DE112015005833T5

DE112015005833T5 - Bremseinrichtung

Info

Publication number: DE112015005833T5
Application number: DE112015005833.8T
Authority: DE
Inventors: Tatsuro KOBUNE; Wataru Yokoyama; Kenichiro Matsubara
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-12-27
Filing date: 2015-12-25
Publication date: 2017-09-28
Also published as: JPWO2016104683A1; US10300895B2; CN107074227A; US20170291585A1; CN107074227B; KR102116169B1; JP6392895B2; WO2016104683A1; KR20170100474A

Abstract

Es wird eine Bremseinrichtung bereitgestellt, die eine elektrische Parkbremsfunktion aufweist, wobei diese imstande ist, eine Steuerung der stufenweisen Zunahme einer Klemmkraft geeignet durchzuführen. Eine Steuereinheit, die einen Rechenschaltkreis (20), einen Speicher (21) und alle Motorantriebsschaltkreise (23) einer Parkbremssteuereinrichtung (19) aufweist, weist eine Steuereinheit der stufenweisen Zunahme auf, die eingerichtet ist, um die Klemmkraft, erzeugt von Bremsbelägen (33) auf einen Scheibenrotor (4), stufenweise zu erhöhen. Wenn der Beginn eines Kontakts zwischen dem Scheibenrotor (4) und den Bremsbelägen (33), bewirkt durch Leistungszufuhr von der Parkbremssteuereinrichtung (19) zum Elektromotor (43B), basierend auf einem Motorstrom von einer Stromsensoreinheit (24) detektiert wird, führt die Steuereinheit der stufenweisen Zunahme eine Steuerung des mehrfachen Zuführens und Stoppens von Leistung zum Elektromotor (43B) durch, um die Klemmkraft gemäß einem im Voraus definierten Arbeitsablauf stufenweise zu erhöhen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung, die eingerichtet ist, um eine Bremskraft auf ein Fahrzeug anzuwenden.
HINTERGRUND
Als Bremseinrichtung, die für ein Fahrzeug, beispielsweise ein Auto, vorgesehen ist, ist eine Bremseinrichtung bekannt, die eingerichtet ist, um über eine Antriebssteuerung eines Elektromotors eine Bremskraft auf Räder anzuwenden oder von diesen zu lösen, wenn das Fahrzeug geparkt wird oder anhält (vgl. Patentliteratur 1).
ZITATLISTE
PATENTLITERATUR

PTL 1: JP 2013-209041 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Die Patentliteratur 1 enthält keine Betrachtungen zur geeigneten Durchführung einer Steuerung zur stufenweisen Zunahme einer Klemmkraft, wenn eine Nothaltsteuerung durchgeführt wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bremseinrichtung bereitzustellen, die imstande ist, eine Steuerung der stufenweisen Zunahme einer Klemmkraft geeignet durchzuführen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Um das oben dargelegte Problem zu lösen, weist eine Bremseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf: Bremselemente, die eingerichtet sind, um ein abzubremsendes Element, das sich zusammen mit einem Rad dreht, einzuklemmen, um eine Bremskraft auf ein Fahrzeug anzuwenden; einen Kolben, der eingerichtet ist, um die Bremselemente zum abzubremsenden Element oder in einer Richtung vom abzubremsenden Element weg zu bewegen; ein linear bewegliches Element, das eingerichtet ist, um sich angetrieben von einem Elektromotor linear zu bewegen und mit dem Kolben in Kontakt zu kommen, um den Kolben zu bewegen; und eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, um eine Anwendungssteuerung zum Anwenden der Bremskraft auf das Fahrzeug durch Zuführen von Leistung zum Elektromotor und eine Freigabesteuerung zum Lösen der Bremskraft, angewendet auf das Fahrzeug, durchzuführen, wobei, wenn der Beginn eines Kontakts zwischen den Bremselementen und dem abzubremsenden Element detektiert wird, die Steuereinheit eine Steuerung der stufenweisen Zunahme zur stufenweisen Erhöhung einer Klemmkraft, die durch die Bremselemente auf das abzubremsende Element angewendet wird, durch mehrfaches bzw. wiederholtes Zuführen und Stoppen von Leistung zum Elektromotor durchführt.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung der stufenweisen Zunahme der Klemmkraft von der Bremseinrichtung geeignet durchgeführt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Konzeptansicht eines Fahrzeugs, in dem Bremseinrichtungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut sind.
2 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Parkbremssteuereinrichtung, die in 1 dargestellt ist.
3 ist eine vergrößerte vertikale Schnittansicht zur Darstellung einer Scheibenbremse, die eine elektrische Parkbremsfunktion aufweist, vorgesehen an einer Hinterradseite in 1.
4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Ablaufsteuerung, die durchgeführt wird, wenn eine Steuerung der stufenweisen Zunahme einer Klemmkraft von der Parkbremssteuereinrichtung durchgeführt wird.
5 ist ein Flussdiagramm zur detaillierten Darstellung der Steuerung der stufenweisen Zunahme, dargestellt in 4.
6 ist eine graphische Darstellung einer charakteristischen Linie, die in Form von Zeitfolgen eine Änderungscharakteristik eines Motorstroms, eine Änderungscharakteristik einer Schubkraft eines Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung und eine Änderungscharakteristik eines Belagzwischenraums zeigt, die durch die Steuerung der stufenweisen Zunahme der Klemmkraft bewirkt werden.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Bremseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei ein Fall als ein Beispiel herangezogen wird, in dem die Bremseinrichtung in einem Auto mit vier Rädern installiert ist. Alle Schritte in den Flussdiagrammen der 4 und 5 sind mit "S" bezeichnet. Beispielsweise ist der Schritt 1 als "S1" bezeichnet.
In 1 sind insgesamt vier Räder, die beispielsweise ein linkes und ein rechtes Vorderrad 2 (FL, FR) und ein linkes und ein rechtes Hinterrad 3 (RL, RR) umfassen, an einer Unterseite (einer Fahrbahnseite) eines Fahrzeugkörpers 1 vorgesehen, der einen Körper eines Fahrzeugs aufbaut. Scheibenrotoren 4, die als abzubremsende Elemente fungieren, die sich zusammen mit den Rädern (den Vorderrädern 2 und den Hinterrädern 3) drehen, sind entsprechend an den Vorderrädern und den Hinterrädern 3 vorgesehen. Durch hydraulische Scheibenbremsen 5 werden Bremskräfte jeweils auf die Scheibenrotoren 4 für die Vorderräder 2 angewendet. Durch hydraulische Scheibenbremsen 31, die jeweils eine elektrische Parkbremsfunktion aufweisen, werden Bremskräfte jeweils auf die Scheibenrotoren 4 für die Hinterräder 3 angewendet. Auf diese Weise werden die Bremskräfte entsprechend unabhängig auf die Räder (die Vorderräder 2 und die Hinterräder 3) angewendet.
Im vorderen Fußraum des Fahrzeugs 1 ist ein Bremspedal 6 vorgesehen. Wenn das Fahrzeug abgebremst werden soll, tritt der Fahrer auf das Bremspedal 6. Basierend auf der Betätigung wird, als Hauptbremse (Betriebsbremse), die Bremskraft angewendet oder freigegeben. Ein Bremsleuchtenschalter, ein Pedalschalter und ein Bremsbetätigungsdetektionssensor (Bremssensor) 6A, beispielsweise ein Pedalhubsensor, sind bezüglich des Bremspedals 6 vorgesehen. Der Bremsbetätigungsdetektionssensor 6A ist eingerichtet, um zu detektieren, ob oder ob nicht das Bremspedal 6 niedergedrückt wurde, oder den Betätigungsbetrag desselben zu detektieren, und ein Detektionssignal an eine Steuereinheit 13 einer Hydraulikdruckzufuhreinrichtung auszugeben. Das Detektionssignal von dem Bremsbetätigungsdetektionssensor 6A wird beispielsweise über einen Fahrzeugdatenbus 16 oder eine Signalleitung (nicht gezeigt) übertragen, der bzw. die die Steuereinheit 13 der Hydraulikdruckzufuhreinrichtung und eine Parkbremssteuereinrichtung 19 miteinander verbindet, und wird an die Parkbremssteuereinrichtung 19 ausgegeben.
Das Niederdrücken des Bremspedals 6 wird über einen Verstärker 7 an einen Hauptzylinder 8 übertragen, der als eine Hydraulikdruckquelle fungiert. Der Verstärker 7 ist durch einen Negativdruckverstärker oder einen Elektroverstärker aufgebaut, der zwischen dem Bremspedal 6 und dem Hauptzylinder 8 vorgesehen ist, und er ist eingerichtet, um eine Betätigungskraft (stepping force) zur Zeit des Niederdrückens des Bremspedals 6 zu verstärken und die Betätigungskraft an den Hauptzylinder 8 zu übertragen. Gleichzeitig erzeugt der Hauptzylinder 8 einen Hydraulikdruck durch ein Bremsfluid, das von einem Hauptreservoir 9 zugeführt wird. Das Hauptreservoir 9 ist durch einen Arbeitsfluidbehälter aufgebaut, der das Bremsfluid lagert. Ein Mechanismus, der eingerichtet ist, um vom Bremspedal 6 den Hydraulikdruck zu erzeugen, ist nicht auf den oben beschriebenen Aufbau beschränkt, vielmehr kann dieser auch ein Mechanismus sein, der eingerichtet ist, um den Hydraulikdruck gemäß einer Betätigung des Bremspedals 6 zu erzeugen, beispielsweise ein "brake-by-wire"-Mechanismus.
Der Hydraulikdruck, erzeugt in dem Hauptzylinder 8, wird an eine Hydraulikdruckzufuhreinrichtung 11 (im Folgenden als "ESC 11" bezeichnet) übertragen, beispielsweise über ein Paar von zylinderseitigen Hydraulikdruckleitungen 10A und 10B. Die ESC 11 ist bezüglich bzw. unter den Scheibenbremsen 5 und 31 und dem Hauptzylinder 8 vorgesehen und eingerichtet, um den Hydraulikdruck, der vom Hauptzylinder 8 über einen von bremsseitigen Leitungsabschnitten 12A, 12B, 12C und 12D an die Scheibenbremsen 5 und 31 übertragen wird, zu verteilen.
Auf diese Weise werden die Bremskräfte unabhängig voneinander auf die entsprechenden Räder (Vorderräder 2 und Hinterräder 3) angewendet. In diesem Fall kann die ESC 11 den Hydraulikdruck an jede Scheibenbremse 5 und 31 zuführen, insbesondere kann sie die Hydraulikdrücke der Scheibenbremsen 5 und 31 erhöhen, selbst in einer Betriebsart, in welcher der Hydraulikdruck nicht entsprechend dem Betrag der Betätigung des Bremspedals 6 bestimmt wird.
Folglich weist die ESC 11 eine zugehörige Steuereinrichtung auf, die beispielsweise durch einen Mikrocomputer aufgebaut sein kann, insbesondere die Steuereinheit 13 der Hydraulikdruckzufuhreinrichtung (im Folgenden als "Steuereinheit 13" bezeichnet). Die Steuereinheit 13 ist eingerichtet, um eine Betätigungssteuerung zum Öffnen und Schließen aller Steuerventile (nicht gezeigt) der ESC 11 oder zum Drehen oder Anhalten eines Elektromotors für eine Hydraulikpumpe (nicht gezeigt) durchzuführen, um eine Steuerung zum Verstärken, Verringern oder Beibehalten der Bremshydraulikdrücke durchzuführen, die von den bremsseitigen Leitungsabschnitten 12A bis 12D an die jeweiligen Scheibenbremsen 5 und 31 zugeführt werden. Auf diese Weise werden verschiedene Arten der Bremssteuerung durchgeführt, beispielsweise eine Verstärkungssteuerung, Bremskraftverteilungssteuerung, Bremshilfssteuerung, Antiblockiersteuerung (ABS), Traktionssteuerung, Fahrzeugstabilisierungssteuerung, die eine Antischlupfsteuerung umfasst, eine Berganfahrhilfssteuerung und eine Automatikfahrsteuerung.
Es wird der Steuereinheit 13 Leistung von einer Batterie 14 über eine Leistungszufuhrleitung 15 zugeführt. Wie es in 1 dargestellt ist, ist die Steuereinheit 13 mit dem Fahrzeugdatenbus 16 verbunden. Anstelle der ESC 11 kann auch eine bekannte ABS-Einheit verwendet werden. Ferner können der Hauptzylinder 8 und die bremsseitigen Leitungsabschnitte 12A bis 12D direkt verbunden sein, ohne Bereitstellung der ESC 11, das heißt unter Auslassung der ESC 11.
Der Fahrzeugdatenbus 16 weist ein Controller Area Network (CAN) auf, das als eine serielle Kommunikationseinheit fungiert, die in dem Fahrzeugkörper 1 installiert ist, wobei dieses eingerichtet ist, um für eine große Anzahl von elektronischen Einrichtungen in dem Fahrzeug, die Steuereinheit 13, die Parkbremssteuereinrichtung 19 und dergleichen, die in dem Fahrzeug eingebaut sind, eine Multiplex-Kommunikation durchzuführen. In diesem Fall umfassen Fahrzeuginformationen, die zum Fahrzeugdatenbus 16 zu übertragen sind, Informationen (Fahrzeuginformationen) basierend auf Detektionssignalen beispielsweise vom Bremsbetätigungsdetektionssensor 6A, von Drucksensoren 17, die eingerichtet sind, um die Hauptzylinderhydraulikdrücke (Bremshydraulikdrücke) zu detektieren, von einem Zündschalter, einem Sitzgurtsensor, einem Türschlosssensor, einem Türöffnungssensor, einem Sitzsensor, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einem Lenkwinkelsensor, einem Gaspedalsensor (Gaspedalbetätigungssensor), einem Fahrpedalsensor, einem Motordrehsensor, einer Stereokamera, einem Millimeterwellenradar, einem Neigungssensor, einem Schaltsensor, einem Beschleunigungssensor, einem Radgeschwindigkeitssensor und einem Kippsensor, der eingerichtet ist, um die Bewegung des Fahrzeugs in einer Kipprichtung bzw. Nickrichtung (pitch direction) zu detektieren.
Ein Parkbremsschalter 18 (PKB SW, dargestellt in 2) ist in der Nähe eines Fahrersitzes (nicht gezeigt) im Fahrzeugkörper 1 vorgesehen. Der Parkbremsschalter 18 wird von einem Fahrer betätigt. Der Parkbremsschalter 18 ist eingerichtet, um ein Signal (Betätigungsanforderungssignal), das einer Betätigungsanforderung vom Fahrer (Anwendungsanforderung oder Freigabeanforderung) für die Parkbremse entspricht, an die Parkbremssteuereinrichtung 19 zu übertragen. Insbesondere gibt der Parkbremsschalter 18 das Signal (Anwendungsanforderungssignal oder Freigabeanforderungssignal) zur Anwendungsbetätigung oder Freigabebetätigung von Bremsbelägen 33 (vgl. 3) basierend auf einem Antrieb (Drehung) von Elektromotoren 43B an die Parkbremssteuereinrichtung 19, die als Steuereinrichtung (Steuereinheit) fungiert, aus.
Wenn der Parkbremsschalter 18 von einem Fahrer in Richtung zum Bremsen betätigt wird, insbesondere wenn die Anwendungsanforderung (Beibehaltungsanforderung oder Antriebsanforderung) zum Anwenden der Bremskraft auf das Fahrzeug gegeben wird, wird das Anwendungsanforderungssignal vom Parkbremsschalter 18 ausgegeben. In diesem Fall wird Leistung zum Drehen des Elektromotors 43B in Richtung zum Bremsen von der Parkbremssteuereinrichtung 19 an die Scheibenbremsen 31 für die Hinterräder 3 zugeführt. Somit werden die Scheibenbremsen 31 für die Hinterräder 3 in einen Zustand gebracht, in dem die Bremskraft als Parkbremsen oder Hilfsbremsen angewendet wird, das heißt in einen angewendeten Zustand.
Wenn ferner der Parkbremsschalter 18 vom Fahrer in Richtung zum Lösen bzw. Freigeben der Bremse betätigt wird, insbesondere wenn die Freigabeanforderung (Löseanforderung) zum Lösen der Bremskraft des Fahrzeugs gegeben wird, wird das Freigabeanforderungssignal von dem Parkbremsschalter 18 ausgegeben. In diesem Fall wird Leistung zum Drehen des Motors in Richtung entgegengesetzt zur Richtung des Bremsens von der Parkbremssteuereinrichtung 19 an die Elektromotoren 43B für die Scheibenbremsen 31 zugeführt. Somit werden die Scheibenbremsen 31 für die Hinterräder 3 in einen Zustand gebracht, in dem die Anwendung der Bremskraft als Parkbremsen oder Hilfsbremsen aufgehoben wird, das heißt in einen Freigabezustand.
In der folgenden Beschreibung wird ein Vorgang des Anwendens der Parkbremse, insbesondere ein Vorgang des Anwendens bzw. Aufbringens bestimmter Druckkräfte (Klemmkräfte) auf die Bremsbeläge 33, dargestellt in 3, zur Beibehaltung eines Kolbens 39 in einem Bremszustand als "Anwendung" bezeichnet. Ferner wird ein Vorgang des Freigebens der Parkbremse, insbesondere ein Vorgang des Freigebens bzw. Lösens eines beibehaltenen Zustands des Kolbens 39 zum Aufheben der Klemmkräfte als "Freigabe" bezeichnet.
Die Parkbremse kann automatisch angewendet (Auto-angewendet) werden, basierend auf einer automatischen Anwendungsanforderung, die gemäß einer Anwendungsbestimmungslogik für die Parkbremse in der Parkbremssteuereinrichtung 19 gegeben wird, beispielsweise wenn das Fahrzeug sich eine bestimmte Zeit in einem angehaltenen Zustand befindet, wobei ein angehaltener Zustand des Fahrzeugs insbesondere basierend darauf ermittelt wird, dass ein Zustand, in dem eine Geschwindigkeit, detektiert vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, weniger als 4 km/h beträgt, eine bestimmte Zeit andauert, zusammen mit einer Verlangsamung während des Fahrens, wenn ein Motor angehalten wird, wenn ein Schalthebel in eine P-Position (Parken) gebracht wird, wenn eine Tür geöffnet wird oder wenn ein Sitzgurt nicht angelegt ist. Ferner kann die Parkbremse automatisch freigegeben werden (Auto-Freigabe), basierend auf einer automatischen Freigabeanforderung, die gemäß einer Freigabebestimmungslogik für die Parkbremse in der Parkbremssteuereinrichtung 19 gegeben wird, beispielsweise wenn sich das Fahrzeug in einem Fahrzustand befindet, wobei ein Fahrzustand des Fahrzeugs insbesondere basierend darauf ermittelt wird, dass ein Zustand, in dem eine Geschwindigkeit, detektiert vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, 5 km/h beträgt, eine bestimmte Zeit andauert, zusammen mit einer Beschleunigung aus dem angehaltenen Zustand, wenn ein Fahrpedal betätigt wird, wenn ein Kupplungspedal betätigt wird oder wenn der Schalthebel in eine Position gebracht wird, die nicht P (Parken) und N (Leerlauf) ist.
Wenn ferner eine dynamische Anwendungsanforderung durch den Parkbremsschalter 18 während des Fahrens des Fahrzeugs gegeben wird, wenn beispielsweise während des Fahrens eine sogenannte Parkbremsanforderung zur Benutzung der Parkbremse als Hilfsbremse zur Durchführung einer Nothaltsteuerung gegeben wird, kann die Anwendung und die Freigabe der Bremskraft durch die Parkbremssteuereinrichtung 19 gemäß einem Zustand der Räder (der Hinterräder 3), insbesondere ob oder ob nicht die Räder blockieren (rutschen), automatisch durchgeführt werden (ABS-Steuerung).
Als Nächstes wird die Parkbremssteuereinrichtung 19, die als Steuereinheit der Bremseinrichtung dient, mit Bezug auf 2 beschrieben.
Die Parkbremssteuereinrichtung 19 baut zusammen mit den beiden Scheibenbremsen 31 links und rechts ein elektrisches Bremssystem (Bremseinrichtung) auf. Die Parkbremssteuereinrichtung 19 weist einen Rechenschaltkreis (CPU) 20, der von einem Mikrocomputer oder dergleichen aufgebaut ist, einen Speicher (Speichereinheit) 21, eine Spannungssensoreinheit 22, Motorantriebsschaltkreise 23 und Stromsensoreinheiten 24 auf. Der Rechenschaltkreis 20, der Speicher 21, die Spannungssensoreinheit 22, die Motorantriebsschaltkreise 23 und die Stromsensoreinheiten 24 der Parkbremssteuereinrichtung 19 müssen nicht immer in einem einzigen Gehäuse (nicht gezeigt) vorgesehen sein, vielmehr können sie als unabhängige Körper aufgebaut sein.
Der Rechenschaltkreis 20, der Speicher 21 und alle Motorantriebsschaltkreise 23 der Parkbremssteuereinrichtung 19 bauen eine Steuereinheit auf, die eingerichtet ist, um die Anwendungssteuerung zum Anwenden der Bremskraft auf das Fahrzeug durch Zuführen von Leistung zum später beschriebenen Elektromotor 43B und die Freigabesteuerung zum Freigeben der Bremskraft durchzuführen. Jede der Stromsensoreinheiten 24 baut eine Stromüberwachungseinheit auf, die eingerichtet ist, um einen Motorstrom zu überwachen, der veranlasst wird, durch die Elektromotoren 43B zu fließen, währen der Motorstrom detektiert wird.
Von der Batterie 14 wird Leistung über die Leistungszufuhrleitung 15 zur Parkbremssteuereinrichtung 19 zugeführt. Die Parkbremssteuereinrichtung 19 steuert die Elektromotoren 43B der Scheibenbremsen 31, um die Bremskraft (Parkbremse oder Hilfsbremse) zu erzeugen, wenn das Fahrzeug geparkt wird oder anhält, oder während des Fahrens, sofern erforderlich. Insbesondere steuert die Parkbremssteuereinrichtung 19 den Betrieb der Elektromotoren 43B, um die Scheibenbremsen 31 als Parkbremsen oder Hilfsbremsen, sofern erforderlich, zu betätigen. Aus diesem Grund ist, wie es in 1 bis 3 dargestellt ist, eine Eingabeseite der Parkbremssteuereinrichtung 19 mit dem Fahrzeugdatenbus 16, dem Parkbremsschalter 18 und dergleichen verbunden, wobei eine Ausgabeseite mit den Elektromotoren 43B der Scheibenbremsen 31 verbunden ist.
Die Parkbremssteuereinrichtung 19 steuert den Betrieb der Elektromotoren 43B basierend auf der Betätigungsanforderung (Anwendungsanforderung oder Freigabeanforderung) als Antwort auf die Betätigung des Parkbremsschalters 18 durch den Fahrer, die Betätigungsanforderung gemäß den Anwendungs- und Freigabebestimmungslogiken für die Parkbremsen und die Betätigungsanforderung durch die ABS-Steuerung, um dadurch die Anwendung (Beibehaltung) oder Freigabe (Lösen) der Scheibenbremsen 31 durchzuführen. Die Parkbremssteuereinrichtung 19 kann vom Fahrzeugdatenbus 16 mehrere Fahrzeuginformationen beziehen, beispielsweise verschiedene Zustandsgrößen des Fahrzeugs, die zur Steuerung der Parkbremsen nötig sind. Die Fahrzeuginformationen, die vom Fahrzeugdatenbus 16 bezogen werden, können durch eine direkte Verbindung eines Sensors, der zur Detektion der Informationen eingerichtet ist, mit der Parkbremssteuereinrichtung 19 bezogen bzw. erhalten werden.
Der Rechenschaltkreis 20 der Parkbremssteuereinrichtung 19 kann so eingerichtet sein, dass die Betätigungsanforderung basierend auf den oben beschriebenen Bestimmungslogiken oder der ABS-Steuerung von einer weiteren Steuereinrichtung eingegeben wird, beispielsweise der Steuereinheit 13, die mit dem Fahrzeugdatenbus 16 verbunden ist. In diesem Fall kann die Bestimmung der Anwendung und Freigabe der Parkbremsen gemäß den oben beschriebenen Bestimmungslogiken und der ABS-Steuerung durch eine weitere Steuereinrichtung durchgeführt werden, beispielsweise der Steuereinheit 13, anstelle der Parkbremssteuereinrichtung 19. In anderen Worten kann die Steuerung, die von der Parkbremssteuereinrichtung 19 durchgeführt wird, mit denen der Steuereinheit 13 integriert werden.
Gemäß dieser Ausführungsform ist die Parkbremssteuereinrichtung 19 so aufgebaut, dass sie unabhängig von der Steuereinheit 13 der ESC 11 ist. Allerdings kann die Parkbremssteuereinrichtung 19 integral mit der Steuereinheit 13 aufgebaut sein. Wenngleich die Parkbremssteuereinrichtung 19 die beiden, das heißt die linke und rechte Scheibenbremse 31, steuert, kann die Parkbremssteuereinrichtung 19 auch für sowohl die linke als auch die rechte Scheibenbremse 31 vorgesehen sein. In diesem Fall kann die Parkbremssteuereinrichtung 19 integral mit jeder der Scheibenbremsen 31 vorgesehen sein.
Der Speicher 21 der Parkbremssteuereinrichtung 19 baut ein Speichermittel (Speichereinheit) auf, das beispielsweise durch einen nicht-flüchtigen Speicher, einen ROM, RAM oder EEPROM aufgebaut sein kann. Der Speicher 21 speichert das Arbeitsprogramm zum Ausführen der Ablaufsteuerung, dargestellt in 4 und 5, zusätzlich zu Programmen der oben dargelegten Anwendungs- und Freigabebestimmungslogiken für die Parkbremsen und die ABS-Steuerung. Ferner speichert der Speicher 21 auf eine aktualisierbare Weise eine bestimmte Anzahl bzw. Häufigkeit von Zeitpunkten der Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme, dargestellt in 4, einen ersten Zähler und einen zweiten Zähler (Zählwerte C1 und C2) und bestimmte Zählschwellwerte Ca und Cb, dargestellt in 5, einen ersten Stromschwellwert Im1 und einen zweiten Stromschwellwert Im2, eine bestimmte Zeitdauer T1 zum Ermitteln eines Einschaltstroms (A0) und eine bestimmte Zeitdauer T2 zum Ermitteln der Beendigung des Klemmens, dargestellt in 5, und dergleichen.
Ferner ist die Ablaufsteuerung, dargestellt in 4 und 5, ein spezifisches Beispiel einer Steuereinheit der stufenweisen Zunahme, die zur stufenweisen Erhöhung der Klemmkraft, angewendet durch Bremselemente auf das abzubremsende Element, eingerichtet ist. Insbesondere ist die Steuereinheit der stufenweisen Zunahme eingerichtet, um eine Steuerung zur Durchführung der Zufuhr und des Stoppens von Leistung zum Elektromotor 43B gemäß der bestimmten, im Voraus festgelegten Häufigkeit auszuführen, um die Klemmkraft gemäß den Arbeitsabläufen, dargestellt in 4 und 5, stufenweise zu erhöhen, wenn der Beginn des Kontakts zwischen dem Scheibenrotor 4 und den Bremsbelägen 33 durch Leistungszufuhr von der Bremssteuereinrichtung 19 zum Elektromotor 43B basierend auf dem Motorstrom von der Stromsensoreinheit 24 detektiert wird.
Wie es in 2 dargestellt ist, weist die Parkbremssteuereinrichtung 19 auf: die Spannungssensoreinheit 22, die eingerichtet ist, um die Spannung von der Leistungszufuhrleitung 15 zu detektieren, den linken und rechten Motorantriebsschaltkreis 23, die eingerichtet sind, um die Elektromotoren 43B für die linke und rechte Scheibenbremse 31 unabhängig zu betätigen, die linke und rechte Stromsensoreinheit 24, die als Stromüberwachungseinheiten fungieren, die eingerichtet sind, um die Motorströme, die dem linken und rechten Elektromotor 43B zugeführt oder veranlasst werden, durch diese zu fließen, individuell zu detektieren, und dergleichen. Die Spannungssensoreinheit 22, die Motorantriebsschaltkreise 23 und Stromsensoreinheiten 24 der Parkbremssteuereinrichtung 19 sind mit dem Rechenschaltkreis 20 verbunden.
Wenn auf diese Weise die Anwendung oder die Freigabe durchgeführt wird, kann der Rechenschaltkreis 20 der Parkbremssteuereinrichtung 19 beispielsweise den Kontakt und die Trennung zwischen dem Scheibenrotor 4 und den Bremsbelägen 33 ermitteln und den Betrieb oder Stopp der Elektromotoren 43B bestimmen, insbesondere die Beendigung der Anwendung bestimmen oder die Beendigung der Freigabe bestimmen, basierend auf einer Änderung des Motorstroms Im (vgl. beispielsweise 6) des Elektromotors 43B, der von den Stromsensoreinheiten 24 detektiert wird.
Als Nächstes wird ein Aufbau der Scheibenbremsen 31, welche die elektrische Parkbremsfunktion aufweisen, die an der Seite des linken und rechten Hinterrads 3 vorgesehen sind, mit Bezug auf 3 beschrieben. In 3 ist lediglich eine der Scheibenbremsen 31 links und rechts, die entsprechend dem linken und rechten Hinterrad 3 vorgesehen sind, beispielhaft dargestellt.
Die beiden Scheibenbremsen 31, die entsprechend links und rechts bezüglich des Fahrzeugs vorgesehen sind, sind als Hydraulikscheibenbremsen aufgebaut, die jeweils die elektrische Parkbremsfunktion aufweisen. Die Scheibenbremsen 31 bauen zusammen mit der Parkbremssteuereinrichtung 19 ein Bremssystem (Bremseinrichtung) auf. Jede der Scheibenbremsen 31 weist ein Montageelement 32, das an einem sich nicht drehenden Abschnitt an der Seite des Hinterrads 3 des Fahrzeugs anzubringen ist, den innenseitigen Bremsbelag 33 und den außenseitigen Bremsbelag 33, die als Bremselemente fungieren, und einen Bremssattel 34 auf, der als ein Bremsmechanismus fungiert, der mit einem Elektroaktuator 43 vorgesehen ist.
In diesem Fall schiebt die Scheibenbremse 31 die Bremsbeläge 33 durch den Kolben 39 aufgrund des Hydraulikdrucks basierend auf der Betätigung des Bremspedals 6 oder dergleichen, um die Bremsbeläge 33 gegen den Scheibenrotor 4 zu drücken, wodurch die Bremskraft auf das Rad (Hinterrad 3) und schließlich das Fahrzeug angewendet bzw. aufgebracht wird. Ferner schiebt die Scheibenbremse 31 den Kolben 39 durch den Elektromotor 43B vermittels eines später beschriebenen Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40, um die Bremsbeläge 33 gegen den Scheibenrotor 4 zu drücken, wodurch eine Bremskraft auf das Rad (Hinterrad 3) und schließlich das Fahrzeug angewendet wird.
Das Montageelement 32 weist auf: ein Paar von Armabschnitten (nicht gezeigt), die sich in einer Axialrichtung des Scheibenrotors 4, insbesondere einer Scheibenachsenrichtung, erstrecken, um sich über einen Außenumfang des Scheibenrotors 4 zu erstrecken, und wobei diese in der Scheibenumfangsrichtung voneinander beabstandet sind, einen dicken Lagerabschnitt 32A, der eingerichtet ist, um Basisendseiten der Armabschnitte integral miteinander zu verbinden und der an einem sich nicht drehenden Abschnitt des Fahrzeugs an einer Position an einer Innenseite des Scheibenrotors 4 befestigt ist, und einen Verstärkungsträger 32B, der eingerichtet ist, um entfernte Endseiten der Armabschnitte an einer Position an einer Außenseite des Scheibenrotors 4 miteinander zu verbinden.
Der innenseitige Bremsbelag 33 und der außenseitige Bremsbelag 33 sind so angeordnet, dass diese mit beiden Flächen des Scheibenrotors 4 in Kontakt kommen können, und sie werden von entsprechenden Armabschnitten des Montageelements 32 unterstützt bzw. gelagert, um in der Scheibenachsenrichtung bewegbar zu sein. Wenn das Bremsen durch die Scheibenbremse 31 aufgehoben wird, wird ein Spalt, der einem Belagzwischenraum δ1 (vgl. 3) entspricht, zwischen dem innenseitigen Bremsbelag 33 und dem Scheibenrotor 4 und zwischen dem außenseitigen Bremsbelag 33 und dem Scheibenrotor 4 ausgebildet. Wenn eine Bremsbetätigung der Scheibenbremse 31 durchgeführt wird, werden der innenseitige Bremsbelag 33 und der außenseitige Bremsbelag 33 durch den Bremssattel 34 beidseitig gegen die Flächen des Scheibenrotors 4 gedrückt, so dass die oben genannten Belagzwischenräume δ1 verschwinden. Somit drücken die Bremsbeläge 33 gegen den Scheibenrotor 4, der sich zusammen mit dem Rad (Hinterrad 3) dreht, beidseitig gegen die Flächen, um den Scheibenrotor 4 einzuklemmen, wodurch die Bremskraft auf das Fahrzeug angewendet wird.
Der Bremssattel 34, der als Radzylinder fungiert, ist an dem Montageelement 32 vorgesehen, um sich über die Außenumfangsseite des Scheibenrotors 4 zu erstrecken. Der Bremssattel 34 weist auf: einen Bremssattelhauptkörper 35, der so gelagert bzw. unterstützt ist, dass dieser entlang der Axialrichtung des Scheibenrotors 4 relativ zu den Armabschnitten des Montageelements 32 bewegbar ist, den Kolben 39, der verschiebbar in den Bremssattelhauptkörper 35 eingebracht und eingepasst ist, den Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40, den Elektroaktuator 43 und dergleichen. Der Bremssattel 34 nutzt den Kolben 39, der durch den Hydraulikdruck betätigt wird, der basierend auf der Betätigung des Bremspedals 6 erzeugt wird, um die Bremsbeläge 33 vorzuschieben.
Der Bremssattelhauptkörper 35 weist einen Zylinderabschnitt 36, einen Brückenabschnitt 37 und einen Klauenabschnitt 38 auf. Der Zylinderabschnitt 36 ist in einer einseitig geschlossenen zylindrischen Form ausgebildet, bei der eine Seite in der Axialrichtung durch einen Trennwandabschnitt 36A geschlossen ist, und wobei die andere Seite, gegenüber dem Scheibenrotor 4, offen ist. Der Brückenabschnitt 37 ist ausgebildet, um sich vom Zylinderabschnitt 36 in der Scheibenachsenrichtung zu erstrecken, so dass sich dieser über die Außenumfangsseite des Scheibenrotors 4 erstreckt. Der Klauenabschnitt 38 erstreckt sich vom Brückenabschnitt 37 an einer Seite gegenüber dem Zylinderabschnitt 36 radial nach innen und ist angeordnet, um mit einer Rückflächenseite des außenseitigen Bremsbelags 33 in Kontakt zu kommen.
Der Hydraulikdruck, der zusammen mit dem Niederdrücken des Bremspedals 6 erzeugt wird, wird über den bremsseitigen Leitungsabschnitt 12C oder 12D, dargestellt in 1, zum Zylinderabschnitt 36 des Bremssattelhauptkörpers 35 zugeführt. Der Trennwandabschnitt 36A ist integral mit dem Zylinderabschnitt 36 ausgebildet. Der Trennwandabschnitt 36A ist zwischen dem Zylinderabschnitt 36 und dem Elektroaktuator 43 vorgesehen. Der Trennwandabschnitt 36A weist eine Durchgangsöffnung auf, die sich in der Axialrichtung erstreckt. An einer Innenumfangsseite des Trennwandabschnitts 36A ist eine Ausgabewelle 43C des Elektroaktuators 43 drehbar eingebracht.
In dem Zylinderabschnitt 36 des Bremssattelhauptkörpers 35 sind der Kolben 39, der als Druckelement (bewegliches Element) fungiert, und der Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 vorgesehen. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 in dem Kolben 39 aufgenommen. Allerdings muss der Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 lediglich so eingerichtet sein, dass dieser den Kolben 39 vorschiebt, und es ist nicht immer erforderlich, dass dieser in dem Kolben 39 aufgenommen ist.
Der Kolben 39 bewegt die Bremsbeläge 33 zum Scheibenrotor 4 oder in einer Richtung vom Scheibenrotor 4 weg. Eine axiale Seite des Kolbens 39 ist offen, wohingegen die andere axiale Seite desselben, die dem innenseitigen Bremsbelag 33 zugewandt ist, durch einen Verschlussabschnitt 39A verschlossen ist. Der Kolben 39 ist verschiebbar in den Zylinderabschnitt 36 eingebracht.
Der Kolben 39 wird durch Stromzufuhr (Energiezufuhr) zum Elektromotor 43B des Elektroaktuators 43 im Zylinderabschnitt 36 in der Axialrichtung bewegt, und er wird zudem auch durch Zufuhr des Hydraulikdrucks in den Zylinderabschnitt 36 basierend auf einem Niederdrücken des Bremspedals 6 in der Axialrichtung bewegt. In diesem Fall wird die Bewegung des Kolbens 39, die vom Elektroaktuator 43 (Elektromotor 43B) bewirkt wird, durch Anwenden eines Drucks durch ein linear bewegliches Element 42 durchgeführt. Ferner ist der Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 in dem Kolben 39 aufgenommen. Der Kolben 39 ist eingerichtet, um durch den Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 in der Axialrichtung des Zylinderabschnitts 36 verschiebbar zu sein.
Der Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 weist Funktionen des Verschiebens des Kolbens 39 des Bremssattels 34 in der Axialrichtung durch eine externe Kraft, insbesondere eine Kraft, die vom Elektroaktuator 43 erzeugt wird, die sich von einer Kraft unterscheidet, die durch die Zufuhr des Hydraulikdrucks in den Zylinderabschnitt 36 erzeugt wird, und des Beibehaltens des Schubkolbens 39 und der Bremsbeläge 33 an diesen Positionen auf. Somit wird die Parkbremse in den angewendeten Zustand (Haltezustand) gebracht. Ferner bewirkt der Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40, dass der Kolben 39 vom Elektroaktuator 43 in einer Richtung entgegengesetzt zur Schubrichtung zurückgezogen wird, um die Parkbremse in den Freigabezustand (gelösten Zustand) zu bringen. Ferner sind die linke und rechte Scheibenbremse 31 entsprechend am linken und rechten Hinterrad 3 vorgesehen, und folglich sind auch der Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 und die Elektroaktuatoren 43 jeweils links und rechts bezüglich des Fahrzeugs vorgesehen.
Der Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 weist als ein Spindelmuttermechanismus ein Gewindeelement 41, das einen stabförmigen Körper hat, an dem ein Außengewinde, beispielsweise ein Trapezgewinde, ausgebildet ist, und ein linear bewegliches Element 42 auf, das eine Innengewindeöffnung hat, an deren Innenseite ein Trapezgewinde ausgebildet ist. Das linear bewegliche Element 42 dient als angetriebenes Element (Schubelement), wobei dieses durch den Elektroaktuator 43 zum Kolben 39 oder in einer Richtung vom Kolben 39 weg bewegbar ist. Insbesondere baut das Gewindeelement 41, das in die Innenumfangsseite des linear beweglichen Elements 42 eingeschraubt ist, einen Schraubmechanismus auf, der eingerichtet ist, um eine Drehbewegung des Elektroaktuators 43 in eine Linearbewegung des linear beweglichen Elements 42 umzuwandeln. In diesem Fall sind das Innengewinde des linear beweglichen Elements 42 und das Außengewinde des Gewindeelements 41 unter Verwendung eines Gewindes ausgebildet, das eine hohe Irreversibilität bzw. Unumkehrbarkeit aufweist, das in dieser Ausführungsform das Trapezgewinde ist, wodurch ein Druckelementhaltemechanismus aufgebaut wird.
Insbesondere ist der Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 als Druckelementhaltemechanismus aufgebaut, der eingerichtet ist, um durch eine Reibungskraft (Rückhaltekraft) das linear bewegliche Element 42, insbesondere den Kolben 39, an einer geeigneten Position zu halten, selbst in einem Zustand, in dem die Leistungszufuhr zum Elektromotor 43B unterbrochen ist. Der Druckelementhaltemechanismus muss nur den Kolben 39 an der Position halten, die durch Verschiebung vom Elektroaktuator 43 erreicht ist, und kann beispielsweise eine übliche Schraube, die einen dreieckigen Querschnitt aufweist, oder ein Schneckenrad ohne Trapezgewinde mit einer hohen Irreversibilität bzw. Unumkehrbarkeit sein.
Das Gewindeelement 41, das so vorgesehen ist, dass dieses an der Innenumfangsseite des linear beweglichen Elements 42 im Gewindeeingriff steht, ist mit einem Flanschabschnitt 41A vorgesehen, der ein Flanschabschnitt mit einem großen Durchmesser an einer axialen Seite ist. Die andere axiale Seite des Gewindeelements 41 erstreckt sich zum Verschlussabschnitt 39A des Kolbens 39. Das Gewindeelement 41 ist am Flanschabschnitt 41A mit der Ausgabewelle 43C des Elektroaktuators 43 integral verbunden. Ferner ist an einer Außenumfangsseite des linear beweglichen Elements 42 ein Eingriffsvorsprungabschnitt 42A vorgesehen, der eingerichtet ist, um eine Relativbewegung des linear beweglichen Elements 42 in der Axialrichtung zu ermöglichen, während eine Drehung des linear beweglichen Elements 42 vermieden oder eine Relativdrehung relativ zum Kolben 39 begrenzt wird. Auf diese Weise wird das linear bewegliche Element 42 durch Betreiben des Elektromotors 43B linear bewegt, um mit dem Kolben 39 in Kontakt zu kommen, wodurch der Kolben 39 in der Axialrichtung bewegt wird.
Der Elektroaktuator 43 ist an dem Bremssattelhauptkörper 35 des Bremssattels 34 befestigt. Der Elektroaktuator 43 betätigt (wendet an oder gibt frei) die Scheibenbremse 31 basierend auf dem Betätigungsanforderungssignal vom Parkbremsschalter 18, den Anwendungs- und Freigabebestimmungslogiken für die Parkbremse und der ABS-Steuerung, wie oben beschrieben. Der Elektroaktuator 43 weist ein Gehäuse 43A, den Elektromotor 43B, einen Drehzahlminderer (nicht gezeigt) und die Ausgabewelle 43C auf. Das Gehäuse 43A ist an einer Außenseite des Trennwandabschnitts 36A angebracht. Der Elektromotor 43B ist in dem Gehäuse 43A vorgesehen und weist einen Stator, einen Rotor und dergleichen auf, um den Kolben 39 durch Zufuhr von Leistung (Strom) in der Axialrichtung zu bewegen. Der Drehzahlminderer (nicht gezeigt) ist eingerichtet, um die Drehung des Elektromotors 43B zu verlangsamen, wodurch ein Drehmoment erhöht wird. Die Ausgabewelle 43C ist eingerichtet, um das Drehmoment nach der Verstärkung durch den Drehzahlminderer auszugeben.
Der Elektromotor 43B kann beispielsweise als ein Gleichstrom-Bürstenmotor aufgebaut sein. Die Ausgabewelle 43C erstreckt sich, so dass diese in der Axialrichtung durch den Trennwandabschnitt 36A des Zylinderabschnitts 36 tritt, und ist im Zylinderabschnitt 36 mit einem Endabschnitt des Flanschabschnitts 41A des Gewindeelements 41 verbunden, um sich integral mit dem Gewindeelement 41 zu drehen. Ein Verbindungsmechanismus bzw. Kopplungsmechanismus zwischen der Ausgabewelle 43C und dem Gewindeelement 41 kann beispielsweise aufgebaut sein, um in der Axialrichtung bewegbar zu sein und in einer Drehrichtung nicht drehbar zu sein. In diesem Fall wird eine allgemein bekannte Technologie verwendet, beispielsweise eine Keilpassung (spline fitting) oder eine Passung mit einem polygonförmigen Stab (nicht-kreisförmige Passung).
Als Drehzahlminderer kann beispielsweise ein Planetenrad-Drehzahlminderer, ein Schneckenrad-Drehzahlminderer oder dergleichen verwendet werden. Abgesehen von der Verwendung eines allgemein bekannten Drehzahlminderers ohne umgekehrte bzw. reversible Betriebsfähigkeit (mit Unumkehrbarkeit), wie etwa der Schneckenrad-Drehzahlminderer, kann auch ein allgemein bekannter Mechanismus mit Umkehrbarkeit, wie etwa eine Kugelgewindespindel oder ein Kugel-/Rampenmechanismus verwendet werden. In diesem Fall kann der Druckelementhaltemechanismus beispielsweise durch einen umkehrbaren Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung und einen unumkehrbaren Drehzahlminderer aufgebaut sein.
Wenn der Fahrer des Fahrzeugs den Parkbremsschalter 18 betätigt, wird dem Elektromotor 43B Leistung über die Parkbremssteuereinrichtung 19 zugeführt, um die Ausgabewelle 43C des Elektroaktuators 43 zu drehen. Somit dreht sich das Gewindeelement 41 des Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 integral mit der Ausgabewelle 43C in einer Richtung, in welcher der Kolben 39 über das linear bewegliche Element 42 zum Scheibenrotor 4 vorgeschoben (betätigt) wird. Der Scheibenrotor wird dann zwischen dem innenseitigen Bremsbelag 33 und dem außenseitigen Bremsbelag 33 von beiden Seiten in der Axialrichtung sandwichartig eingeklemmt, wodurch die Scheibenbremse 31 in einen Zustand gebracht wird, in dem die Bremskraft als elektrische Parkbremse angewendet wird, insbesondere in den angewendeten Zustand (den Haltezustand).
Wenn ferner der Parkbremsschalter 18 in Richtung zur Freigabe des Bremsens betätigt wird, wird das Gewindeelement 41 des Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 durch den Elektroaktuator 43 in der anderen Richtung (entgegengesetzte Richtung) drehend angetrieben. Somit werden das linear bewegliche Element 42 und der Kolben 39 in einem Fall ohne Anwendung des Hydraulikdrucks in der Richtung vom Scheibenrotor 4 weg angetrieben, um die Scheibenbremse 31 in einen Zustand zu bringen, in dem die Anwendung der Bremskraft als Parkbremse aufgehoben ist, das heißt einen Freigabezustand (gelösten Zustand). In diesem Fall wird ein Zwischenraum für einen Spalt δ2, dargestellt in 3, zwischen dem Verschlussabschnitt 39A des Kolbens 39 und einem entfernten Ende des linear beweglichen Elements 42 ausgebildet.
Wenn beim Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 das Gewindeelement 41 relativ zum linear beweglichen Element 42 gedreht wird, wird die Drehung des linear beweglichen Elements 42 in dem Kolben 39 begrenzt. Folglich bewegt sich das linear bewegliche Element 42 relativ gesehen in der Axialrichtung gemäß einem Drehwinkel des Gewindeelements 41. Auf diese Weise wandelt der Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 die Drehbewegung in eine Linearbewegung um, so dass der Kolben 39 von dem linear beweglichen Element 42 in der Axialrichtung geschoben wird. Ferner hält diesbezüglich der Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 das linear bewegliche Element 42 an einer geeigneten Position mittels einer Reibungskraft, die zwischen dem linear beweglichen Element 42 und dem Gewindeelement 41 erzeugt wird, wodurch der Kolben 39 und die Bremsbeläge 33 nach dem Schub durch den Elektroaktuator 43 an Positionen gehalten werden.
Am Trennwandabschnitt 36A des Zylinderabschnitts 36 ist ein Schublager 44 zwischen dem Trennwandabschnitt 36A und dem Flanschabschnitt 41A des Gewindeelements 41 vorgesehen. Das Schublager 44 empfängt die Anwendung einer Schublast von dem Gewindeelement 41 zusammen mit dem Trennwandabschnitt 36A, wodurch die Drehung des Gewindeelements 41 relativ zum Trennwandabschnitt 36A gleichmäßiger gemacht wird. Ferner ist ein Dichtungselement 45 zwischen dem Trennwandabschnitt 36A des Zylinderabschnitts 36 und der Ausgabewelle 43C des Elektroaktuators 43 vorgesehen. Das Dichtungselement 45 dichtet zwischen dem Zylinderabschnitt 36 und dem Elektroaktuator 43 ab, um zu vermeiden, dass das Bremsfluid in dem Zylinderabschnitt 36 zur Seite des Elektroaktuators 43 ausläuft.
An einer offenen Endseite des Zylinderabschnitts 36 sind eine Kolbendichtung 46 und ein Staubschutz 47 vorgesehen. Die Kolbendichtung 46 fungiert als eine elastische Dichtung, die eingerichtet ist, um zwischen dem Zylinderabschnitt 36 und dem Kolben 39 abzudichten. Der Staubschutz 47 ist eingerichtet, um zu vermeiden, dass Fremdstoffe in den Zylinderabschnitt 36 eindringen. Der Staubschutz 47 ist ein flexibles, balgförmiges Dichtungselement und ist zwischen dem offenen Ende des Zylinderabschnitts 36 und einem Außenumfang des Kolbens 39 an einer Seite näher am Verschlussabschnitt 39A angebracht.
Jede Scheibenbremse 5 für die Vorderräder 2 weist einen Aufbau auf, der im Wesentlichen gleich dem jeder Scheibenbremse 31 für die Hinterräder 3 ist, mit Ausnahme des Parkbremsmechanismus. Insbesondere weisen die Scheibenbremsen 5 für die Vorderräder 2 jeweils keinen Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40, Elektroaktuator 43 und dergleichen auf, die in den Scheibenbremsen 31 für die Hinterräder 3, die als Parkbremsen betätigt werden, vorgesehen sind. Anstelle der Scheibenbremsen 5, allerdings, können die Scheibenbremsen 31, die jeweils eine elektrische Parkbremsfunktion aufweisen, für die Vorderräder 2 vorgesehen sein.
Als Nächstes wird eine Anforderung der graduellen Zunahme, dargestellt in 4, beschrieben. Die Anforderung der graduellen Zunahme entspricht einem Fall, in dem die Parkbremssteuereinrichtung 19 beispielsweise eine der folgenden Anforderungen bzw. Befehle (A) bis (C) vom Fahrzeugdatenbus 16 oder dergleichen empfängt. Allerdings sind die Anforderungssignale (A) bis (C) lediglich typische Beispiele, und die Anforderungssignale sind darauf nicht beschränkt.
Das Anforderungssignal (A) ist ein Anforderungssignal zur Prüfung der Klemmkraft zur Zeit des Bremsens, die durch Einklemmen des Scheibenrotors 4 zwischen den beiden Bremsbelägen 33 erzeugt wird, bei einer Vorversandt-Prüfung, die vor dem Versand eines Fahrzeugs aus der Fertigungsstätte durchgeführt wird. Das Anforderungssignal (B) ist ein Anforderungssignal zur Prüfung der Klemmkraft zur Zeit des Bremsens, die gleichermaßen durch Einklemmen des Scheibenrotors 4 zwischen den beiden Bremsbelägen 33 erzeugt wird, wenn eine reguläre Prüfung durchgeführt wird, insbesondere eine Fahrzeuginspektion, die für Fahrzeuge verpflichtend ist. Das Anforderungssignal (C) ist ein Anforderungssignal, das erzeugt wird, wenn eine Nothaltsteuerung als eine sogenannte dynamische Parkbremse durchgeführt wird, zum Betätigen der Scheibenbremse 31 (elektrische Parkbremse) während der Fahrt.
In diesem Fall werden die Anforderungssignale (A) und (B) ausgegeben, wenn beispielswiese ein Signal von den Radgeschwindigkeitssensoren (nicht gezeigt) für die Vorder- und Hinterräder empfangen wird, das identifiziert, dass die Prüfung durch eine bestimmte Prüfeinrichtung (nicht gezeigt) durchgeführt wird, die eingerichtet ist, um die Drehung der Vorderräder des Fahrzeugs zu stoppen und lediglich die Hinterräder zu drehen, und der Parkbremsschalter 18 in Richtung zum Bremsen betätigt wird. Wenn eines der Anforderungssignale (A) und (B) erfasst bzw. bezogen wird, ermittelt die Parkbremssteuereinrichtung 19, dass die Anforderung der graduellen Zunahme gegeben wurde. Die Anforderungssignale (A) und (B) können die gleichen Signale sein. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass die Parkbremssteuereinrichtung 19 ermittelt, ob eine Prüfung eine Vorversandt-Prüfung oder eine Prüfung der Fahrzeuginspektion ist, wobei sie lediglich ermitteln muss, ob oder ob nicht die Anforderung der graduellen Zunahme in einem der Fälle gegeben wurde.
Das Anforderungssignal (C) wird während der Fahrt des Fahrzeugs oder in einem Zustand, in dem unklar ist, ob das Fahrzeug fährt oder hält, beispielsweise aufgrund eines Defekts des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors oder dergleichen, ausgegeben, wenn der Parkbremsschalter 18 in Richtung zum Bremsen betätigt wird. Wenn das Anforderungssignal (C) erhalten wird, kann die Parkbremssteuereinrichtung 19 ermitteln, dass die Anforderung der graduellen Zunahme gegeben wurde.
Als Nächstes wird die Steuerung der stufenweisen Zunahme der Klemmkraft beschrieben, die gemäß den Arbeitsabläufen, dargestellt in 4 und 5, durchgeführt wird, wenn die oben beschriebene Anforderung der graduellen Zunahme gegeben ist, mit Bezug auf die Zeitablaufdaten von einer Zeit Ta1 zu einer Zeit Ta12, gezeigt in 6.
Eine charakteristische Linie 48 der 6 stellt eine Änderungscharakteristik des Motorstroms Im des Elektromotors 43B zur Zeit der Anwendung dar, wenn der Parkbremsschalter 18 in Richtung zum Bremsen betätigt wird. Eine charakteristische Linie 49 stellt eine Charakteristik einer Schubkraft F dar, insbesondere die Klemmkraft, die in dem Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 durch Antreiben des Elektroaktuators 43 erzeugt wird. Eine charakteristische Linie 50 stellt eine Änderungscharakteristik des Zwischenraums dar, beispielsweise des Belagzwischenraums δ1 zwischen dem Scheibenrotor 4 und dem jeweiligen Bremsbelag 33, dargestellt in 3. Der Spalt δ2 (vgl. 3), der zwischen dem Verschlussabschnitt 39A des Kolbens 39 und dem entfernten Ende des linear beweglichen Elements 42 erzeugt wird bzw. entsteht, kann als ein Teil des Zwischenraums umfasst sein.
Insbesondere stellt die charakteristische Linie 50 der 6 eine Änderungscharakteristik des Zwischenraums dar. Der Zwischenraum kann als ein Summenwert der oben beschriebenen Belagzwischenräume δ1 und des Spalts δ2 erhalten werden. Die charakteristische Linie 50 stellt die Änderungscharakteristik des oben beschriebenen Zwischenraums als Zeitfolgedaten vom Zeitpunkt Ta1 zum Zeitpunkt Ta12 mit einer Beziehung zwischen dem Motorstrom Im (charakteristische Linie 48) des Elektromotors 43B und der Schubkraft F (charakteristische Linie 49) des Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 dar.
Wenn der Parkbremsschalter 18 in Richtung zum Bremsen betätigt wird, um einen Anwendungsbefehl zum Zeitpunkt Ta1, gezeigt in 6, auszugeben, wird dem Elektromotor 43B Leistung zugeführt, um den Motorstrom Im in den Einschaltstrom (A0) zu schalten, wodurch dieser mit einem Peak ansteigt, wie es durch die charakteristische Linie 48 dargestellt ist. Insbesondere geht der Elektroaktuator 43 (Elektromotor 43B) vom Zeitpunkt Ta1 zum Zeitpunkt Ta2, gezeigt in 6, von einem angehaltenen Zustand in einen Antriebszustand über, unmittelbar nach der Aktivierung des oder dem Beginn der Leistungszufuhr zum Elektromotor 43B. Nachdem der hohe Einschaltstrom (A0), der den Peak wie durch die charakteristische Linie 48 dargestellt aufweist, erzeugt wurde, wird der Elektroaktuator 43 (Elektromotor 43B) somit in den Antriebszustand gebracht. Somit verringert sich der Motorstrom Im des Elektromotors 43B allmählich.
Der Einschaltstrom (A0) ist ein Strom, der an der Erzeugung der Klemmkraft nicht wesentlich beteiligt ist. Folglich ist die Schubkraft F der Bremse null, das heißt F = 0, wie es durch die charakteristische Linie 49, gezeigt in 6, dargestellt ist. Eine bestimmte Zeitdauer T1 vom Zeitpunkt Ta1 zum Zeitpunkt Ta2 in 6 ist eine Zeitdauer, die als eine Charakteristik des Einschaltstroms (A0) bekannt ist. Ein allgemein bekannter Maskierungsvorgang oder dergleichen wird während der bestimmten Zeitdauer T1 durchgeführt, um eine fehlerhafte Ermittlung aufgrund des Einschaltstroms (A0) bezüglich der Detektion und Überwachung des Motorstroms Im zu unterbinden.
Ein erster Stromschwellwert Im1, gezeigt in 6, ist ein voreingestellter Schwellenwert, um eine Kontaktstartposition zwischen dem Scheibenrotor 4 und den Bremsbelägen 33 basierend auf dem Motorstrom Im zu detektieren, der von der Stromsensoreinheit 24 erhalten wird, und ist auf einen Stromwert eingestellt, der größer als ein Stromwert ist, der erhalten wird, wenn der Elektromotor 43B keine Last hat oder ohne Last betrieben wird, wie es durch die charakteristische Linie 48 dargestellt ist. Ein zweiter Stromschwellwert Im2 ist ein voreingestellter Schwellenwert, um zu ermitteln, ob oder ob nicht die Schubkraft F, insbesondere die Klemmkraft, eine Zielschubkraft erreicht hat, und er ist auf einen Wert festgelegt, der kleiner als der Stromwert des Motorstroms Im bei der Beendigung der unten beschriebenen Anwendung ist, beispielsweise zum Zeitpunkt Ta12.
Als ein Verfahren zum Ermitteln der Kontaktstartposition, an der die beiden Bremsbeläge 33 beginnen, mit dem Scheibenrotor 4 in Kontakt zu kommen, insbesondere zu einem Zeitpunkt, an dem die Erzeugung der Klemmkraft durch die Schubkraft F beginnt, wird der Stromwert des Motorstroms Im (charakteristische Linie 48) gespeichert, der vor der Erzeugung der Klemmkraft durch den Elektromotor 43B fließt, insbesondere wenn der Zwischenraum vom Zeitpunkt Ta1 zum Zeitpunkt Ta3 der 6 reduziert wird, wie es durch die charakteristische Linie 50 dargestellt ist. Ein Zeitpunkt, an dem der Stromwert um einen bestimmten Wert oder mehr größer als ein Stromwert wird, insbesondere ein Zeitpunkt, an dem der Motorstrom Im den ersten Stromschwellwert Im1, gezeigt in 6, erreicht, kann als Zeitpunkt der Erzeugung der Klemmkraft ermittelt werden.
Wenn, wie es oben beschrieben ist, der Beginn des Kontakts zwischen dem Scheibenrotor 4 und den Bremsbelägen 33 zum Zeitpunkt detektiert wird, an dem der Motorstrom Im, ermittelt von der Stromsensoreinheit 24, den ersten Stromschwellwert Im1 erreicht, vom Zeitpunkt Ta3 zum Zeitpunkt Ta4, gezeigt in 6, wird die Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme, dargestellt in 5, basierend auf der Detektion ausgeführt. In diesem Fall wird als ein Verfahren der stufenweisen Zunahme der Klemmkraft der Elektromotor 43B angehalten, nachdem dieser in einer Anwendungsrichtung eine voreingestellte Leistungszufuhrzeitdauer, beispielsweise 30 ms, betätigt wurde. Danach kann das Verfahren, nach einer Verzögerung um eine voreingestellte Stoppzeitdauer, beispielsweise etwa eine Sekunde, durch mehrfaches bzw. wiederholtes Betreiben und Anhalten des Elektromotors 43B abermals in der Anwendungsrichtung für die voreingestellte Leistungszufuhrzeitdauer durchgeführt werden.
Die Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme zur stufenweisen Erhöhung der Klemmkraft wird durch mehrfaches Zuführen und Stoppen der Leistung zum Elektromotor 43B durchgeführt, dreimal (d.h., gemäß einer bestimmten Häufigkeit) insgesamt, das heißt vom Zeitpunkt Ta4 zum Zeitpunkt Ta6, vom Zeitpunkt Ta6 zum Zeitpunkt Ta8 und vom Zeitpunkt Ta8 zum Zeitpunkt Ta10, wie es durch die charakteristische Linie 48, gezeigt in 6, dargestellt ist. In diesem Fall wird die Stoppzeitdauer, in der dem Elektromotor 43B keine Leistung zugeführt wird, auf eine Zeitdauer von beispielsweise etwa einer Sekunde voreingestellt. Ferner wird die Leistungszufuhrzeitdauer zum Zuführen der Leistung zum Elektromotor 43B beispielsweise auf 30 ms voreingestellt. Somit wird die Zufuhr und das Stoppen der Leistung zum Elektromotor 43B gemäß einer bestimmten Häufigkeit mehrfach durchgeführt, wobei die Leistungszufuhrzeitdauer kürzer als die Stoppzeitdauer ist.
Auf diese Weise wird die Schubkraft F (Klemmkraft), die in dem Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung erzeugt wird, vom Zeitpunkt Ta4 zum Zeitpunkt Ta5 konstant gehalten, und sie wird vom Zeitpunkt Ta5 zum Zeitpunkt Ta6 stufenweise erhöht, wie es durch die charakteristische Linie 49 der 6 dargestellt ist. Gleichermaßen wird die Schubkraft F (Klemmkraft) vom Zeitpunkt Ta6 zum Zeitpunkt Ta7 und vom Zeitpunkt Ta8 zum Zeitpunkt Ta9 konstant gehalten, und sie wird vom Zeitpunkt Ta7 zum Zeitpunkt Ta8 und vom Zeitpunkt Ta9 zum Zeitpunkt Ta10 stufenweise erhöht. Insbesondere erhöht die Scheibenbremse 31 die Klemmkraft (Druckkraft) in dieser Zeit stufenweise, während der Scheibenrotor 4 zwischen den Bremsbelägen 33 eingeklemmt wird.
Nachdem die Zahl bzw. Häufigkeit der Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme die bestimmte Häufigkeit erreicht hat, wird die Leistungszufuhr zum Elektromotor 43B, das heißt die kontinuierliche Energieversorgung des Elektromotors 43B, vom Zeitpunkt Ta11 zum Zeitpunkt Ta12 durchgeführt. Somit wird der Motorstrom Im ein Stromwert, der über eine bestimmte Zeitdauer T2 gleich oder größer als ein zweiter Stromschwellwert Im2 ist. Auf diese Weise kann ermittelt werden, dass die Schubkraft F, die in dem Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 erzeugt wird, bis zum Schubkraftwert Ft, der ein Ziel ist, zugenommen hat, wie es durch die charakteristische Linie 49 dargestellt ist. Die Scheibenbremse 31 wendet eine bestimmte Druckkraft (Klemmkraft) auf die Bremsbeläge 33 an, in einem Zustand, in dem die Schubkraft F den Zielschubkraftwert Ft erreicht, wodurch das Einklemmen abgeschlossen wird, insbesondere die Anwendung abgeschlossen wird.
Wenn, wie es oben beschrieben ist, der Motorstrom Im über eine bestimmte Zeitdauer T2 gleich oder größer als der zweite Stromschwellwert Im2 ist, beendet die Parkbremssteuereinrichtung 19 die Energieversorgung des Elektromotors 43B zum Zeitpunkt Ta12, um den Elektromotor 43B zu anzuhalten, wodurch die Anwendung beendet wird (vgl. Schritt S8 der 4). Die bestimmte Zeitdauer T2 ist auch eine Zeitdauer zum Vermeiden einer fehlerhaften Bestimmung der Beendigung der Anwendung aufgrund eines welligen Rauschens, das dem Motorstrom Im überlagert ist. Wenn eine unabhängige Filterverarbeitung durchgeführt wird, kann die Beendigung der Anwendung lediglich durch ermitteln, ob oder ob nicht der Motorstrom Im gleich oder größer als der zweite Stromschwellwert Im2 ist, identifiziert werden. Ferner kann der zweite Stromschwellwert Im2 gemäß der Steigung einer Fahrbahn, auf der das Fahrzeug parkt, oder einem Betrag des Hydraulikdrucks P in der Scheibenbremse 31 (Bremssattel 34) korrigiert werden.
Die Bremseinrichtung für ein Fahrzeug mit vier Rädern gemäß dieser Ausführungsform weist den oben beschriebenen Aufbau auf. Als Nächstes wird die Funktionsweise derselben beschrieben.
Wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Bremspedal 6 niederdrückt, wird die Betätigungskraft über den Verstärker 7 zum Hauptzylinder 8 übertragen, um den Bremshydraulikdruck durch den Hauptzylinder 8 zu erzeugen. Der Bremshydraulikdruck, der in dem Hauptzylinder 8 erzeugt wird, wird über die zylinderseitigen Hydraulikleitungen 10A und 10B, die ESC 11 und die bremsseitigen Leitungsabschnitte 12A, 12B, 12C und 12D den jeweiligen Scheibenbremsen 5 und 31 zugeführt, wodurch die Bremskräfte an das linke und rechte Vorderrad 2 und das linke und rechte Hinterrad 3 angewendet werden.
Wie bei der Vorderradseite werden die Hydraulikdrücke auch auf die jeweiligen Scheibenbremsen 31 für die Hinterräder 3 angewendet, über die bremsseitigen Leitungsabschnitte 12C und 12D in den Zylinderabschnitt 36 des Bremssattels 34. Gemäß einer Erhöhung des Hydraulikdrucks in dem Zylinderabschnitt 36 verschiebt sich der Kolben 39 in der Axialrichtung zum innenseitigen Bremsbelag 33. Somit drückt der Kolben 39 den innenseitigen Bremsbelag 33 zu einer Seitenfläche des Scheibenrotors 4. Durch eine Reaktionskraft, die gleichzeitig erzeugt wird, verschiebt sich der gesamte Bremssattel 34 in der Axialrichtung relativ zu den Armabschnitten des Montageelements 32 zur Innenseite.
Somit wird der Außenfußabschnitt (Klauenabschnitt 38) des Bremssattels 34 betätigt, um den außenseitigen Bremsbelag 33 gegen den Scheibenrotor 4 zu drücken, und folglich wird der Scheibenrotor 4 zwischen den beiden Bremsbelägen 33 von beiden Seiten in der Axialrichtung eingeklemmt (sandwichartig eingefasst). Somit wird die Bremskraft basierend auf dem Hydraulikdruck erzeugt. Wenn ferner die Bremsbetätigung gelöst wird, wird die Zufuhr des Hydraulikdrucks in den Zylinderabschnitt 36 gestoppt, wodurch sich der Kolben 39 in den Zylinderabschnitt 36 zurückzieht. Somit werden der innenseitige Bremsbelag 33 und der außenseitige Bremsbelag 33 vom Scheibenrotor 4 getrennt, wodurch das Fahrzeug in einen Zustand zurückgebracht wird, in dem dieses nicht bremst.
Wenn der Fahrer des Fahrzeugs als Nächstes den Parkbremsschalter 18 in Richtung zum Bremsen betätigt, wird die Leistungszufuhr zum oder die Energieversorgung des Elektromotors 43B der Scheibenbremse 31 von der Parkbremssteuereinrichtung 19 durchgeführt, um die Ausgabewelle 43C des Elektroaktuators 43 drehbar anzutreiben. Die Scheibenbremse 31, welche die elektrische Parkbremsfunktion aufweist, wandelt die Drehbewegung des Elektroaktuators 43 über das Gewindeelement 41 des Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 in die Linearbewegung des linear beweglichen Elements 42 um, wodurch das linear bewegliche Element 42 in der Axialrichtung verschoben wird, um den Kolben 39 zu verschieben. Somit werden die beiden Bremsbeläge 33 gegen beide Flächen des Scheibenrotors 4 gedrückt.
Zu dieser Zeit wird das linear bewegliche Element 42 durch die Reibungskraft (Rückhaltekraft), die von dem Gewindeelement 41 durch eine Druckreaktionskraft, die von dem Kolben 39 übertragen wird, erzeugt wird, in einem Bremszustand gehalten. Die Scheibenbremsen 31 für die Hinterräder 3 werden als Parkbremsen betätigt (angewendet). Insbesondere selbst nach Beendigung der Leistungszufuhr zum Elektromotor 43B werden das linear bewegliche Element 42 und schließlich der Kolben 39 durch das Innengewinde, das an dem linear beweglichen Element 42 ausgebildet ist, und das Außengewinde, das an dem Gewindeelement 41 ausgebildet ist, an der Bremsposition gehalten.
Wenn der Fahrer den Parkbremsschalter 18 in Richtung zum Lösen des Bremsens betätigt, wird von der Parkbremssteuereinrichtung 19 die Leistung so zum Elektromotor 43B zugeführt, dass sich der Motor in der umgekehrten Richtung dreht. Die Ausgabewelle 43C des Elektroaktuators 43 dreht sich in einer Richtung entgegengesetzt zu der während der Betätigung (Anwendung) der Parkbremse. Zu dieser Zeit wird das Halten der Bremskraft durch das Gewindeelement 41 und das linear bewegliche Element 42 gelöst. Der Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 bewegt das linear bewegliche Element 42 in einer Rückkehrrichtung, insbesondere in den Zylinderabschnitt 36, um einen Bewegungsbetrag, der dem Betrag der umgekehrten Drehung des Elektroaktuators 43 entspricht, wodurch die Bremskraft der Parkbremse (Scheibenbremse 31) gelöst wird. Gleichzeitig wird der Zwischenraum für den Spalt δ2, dargestellt in 3, zwischen dem Verschlussabschnitt 39A des Kolbens 39 und dem linear beweglichen Element 42 sichergestellt.
Bei der Scheibenbremse 31, welche die elektrische Parkbremsfunktion aufweist, wird der Scheibenrotor 4 zwischen den beiden Bremsbelägen 33 eingeklemmt, etwa um die Klemmkraft, die zur Zeit des Bremsens erzeugt wird, beispielsweise zur Zeit des Versands aus der Fertigungsstätte, zu prüfen. Ferner wird eine ähnliche Prüfung auch bei der regulären Prüfung bzw. Inspektion durchgeführt, insbesondere bei der Fahrzeuginspektion, die für Fahrzeuge verbindlich ist. Als Verfahren zum Prüfen der oben beschriebenen Klemmkraft ist es wünschenswert, die Steuerung der stufenweisen Zunahme zur allmählichen Erhöhung der Klemmkraft durch intermittierende bzw. periodische Wiederholung der Energieversorgung des Elektromotors 43B durchzuführen.
Wenn ferner die Nothaltsteuerung durchgeführt wird, um die Scheibenbremse 31 als sogenannte dynamische Parkbremse zu betätigen, ist es wünschenswert, die Klemmkraft stufenweise zu erhöhen, wenn die Anforderung bzw. der Befehl der graduellen Zunahme gegeben wird, beispielsweise im Fall eines Defekts des Radgeschwindigkeitssensors. Die elektrische Parkbremseinrichtung betätigt die Scheibenbremse 31 als dynamische Parkbremse, um die Nothaltsteuerung durchzuführen, beispielsweise wenn die Betriebsbremse (Hauptbremse) einen Defekt aufweist, während das Fahrzeug fährt. Selbst wenn die oben beschriebene Nothaltsteuerung durchgeführt wird, ist es wünschenswert, dass die Klemmkraft stufenweise erhöht wird, wenn die Anforderung bzw. der Befehl der graduellen Zunahme ausgegeben wird, beispielsweise im Fall eines Defekts des Radgeschwindigkeitssensors oder dergleichen.
Allerdings weist die Scheibenbremse 31 die Spalte (vgl. 3) für den Belagzwischenraum δ1 zwischen jedem der beiden Bremsbeläge 33 und dem Scheibenrotor 4 auf, bevor der Scheibenrotor 4 durch die beiden Bremsbeläge 33 eingeklemmt wird. Ferner ist ein Zwischenraum für den Spalt δ2 zwischen dem Verschlussabschnitt 39A des Kolbens 39 und dem entfernten Ende des linear beweglichen Elements 42 vorgesehen. Wenn die Steuerung der stufenweisen Zunahme (Erhöhung) der Klemmkraft vor der Erzeugung der Klemmkraft begonnen wird, insbesondere bevor der Zwischenraum verschwunden ist, wird somit eine unnötige Motorhaltezeit erzeugt, während sich der Zwischenraum (Belagzwischenräume δ1 und Spalt δ2) verringert. Somit verlängert sich die Zeit, die bis zur Erzeugung der Klemmkraft erforderlich ist. Wenn die Häufigkeit des Klemmens begrenzt ist, um die Zeitzunahme zu vermindern, erreicht die Zahl bzw. Häufigkeit des Klemmens frühzeitig eine obere Grenze, in einem Fall, in dem die Steuerung der stufenweisen Zunahme der Klemmkraft vor der Erzeugung der Klemmkraft begonnen wird. Somit wird die Klemmkraft zu schwach.
Wenn ferner spät mit der Steuerung der stufenweisen Zunahme der Klemmkraft begonnen wird, wird die Klemmkraft zu stark. Wenn, wie es oben beschrieben ist, die Steuerung der stufenweisen Zunahme der Klemmkraft frühzeitig begonnen wird, wird die Klemmkraft in einigen Fällen zu schwach. Auf der anderen Seite, wenn spät begonnen wird, entsteht ein Problem darin, dass die Klemmkraft zu stark wird. Insbesondere wenn die Steuerung der stufenweisen Zunahme der Klemmkraft während der Überwachung des Motorstroms des Elektromotors 43B ohne Verwendung eines Positionssensors, der eingerichtet ist, um eine Position des Kolbens 39 zu detektieren, oder dergleichen und/oder ohne einen Klemmkraftsensor durchgeführt wird, besteht die Befürchtung, dass die oben dargelegten Probleme auftreten.
Folglich kann gemäß dieser Ausführungsform durch die Steuerung der stufenweisen Zunahme der Bremskraft, die durch die Bremsscheibe 31 erzeugt wird, insbesondere der Klemmkraft, die durch die Parkbremssteuereinrichtung 19 erzeugt wird, gemäß dem Arbeitsablauf, der in 4 dargestellt ist, die Klemmkraft auf den Scheibenrotor 4, die durch die Bremsbeläge 33 aufgebracht wird, in mehreren Schritten geeignet erhöht werden, wodurch eine zu schwache Klemmkraft oder eine zu starke Klemmkraft unterbunden wird.
Insbesondere nachdem der in 4 dargestellte Arbeitsablauf im Schritt S1 begonnen wurde, ermittelt die Bremssteuereinrichtung 19, ob oder ob nicht die Anforderung bzw. der Befehl der graduellen Zunahme gegeben wurde. Die Anforderung der graduellen Zunahme entspricht dem Empfang eines der oben dargelegten Anforderungssignale (A) bis (C) durch die Parkbremssteuereinrichtung 19. In diesem Fall wird im Schritt S1 "JA" ermittelt. Wenn im Schritt S1 "NEIN" ermittelt wird, wurde die Anforderung der graduellen Zunahme nicht gegeben. Somit fährt die Ablaufsteuerung zur Rückkehr mit dem Schritt S5 fort.
Wenn im Schritt S1 "JA" ermittelt wird, wird im nächsten Schritt S2 ermittelt, ob oder ob nicht die Schubkraft im Voraus erzeugt wurde. Der Entscheidungsvorgang wird durch Detektion, ob oder ob nicht der Einschaltstrom (A0) erzeugt wurde, durchgeführt, beispielsweise wie es durch die charakteristische Linie 48 des Motorstroms Im, gezeigt in 6, dargestellt ist. Insbesondere unmittelbar nach der Energieversorgung des oder nach dem Beginn der Leistungszufuhr zum Elektromotor 43B geht der Elektroaktuator 43 (Elektromotor 43B) vom angehaltenen Zustand in den Antriebszustand über, vom Zeitpunkt Ta1 zum Zeitpunkt Ta2, gezeigt in 6. Folglich wird nach der Erzeugung des hohen Einschaltstroms (A0), der einen Peak aufweist, wie durch die charakteristische Linie 48 dargestellt, der Elektroaktuator 43 (Elektromotor 43B) in den Antriebszustand versetzt. Somit verringert sich der Motorstrom Im des Elektromotors 43B allmählich.
Beim Entscheidungsvorgang im Schritt S2 wird somit ermittelt, ob oder ob nicht die Schubkraft vorher bzw. bereits erzeugt wird, basierend darauf, ob oder ob nicht eine Erzeugung des Einschaltstroms (A0) detektiert wurde, beispielsweise über die bestimmte Zeitdauer T1 vom Zeitpunkt Ta1 zum Zeitpunkt Ta2, gezeigt in 6. Im Ablaufsteuerungsschritt S2 wird ermittelt, ob oder ob nicht die bestimmte Zeitdauer T1, beispielsweise vom Zeitpunkt Ta1 zum Zeitpunkt Ta2, vom Start des Betriebs des Elektromotors 43B abgelaufen ist, beispielsweise unter Verwendung eines Zeitmessers (nicht gezeigt) oder dergleichen.
Wenn im Schritt S2 "JA" ermittelt wird, wird die Schubkraft F null, beispielsweise zum Zeitpunkt Ta2 (vgl. charakteristische Linie 49 der 6), und der Zustand ist somit der vor der Erzeugung der Schubkraft. Somit fährt die Ablaufsteuerung mit dem Schritt S3 fort. Im Schritt S3 wird der Elektromotor 43B kontinuierlich mit Energie versorgt, beispielsweise vom Zeitpunkt Ta2 zum Zeitpunkt Ta4 der 6. Somit treibt der Elektromotor 43B den Elektroaktuator 43 an, so dass das linear bewegliche Element 42 (der Kolben 39) in einer Richtung bewegt wird, in der dieses sich dem Scheibenrotor 4 annähert. Im nachfolgenden Schritt S4 wird ermittelt, ob oder ob nicht die Zielschubkraft erzeugt wurde. Wenn das Resultat der Ermittlung "NEIN" ist, fährt die Ablaufsteuerung zur Rückkehr mit dem Schritt S5 fort.
Der Entscheidungsvorgang für die Zielschubkraft im Schritt S4 wird durchgeführt, um zu ermitteln, ob oder ob nicht die Schubkraft F, die in dem Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 erzeugt wird, zum Schubkraftwert Ft, der das Ziel ist, zugenommen hat, wie es durch die charakteristische Linie 49 der 6 dargestellt ist. Insbesondere wenn der Motorstrom Im des Elektromotors 43B, der gleich oder größer als der zweite Stromschwellwert Im2 ist, über eine bestimmt Zeitdauer T2 kontinuierlich erzeugt wurde, kann ermittelt werden, dass der Kolben 39 eine angestrebte Bremsposition erreicht hat. Auf diese Weise wird die Erzeugung der Zielschubkraft ermittelt.
Allerdings wird der Elektroaktuator 43 (Elektromotor 43B) vom Zeitpunkt Ta2 zum Zeitpunkt Ta3 der 6 unter keiner Last betrieben, und folglich wird die Schubkraft F, die in dem Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 erzeugt wird, für eine Weile auf null gehalten. Insbesondere ist, wie es in 3 dargestellt ist, der Belagzwischenraum δ1 zwischen dem Scheibenrotor 4 und den Bremsbelägen 33 vorhanden, wobei der Spalt δ2 (Zwischenraum) in der Axialrichtung zwischen dem Verschlussabschnitt 39A des Kolbens 39 und dem entfernten Ende des linear beweglichen Elements 42 vorhanden ist. Folglich wird der Elektromotor 43B im Wesentlichen unter keiner Last betrieben, bis das linear bewegliche Element 42 in der Axialrichtung um den Spalt δ2 verschoben ist, so dass dieses mit dem Verschlussabschnitt 39A des Kolbens 39 in Kontakt kommt, und die Bremsbeläge 33 in der Axialrichtung um den Belagzwischenraum δ1 verschoben sind, insbesondere bis der Scheibenrotor 4 und die Bremsbeläge 33 beginnen, miteinander in Kontakt zu kommen.
Wie es oben beschrieben ist, wird die Ablaufsteuerung vom Schritt S1 bis zum Schritt S5 der 4 wiederholt, während der Elektromotor 43B unter keiner Last betrieben wird. Folglich wird im Schritt S2 nicht "NEIN" ermittelt. Durch die Ablaufsteuerung im Schritt S3 wird die kontinuierliche Energieversorgung kontinuierlich durchgeführt. Wie es durch die charakteristische Linie 50 der 6 dargestellt ist, beginnen allerdings die Bremsbeläge 33 mit beiden Flächen des Scheibenrotors 4 in Kontakt zu kommen, wenn der Zwischenraum zum Zeitpunkt Ta3 null wird. Gleichzeitig beginnt die Schubkraft F des Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 vom Zeitpunkt Ta3 zum Zeitpunkt Ta4 zuzunehmen, wie es durch die charakteristische Linie 49 dargestellt ist. Folglich erhöht sich der Motorstrom Im, der von der Stromsensoreinheit 24 überwacht (detektiert) wird, auf einen Wert, der den ersten Stromschwellwert Im1 übersteigt, der auf einen Stromwert festgelegt ist, der größer als der Stromwert unter keiner Last ist.
Folglich detektiert die Parkbremssteuereinrichtung 19 den Beginn des Kontakts zwischen den Bremsbelägen 33 (Bremselementen) und dem Scheibenrotor 4 (abzubremsendes Element) durch die Leistungszufuhr zum Elektromotor 43B basierend darauf, ob oder ob nicht der Motorstrom Im von der Stromsensoreinheit 24 den ersten Stromschwellwert Im1 überstiegen hat. Zu dieser Zeit beginnt die Schubkraft F des Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 vom Zeitpunkt Ta3 zum Zeitpunkt Ta4 zuzunehmen, wie es durch die charakteristische Linie 49 dargestellt ist, und folglich wird die Erzeugung der Schubkraft detektiert. Nachdem im Schritt S2 der 4 "NEIN" ermittelt wird, fährt die Ablaufsteuerung somit mit dem nachfolgenden Schritt S6 fort.
Im Schritt S6 wird ermittelt, ob oder ob nicht die Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme mit einer bestimmten Häufigkeit, beispielsweise dreimal, im nachfolgenden Schritt S7 durchgeführt wurde, insbesondere ob die Häufigkeit bzw. Zahl der Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme kleiner als die bestimmte Häufigkeit ist. Solang im Schritt S6 "JA" ermittelt wird, wird die Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme im nachfolgenden Schritt S7 gemäß einem Ablauf, der in 5 dargestellt und später beschrieben ist, durchgeführt. Wenn ferner im Schritt S6 "NEIN" ermittelt wird, wurde die Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme bereits dreimal durchgeführt, was die bestimmte bzw. vorbestimmte Häufigkeit ist. Folglich fährt die Ablaufsteuerung mit dem nachfolgenden Schritt S3 fort, in dem der Elektromotor 43B kontinuierlich mit Leistung versorgt wird, wie es später beschrieben ist, beispielsweise wie es in einer Zeitdauer vom Zeitpunkt Ta11 zum Zeitpunkt Ta12 der 6 gezeigt ist.
Hierbei wird die Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme, dargestellt in 5, durchgeführt, wenn der Beginn des Kontakts zwischen den Bremsbelägen 33 und dem Scheibenrotor 4, bewirkt durch die Leistungszufuhr zum Elektromotor 43B, basierend auf dem Motorstrom Im detektiert wird, der von der Stromsensoreinheit 24 erhalten wird, insbesondere wenn der Motorstrom Im vom Zeitpunkt Ta3 zum Zeitpunkt Ta4 der 6 bis zum ersten Stromschwellwert Im1 oder mehr zunimmt.
Zunächst wird im Schritt S11 der 5 ermittelt, ob oder ob nicht die Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme das erste Mal durchgeführt wird. Beispielsweise ist zum Zeitpunkt Ta4 der 6 die Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme die erste Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme. Somit wird im Schritt S11 "JA" ermittelt. Anschließend fährt die Ablaufsteuerung mit dem nachfolgenden Schritt S12 fort, in dem die Leistungszufuhr zum Elektromotor 43B gestoppt wird, um den Elektromotor 43G anzuhalten. Im nachfolgenden Schritt S13 wird ermittelt, ob oder ob nicht der Elektromotor 43B sich im angehaltenen Zustand befindet. Solang im Schritt S13 "JA" ermittelt wird, fährt die Ablaufsteuerung mit dem nachfolgenden Schritt S14 fort, bei dem der Zählwert C1 des ersten Zählers um "1" erhöht wird, "C1 ← C1 + 1".
Im nachfolgenden Schritt S15 wird ermittelt, ob oder ob nicht der Zählwert C1 des ersten Zählers gleich oder größer als der bestimmte Zählschwellwert Ca ist, das heißt ein Zählwert, der beispielsweise etwa einer Sekunde entspricht, die eine Zeitdauer vom Zeitpunkt Ta4 zum Zeitpunkt Ta5 der 6 ist. Solang im Schritt S15 "NEIN" ermittelt wird, fährt die Ablaufsteuerung zur Rückkehr zum Schritt S22 fort, um die Ablaufsteuerung nach dem Schritt S11 zu wiederholen. In diesem Fall befindet sich der Elektromotor 43B vom Zeitpunkt Ta4 zum Zeitpunkt Ta5 der 6 in dem angehaltenen Zustand. Folglich wird im Schritt S13 "JA" ermittelt. Auf diese Weise wird im nachfolgenden Schritt S14 die Ablaufsteuerung zum Hochzählen des Zählwerts C1 des ersten Zählers um "1" wiederholt. Wenn anschließend im nachfolgenden Schritt S15 "JA" ermittelt wird, wird der Elektromotor 43B angehalten, beispielsweise vom Zeitpunkt Ta4 zum Zeitpunkt Ta5 der 6. Somit hat der Zählwert C1 des ersten Zählers den bestimmten Zählschwellwert Ca erreicht.
Folglich wird im nachfolgenden Schritt S16 der Zählwert C1 des ersten Zählers auf null zurückgesetzt, C1 = 0. Anschließend wird im nachfolgenden Schritt S17 die kontinuierliche Energieversorgung, insbesondere die Leistungszufuhr zum Elektromotor 43B, durchgeführt. Somit betätigt der Elektromotor 43B den Elektroaktuator 43, um das linear bewegliche Element 42 (Kolben 39) mit der Schubkraft in der Richtung zum Scheibenrotor 4 zu verschieben, so dass die beiden Bremsbeläge 33 den Scheibenrotor 4 einklemmen. Im nachfolgenden Schritt S18 wird der Zählwert C2 des zweiten Zählers um "1" erhöht, "C2 ← C2 + 1".
Im nachfolgenden Schritt S19 wird ermittelt, ob oder ob nicht der Zählwert C2 des zweiten Zählers gleich oder größer als der bestimmte Zählschwellwert Cb geworden ist, das heißt ein Zählwert, der beispielsweise etwa 30 ms entspricht, was eine Zeitdauer vom Zeitpunkt Ta5 zum Zeitpunkt Ta6 der 6 ist. Solange im Schritt S19 "NEIN" ermittelt wird, fährt die Ablaufsteuerung zur Rückkehr zum Schritt S22 fort, um die Ablaufsteuerung nach dem Schritt S11 zu wiederholen. In diesem Fall wird der Elektromotor 43B vom Zeitpunkt Ta5 zum Zeitpunkt Ta6 der 6 durch die Leistungszufuhr, insbesondere die kontinuierliche Energieversorgung, im Schritt S17 betrieben. Folglich wird im Schritt S13 "NEIN" ermittelt.
Somit fährt die Ablaufsteuerung mit dem nachfolgenden Schritt S17 fort, in dem mit der kontinuierlichen Energieversorgung fortgefahren wird. Im nachfolgenden Schritt S18 wird die Ablaufsteuerung zum Hochzählen des Zählwerts C2 des zweiten Zählers um "1" wiederholt. Wenn anschließend im Schritt S19 "JA" ermittelt wird, wird der Elektromotor 43B durch die kontinuierliche Energieversorgung betrieben, beispielsweise vom Zeitpunkt Ta5 zum Zeitpunkt Ta6 der 6. Somit hat der Zählwert C2 des zweiten Zählers den bestimmten Zählschwellwert Cb erreicht.
Folglich wird im nachfolgenden Schritt S20 der Zählwert C2 des zweiten Zählers auf null zurückgesetzt, C2 = 0. Anschließend wird im nachfolgenden Schritt S21 die Leistungszufuhr zum Elektromotor 43B gestoppt, um den Elektromotor 43B anzuhalten. Danach kehrt die Ablaufsteuerung im Schritt S22 zurück, um die erste Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme, die vom Zeitpunkt Ta4 zum Zeitpunkt Ta6 der 6 durchgeführt wurde, abzuschließen. In diesem Schritt wird ein Zählwert (nicht gezeigt) der Anzahl der stufenweisen Zunahme beispielsweise als "1" gezählt.
Als Nächstes wird die zweite und nachfolgende Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme beschrieben. In diesem Fall wird die zweite stufenweise zunehmende Ablaufsteuerung durch Wiederholen der Ablaufsteuerung wie der im Schritt S11 bis Schritt S22, die oben beschrieben ist, vom Zeitpunkt Ta6 zum Zeitpunkt Ta8 der 6 durchgeführt. In der zweiten und nachfolgenden Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme wird allerdings im Schritt S11 "NEIN" ermittelt. Folglich wird die Ablaufsteuerung nach dem Schritt S13 wiederholt. Anschließend wird die Leistungszufuhr zum Elektromotor 43B gestoppt, vom Zeitpunkt Ta6 zum Zeitpunkt Ta7 der 6, beispielsweise etwa eine Sekunde, die eine Zeitdauer ist, die erforderlich ist, damit der Zählwert C1 des ersten Zählers den bestimmten Zählschwellwert Ca erreicht.
Ferner wird vom nachfolgenden Zeitpunkt Ta7 zum Zeitpunkt Ta8, beispielsweise etwa 30 ms, was eine Zeitdauer ist, die erforderlich ist, damit der Zählwert C2 des zweiten Zählers den bestimmten Zählgrenzwert Cb erreicht, die Leistung zum Elektromotor 43B zugeführt, um den Motor 43B auf eine drehende Weise anzutreiben. Auf diese Weise treibt der Elektromotor 43B den Elektroaktuator 43 an, um das linear bewegliche Element 42 (Kolben 39) mit der Schubkraft in der Richtung zum Scheibenrotor 4 zu verschieben, so dass die beiden Bremsbeläge 33 den Scheibenrotor 4 einklemmen. Wenn anschließend die zweite Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme vom Zeitpunkt Ta6 zum Zeitpunkt Ta8 der 6 abgeschlossen ist, wird der Zählwert der Häufigkeit der stufenweisen Zunahme beispielsweise als "2" gezählt.
Als Nächstes wird die dritte Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme durch Wiederholen der Ablaufsteuerung wie der im Schritt S11 bis Schritt S22, die oben beschrieben ist, vom Zeitpunkt Ta8 zum Zeitpunkt Ta10 der 6 durchgeführt. Vom Zeitpunkt Ta8 zum Zeitpunkt Ta9, beispielsweise etwa eine Sekunde, die eine Zeitdauer ist, die erforderlich ist, damit der Zählwert C1 des ersten Zählers den bestimmten Zählschwellwert Ca erreicht, wird die Leistungszufuhr zum Elektromotor 43B gestoppt. Vom nachfolgenden Zeitpunkt Ta9 zum Zeitpunkt Ta10, beispielsweise etwa 30 ms, was eine Zeitdauer ist, die erforderlich ist, damit der Zählwert C2 des zweiten Zählers den bestimmten Zählschwellwert Cb erreicht, wird die Leistung zum Elektromotor 43B zugeführt, um den Motor 43B auf eine drehende Weise anzutreiben. Wenn anschließend die dritte Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme vom Zeitpunkt Ta8 zum Zeitpunkt Ta10 der 6 abgeschlossen ist, wird der Zählwert der Häufigkeit der stufenweisen Zunahme beispielsweise als "3" gezählt.
Wenn, wie es oben beschrieben ist, der Zählwert der Häufigkeit der stufenweisen Zunahme "3" wird, wird beim Entscheidungsvorgang im Schritt S6 der 4 "NEIN" ermittelt. Die Ablaufsteuerung der stufenweisen Zunahme wurde dreimal durchgeführt, was der bestimmten Häufigkeit entspricht, und folglich fährt die Ablaufsteuerung mit dem nachfolgenden Schritt S3 fort, in dem der Elektromotor 43B kontinuierlich mit Leistung versorgt wird, wie beispielsweise gezeigt mit einer Zeitdauer vom Zeitpunkt Ta11 zum Zeitpunkt Ta12, gezeigt in 6. Somit treibt der Elektromotor 43B den Elektroaktuator 43 an, um das linear bewegliche Element 42 (Kolben 39) mit einer größeren Schubkraft zum Scheibenrotor 4 zu verschieben, so dass die beiden Bremsbeläge 33 den Scheibenrotor 4 mit einer größeren Kraft einklemmen.
Im nachfolgenden Schritt S4 wird ermittelt, ob oder ob nicht die Klemmkraft (Schubkraft F) bis zum Schubkraftwert Ft, der das Ziel ist, erhöht wurde, wie es durch die charakteristische Linie 49 in 6 dargestellt ist. Insbesondere wenn der Motorstrom Im des Elektromotors 43B einen Wert aufweist, der über eine bestimmte Zeitdauer T2 vom Zeitpunkt Ta11 zum Zeitpunkt Ta12 gleich oder größer als der zweite Stromschwellwert Im2 ist, wie es durch die charakteristische Linie 48 der 6 dargestellt ist, kann ermittelt werden, dass der Kolben 39 die ursprüngliche Bremsposition erreicht hat, so dass die Klemmkraft (Schubkraft F) bis zum Schubkraftwert Ft, der das Ziel ist, zugenommen hat. Somit wird im Schritt S4 ermittelt, dass die Zielschubkraft erzeugt ist, und die Entscheidung ist "JA".
Solang im Schritt S4 der 4 "NEIN" ermittelt wird, hat die Schubkraft F (Klemmkraft), die von dem Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 erzeugt wird, die Zielschubkraft nicht erreicht. Somit wird, nachdem die Ablaufsteuerung im Schritt S5 zurückkehrt, im nachfolgenden Schritt S3 mit der kontinuierlichen Leistungszufuhr fortgefahren. Wenn anschließend im Schritt S4 "JA" ermittelt wird, hat die Schubkraft F (Klemmkraft), die durch die charakteristische Linie 49 dargestellt ist, bis zum Schubkraftwert Ft, der das Ziel ist, zugenommen, beispielsweise am Zeitpunkt Ta12 der 6. Folglich wird im nachfolgenden Schritt S8 die Leistungszufuhr zum Elektromotor 43b gestoppt, um den Elektromotor 43B anzuhalten.
Auf diese Weise wird die Betätigung des Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung 40 in der Anwendungsrichtung beendet, um den Kolben 39 an der Bremsposition zu halten. Insbesondere wendet die Scheibenbremse 31 die bestimmte Druckkraft (Klemmkraft) zwischen den Bremsbelägen 33 auf den Scheibenrotor 4 an. In diesem Schritt wird das Klemmen abgeschlossen. Anschließend wird im nachfolgenden Schritt S9 der Zähler der Häufigkeit der stufenweisen Zunahme initialisiert, um den Zählerwert auf null zurückzusetzen, wodurch die Ablaufsteuerung zur Zeit der Anwendung abgeschlossen wird, was durch die Parkbremssteuereinrichtung 19 durchgeführt wird.
Wie es oben beschrieben ist, weist gemäß dieser Ausführungsform die Steuereinheit, welche den Rechenschaltkreis 20, den Speicher 21 und die Motorantriebsschaltkreise 23 der Parkbremssteuereinrichtung 19 aufweist, die Steuereinheit der stufenweisen Zunahme auf, um die Klemmkraft auf den Scheibenrotor 4, aufgebracht durch die Bremsbeläge 33, stufenweise zu erhöhen. Wenn der Beginn des Kontakts zwischen dem Scheibenrotor 4 und den Bremsbelägen 33 durch Leistungszufuhr von der Parkbremssteuereinrichtung 19 zum Elektromotor 43B basierend auf dem Motorstrom, der von der Stromsensoreinheit 24 erhalten wird, detektiert wird, führt die Steuereinheit der stufenweisen Zunahme die Zufuhr und den Stopp der Leistung zum Elektromotor 43B entsprechend einer bestimmten Häufigkeit durch, so dass die stufenweise Steuerung zur Erhöhung der Klemmkraft gemäß den Arbeitsabläufen, die in 4 und 5 dargestellt sind, ausgeführt wird.
Mit dem oben beschriebenen Aufbau kann die Position des Beginns des Kontakts, an dem die beiden Bremsbeläge 33 beginnen, mit dem Scheibenrotor 4 in Kontakt zu kommen, insbesondere der Zeitpunkt, an dem die Erzeugung der Klemmkraft, die von der Schubkraft F erzeugt wird, beginnt, als der Zeitpunkt detektiert werden, an dem der Motorstrom Im, der durch den Elektromotor 43B fließt (charakteristische Linie 48 der 6) den ersten Stromschwellwert Im1 erreicht. Auf diese Weise muss der Elektromotor 43B nicht unnötig angehalten werden, während der Zwischenraum vor der Erzeugung der Klemmkraft (Schubkraft F) verringert wird, wie gemäß der Zeitdauer vom Zeitpunkt Ta1 zum Zeitpunkt Ta3 der 6. Anschließend kann die Zeit der Erzeugung der Klemmkraft detektiert werden. Somit kann die Motorbetriebszeit bis zur Erzeugung der Klemmkraft (Schubkraft F) verkürzt werden.
Ferner wird nach dem Zeitpunkt der Erzeugung der Klemmkraft die Klemmkraft (Schubkraft F) stufenweise erhöht, wie gemäß der Zeitdauer vom Zeitpunkt Ta5 zum Zeitpunkt Ta6, der Zeitdauer vom Zeitpunkt Ta7 zum Zeitpunkt Ta8 und der Zeitdauer vom Zeitpunkt Ta9 zum Zeitpunkt Ta10. Auf diese Weise kann eine geeignete obere Grenze der Häufigkeit des Klemmens, beispielsweise drei, gesteuert werden. Somit wird die Klemmkraft nicht zu schwach oder zu stark. Somit kann die Steuerung der stufenweisen Zunahme der Klemmkraft durch die Bremseinrichtung geeignet durchgeführt werden.
Folglich wird gemäß dieser Ausführungsform die Steuerung der stufenweisen Zunahme der Bremskraft, die von der Scheibenbremse 31 erzeugt wird, insbesondere der Klemmkraft, von der Parkbremssteuereinrichtung 19 durchgeführt, gemäß den Arbeitsabläufen, die in 4 und 5 dargestellt sind. Somit kann die Klemmkraft auf den Scheibenrotor 4, die von den Bremsbelägen 33 erzeugt wird, gemäß mehreren Schritten geeignet erhöht werden. Somit kann eine zu schwache oder zu starke Klemmkraft, erzeugt von der Scheibenbremse 31, unterbunden werden.
Beim Bremsen als Parkbremse oder Freigeben der Bremse, detektiert (überwacht) die Scheibenbremse 31 ferner fortwährend den Stromwert des Motorstroms Im, der vom Motorantriebsschaltkreis 23 der Parkbremssteuereinrichtung 19 veranlasst wird, durch den Elektromotor 43B zu fließen, durch die Stromsensoreinheit 24, wodurch der Betrieb und das Anhalten des Elektromotors 43B basierend auf dem Detektionswert gesteuert wird. Auf diese Weise ist es nicht nötig, die Druckkraft (Klemmkraft) des Bremsbelags 33 auf den Scheibenrotor 4 mit einem Klemmkraftsensor oder dergleichen zu detektieren oder eine Bewegungsposition des Kolbens 39 durch einen Positionssensor oder dergleichen zu detektieren. Die Betätigung und die Freigabe als Parkbremse kann gesteuert werden. Somit kann die Anzahl der Sensoren verringert werden.
Gemäß dieser Ausführungsform wurde beispielhaft der Fall beschrieben, in dem die Steuerung der stufenweisen Zunahme zur stufenweisen Erhöhung der Klemmkraft dreimal als bestimmte Häufigkeit durchgeführt wird. Allerdings ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die Steuerung der stufenweisen Zunahme kann gemäß einer bestimmten Häufigkeit, beispielsweise zwei- oder vier- oder mehrmalig, durchgeführt werden. Die bestimmte Häufigkeit wird in diesem Fall etwa gemäß einem Fahrzeugtyp basierend auf Daten eines im Voraus durchgeführten Experiments ermittelt. Wenngleich die bestimmte Häufigkeit eine im Voraus definierte Häufigkeit sein kann, kann die bestimmte Häufigkeit gemäß einer Änderung von Zuständen, wie etwa einer Batteriespannung, variabel sein.
Ferner wurde gemäß dieser Ausführungsform beispielhaft der Fall beschrieben, in dem der Beginn des Kontakts zwischen dem Scheibenrotor 4 und den Bremsbelägen 33, bewirkt durch die Leistungszufuhr zum Elektromotor 43B, basierend auf dem Motorstrom detektiert wird, der von der Stromsensoreinheit 24, insbesondere einer Stromüberwachungseinheit, die als eine Kontaktdetektionseinheit fungiert, erhalten wird. Allerdings ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Der Beginn des Kontakts zwischen dem Scheibenrotor 4 (abzubremsendes Element) und den Bremsbelägen 33 (Bremselemente) kann statt durch die Stromüberwachungseinheit durch eine Kontaktdetektionseinheit detektiert werden, beispielsweise einen Positionssensor, der eingerichtet ist, um die Position des Kolbens oder des Bremselements zu detektieren, und/oder einen Schubkraftsensor, der eingerichtet ist, um die Klemmkraft oder dergleichen zu detektieren.
Ferner wurde gemäß dieser Ausführungsform beispielhaft der Fall beschrieben, in dem die Scheibenbremsen 31, die jeweils die elektrische Parkbremsfunktion aufweisen, als linke und rechte hinterradseitige Bremse verwendet werden. Allerdings ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. So können die linke und rechte vorderradseitige Bremse Scheibenbremsen sein, die jeweils die elektrische Parkbremsfunktion aufweisen, oder die Bremsen aller Räder (alle vier Räder) können aus den Scheibenbremsen aufgebaut sein, die jeweils die elektrische Parkbremsfunktion aufweisen.
Ferner wurden gemäß dieser Ausführungsform beispielhaft jeweils Hydraulikscheibenbremsen 31 mit der elektrischen Parkbremse beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die Scheibenbremsen können elektrische Scheibenbremsen sein, ohne dass es notwendig ist, Hydraulikdruck zuzuführen. Ferner kann die Scheibenbremse als eine Bremseinrichtung des Typs Trommelbremse vorgesehen sein, ohne dass diese auf die Bremseinrichtung des Typs Scheibenbremse beschränkt ist. Ferner können verschiedene Arten von Bremsmechanismen angewendet werden, wie beispielsweise eine "Trommel-in-Scheiben-Bremse", die eine elektrische Parkbremse des Trommeltyps aufweist, die für eine Scheibenbremse vorgesehen ist, oder ein Aufbau zum Halten der Parkbremse durch Ziehen eines Kabels mittels eines Elektromotors. Wenn beispielsweise ein elektrischer Bremsmechanismus angewendet wird, bei dem es nicht erforderlich ist, Hydraulikdruck zuzuführen, kann die Steuereinheit so eingerichtet sein, dass die Bremskraft als eine Hauptbremse auf das Fahrzeug angewendet wird, oder dass der Elektromotor basierend auf der Anwendungsanforderung, die durch die Betätigung des Bremspedals oder dergleichen gegeben wird, betrieben wird.
Es wurde eine Beschreibung lediglich einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gegeben, aber es ist für den Fachmann leicht ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Verbesserungen bezüglich der beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne sich auf praktische Weise von den neuen Lehren und Vorteilen der vorliegenden Erfindung zu entfernen. Somit ist beabsichtigt, dass auch Formen, an denen solche Änderungen und Verbesserungen vorgenommen sind, im technischen Gegenstand der vorliegenden Erfindung enthalten sind. Die oben dargelegten Ausführungsformen können geeignet kombiniert werden.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-266809 . Die gesamte Offenbarung, darin sind enthalten die Beschreibung, der Gegenstand der Ansprüche, die Zeichnungen und die Zusammenfassung, der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-266809 , eingereicht am 27. Dezember 2014, ist in deren Gesamtheit durch Verweis hierhin einbezogen.
BEZUGSZEICHENLISTE

1 Fahrzeugkörper, 2 Vorderrad (Rad), 3 Hinterrad (Rad), 4 Scheibenrotor (abzubremsendes Element), 6 Bremspedal, 16 Fahrzeugdatenbus, 18 Parkbremsschalter, 19 Parkbremssteuereinrichtung (Steuereinheit), 21 Speicher, 23 Motorantriebsschaltkreis (Motorantrieb), 24 Stromsensoreinheit (Stromüberwachungseinheit), 33 Bremsbelag (Bremselement), 39 Kolben, 40 Umwandlungsmechanismus der Rotations-/Linearbewegung, 41 Gewindeelement, 42 linear bewegliches Element, 43 Elektroaktuator, 43B Elektromotor, Im Motorstrom, F Schubkraft (Klemmkraft)

Claims

Bremseinrichtung, die aufweist: Bremselemente, die eingerichtet sind, um ein abzubremsendes Element einzuklemmen, das sich zusammen mit einem Rad dreht, um eine Bremskraft auf ein Fahrzeug anzuwenden; einen Kolben, der eingerichtet ist, um die Bremselemente zum abzubremsenden Element oder in einer Richtung vom abzubremsenden Element weg zu bewegen; einen Elektromotor; ein linear bewegliches Element, das eingerichtet ist, um sich angetrieben vom Elektromotor linear zu bewegen und mit dem Kolben in Kontakt zu kommen, um den Kolben zu bewegen; und eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, um eine Anwendungssteuerung zum Anwenden der Bremskraft auf das Fahrzeug durch Zuführen von Leistung zum Elektromotor und eine Freigabesteuerung zum Lösen der Bremskraft, angewendet auf das Fahrzeug, durchzuführen, wobei wenn der Beginn eines Kontakts zwischen den Bremselementen und dem abzubremsenden Element detektiert wird, die Steuereinheit eine Steuerung der stufenweisen Zunahme zur stufenweisen Erhöhung einer Klemmkraft, die durch die Bremselemente auf das abzubremsende Element angewendet wird, durch mehrfaches Zuführen und Stoppen von Leistung zum Elektromotor durchführt.
Bremseinrichtung, die aufweist: Bremselemente, die eingerichtet sind, um ein abzubremsendes Element einzuklemmen, das sich zusammen mit einem Rad dreht, um eine Bremskraft auf ein Fahrzeug anzuwenden; einen Kolben, der eingerichtet ist, um die Bremselemente zum abzubremsenden Element oder in einer Richtung vom abzubremsenden Element weg zu bewegen; einen Elektromotor; ein linear bewegliches Element, das eingerichtet ist, um sich angetrieben vom Elektromotor linear zu bewegen und mit dem Kolben in Kontakt zu kommen, um den Kolben zu bewegen; eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, um eine Anwendungssteuerung zum Anwenden der Bremskraft auf das Fahrzeug durch Zuführen von Leistung zum Elektromotor und eine Freigabesteuerung zum Lösen der Bremskraft vom Fahrzeug durchzuführen; und eine Stromüberwachungseinheit, die eingerichtet ist, um einen Motorstrom, der veranlasst wird, durch den Elektromotor zu fließen, zu überwachen, wobei die Steuereinheit eine Steuereinheit der stufenweisen Zunahme aufweist, die eingerichtet ist, um eine Klemmkraft, die von den Bremselementen auf das abzubremsende Element angewendet wird, stufenweise zu erhöhen, indem das Zuführen und Stoppen von Leistung zum Elektromotor gemäß einer festgelegten bestimmten Häufigkeit durchgeführt wird, wenn ein Beginn des Kontakts zwischen den Bremselementen und dem abzubremsenden Element, bewirkt durch Zuführen von Leistung zum Elektromotor, basierend auf dem Motorstrom, überwacht von der Stromüberwachungseinheit, detektiert wird.
Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Steuereinheit eingerichtet ist, um das Zuführen und Stoppen von Leistung zum Elektromotor gemäß einer Stoppzeitdauer zum Stoppen der Leistungszufuhr zum Elektromotor und einer Leistungszufuhrzeitdauer, die kürzer als die Stoppzeitdauer ist, durchzuführen.
Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Steuereinheit eingerichtet ist, um an einem Zeitpunkt, an dem das Zuführen und Stoppen von Leistung zum Elektromotor gemäß einer bestimmten Häufigkeit durchgeführt sind, Leistung durch kontinuierliche Energieversorgung zum Elektromotor zuzuführen, bis die Klemmkraft eine im Voraus definierte bestimmte Klemmkraft erreicht.
Bremseinrichtung, die aufweist: Bremselemente, die eingerichtet sind, um ein abzubremsendes Element, das sich zusammen mit einem Rad dreht, zu drücken, um eine Bremskraft auf ein Fahrzeug anzuwenden; eine Bremseinrichtung, die eingerichtet ist, um die Bremselemente mittels eines Elektroaktuators zum abzubremsenden Element zu drücken, um eine Druckkraft der Bremselemente beizubehalten; und eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, um eine Anwendungssteuerung zur Anwendung der Bremskraft auf das Fahrzeug durch Zuführen von Leistung zum Elektromotor und eine Freigabesteuerung zum Lösen der Bremskraft vom Fahrzeug durchzuführen, wobei wenn der Beginn eines Kontakts zwischen den Bremselementen und dem abzubremsenden Element detektiert wird, die Steuereinheit eine Steuerung der stufenweisen Zunahme zur stufenweisen Erhöhung der Bremskraft, die von den Bremselementen auf das abzubremsende Element angewendet wird, durch mehrfaches Zuführen und Stoppen von Leistung zum Elektromotor durchführt.
Bremseinrichtung nach Anspruch 5, bei der die Steuereinheit eingerichtet ist, um das Zuführen und Stoppen von Leistung zum Elektroaktuator gemäß einer Stoppzeitdauer zum Stoppen der Leistungszufuhr zum Elektroaktuator und einer Leistungszufuhrzeitdauer, die kürzer als die Stoppzeitdauer ist, durchzuführen.
Bremseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Steuereinheit eingerichtet ist, um an einem Zeitpunkt, an dem das Zuführen und Stoppen von Leistung zum Elektromotor gemäß einer bestimmten Häufigkeit durchgeführt sind, Leistung durch kontinuierliche Energieversorgung zum Elektromotor zuzuführen, bis die Druckkraft eine im Voraus definierte bestimmte Druckkraft erreicht.