DE10229455B4 - Single-track vehicle with electromechanical disc brake - Google Patents
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Abstract
Einspurfahrzeug, insbesondere Fahrrad oder Motorrad, gekennzeichnet durch eine elektromechanische Scheibenbremse (10) am Vorderrad, die einen elektrischen Aktuator (24) zur Betätigung der Scheibenbremse (10) und eine Selbstverstärkungseinrichtung aufweist, die beim Abbremsen des sich in Vorwärtsrichtung drehenden Vorderrades die vom Aktuator (24) ausgeübte Betätigungskraft hilfskraftfrei verstärkt, wobei die Selbstverstärkungseinrichtung zwischen dem Aktuator (24) und einem Reibbelag (16) der Scheibenbremse (10) eine Keilanordnung (30) mit einem Keil (32) umfasst, der eine unter einem Keilwinkel (α) angeordnete Keilfläche (34) hat, die relativ zu einem bezüglich der Bremse ortsfesten Widerlager (38) verschiebbar ist und sich an dem Widerlager (38) abstützt, und wobei der Aktuator (24) unmittelbar mit einer von der Keilfläche (34) verschiedenen Fläche des Keils (32) gekoppelt ist und die Einleitung der vom Aktuator (24) ausgeübten Betätigungskraft in den Keil (32) parallel zur Keilfläche (34) erfolgt.single track, especially bicycle or motorcycle, characterized by an electromechanical Disc brake (10) on the front wheel, which has an electric actuator (24) for operation the disc brake (10) and a self-boosting device, when braking the front wheel rotating in the forward direction the actuating force exerted by the actuator (24) boosted without assistance, wherein the self-boosting device between the actuator (24) and a friction lining (16) of the disc brake (10) comprises a wedge assembly (30) with a wedge (32) having a under a wedge angle (α) arranged wedge surface (34) which is fixed relative to a brake with respect to the brake Abutment (38) is displaceable and is supported on the abutment (38), and wherein the actuator (24) is in direct contact with one of the wedge surface (34). different area the wedge (32) is coupled and the introduction of the actuator (24) exercised operating force into the wedge (32) parallel to the wedge surface (34).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Einspurfahrzeuge, insbesondere Fahrräder oder Motorräder.The The present invention relates to single-track vehicles, in particular bicycles or Motorcycles.
Fahrräder und Motorräder werden heutzutage vermehrt als Sportgeräte benutzt. Obwohl die Bremsen von Fahrrädern und Motorrädern in den letzten Jahren deutlich verbessert wurden, sind bestimmte Dinge, die bei zweispurigen Fahrzeugen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, heutzutage häufig schon zur Serienausstattung gehören, bei Einspurfahrzeugen noch eine Seltenheit. So ist beispielsweise ein Antiblockiersystem für Fahrräder überhaupt nicht erhältlich und bei Motorrädern die große Ausnahme. Dennoch wäre der Nutzen eines solchen Schlupfregelungssystems gerade bei Einspurfahrzeugen besonders hoch.Bicycles and motorcycles are now increasingly used as sports equipment. Although the brakes of bicycles and motorcycles have been significantly improved in recent years, are certain Things that are important in two-lane vehicles, especially motor vehicles, often already today belong to the standard equipment, with single-track vehicles still a rarity. Such is for example an anti-lock system for Bicycles not at all available and at motorcycles the size Exception. Nevertheless, that would be the benefit of such a slip control system especially for single-track vehicles especially high.
Aus
der
Aus
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einspurfahrzeug anzugeben, bei dem auf einfachere Weise als bisher eine Bremsanlage mit Schlupfregelung vorgesehen werden kann.Of the Invention has for its object to provide a single-track vehicle in a simpler way than before a brake system with slip control can be provided.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Einspurfahrzeug vor, insbesondere ein Fahrrad oder Motorrad, das am Vorderrad eine elektromechanische Scheibenbremse mit einem elektrischen Aktuator zur Betätigung der Bremse und einer Selbstverstärkungseinrichtung aufweist, die beim Abbremsen des sich in Vorwärtsrichtung drehenden Vorderrades die vom Aktuator ausgeübte Betätigungskraft hilfskraftfrei verstärkt. Mit dem Begriff "hilfskraftfrei" ist hier ausgesagt, dass zur Verstärkung der vom Aktuator ausgeübten Betätigungskraft keine zusätzliche Leistung etwa in Form von Strom, Unterdruck oder ähnlichem zugeführt werden muss. Die Selbstverstärkungseinrichtung umfasst zwischen dem Aktuator und einem Reibbelag der Bremse eine Keilanordnung mit einem Keil, der eine unter einem Keilwinkel angeordnete Keilfläche hat, die relativ zu einem bezüglich der Bremse ortsfesten Widerlager verschiebbar ist und sich an dem Widerlager abstützt, wobei der Aktuator unmittelbar mit einer von der Keilfläche verschiedenen Fläche des Keils gekoppelt ist und die Einleitung der vom Aktuator ausgeübten Betätigungskraft in den Keil parallel zur Keilfläche erfolgt.to solution this task strikes the invention is a single-track vehicle, in particular a bicycle or motorcycle, the front wheel an electromechanical disc brake with an electric actuator for actuating the brake and a self-boosting device which, when braking the front wheel rotating in the forward direction that exerted by the actuator operating force reinforced without assistance. The term "helpless" is stated here, that for reinforcement that exerted by the actuator Operating force none additional Power in the form of electricity, negative pressure or the like supplied must become. The self-reinforcing device includes a wedge assembly between the actuator and a friction lining of the brake with a wedge having a wedge surface arranged at a wedge angle, relative to a relative the brake fixed abutment is displaceable and attached to the Supports abutment, wherein the actuator is directly different from one of the wedge surface area the wedge is coupled and the initiation of the actuation force exerted by the actuator in the wedge parallel to the wedge surface he follows.
Elektromechanische
Scheibenbremsen der genannten Art sind bekannt, beispielsweise aus
der
Die Erfindung schlägt zum ersten Mal den Einsatz einer elektromechanischen Scheibenbremse mit Selbstverstärkung in einem Einspurfahrzeug vor. Herkömmliche hydraulische Scheibenbremsen sind sowohl für Fahrräder als auch für Motorräder bekannt. Ebenfalls bekannt ist es, eine hydraulische Scheibenbremse mit einer Schlupfregelung auszustatten. Benötigt wird dazu eine Hydraulikdruckerzeugungseinheit, mehrere Magnetventile sowie eine Steuerung, um die Zustände Druckaufbau, Druckhalten und Druckabbau im Sinne einer Schlupfregelung durchführen zu können. Für Motorräder ist eine solche Lösung schon kommerziell erhältlich, sie ist jedoch teuer, relativ voluminös und auch schwer und hat sich deshalb noch nicht auf breiter Front durchsetzen können. Ersichtlich scheidet eine solche Lösung für Fahrräder von vorneherein aus. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektromechanischen Scheibenbremse mit Selbstverstärkung hingegen lässt sich selbst bei einem Fahrrad eine schlupfgeregelte Bremsanlage verwirklichen, denn angesteuert zu werden braucht nur der kleine elektrische Aktuator, hingegen ist eine separate Hydraulik druckerzeugungseinheit wie zuvor erwähnt nicht erforderlich. Die benötigte Stromversorgung kann aufgrund des kleinen Aktuators ebenfalls klein gehalten werden, so dass Akkus verwendet werden können, die entweder während einer Nichtbenutzung des Fahrrades oder sogar im Betrieb des Fahrrades aufgeladen werden können, beispielsweise durch den Dynamo des Fahrrades. Auch bei Motorrädern führt der erfindungsgemäße Einsatz einer elektromechanischen Scheibenbremse mit Selbstverstärkung aufgrund des Wegfalls der Hydraulikdruckerzeugungseinheit sowie der Magnetventile zu einer deutlichen Gewichts- und Kostenersparnis.The invention proposes for the first time the use of an electromechanical disc brake with self-boosting in a single-track vehicle. Conventional hydraulic disc brakes are known for both bicycles and motorcycles. It is also known to provide a hydraulic disc brake with a slip control. What is needed is a hydraulic pressure generating unit, several solenoid valves and a controller to perform the states pressure build-up, pressure hold and pressure reduction in the sense of a slip control. For motorcycles, such a solution is already commercially available, but it is expensive, relatively bulky and heavy and has therefore not yet prevailed on a broad front. Obviously, such a solution for bicycles ruled out from the outset. With the inventively proposed electromechanical disc brake with self-boost, however, can be realized even in a bicycle a slip-controlled brake system, because to be controlled needs only the small electric actuator, whereas a separate hydraulic pressure generating unit as mentioned above is not required. The required power supply can also be kept small due to the small actuator, so that batteries can be used, either during a non-use of the Bicycle or even in the operation of the bike can be charged, for example by the dynamo of the bicycle. Even with motorcycles, the use according to the invention of an electromechanical disc brake with self-boosting due to the elimination of the hydraulic pressure generating unit and the solenoid valves leads to a significant weight and cost savings.
Aufgrund der Tatsache, dass erfindungsgemäß die vom Aktuator ausgeübte Betätigungskraft über eine von der Keilfläche verschiedene Fläche in den Keil eingeleitet wird, spürt der Aktuator von den bei einer Bremsung auftretenden, unter Umständen hohen Gegenkräften praktisch nichts, diese werden vielmehr in das bezüglich der Bremse ortsfeste Widerlager eingeleitet.by virtue of the fact that according to the invention of the Actuator exercised Operating force over a from the wedge surface different area is initiated into the wedge, feels the actuator of the occurring during braking, possibly high against forces practically nothing, these are rather in the respect of Brake fixed abutment initiated.
Der Aktuator ist vorteilhaft ein Linearaktuator, der die Position des Keils entsprechend einem Bremswunsch relativ zum Widerlager verstellt. Mit anderen Worten, je nachdem wie groß das Maß der Bremsanforderung ist, wird der Keil mehr oder weniger weit relativ zum Widerlager verstellt, was ein mehr oder weniger starkes Anpressen des Reibbelages an die Bremsscheibe zur Folge hat. In seiner einfachsten Ausführungsform kann eine elektromechanische Scheibenbremse mit Selbstverstärkung für ein Einspurfahrzeug ausschließlich derart positionsgeregelt betrieben werden. Es ist jedoch auch möglich, die Bremse über die wirkende Normalkraft (Kraft normal zur Bremsscheibenoberfläche) oder über die Reibkraft zu betreiben bzw. zu regeln. Für die beiden letztgenannten Möglichkeiten sind entsprechende Sensoren, d.h. ein Normalkraftsensor bzw. ein Reibkraftsensor, erforderlich.Of the Actuator is advantageous a linear actuator, the position of the Wedge adjusted according to a braking request relative to the abutment. In other words, depending on how big the amount of braking demand is, the wedge is adjusted more or less far relative to the abutment, What a more or less strong pressing the friction lining to the Brake disc has the consequence. In its simplest embodiment can be a self-energizing electromechanical disc brake for a single-track vehicle exclusively be operated in a position-controlled manner. However, it is also possible that Brake over the acting normal force (force normal to the brake disc surface) or the frictional force to operate or regulate. For the latter two possibilities are corresponding sensors, i. a normal force sensor or a Friction force sensor, required.
Obwohl das erfindungsgemäße Einspurfahrzeug zum eigentlichen Betrieb der elektromechanischen Scheibenbremse mit Selbstverstärkung keine Hydraulikdruckerzeugungseinheit benötigt, ist dennoch bei bevorzugten Ausführungsformen das einen Bremswunsch an die elektromechanische Scheibenbremse übermittelnde Organ ein Hydrauliksystem mit einem Hydraulikdruckgeber. Gegenüber den insbesondere bei Fahrrädern zumeist üblichen Seil- bzw. Bowdenzügen kann so die Übertragung des Bremswunsches erheblich verlust-ärmer erfolgen. Vorzugsweise ist dabei im Hydrauliksystem ein Drucksensor vorhanden, der den durch den Bremswunsch im Hydrauliksystem erzeugten Druck misst und zur Ansteuerung des Aktuators ein dem gemessenen Druck entsprechendes elektrisches Signal abgibt. Der Vorteil einer solchen Anordnung besteht darin, dass aufgrund der zunächst hydraulischen Übertragung eines Bremswunsches ein mögliches Leck im Hydrauliksystem sofort erkannt wird, denn es baut sich dann kein oder nur ungenügend Druck auf. Even though the single track vehicle according to the invention for the actual operation of the electromechanical disc brake with self-reinforcement no hydraulic pressure generating unit needed, is still preferred embodiments the one braking request to the electromechanical disc brake transmitting Organ a hydraulic system with a hydraulic pressure transducer. Compared to the especially for bicycles mostly usual Rope or bowden cables so can the transfer the desire to brake significantly loss-poor. Preferably is in the hydraulic system, a pressure sensor available, the measures pressure generated by the braking request in the hydraulic system and for controlling the actuator, a pressure corresponding to the measured emits electrical signal. The advantage of such an arrangement is that due to the initially hydraulic transmission a braking request a possible Leak in the hydraulic system is recognized immediately, because it then builds no or only insufficient Pressure on.
Besonders vorteilhaft ist eine solche Ausgestaltung dann, wenn das Hydrauliksystem zur Notbetätigung der elektromechanischen Scheibenbremse hydraulisch mit letzterer verbunden ist. Bei einem Ausfall beispielsweise des elektrischen Aktuators kann die Bremse dann immer noch mittels des Hydraulikdruckgebers betätigt werden.Especially Such a refinement is advantageous if the hydraulic system for emergency operation the electromechanical disc brake hydraulically with the latter connected is. In case of failure, for example, the electrical Actuator can still brake by means of the hydraulic pressure transducer actuated become.
Die hydraulische Notbetätigung kann beispielsweise so ausgeführt sein, dass die Scheibenbremse einen Bremskolben aufweist, der federnd in Betätigungsgegenrichtung vorgespannt ist und der nach Überwindung der federnden Vorspannkraft vom Hydraulikdruck im Hydrauliksystem verschoben werden und auf den Reibbelag einwirken kann, um ihn gegen die Bremsscheibe zu pressen.The hydraulic emergency operation for example, can do this be that the disc brake has a brake piston, the springy in opposite direction is biased and the overcoming the resilient biasing force of the hydraulic pressure in the hydraulic system be moved and can act on the friction lining to him against to press the brake disc.
Die federnde Vorspannung des Bremskolbens bewirkt, dass im Normalfall, d.h. bei funktionierender elektromechanischer Bremse, der Bremskolben quasi blockiert ist, so dass ein mit dem Hydraulikdruckgeber verbundener Betätigungshebel sich nicht spürbar bewegt. Der Bremswunsch wird als Hydraulikdruck zum Drucksensor geleitet, dessen Ausgangssignal die elektromechanische Bremse entsprechend ansteuert. Bei einem Defekt der elektromechanischen Bremse, beispielsweise bei einem Ausfall des elektrischen Aktuators, muss der Benutzer die Betätigungskraft über die Kraft der federnden Vorspannung des Bremskolbens hinaus erhöhen, erst dann bewegt sich der Bremskolben entgegen der Federkraft und presst den Reibbelag gegen die Bremsscheibe. The resilient bias of the brake piston causes, in the normal case, i.e. with functioning electromechanical brake, the brake piston is virtually blocked, so that connected to the hydraulic pressure transducer actuating lever not noticeable emotional. The braking request is as hydraulic pressure to the pressure sensor passed whose output signal corresponding to the electromechanical brake controls. In case of a defect of the electromechanical brake, for example in case of failure of the electric actuator, the user must the operating force over the Increase the force of the resilient bias of the brake piston, only then the brake piston moves against the spring force and presses the friction lining against the brake disc.
Die Federvorspannung führt zu einem praxisgerechten Übergang zwischen der elektromechanischen Funktion der Bremse und der hydraulischen Notbetätigung. Dabei signalisiert die Änderung in der Kraft-Weg-Charakteristik des Betätigungshebels dem Fahrer deutlich den Übergang von einer Betätigungsart zur anderen und lässt ihn somit nicht im Unklaren darüber, dass ein Defekt vorliegt. Die Dosierbarkeit der hydraulischen Notbetätigung ist, abgesehen von der generell höheren Betätigungskraft, sehr gut.The Spring preload leads to a practical transition between the electro-mechanical function of the brake and the hydraulic emergency operation. At the same time the change signals in the force-displacement characteristic of the operating lever the driver clearly the transition of one type of actuation to the other and lets therefore not in the dark about it, that there is a defect. The meterability of the hydraulic emergency operation is, apart from the generally higher Actuating force, very well.
Vorzugsweise hat die den Bremskolben entgegen der Betätigungsrichtung vorspannende Federkraft eine degressive Charakteristik, damit die im Falle eines Defekts erforderliche Betätigungskraft mit zunehmendem Betätigungsweg nicht zu stark ansteigt. Zur Erzeugung der federnden Vorspannkraft eignen sich beispielsweise Tellerfedern, etwa ein Tellerfederpaket.Preferably has the brake piston against the actuating direction biasing Spring force a degressive characteristic, so that in the case of a Defect required operating force with increasing actuation path does not rise too much. Suitable for generating the resilient biasing force For example, disc springs, such as a plate spring package.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Einspurfahrzeuges ist, um ein Festklemmen der Bremse bei sehr starken Bremsungen oder gar eine Zerstörung der Bremse zu verhindern, die Bremskraft der elektromechanischen Scheibenbremse begrenzt. Dies kann insbesondere durch eine Begrenzung der Zuspannkraft oder der während einer Bremsung erzielten Reibkraft erreicht werden, beispielsweise mittels eines Regelkreises, der die jeweils vorherrschende Normalkraft oder Reibkraft überwacht und bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes den Keil mittels des Aktuators wieder etwas zurück bewegt, um so die Zuspannkraft bzw. Reibkraft herabzusetzen.In preferred exemplary embodiments of the single-track vehicle according to the invention, the brake force of the electromechanical disc brake is limited in order to prevent the brake from being clamped during very heavy braking or even destruction of the brake. This can especially be done by a limitation of the application force or the frictional force achieved during braking can be achieved, for example by means of a control circuit which monitors the prevailing normal force or frictional force and the wedge by means of the actuator moves back slightly when exceeding a predetermined threshold, so as to apply the application force or frictional force decrease.
Bei besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Einspurfahrzeuges weist die elektromechanische Scheibenbremse eine Schlupfregelung auf. Damit können, was besonders bei einem Einspurfahrzeug wichtig ist, Fahrzustände verhindert werden, in denen das Vorderrad blockiert, was bei einem Einspurfahrzeug wie einem Fahrrad oder Motorrad nahezu unweigerlich zu einem Sturz führt. Bei einer einfachen Ausführungsform der Schlupfregelung ermittelt ein Raddrehzahlsensor die Umdrehungsgeschwindigkeit des Vorderrades, und eine mit dem Raddreh zahlsensor verbundene Steuerung ermittelt anhand vorgegebener Maximalwerte für die Verlangsamung der Drehbewegung des Vorderrades unter Berücksichtigung der aktuell vorherrschenden Reibkraft an der Bremse, ob Radschlupf vorliegt oder nicht. Mit anderen Worten, es wird eine Plausibilitätskontrolle dahingehend durchgeführt, ob die ermittelte Änderung in der Raddrehbeschleunigung durch die aktuell vorherrschende Reibkraft (oder alternativ die aktuell vorherrschende Normalkraft) bewirkt worden sein kann. Lautet die Antwort nein, dann ist diese Änderung durch eine Änderung der Haftung zwischen dem Reifen und dem Untergrund bewirkt, auf der der Reifen abrollt, d.h. es tritt offensichtlich Radschlupf auf. Mit "Radschlupf" ist hier ein Schlupf zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche gemeint, der über den auch unter normalen Betriebsbedingungen immer vorhandenen, vom Benutzer eines Fahrzeuges nicht wahrnehmbaren Schlupf hinausgeht.at particularly preferred embodiments the Einspurfahrzeuges invention points the electromechanical disc brake on a slip control. Thus, which is particularly important in a single-track vehicle, prevents driving conditions be blocked in which the front wheel, which is a single-track vehicle as a bike or motorcycle almost inevitably leads to a fall. at a simple embodiment the slip control, a wheel speed sensor determines the rotational speed of the front wheel, and a sensor connected to the wheel speed control determined on the basis of given maximum values for the slowing down of the rotary movement of the front wheel under consideration the currently prevailing friction force on the brake, whether wheel slip is present or not. In other words, it becomes a plausibility check carried out to that effect, whether the change detected in the wheel spin due to the currently prevailing frictional force (or alternatively the currently prevailing normal force) has been effected can be. If the answer is no, then this change is by a change of Liability between the tire and the ground causes on the the tire unwinds, i. wheel slip obviously occurs. With "Radschlupf" is here a slip meant between the tire and the road surface, over the even under normal operating conditions always present, by the user of a vehicle goes beyond unnoticeable slip.
Zur Präzisierung der Radschlupfbestimmung ermittelt gemäß einer Weiterbildung ein weiterer Sensor die Ein- und Ausfederbewegungen des gebremsten Rades und leitet das Ergebnis an die Steuerung weiter, die Änderungen im Verzögerungsverhalten des gebremsten Rades mit den ermittelten Ein- und Ausfederbewegungen korreliert und so zu einer exakteren Radschlupfbestimmung kommt. Die Ein- und Ausfederbewegungen haben nämlich einen großen Einfluss auf die Aufstandslast des gebremsten Rades und damit auf die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Radschlupf. Werden die Ein- und Ausfederbewegungen des gebremsten Rades separat erfasst, so wird die Schlupfmessung wesentlich genauer, schneller und zuverlässiger.to clarification the Radschlupfbestimmung determined according to a development another Sensor the compression and rebound movements of the braked wheel and Forwards the result to the controller, the changes in the delay behavior of the braked wheel with the determined rebound and rebound movements correlated and thus comes to a more precise Radschlupfbestimmung. The compression and rebound movements have a great influence on the upstand load of the braked wheel and thus on the probability the occurrence of wheel slip. Be the compression and rebound movements of the braked wheel detected separately, so the slip measurement much more accurate, faster and more reliable.
Gemäß einer Weiterbildung wird im Rahmen der Schlupfregelung eine Referenzgeschwindigkeit des Einspurfahrzeuges bestimmt. Hierzu dient gemäß einer Ausführungsform ein die Drehzahl des Hinterrades, d.h. des nicht abgebremsten Rades erfassender Sensor, gemäß einer anderen Ausführungsform ein die Geschwindigkeit über Grund erfassender optischer Sensor, und gemäß einer noch anderen Ausführungsform eine GPS(global positioning system)-Einrichtung. Ist diese Referenzgeschwindigkeit bekannt, kann aus den Signalen des Raddrehzahlsensors durch Vergleich mit der Referenzgeschwindigkeit einfach festgestellt werden, ob Radschlupf vorliegt.According to one Continuing training is a reference speed of the slip control Einspurfahrzeuges determined. This is done according to one embodiment a speed of the rear wheel, i. of the not braked wheel detecting sensor, according to a another embodiment the speed over Basic detecting optical sensor, and according to still another embodiment a GPS (global positioning system) facility. Is this reference speed known, from the signals of the wheel speed sensor by comparison be easily determined with the reference speed, whether Wheel slip is present.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Raddrehzahlsensor ein Tachogenerator. Als Messgröße für die Raddrehzahl kann die Frequenz oder die Spannung des Tachogenerators dienen. Vorzugsweise ist ein solcher Tachogenerator in die Nabe des Rades eingebaut, dessen Drehzahl gemessen werden soll, und dient zusätzlich als Energiequelle zum Laden einer Batterie, die den elektrischen Aktuator mit Strom versorgt. Bei entsprechender Auslegung kann dieser Tachogenerator auch andere elektrische Verbraucher nach Bedarf mit Strom versorgen, beispielsweise die Lichtanlage eines Fahrrads.at a preferred embodiment the wheel speed sensor is a tachogenerator. As a measure of the wheel speed The frequency or voltage of the tachogenerator can be used. Preferably is such a tachogenerator built into the hub of the wheel, whose speed is to be measured, and also serves as Power source for charging a battery containing the electric actuator powered. With appropriate design of this tachogenerator power other electrical consumers as needed for example, the lighting system of a bicycle.
Noch bevorzugtere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Einspurfahrzeuges haben alternativ oder zusätzlich zur Schlupfregelung eine Überschlagsverhinderungsregelung. Bei einem Fahrrad oder Motorrad ist es zwar wichtig, beispielsweise ein Blockieren des Vorderrades zu verhindern, jedoch ist bei guten Reibwertverhältnissen zwischen Reifen und Untergrund die Gefahr eines Überschlags des Zweirades größer, denn aufgrund des hohen Schwerpunktes einer Einheit aus Fahrer und Zweirad kann die beim Bremsen auftretende dynamische Achslastverlagerung zur völligen Entlastung des Hinterrades führen, lange bevor die Blockiergrenze des Vorderrades erreicht ist. Um dies zu verhindern, weist eine mit einer Überschlagsverhinderungsregelung versehene elektromechanische Scheibenbremse eines erfindungsgemäßen Einspurfahrzeuges gemäß einer Ausführungsform einen mit einer Steuerung verbundenen Nickratensensor auf. Ein solcher Nickratensensor kann in die Vorderradbremse integriert werden und ist so geschaltet, dass nach Überschreiten eines Schwellenwertes für die Nickrate die Bremskraft am Vorderrad sofort reduziert wird, um einen Überschlag zu vermeiden. Gemäß einer Weiterbildung wird basierend auf der Bremskraft, die soeben fast zu einem Überschlag geführt hätte, eine um einen Sicherheitsabstand niedrigere Bremskraft als maximale Bremskraft festgesetzt, um einen Überschlag sicher zu vermeiden. Es kann vorgesehen sein, dass dieser als obere Schranke fungierende maximale Bremskraftwert wieder gelöscht wird, wenn die Bremse vollständig freigegeben oder die Bremskraft jedenfalls deutlich reduziert wird.Yet more preferred embodiments the Einspurfahrzeuges invention have alternative or additional for slip control a rollover prevention scheme. For a bike or motorcycle it is important, for example to prevent a blocking of the front wheel, however, is with good friction coefficient ratios between tires and ground the risk of a rollover of the bicycle greater, because due to the high center of gravity of a unit consisting of driver and two-wheeler the dynamic axle load shift occurring during braking complete Discharge the rear wheel, long before the blocking limit of the front wheel is reached. Around To prevent this, has a provided with a rollover prevention control Electromechanical disc brake of a Einspurfahrzeuges invention according to a embodiment a pitch rate sensor connected to a controller. Such a Nick rate sensor can be integrated into the front brake and is switched so that after crossing a threshold for the pitch rate the braking force on the front wheel is immediately reduced, a rollover to avoid. According to one Continuing education is based on the braking force that has just been almost to a rollover guided would have, a braking force lower than the maximum by one safety distance Braking force set to safely avoid a rollover. It can be provided that this acts as an upper barrier maximum Braking force value cleared again will when the brake is complete released or the braking force is definitely reduced.
Bei einer Weiterbildung der Überschlagsverhinderungsregelung ermittelt ein Sensor die Ein- und Ausfederbewegungen des Hinterrades und leitet das Ergebnis an eine Steuerung weiter, die daraus die aktuelle Aufstandskraft des Hinterrades ermittelt. Die Überschlagsverhinderungsregelung ist dann vorzugsweise so eingestellt, dass die Bremskraft am Vorderrad nur so groß werden kann, dass am Hinterrad immer noch eine Mindestaufstandskraft sichergestellt ist. Der die Ein- und Ausfederbewegungen des Hinterrades ermittelnde Sensor kann beispielsweise ein am Lager einer Hinterradschwinge des Hinterrades angeordneter Drehwinkelsensor sein. Aus einem solchen Drehwinkelsensor lässt sich Information über den Federweg und über die Geschwindigkeit des Ein- bzw. Ausfedervorganges gewinnen. Da sich die Aufstandskraft des Hinterrades aus der Summe der Federkraft und der Dämpfungskraft ergibt, kann die aktuell vorherrschende Aufstandskraft folglich allein aus den vom Drehwin kelsensor gelieferten Daten bestimmt werden. Alternativ kann auch ein Wegsensor in dem der Hinterradschwinge zugeordneten Federdämpferelement verwendet werden.at a development of the rollover prevention scheme A sensor determines the rebound and rebound movements of the rear wheel and forwards the result to a controller, who then uses the current Aufstandskraft the rear wheel determined. The rollover prevention scheme is then preferably adjusted so that the braking force on the front wheel just get so big can ensure that the rear wheel still a minimum contact force is. The determination of the rebound and rebound movements of the rear wheel Sensor can, for example, a bearing of a rear swing arm be the rear wheel arranged rotational angle sensor. Out of such Angle of rotation sensor leaves information about the travel and over gain the speed of the rebound or rebound. There The rearing force of the rear wheel is the sum of the spring force and the damping force Consequently, the currently prevailing riot force can be determined solely from the data supplied by Drehwin kelsensor. Alternatively, a displacement sensor in which the rear swing arm associated spring damper element be used.
Bei den vorstehenden Erläuterungen wurde unterstellt, dass zumindest am Vorderrad eine elektromechanische Scheibenbremse mit Selbstverstärkung verwendet wird. Die Selbstverstärkungseinrichtung braucht dabei nur in Vorwärtsfahrtrichtung zu wirken, denn ein Rückwärtsfahrtbetrieb tritt bei einem Zweirad praktisch nicht auf. Die hauptsächliche Bremslast wird bei einem Zweirad vom Vorderrad übernommen, weshalb es in der Regel ausreicht, dort eine elektromechanische Scheibenbremse mit Selbstverstärkung vorzusehen. Zusätzlich kann jedoch auch eine elektromechanische Scheibenbremse mit Selbstverstärkung am Hinterrad vorgesehen werden, falls dies zur weiteren Verbesserung des Fahrverhaltens gewünscht wird. Der Verzicht auf eine auch in Rückwärtsfahrtrichtung wirkende Selbstverstärkungseinrichtung vereinfacht die zur Selbstverstärkung erforderliche Keilanordnung, beispielsweise ist eine direkte Kopplung zwischen dem Keil und einer als Übertragungselement zwischen dem Keil und dem Aktuator dienenden Spindel möglich. Eine Nachstellung des Keils aufgrund stattgefundenen Reibbelagverschleißes kann dann ebenfalls mittels der Spindel erfolgen.at the above explanations was assumed that at least on the front wheel an electromechanical Disc brake with self-amplification is used. The self-reinforcing device only needs in the forward direction to act, because a reverse drive operation does not occur in a two-wheeler practically. The main brake load is taken on a two-wheeler from the front wheel, which is why it in the Usually sufficient to provide there an electromechanical disc brake with self-boosting. additionally However, an electromechanical disc brake with self-boosting on Rear wheel can be provided, if necessary for further improvement the driving behavior desired becomes. The waiver of acting in the reverse direction self-energizing device simplifies self-reinforcement required wedge arrangement, for example, is a direct coupling between the wedge and one as a transmission element possible between the wedge and the actuator serving spindle. A Adjustment of the wedge due to friction lining wear can take place then also done by means of the spindle.
Ein Ausführungsbeispiel einer elektromechanischen Scheibenbremse mit Selbstverstärkungseinrichtung zum Einbau in ein Einspurfahrzeug wird im folgenden anhand der beigefügten, schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigt:One embodiment an electromechanical disc brake with self-boosting device for installation in a single-track vehicle is described below with reference to the accompanying schematic figures explained in more detail. It shows:
In üblicher
Weise hat die Scheibenbremse
Ein
hier nicht dargestellter Hydraulikgeber mit einem Betätigungshebel,
der beispielsweise am Lenker eines Zweirades angebracht sein kann,
ist über
eine Hydraulikleitung
Die
Keilanordnung
Auf
einen Bremswunsch hin verstellt der Aktuator
Sobald
der Reibbelag
Sollte
der elektrische Aktuator
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