Scheibenrotor D (mit anderen Worten, der Drehmomentabfall des Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus) durch die Änderung des Antriebsstroms des Motors 38 erfasst (Schritt S5). Wenn der Drehmomentabfall erfasst ist, wird die Information hierauf der ECU 70 zugeführt, und die ECU 70 erkennt, dass die Parkbremse gelöst ist (Schritt S6). Danach wird die EIN-/AUS-Steuerung des Motors 38 während einer vorbestimmten Zeit nach dem Wechsel zur EIN-/AUS-Steuerung ausgeführt (Schritte S7 und S8), und danach wird der Motor 38 zur PWM-Steuerung gewechselt bzw. geschaltet (Schritt S11). Die PWM-Steuerung wird während einer vorbestimmten Zeit nach diesem Wechsel ausgeführt (Schritte S11 und S12), und der Freigabeablauf ist beendet. So verlassen die inneren und äußeren Bremsbeläge 2 und 3 den Scheibenrotor D und die Parkbremse wird gelöst.
• In einem Fall, in dem der Drehmomentabfall in Schritt S5 nicht erfasst wird, wird zwischenzeitlich bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeit nach dem Wechsels zur EIN-/AUS-Steuerung verstrichen ist (Schritt S9), und der Drehmomentabfall wird auf der Basis der Änderung des Antriebsstroms durch die EIN-/AUS-Steuerung erfasst, bis die vorbestimmte Zeit verstreicht (Schritte S9, S4 und S5). In einem Fall, in dem der Drehmomentabfall nicht erfasst ist, auch nachdem die vorbestimmte Zeit nach dem Wechsel zur EIN-/AUS-Steuerung verstrichen ist, wird dann die Parkbremse nicht gelöst, und folglich führt die ECU 70 den Ablauf zum Verhindern des Fahrzeugstarts aus, meldet dem Fahrer die Nicht-Erfassung durch die Warnlampe, den Warnsummer und dergleichen (Schritt S10), und beendet die Freigabesteuerung.
• 15 stellt eine Auslösestrom-Wellenform, eine Drehmoment-Wellenform und Motordrehzahlen des Motors im zweiten Steuerungsablauf während der Freigabesteuerung dar. Wenn ein Motor 38 gemäß der PWM-Steuerung in der Anfangsphase angetrieben und danach zur EIN-/AUS-Steuerung geändert (geschaltet) und zum Zeitpunkt t1 angetrieben wird, nachdem die vorbestimmte Zeit (dt1) verstrichen ist, dann tritt eine Periode (zwischen dem Zeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t3), während der der Antriebsstrom stufenweise verringert wird, in der Auslösestrom-Wellenform auf. Ein Beispiel dieser vorbestimmten Zeit dt1 beträgt ungefähr 100 ms. Die schrittweise Verringerung dieses Stromwerts wird erfasst, wodurch die Abnahme der Druckkraft des inneren Bremsbelags 2 auf den Scheibenrotor D, mit anderen Worten, der Drehmomentabfall des Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus, erfasst werden kann. Zum Zeitpunkt t3, nachdem der Drehmomentabfall erfasst ist, wird der Motor 38 wieder zur PWM-Steuerung geschaltet und angetrieben. Danach wird die PWM-Steuerung für eine vorbestimmte Zeit nach dem Zeitpunkt t4 ausgeführt und die Freigabesteuerung beendet.
• In Übereinstimmung mit diesem zweiten Steuerungsablauf kann der Drehmomentabfall des Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus durch die Änderung des Antriebsstroms des Motors 38 erfasst werden, und folglich ist es einfach, zu erfassen, das die Parkbremse gelöst ist, und die Möglichkeit des Hinterradbremsens kann reduziert werden. Außerdem wird der Motor 38 zur PWM-Steuerung geschaltet, nachdem der Drehmomentabfall erfasst ist, wodurch die Drehzahlen des Motors 38 verringert werden können (h2), und der Betriebslärm des Untersetzungsmechanismus, z. B. ein Geräusch, wenn die Zahnräder aufeinander gleiten, reduziert werden kann. Daher kann die Reduzierung des Betriebslärms des Untersetzungsmechanismus verwirklicht werden, während die Möglichkeit des Hinterradbremsens durch Erfassen des Drehmomentabfalls reduziert wird.
• Zu beachten ist, dass in dem Fall, in dem der Drehmomentabfall nicht gemäß der EIN-/AUS-Steuerung während der vorbestimmten Zeit erfasst werden kann, dann der Start des Fahrzeugs durch die ECU 70 verhindert, dem Fahrer die Nicht-Erfassung gemeldet und die Freigabesteuerung beendet wird; jedoch kann in ähnlicher Weise zu dem Fall, in dem der Drehmomentabfall erfasst ist, der Motor 38 zur PWM-Steuerung geschaltet und die Freigabesteuerung nach Ausführen der PWM-Steuerung während der vorbestimmten Zeit beendet werden.
• Wie oben erwähnt, werden in der Scheibenbremse 1, die die Konfiguration aufweist, wie in 1 bis 3 und 4A und 4B bis 9A und 9B dargestellt, wenn der Kolben 12 nach vorn bewegt und an der Bremsposition in einem Parkbremsmodus gehalten wird, im Fall des Hinzufügens der Druckkraft vom Paar der inneren und äußeren Bremsbeläge 2 und 3 auf den Scheibenrotor D, der Schraubmechanismus 52, der den Gewindebereich 31C des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 und der Gewindebereich 33C der Basishülse 33 umfasst, der Schraubmechanismus 52 mit der geringen mechanischen Effizienz und der Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 mit einer hohen mechanischen Effizienz miteinander kombiniert, wodurch die Druckkraft zum Scheibenrotor D gehalten werden kann, während eine gute Betätigungseffizienz des Kolbenhaltemechanismus 34 gewährleistet wird. So kann die Konfiguration im Vergleich mit einem Ratschenmechanismus vereinfacht werden und die Herstelleffizienz der Scheibenbremse 1 verbessert werden.
• Außerdem wirkt auf den Kolben 12 nicht nur die Druckkraft vom männlichen Gewindebereich 31C und weiblichen Gewindebereich 33C, die die geschraubten Bereiche des Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselements 31 und der Basishülse 33 sind, sondern auch die Druckkraft vom Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28, und folglich kann die gewünschte Bremskraft erhalten werden, auch wenn der Motor 38 verkleinert wird. Außerdem wird der Motor 38 verkleinert (Reduzierung beim Drehmoment), wodurch das Drehmoment, das auf den mehrstufigen Getriebeuntersetzungsmechanismus 37 und den Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus 36 aufgebracht wird, auch unterdrückt werden kann, um klein zu sein, und folglich werden Vorteile hinsichtlich des Betriebslärms und der Lebensdauer bewirkt.
• Zusätzlich wird der Schraubmechanismus 52 einschließlich der Schubstange 53 und der Hülse 55 verwendet, in denen die Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungseffizienz besser als im Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 ist, wodurch ein Ansprechverhalten bzw. eine Reaktion im Fall einer Betätigung der Parkbremse verbessert wird.
• Obwohl der mehrstufige Getriebeuntersetzungsmechanismus 37 und der Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus 36 als Untersetzungsmechanismen verwendet werden, ist zu beachten, das andere, sehr bekannte Untersetzungsmechanismen, wie z. B. ein Zykloiduntersetzungsgetriebe und ein Wellenbewegungsverzögerer, verwendet werden können. Obwohl Wände 32 als Rollelemente des Kugel- und Übertragungselementmechanismus 28 verwendet werden, können außerdem Kugel- und Übertragungselementmechanismen unter Verwendung eines zylindrischen Elements, das bei der Beanspruchungslebensdauer ausgezeichnet ist, verwendet werden.
• Außerdem wird die Kupplungsfeder 65 als Element verwendet, das das Drehwiderstandsmoment auf die Halterung 26 zum Zeitpunkt der Freigabe der Druckkraft auf den Scheibenrotor D aufbringt; jedoch kann eine Konfiguration, wie ein bekannter Scheibenbremsen-Bremssattel mit einer zusätzlichen Handbremse, angewendet werden, sodass durch Vorsehen eines Kragenbereichs auf der Halterung 26 eine Bewegung des Scheibenrotors D bezüglich des Zylinders 10 in axialer Richtung über einen Haltering durch eine Beilagscheibe und dergleichen reguliert werden kann. Wenn hier die Schraubenfeder 27 konzipiert ist, um zusammengezogen zu sein, nachdem der Haltering montiert ist, dann wird die Vorspannkraft der Schraubenfeder 27 auf den Kragenbereich, die Beilagscheibe und den Haltering aufgebracht, und folglich kann das Drehwiderstandsmoment in diesem Bereich erzeugt werden.
• Außerdem wird die Betätigung des Kolbenhaltemechanismus 34 durch Veranschaulichen der Parkbremse als Beispiel der Funktion zum Aufrechterhalten des gestoppten Zustandes des Fahrzeugs beschrieben; jedoch kann der Haltemechanismus 34, das heißt, der Parkbremsmechanismus, in diesem Fall als Zeitpunkt einer Berganfahrtunterstützung zum Unterstützen des Fahrzeugstarts auf einem Hang oder Berg, als Zeitpunkt einer Bergabfahrt-Bremsunterstützung und als Zeitpunkt eines automatischen Stopps, wenn sich das Fahrzeug im gestoppten Zustand durch Abschalten bzw. kein Betätigen eines Gaspedals befindet, betätigt werden.
• Die Beschreibung ist sogar noch als Beispiel ausgeführt, indem die vorliegende Erfindung für die Scheibenbremse mit dem elektrischen Parkbremsmechanismus angewendet wird; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Scheibenbremse mit der Konfiguration begrenzt, wie sie in 1 bis 3 und 4A und 4B bis 9A und 9B dargestellt ist, und ist auch auf eine Vielzahl von anderen Konfigurationen anwendbar, solange sich diese Konfiguration auf die elektrische Parkbremsvorrichtung beziehen, die die Parkbremse in einem Bremszustand durch den Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus hält, der die Drehung des Elektromotors in die Bewegung in die lineare Richtung umwandelt, und die Parkbremse durch den Dreh-/Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus löst.
• Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-156915 , eingereicht am 31.07.2013, für den die Priorität beansprucht wird, wird hiermit durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt vorliegende Anmeldung gemacht.
• Obwohl die Erfindung gemäß den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. Abänderungen und Varianten der oben beschriebenen Ausführungsformen erscheinen den Durchschnittsfachleuten im Licht der oben genannten Lehre. Sie werden durch die folgenden Ansprüche definiert. Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit ergänzend auf die zeichnerische Darstellung in 1 bis 15 Bezug genommen.
• Zusammenfassend kann Folgendes festgehalten werden:
  Eine elektrische Parkbremsvorrichtung hält eine Parkbremse in einem Bremszustand durch einen Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus 12, 28, 34, 36, 37, 52, der eine Drehung eines Elektromotors 38 in eine Bewegung in eine lineare Richtung umwandelt, und löst die Parkbremse durch den Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus 12, 28, 34, 36, 37, 52. In einem Fall zum Lösen der Parkbremse wird der Elektromotor 38 durch Kombinieren der PWM-Steuerung und der EIN/AUS-Steuerung miteinander gesteuert. Wenn der Elektromotor 38 gemäß der PWM-Steuerung angetrieben wird, und eine vorbestimmte Zeit nach einem Start der PWM-Steuerung verstrichen ist, dann wird der Elektromotor 38 zum Antreiben gemäß der EIN/AUS-Steuerung geändert. In der EIN/AUS-Steuerung wird eine Änderung, in der ein Antriebsstrom des Elektromotors 38 stufenweise verringert wird, erfasst, wodurch ein Drehmomentabfall des Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus 12, 28, 34, 36, 37, 52 erfasst wird.
• Bezugszeichenliste

1

Scheibenbremse

2

Innerer Bremsbelag

3

Äußerer Bremsbelag

4

Bremssattel

5

Träger

6

Bremssattelkörper

7

Zylinderbereich

8

Klauenbereich

9

Bodenwand

7A, 9A

Öffnungsbereich

10

Bodenzylinder bzw. bodenbildender Zylinder

11

Kolbendichtung

12

Kolben

12A

Bodenbereich

12B

Zylindrischer Bereich

12C

Ebener Bereich

12D

Geneigte Fläche

13

Flüssigkeits- bzw. Fluiddruckkammer

14

Ausgesparter Bereich

15

Hervorstehender Bereich

16

Staubmanschette

20

Übertragungsmechanismus

26

Halterung

26A

Großer Durchmesserbereich

26B

Reduzierter bzw. verkleinerter Durchmesserbereich

26C

Kleiner Durchmesserbereich

26E

Länglicher Nutbereich

26F

Klauenbereich

26G

Ausgesparte Bereiche

27

Schraubenfeder

28

Kugel- und Übertragungselementmechanismus

29

Drehübertragungselement

29A

Drehplatte

29B

Säulenförmiger Bereich

29C

Vieleckige Öffnung

29D

Kugelnut

30

Drucklager

31

Dreh-/Linearbewegungs-Übertragungselement

31A

Dreh-/Linearbewegungsplatte

31B

Zylindrischer Bereich

31C

Männlicher Gewindebereich

31D

Kugelnut

32

Kugeln

33

Basishülse bzw. Basismutter

33A

Bodenband

33B

Zylindrischer Bereich

33C

Weiblicher Gewindebereich

33D

Einsetzöffnung

33E

Hervorstehender Bereich

34

Kolbenhaltemechanismus

35

Gehäuse

35A

Wandfläche

36

Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus

37

Mehrstufiger Getriebeuntersetzungsmechanismus

38

Motor

38A

Drehwelle

39

Deckel

40

Dichtung

42

Zahnradgetriebe

42A

Bohrungs- bzw. Öffnungsbereich

42B

Zahnrad

43

Erstes Untersetzungsgetriebe

43A

Großes Zahnrad

43B

Kleines Zahnrad

44

Zweites Untersetzungsgetriebe

44A

Großes Zahnrad

44B

Sonnenrad

45

Planetengetriebe

45A

Zahnrad

45B

Öffnungsbereich

46

Innenverzahnung

46A

Hohlrad

46B

Wandbereich

47

Stifte

48

Träger

48A

Vieleckiges Prisma

48B

Stift-ausgerichtete Öffnung

48C

Einsetzöffnung

50, 51

Dichtung

52

Schraubmechanismus

53

Schubstange

53A

Kragenbereich

53B

Hervorstehender Bereich

53C

Schraub- bzw. Gewindebereich

54

Flanschbereich

54A

Hervorstehender Bereich

54B

Geneigte Fläche

54C, D

Nutbereich

55

Mutter bzw. Hülse

55A

Öffnungs- bzw. Bohrungsbereich

55B

Zylindrischer Bereich

55C

Schraub- bzw. Gewindebereich

56

Drucklager

57

Druckscheibe

58

Drucklager

61

Dichtung

63

Welle

64

Haltering

65

Kupplungsfeder

65A

Wicklungsbereich

65B

Ringelement

70

ECU (elektronische Steuerungseinheit)

71

Parkschalter

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2012-229798 [0002]
• JP 2012-101749 [0003]
• JP 2014-156915 [0097]

Claims (19)

1. Elektrische Parkbremsvorrichtung, die eine Parkbremse in einem Bremszustand durch einen Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52) hält, der eine Drehung eines Elektromotors (38) in eine Bewegung in eine lineare Richtung umwandelt, und die die Parkbremse durch den Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52) löst, wobei die elektrische Parkbremsvorrichtung gekennzeichnet ist durch: – eine Antriebssteuerungsvorrichtung (70), die eingerichtet ist, um die Parkbremse zu steuern, wobei die Antriebssteuerungsvorrichtung (70) den Elektromotor (38) gemäß der Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM) antreibt und den Elektromotor (38) zum Antreiben gemäß einer EIN/AUS-Steuerung ändert, nachdem eine vorbestimmte Zeit nach dem Start der PWM-Steuerung in einem Fall zum Lösen der Parkbremse verstrichen ist.
2. Elektrische Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuerungsvorrichtung (70) einen Drehmomentabfall des Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52) nach einem Ändern des Elektromotors (38) zum Antreiben gemäß der EIN/AUS-Steuerung erfasst.
3. Elektrische Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, in einem Fall zum Erfassen des Drehmomentabfalls des Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52), die Antriebssteuerungsvorrichtung (70) den Elektromotor (38) vom Antreiben gemäß der EIN/AUS-Steuerung zum Antreiben gemäß der PWM-Steuerung ändert.
4. Elektrische Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass, in einem Fall zum Erfassen des Drehmomentabfalls des Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52), die Antriebssteuerungsvorrichtung die PWM-Steuerung während einer vorbestimmten Zeit ausführt.
5. Elektrische Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuerungsvorrichtung (70) den Drehmomentabfall des Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52) auf der Basis eines vorbestimmten Werts oder größeren Werts eine Änderung eines Antriebsstroms der EIN/AUS-Steuerung des Elektromotors (38) erfasst.
6. Elektrische Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, in einem Fall, in dem der Drehmomentabfall des Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52) während einer vorbestimmten Zeit nicht erfasst wird, die Antriebssteuerungsvorrichtung (70) einen Start eines Fahrzeugs verhindert oder einem Fahrer eine Nicht-Erfassung des Drehmomentabfalls meldet.
7. Elektrische Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuerungsvorrichtung (70) eine elektronische Steuereinheit (ECU) umfasst, die eine Steuerung zum Antreiben des Elektromotors (38) auf der Basis eines Signals von einem Parkschalter (71) oder einem Fahrzeug ausführt.
8. Elektrische Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner aufweist: – einen Kolben (12), der einen Bremsbelag (2, 3) gegen einen Rotor (D) drückt; – einen Übertragungsmechanismus (20), der den Kolben (12) nach vorne durch Umwandeln einer Drehung des Elektromotors (38) in eine Bewegung in eine lineare Richtung. bewegt, den Bremsbelag (2, 3) gegen den Rotor (D) drückt und den Bremsbelag (2, 3) an einer Bremsposition hält; und – einen Kugel- und Übertragungselementmechanismus (28), der eine Betätigung des Kolbens (12) bezüglich der Drehung des Elektromotors (38) vorübergehend stoppt, nachdem sich der Bremsbelag (2, 3) zu lösen beginnt, – wobei die Antriebssteuerungsvorrichtung (70) den Bremsbelag (2, 3) vom Rotor (D) im Fall eines Lösens der Parkbremse löst.
9. Elektrische Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeit eine Zeit ist, während der die Betätigung des Kolbens (12) bezüglich der Drehung des Elektromotors (38) vorübergehend gestoppt wird, nachdem eine Freigabesteuerung für den Bremsbelag (2, 3) gestartet ist, oder eine Zeit ist, bis die Betätigung des Kolbens (12) gestartet wird, nachdem die Freigabesteuerung für den Bremsbelag (2, 3) gestartet ist.
10. Elektrische Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuerungsvorrichtung (70) eine Abnahme einer Druckkraft des Bremsbelags (2, 3) auf den Rotor (D) auf der Basis eines vorbestimmten Werts oder größeren Werts einer Änderung eines Antriebsstroms bei der EIN/AUS-Steuerung für den Elektromotor (38) erfasst.
11. Elektrische Parkbremsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert oder ein größerer Wert der Änderung des Antriebsstroms eine Änderung ist, bei der der Antriebsstrom stufenweise verringert wird.
12. Elektrische Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem die Abnahme der Druckkraft des Bremsbelags (2, 3) auf den Rotor (D) erfasst ist, die Antriebssteuerungsvorrichtung (70) die PWM-Steuerung für den Elektromotor (38) während einer vorbestimmten Zeit ausführt und den Bremsbelag (2, 3) vom Rotor (D) beabstandet.
13. Freigabeverfahren einer elektrischen Parkbremsvorrichtung, die eine Parkbremse in einem Bremszustand durch einen Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52) hält, der eine Drehung eines Elektromotors (38) in eine Bewegung in eine lineare Richtung umwandelt, und die die Parkbremse durch den Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52) löst, wobei das Freigabeverfahren aufweist: – Antreiben des Elektromotors (38) gemäß der Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM); – Erfassen, dass eine vorbestimmte Zeit nach einem Start der PWM-Steuerung verstrichen ist; und – Ändern des Elektromotors (38) zum Antreiben gemäß einer EIN/AUS-Steuerung.
14. Freigabeverfahren einer elektrischen Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 13, das ferner aufweist: – Erfassen eines Drehmomentabfalls des Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52) nach dem Ändern des Elektromotors (38) zum Antreiben gemäß der EIN/AUS-Steuerung.
15. Freigabeverfahren einer elektrischen Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 14, das ferner aufweist: – Ändern des Elektromotors (38) vom Antreiben gemäß der EIN/AUS-Steuerung zum Antreiben gemäß der PWM-Steuerung nach dem Erfassen eines Drehmomentabfalls des Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52).
16. Freigabeverfahren einer elektrischen Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 15, das ferner aufweist: – Ändern des Elektromotors (38) vom Antreiben gemäß der EIN/AUS-Steuerung zum Antreiben gemäß der PWM-Steuerung während einer vorbestimmten Zeit in einem Fall zum Erfassen des Drehmomentabfalls des Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52).
17. Freigabeverfahren einer elektrischen Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentabfall des Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52) auf der Basis eines vorbestimmten Werts oder größeren Werts einer Änderung eines Antriebsstroms in der EIN/AUS-Steuerung des Elektromotors (38) erfasst wird.
18. Freigabeverfahren einer elektrischen Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert oder größere Wert der Änderung des Antriebsstroms eine Änderung ist, bei der der Antriebsstrom stufenweise verringert wird.
19. Freigabeverfahren einer elektrischen Parkbremsvorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass, in einem Fall, in dem der Drehmomentabfall des Dreh-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (12, 28, 34, 36, 37, 52) während einer vorbestimmten Zeit nicht erfasst wird, die Antriebssteuerungsvorrichtung (70) einen Start eines Fahrzeugs verhindert oder einem Fahrer eine Nicht-Erfassung des Drehmomentabfalls meldet.

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