DE10309726A1

DE10309726A1 - Wheel brake for motor vehicle has relative movement between wheel and brake used to operate air cooling fan for brake

Info

Publication number: DE10309726A1
Application number: DE10309726A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dittrich; Robert Lustig
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-09-16

Abstract

The wheel brake for a motor vehicle has a relative movement between the wheel and brake used to activate a brake cooling airflow feed when the brake is applied. The actuation movement of the brake can operate a fan for air cooling of the brake. Alternatively, the movement can be used to operate a brake force modulator or tyre pressure regulator.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit zumindest einem Rad mit zugeordneter Radbremse. Letztere wirkt bekanntermaßen im aktivierten Zustand, d.h. wenn das Fahrzeug abgebremst werden soll, mit einem der Raddrehbewegung entgegengerichteten sog. Bremsmoment auf das Rad ein. Bei Kraftfahrzeugen ist das Rad üblicherweise mit einer Bremsscheibe versehen, auf welche Bremsbeläge pressend einwirken können, um dieses Bremsmoment zu erzeugen.The invention relates to a vehicle with at least one wheel with an assigned wheel brake. The latter works known in the activated state, i.e. if the vehicle is to be braked, with a so-called braking torque opposing the wheel rotation on the bike. The wheel is usually used in motor vehicles provided with a brake disc on which brake pads press can act to generate this braking torque.

Hiermit soll nun aufgezeigt werden, dass bzw. wie ein geringer Teil dieses Bremsmomentes auch zur Verbesserung des gesamten Bremsprozesses im weitesten Sinne bzw. global betrachtet genutzt werden kann. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass aus dem bei aktivierter Radbremse herrschenden Moment eine Relativbewegung zwischen dem Rad und der Radbremse abgeleitet wird, die zum Verstellen eines im weitesten Sinne die Bremswirkung und/oder die Fahrstabilität beim Bremsen und/oder die Beanspruchung eines im Radbereich vorgesehenen Organs beeinflussenden Elements genutzt wird und wobei mit einem Abbau des Bremsmomentes eine Rückverstellung unter Einwirkung eines Kraftspeicherelementes erfolgt.This is now to show that or like a small part of this braking torque also for improvement of the entire braking process in the broadest sense or viewed globally can be used. This takes place according to the invention in that from the activated wheel brake prevailing a relative movement between the wheel and the wheel brake, which is used to adjust a in the broadest sense the braking effect and / or the driving stability when braking and / or influencing the stress of an organ provided in the wheel area Elements is used and with a reduction in the braking torque a readjustment takes place under the influence of an energy storage element.

Vorgeschlagen wird somit, das beim Bremsen entstehende Moment zwischen Radnabe bzw. Felge bzw. Felgenhalterung und Bremsscheibe bzw. Bremstopf/Bremsscheibenhalterung zu nutzen, um zwischen den genannten Elementen eine Relativbewegung zu erzeugen, die über ein Getriebe eine Aktivierung, Verschiebung, Verstellung etc. erzeugt. Selbstverständlich sollte diese Relativbewegung durch einen geeigneten Anschlag oder dgl. begrenzt sein, so dass sich die das Bremsmoment aufbauenden Elemente eben nur um ein geringes Maß gegeneinander bewegen können, bis dann das Brems-Moment im eigentlichen Sinne vollständig wirksam werden kann. Die geringe Bewegung beim Aufbau des Brems-Momentes hingegen soll nun zur Verstellung eines anderen Elementes genutzt werden, welches eine der allgemein genannten Wirkungen verursacht. Baut sich später das Brems-Moment wieder ab, werden die genannten Elemente bspw. durch ein Feder Dämpfer System in ihre ursprüngliche Position (zurück) gebracht.It is therefore proposed that the Braking moment between the wheel hub or rim or rim holder and brake disc or brake pot / brake disc holder, in order to generate a relative movement between the named elements, the above a gearbox generates activation, displacement, adjustment, etc. Of course, should this relative movement by a suitable stop or the like. be limited, so that the elements that build up the braking torque against each other only to a small extent can move until then the braking torque is fully effective in the actual sense can be. The slight movement when building the braking torque however, should now be used to adjust another element which causes one of the general effects. builds yourself later the braking torque off again, the elements mentioned are e.g. by a spring damper System in their original Position (back) brought.

Diese genannte Relativbewegung kann beispielsweise genutzt werden, um Luftleitelemente zu verstellen um damit bei aktivierter Radbremse die Bremsenkühlung zu verbessern. Gegenfalls kann hiermit auch der Luftwiderstand des Fahrzeugs erhöht werden, um hiermit zusätzliche Bremskraft zu erzeugen, die jedoch nicht über das Rad bzw. den darauf aufgezogenen Reifen übertragen werden muss. Wenn sich das Bremsmoment reduziert, gehen diese genannten Elemente in eine strömungsgünstigere Position und reduzieren somit den Kühlluftstrom sowie den Luftwiderstand des Fahrzeugs im ungebremsten Fahrbetrieb, was in diesem Betriebszustand beides von Vorteil ist.This relative movement can can be used, for example, to adjust air guiding elements to improve brake cooling when the wheel brake is activated. against Falls can also increase the air resistance of the vehicle, to hereby add additional To generate braking force, but not on the wheel or on it mounted tires must become. If the braking torque is reduced, these go Elements in a more streamlined Position and thus reduce the cooling air flow and the air resistance of the vehicle in unbraked driving operation, which in this operating state both are beneficial.

Ein anderes Beispiel zur Nutzung der oben beschriebenen Relativbewegung ist die Betätigung einer Kupplung, die beispielsweise ein an der Radnabe befestigtes Planetengetriebe, an dem ein Ventilator zur Bremsenkühlung befestigt ist, im Bremsfall in Eingriff bringt.Another example of usage the relative movement described above is the actuation of a Clutch, for example a planetary gear attached to the wheel hub, to which a fan for brake cooling is attached, when braking engages.

Als weitere Anwendungsmöglichkeit wird eine Reifenluftdruckänderung beschrieben. Eine mögliche konstruktive Ausführung dieser Anwendung ist die Verwendung von Bauelementen, die im Zustand geringen Drehmoments vorgespannt sind und bspw. durch eine Membran in der Rad-Felge das Luftvolumen, welches der auf das Rad aufgezogene Luftreifen einschließt, reduzieren. Baut sich nun bei aktivierter Radbremse ein Bremsmoment auf, so werden diese Bauteile durch eine geeignete Kinematik gegen ihre vorgespannte Position bewegt um so das Luftvolumen im Luftreifen zu erhöhen und damit den Luftdruck im Reifen zu senken. Der umgekehrte Fall zur Erhöhung des Bremsmoments ist natürlich ebenso denkbar. Da sich üblicherweise die übertragbare Kraft des Reifens bei etwas reduziertem Luftdruck erhöht, ist mit der vorgestellten Methode eine Reduzierung des Bremswegs möglich.As another application becomes a tire air pressure change described. A possible constructive execution this application is the use of components in the state low torque are biased and, for example, by a membrane in the wheel rim the air volume, which is the pneumatic tire mounted on the wheel includes, to reduce. A braking torque now builds up when the wheel brake is activated on, these components are countered by suitable kinematics its preloaded position moves the air volume in the pneumatic tire to increase and thus lower the air pressure in the tire. The reverse case for increase of the braking torque is natural equally conceivable. Because usually the transferable force of the tire with slightly reduced air pressure, is presented with the Method of reducing the braking distance possible.

Als weitere Anwendung der Relativbewegung zwischen Rad und Bremse wird die Veränderung der Spurweite in der Achskinematik eines zweispurigen Kraftfahrzeugs aufgeführt. In diesem Fall kann durch das Bremsmoment bspw. durch entsprechende Ausformung der Berührungsflächen bspw. zwischen Radnabe und Bremstopf keine reine radiale Relativbewegung ausgeführt sondern eine zusätzliche axiale Bewegung überlagert werden. Diese kann genutzt werden, um die Achskinematik gezielt zu verändern, und zwar bevorzugt im Hinblick auf eine Stabilisierung des Fahrverhaltens und somit allgemein der Fahrdynamik während des Bremsvorganges. So kann es je nach Achskinematik sinnvoll sein, die Spurweite zu verbreitern, um bspw. ein besseres Einlenkverhalten zu erzielen, oder auch die Spurweite zu verringern, um den negativen Lenkrollradius zu vergrößern, was zu einem stabilerem Geradeauslauf während des Bremsens führt.As a further application of the relative movement between wheel and brake is the change in track gauge in the Axle kinematics of a two-lane motor vehicle listed. In In this case, the braking torque, for example, by appropriate Forming the contact surfaces, for example, between The wheel hub and brake pot are not purely radial relative movements but instead an additional axial movement overlaid become. This can be used to target the axis kinematics change, preferably with a view to stabilizing driving behavior and thus generally the driving dynamics during the braking process. So Depending on the axle kinematics, it may make sense to widen the track width, to achieve better steering behavior, for example, or the track width decrease to increase the negative steering roll radius what leads to more stable straight running during braking.

Weiterhin wird vorgeschlagen die beim Bremsen auf den Bremssattel einer am Rad angeordneten Scheibenbremse wirkende Kraft zu verwenden, um diesen Bremssattel relativ zum Radträger oder sonstigen radaufhängungsfesten Teilen zu bewegen, was über ein Getriebe eine Aktivierung, Verschiebung, Verstellung o.ä. im genannten Sinne erzeugt. Diese Relativbewegung kann beispielsweise (wie bereits weiter oben geschildert) genutzt werden, um Luftleitelemente zu verstellen um damit bei aktivierter Bremse die Bremskühlung zu verbessern und den Luftwiderstand zu erhöhen um mehr Bremskraft zu erzeugen, die jedoch nicht über den Reifen übertragen werden muss. Wenn sich das Bremsmoment reduziert, gehen diese Elemente in eine Position geringeren Strömungswiderstands und reduzieren somit den Luftwiderstand im Fahrbetrieb. Ebenso wird zu starkes Auskühlen der Bremsscheiben verhindert, was je nach Bremssystem zu Leistungseinbußen führen kann.Furthermore, it is proposed to use the force acting on the brake caliper of a disc brake arranged on the wheel during braking in order to move this brake caliper relative to the wheel carrier or other parts which are fixed to the wheel suspension, which means activation, displacement, adjustment or the like via a transmission. in the sense he mentioned testifies. This relative movement can be used, for example (as already described above) to adjust air guiding elements in order to improve the brake cooling when the brake is activated and to increase the air resistance in order to generate more braking force, which, however, does not have to be transmitted via the tire. If the braking torque is reduced, these elements go into a position with lower flow resistance and thus reduce the air resistance during driving. Excessive cooling of the brake discs is also prevented, which can lead to reduced performance depending on the brake system.

Als weitere Anwendungsmöglichkeit zur Nutzung der Relativbewegung des Bremssattels wird (abermals) eine Veränderung der Achskinematik angeführt. Eine mögliche Variante dieses Anwendungsgebiets ist die Veränderung der Spur, die dadurch erreicht wird, dass ein ansonsten üblicher und dem Fachmann bekannter Radführungslenker ggf. durch ein Zwischengetriebe am Radträger mit dem Bremssattel verbunden ist, wobei bei aktivierter Bremse durch eine Verschiebebewegung des Bremssattels der Radführungslenker geringfügig bspw. nach oben oder unten und/oder nach vorne oder hinten bewegt wird, was zu einer Vergrösserung oder Reduzierung von Spur, Sturz, Spreizung, Nachlauf und/oder Bodenfreiheit (je nach Achskinematik) führt bzw. führen kann.As another application to use the relative movement of the brake caliper (again) a change of the axis kinematics. A possible Variant of this area of application is the change in the track caused by this is achieved that an otherwise common and known to those skilled in the art suspension arm if necessary, connected to the brake caliper by an intermediate gear on the wheel carrier is, with activated brake by a sliding movement the brake caliper of the wheel control handlebars slight For example, is moved up or down and / or forwards or backwards, resulting in an enlargement or reduction of lane, camber, spread, caster and / or ground clearance (depending on the axis kinematics) leads or can lead.

Wie weiter oben bereits dargestellt ist auch durch eine Verschiebung des Bremssattels gegenüber dem Fahrzeug-Rad bzw. der daran angeordneten Bremsscheibe ein Betätigen einer Kupplung möglich um beispielsweise eine radgetriebene Bremsenkühlung zu aktivieren.As already shown above is also due to a shift in the caliper compared to Vehicle wheel or the brake disc arranged thereon an actuation of a Coupling possible around for example, to activate wheel-driven brake cooling.

Durch die Verschiebung des Bremssattels kann weiterhin angedacht werden, den Bremsdruck im in einer hydraulischen Bremsanlage, welche die Radbremse betätigt, zu modulieren. Eine mögliche Variante dieser Anwendungsmöglichkeit ist die Bremskraftbegrenzung, bei der durch die Verschiebung des Bremssattels ein (mechanisches) Druckbegrenzungsventil betätigt werden kann. Ebenso ist es denkbar, mit zunehmender Verschiebung des Bremssattels die Bremskraft durch Veränderung der relevanten Flächenverhältnisse im Bereich der Radbremse zu erhöhen. Durch einen Vergleich von Bremsdruck und zugeordneter Verschiebung ist es auch möglich, eine Art mechanisches Antiblockiersystem darzustellen, da eine Erhöhung des Bremsdrucks nur dann zu einer Erhöhung der Fahrzeugverzögerung und damit zu einer größeren Verschiebung des Bremssattels führt, wenn der Rad-Reifen die Kraft noch übertragen kann. Andernfalls ist der Bremsdruck überproportional größer im Vergleich zur Bremssattelverschiebung. Durch die Verwendung einer Druckbegrenzung, die proportional zur Bremssattelverschiebung dynamisch angepasst wird, kann damit ein Blockieren der Räder vermieden werden unter der Voraussetzung, dass der Reibwert zwischen Strasse und Reifen annähernd bekannt ist oder konservativ genug geschätzt wird.By moving the brake caliper continue to be considered, the brake pressure in a hydraulic To modulate the brake system that actuates the wheel brake. A possible variant this application is the braking force limitation at which the displacement of the Brake caliper a (mechanical) pressure relief valve are operated can. It is also conceivable with increasing displacement of the brake caliper the braking force through change the relevant area ratios to increase in the area of the wheel brake. By comparing brake pressure and assigned displacement is it also possible to represent a kind of mechanical anti-lock braking system, since an increase in the Brake pressure only increases the vehicle deceleration and thus to a major shift in the Brake caliper leads, if the wheel tire can still transmit the power. Otherwise the brake pressure is disproportionate bigger in comparison for caliper shift. By using a pressure relief, which is dynamically adjusted in proportion to the brake caliper displacement blockage of the wheels under the Prerequisite that the coefficient of friction between the road and the tire is approximately known is estimated or conservative enough becomes.

Die hiermit vorgestellte grundlegende Idee, das bei einer aktivierten Radbremse anliegende Bremsmoment zu nutzen um eine Relativbewegung am Rad oder in dessen Nähe zu erzeugen, erweitert prinzipiell die Möglichkeiten bspw. der Fahrwerksauslegung oder Bremsenkühlung um eine neue Dimension. Wie in den oben aufgeführten Anwendungsbeispielen gezeigt stellt diese neue Variable eine Möglichkeit dar, den Bremsweg zu verkürzen, die Fahrstabilität zu erhöhen, die Traktion zu erhöhen oder die Bremsenkühlung effizienter zu gestalten. Je nach konstruktiver Auslegung sind diese Eigenschaften auch gleichzeitig realisierbar.The basic presented here Idea, the braking torque applied when the wheel brake is activated to use to create a relative movement on or near the wheel, basically expands the possibilities e.g. the chassis design or brake cooling by a new dimension. As in the above This new variable shows one possible application is to shorten the braking distance, the driving stability to increase increase traction or the brake cooling to make it more efficient. Depending on the design, these are Properties can also be realized at the same time.

Claims

Wheel and wheel brake of a vehicle, being from a relative movement to the moment prevailing when the wheel brake is activated between the wheel and the wheel brake is derived for adjustment one in the broadest sense, the braking effect and / or the driving dynamics when braking and / or stressing one provided in the wheel area Organ influencing element is used and with a Reduction of the braking torque a readjustment takes place under the influence of an energy storage element.

Wheel and wheel brake according to claim 1, characterized in that air guiding elements are adjusted in particular in the area of the brake cooling.

Wheel and wheel brake according to claim 1 or 2, characterized characterized in that with the adjustment movement a clutch, for example. to drive a cooling fan actuated becomes.

Wheel and wheel brake according to one of the preceding Expectations, characterized in that with an adjustment movement the volume one enveloping the wheel Tire changed becomes.

Wheel and wheel brake according to one of the preceding Expectations, characterized in that the adjustment movement the axis kinematics changed.

Wheel and wheel brake according to one of the preceding Expectations, characterized in that the hydraulically transmitted by means of the adjusting movement Braking force is modulated or limited.

Wheel and wheel brake according to one of the preceding claims, characterized in that at least one wheel brake element in the sense of a change in the Braking force is positioned differently.