DE19751445A1 - Electromechanically operated clamping brake for cars - Google Patents

Electromechanically operated clamping brake for cars

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DE19751445A1
DE19751445A1 DE1997151445 DE19751445A DE19751445A1 DE 19751445 A1 DE19751445 A1 DE 19751445A1 DE 1997151445 DE1997151445 DE 1997151445 DE 19751445 A DE19751445 A DE 19751445A DE 19751445 A1 DE19751445 A1 DE 19751445A1
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DE1997151445
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Thomas Berthold
Alfred Eckert
Peter E Dr Rieth
Stefan A Drumm
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Continental Teves AG and Co OHG
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ITT Manufacturing Enterprises LLC
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Abstract

The clamping brake has at least one brake pad (15) which can be moved via a final control element in contact with a counter-piece and a control unit for the element. A device is provided for detecting a distance to the counter-piece. It has a connection with the brake shoe (9). The control unit controls the element based on the detected distance so that an adjustment of the air gap is implemented to minimize the free play of the brake. The device detects a minimum distance with the brake operated and the control unit determines a set point venting play, then controlling the element so that the set point venting play is attained with a brake not operated.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromechanisch betätigte Feststellbremse für Kraftfahrzeuge, bei der insbesondere ein Elektromotor die Bremsbeläge gegen ein entsprechendes Gegenstück zur Erzielung eines Reibschlusses bewegt.The invention relates to an electromechanically operated Parking brake for motor vehicles, in particular one Electric motor brake pads against a corresponding one Counterpart moved to achieve a frictional connection.

In der DE 41 29 919 A1 ist eine elektromechanisch betätigte Feststellbremse beschrieben, bei der für jede Radbremse ein Elektromotor vorgesehen ist, der eine entsprechende Bremskraft dann aufbringt, wenn beispielsweise ein Handbremshebel durch den Fahrer betätigt wird.DE 41 29 919 A1 describes an electromechanically actuated one Parking brake described in which for each wheel brake Electric motor is provided, the corresponding one Applying braking force when, for example, a Hand brake lever is operated by the driver.

Durch Toleranzen in Form z. B. des Bremsbelags, der Rückenplatte und der Bremstrommel, aber auch durch Ungleichförmigkeiten der Beläge selbst, sowie durch betriebsbedingten Abrieb der Bremsbeläge können die Leerlaufwege der Feststellbremsen mit der Zeit immer größer werden. Diese Leerlaufwege können mechanischen Ursprung haben oder auch auf der elektromechanischen Betätigung beruhen. Allgemein sind zum Ausgleich der oben geschilderten Effekte mechanische Nachstellungen bekannt, bei denen beispielsweise das Stützlager bei Duo-Servobremsen die Rückbewegung der Bremsbacken auf das Lüftspiel begrenzt und weitgehend konstant hält, so daß die Radzylinderkolben (und damit die Bremsbacken) mit zunehmendem Verschleiß immer weiter auseinander stehenbleiben, die Bremse direkt reagiert und kaum Bremsflüssigkeitsvolumen für Leerwege verbraucht. Diese automatischen Nachstelleinrichtungen müssen jedoch beim Bremsbackenwechsel zurückgesetzt werden, wobei etwa nach der Montage bei einer inkrementalen Nachstellung die Bremse mehrfach betätigt werden muß, um die Nachstellung wieder in Arbeitsposition zu bringen. Bei einer sog. One-Shot-Nachstellung ist nur eine einmalige Betätigung der Bremse notwendig.By tolerances in the form of z. B. the brake pad Back plate and the brake drum, but also by Irregularities of the pads themselves, as well as through operational wear of the brake pads can Parking brake idle distances become larger over time become. These idle paths can be of mechanical origin have or also on the electromechanical actuation are based. General are to compensate for the above  Effects known mechanical reenactments in which For example, the support bearing for duo servo brakes Return movement of the brake shoes limited to the clearance and largely constant, so that the wheel cylinder piston (and thus the brake shoes) with increasing wear stand further apart, the brake responds directly and hardly used brake fluid volume for idle travel. However, these automatic adjustment devices must be reset when changing the brake shoes, whereby about after installation with an incremental readjustment Brake must be pressed several times to adjust to bring it back into working position. With a so-called One-shot adjustment is only a single operation of the Brake necessary.

Eine Rückstellung von elektromechanisch betätigten Feststellbremsen ist nicht bekannt.A provision of electromechanically operated Parking brakes are not known.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektromechanisch betätigte Feststellbremse für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die eine einfache und wirksame Lüftspielnachstellung ermöglicht.It is an object of the present invention Electromechanically operated parking brake for To create motor vehicles that are simple and effective Air gap adjustment enabled.

Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Die abhängigen Patentansprüche geben vorteilhafte Ausbildungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung an.The task is performed according to the characteristics of the independent Claim resolved. Give the dependent claims advantageous forms of training and further developments in Invention.

Die erfindungsgemäße elektromechanisch betätigte Feststellbremse für Kraftfahrzeuge weist zumindest einen Bremsbelag auf, der über ein Stellglied in Kontakt mit einem Gegenstück bewegbar ist. Weiterhin kann eine Steuereinheit zum Ansteuern des Stellglieds und eine Einrichtung zum Erfassen eines Abstands a zu dem Gegenstück vorgesehen sein. Die Einrichtung zum Erfassen des Abstands a kann mit einer Bremsbacke in Verbindung stehen und die Steuereinheit kann das Stellglied basierend auf dem erfaßten Abstand a derart ansteuern, daß eine Lüftspielnachstellung zur Minimierung des Leerwegs der Bremse realisiert werden kann.The electromechanically operated according to the invention Parking brake for motor vehicles has at least one Brake pad on, which is in contact with an actuator  Counterpart is movable. Furthermore, a control unit to control the actuator and a device for Detection of a distance a to the counterpart can be provided. The device for detecting the distance a can with a Brake shoe are connected and the control unit can the actuator based on the detected distance a control that a clearance adjustment for minimization the free travel of the brake can be realized.

Im folgenden wird die Bremsbacke derart definiert, daß sie zumindest den Bremsbelag und eine Rückenplatte enthält.In the following, the brake shoe is defined so that it contains at least the brake pad and a back plate.

Erfindungsgemäß wird somit eine elektromechanisch betätigte Feststellbremse realisiert, welche eine automatische Lüftspielnachstellung realisiert und dadurch etwa in der Lage ist den Verschleiß der Bremsbeläge auszugleichen. Es ist bekannt, daß durch den Verschleiß der Bremsbeläge das Lüftspiel zwischen dem Bremsbelag und der Bremstrommel vergrößert wird, was wiederum den Bremsweg erhöht. Wird das Lüftspiel nicht korrekt nachgestellt, kann im Extremfall der Betätigungsweg im Bremszylinder so groß werden, daß keine Bremswirkung mehr aufgebracht werden kann. Die automatische Nachstellung zurück auf das korrekte Lüftspiel ist somit von wesentlicher Bedeutung und kann erfindungsgemäß einfach und zuverlässig realisiert werden.According to the invention, an electromechanically actuated device is thus used Parking brake realized, which is an automatic Air play adjustment implemented and thus in the Location is to compensate for the wear of the brake pads. It it is known that the wear of the brake pads Air gap between the brake pad and the brake drum is increased, which in turn increases the braking distance. Will that In extreme cases, the air gap cannot be correctly adjusted Actuation path in the brake cylinder become so large that none Braking effect can be applied more. The automatic  Adjusting back to the correct air gap is therefore from essential and can be simple and according to the invention can be reliably implemented.

Zum Lüftspiel tragen zusätzlich zum Verschleiß der Bremsbeläge noch das vorgegebene konstruktive Lüftspiel zwischen Bremsbelag und Bremstrommel/-scheibe und der Zuspannweg bei, das von der Elastizität der Bremstrommel/-scheibe und der Bremsbeläge sowie von der Kraftübertragung zwischen Bremszylinder und Radbremse abhängt (sog. Elastizitätsweg). Die Erfindung ist zusätzlich in der Lage auch diese Lüftspiele auszugleichen, wobei darauf hingewiesen wird, daß die obengenannten drei verschiedenen Arten von Lüftspielen sich zu einem Gesamtlüftspiel addieren, auf das im folgenden Bezug genommen wird.In addition to the wear, the ventilation play Brake pads still the specified design clearance between brake pad and brake drum / disc and the Application path at that of the elasticity of the brake drum / disc and the brake pads as well as the power transmission between the brake cylinder and the wheel brake (so-called Elasticity path). The invention is also capable of also to balance these air games, being careful it is noted that the above three different Types of air games become an overall air game add, referred to in the following.

Erfindungsgemäß kann die Einrichtung einen Minimalabstand a0 bei betätigter Bremse erfassen und die Steuereinheit kann ein Soll-Lüftspiel asoll = a0 + k ermitteln wobei dann das Stellglied derart angesteuert werden kann, daß das Soll-Lüftspiel asoll bei einer nicht betätigten Bremse erreicht werden kann.According to the invention, the device can detect a minimum distance a 0 when the brake and the control unit, a target clearance A is = a 0 + k to determine which case the actuator may be controlled such that the desired air gap A is reached at a non-actuated brake can be.

Die Einrichtung kann insbesondere ein Abstandssensor sein, der den Abstand des Sensors zu dem Gegenstück erfassen kann. Das Gegenstück kann hierbei eine Bremstrommel sein.The device can in particular be a distance sensor, which can detect the distance from the sensor to its counterpart. The counterpart can be a brake drum.

Mit einer geeigneten Auswerteelektronik, die das Signal des Abstandssensors verarbeitet und einen Elektromotor ansteuert, wird die leerwegreduzierte Ausgangsstellung der Feststellbremse eingestellt, um von dieser Stellung aus eine schnelle komfortable Betätigung zu realisieren.With suitable evaluation electronics that receive the signal from the Distance sensor processed and an electric motor is activated, the empty position reduced starting position of the  Parking brake set to one from this position to realize quick and convenient operation.

Weiterhin kann zu dem ermittelten Minimalabstand a0, der bei einer voll betätigten Bremse erfaßt wird, noch eine Konstante hinzuaddiert werden um die Nachgiebigkeit der Bremsbeläge und der Bremsbacken zu berücksichtigen. Es sei darauf hingewiesen, daß beim Zuspannen der Bremsbeläge deren Nachgiebigkeit aufgebraucht ist, so daß diese nur noch sehr geringfügig weiter komprimiert werden können. Der vorgenannten Abstand asoll ist ein Abstand, bei dem die Bremsbeläge gerade abheben werden, d. h. die neue Luftspiel überwundene Ausgangsstellung.Furthermore, a constant can be added to the determined minimum distance a 0 , which is detected when the brake is fully applied, in order to take into account the flexibility of the brake pads and the brake shoes. It should be noted that when the brake pads are applied, their flexibility is used up, so that they can only be compressed very slightly. The above-mentioned distance a should be a distance at which the brake pads are just stand, the new air game ie overcome initial position.

Der Wert k kann auch von dem erfaßten Abstand a abhängig sein, da die Nachgiebigkeit der Bremsbeläge und der Bremsbacken vom Abrieb der Bremsbeläge abhängt. Um den Ausgangspunkt zu kennen, sollte jedoch eine Kalibriermessung mit neuen Bremsbelägen durchgeführt werden.The value k can also depend on the detected distance a be because the compliance of the brake pads and the Brake shoes depends on the wear of the brake pads. To the Knowing the starting point, however, should be a calibration measurement be carried out with new brake pads.

Zur Erfassung des Minimalabstands a0 kann jedoch auch eine dynamische Bestimmung durchgeführt werden. Wenn davon ausgegangen wird, daß die Feststellbremse mit einer konstanten Bestromung des Elektromotors betätigt wird und dadurch die Bremsbacken mit einer annähernd konstanten Geschwindigkeit das Lüftspiel überwinden und dann bei Anlegen der Bremsbeläge abrupt gestoppt werden, kann aus der zeitlichen Änderung der Abstands a bzw. des entsprechenden Sensorsignals des Abstandsensors der Wert asoll ermittelt werden. Wenn da/dt einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, kann auf eine Überwindung des Lüftspiels geschlossen werden. Zur Bestimmung der Lüftspiel überwundenen Ausgangsstellung asoll sollte jedoch noch ein Sicherheitswert addiert werden, da immer eine Ungenauigkeit und ein zeitlicher Verzug vorliegen kann. Dieser Sicherheitswert kann die obige Konstante ersetzen.To determine the minimum distance a 0 , however, a dynamic determination can also be carried out. If it is assumed that the parking brake is actuated with a constant current supply to the electric motor and the brake shoes thereby overcome the air gap at an approximately constant speed and are then stopped abruptly when the brake pads are applied, the distance a or the corresponding one can change from the time Sensor signal of the distance sensor the value a is to be determined. If da / dt falls below a predetermined threshold value, it can be concluded that the air gap has been overcome. However, to determine the initial position a to be overcome, a safety value should be added, since there may always be an inaccuracy and a time delay. This safety value can replace the above constant.

Weiterhin kann zur Bestimmung von asoll der elektrische Motorstrom I verwendet werden. Der Strom I zeigt indirekt das momentane Motordrehmoment an. Nach Überwinden des Lüftspiels mit einer konstanten Geschwindigkeit steigt der Strom I stark an. In Kombination mit den obengenannten Merkmalen und/oder für sich allein genommen kann asoll sicherer bestimmt werden. Zusätzlich kann auch eine zeitliche Ableitung dI/dt ermittelt werden, um einen weiteren Indikator für den Zeitpunkt und den Betrag des Vorliegens des Minimalabstands zu erhalten.Further, for the determination of a the motor electric current I is to be used. The current I indirectly indicates the current engine torque. After overcoming the air gap at a constant speed, the current I increases sharply. In combination with the above-mentioned features and / or taken on its own, a should be determined more reliably. In addition, a time derivative dI / dt can also be determined in order to obtain a further indicator for the time and the amount of the minimum distance.

Weiterhin kann über den erfaßten Abstand a auch der Bremsbelagsabrieb überwacht werden und etwa bei Unterschreiben eines gewissen Wertes eine Warnlampe aktiviert werden. Der Abrieb kann aber auch fortlaufend im Fahrzeugbetrieb durch eine geeignete Anzeige dargestellt werden.Furthermore, over the detected distance a Brake pad wear can be monitored and at Sign a warning lamp with a certain value to be activated. The abrasion can also continuously in the Vehicle operation shown by a suitable display become.

Weiterhin kann an der Rückenplatte der Feststellbremse ein Nietpin an geeigneter Stelle befestigt sein. Dieser Nietpin kann zur Reibfläche bzw. zur Bremstrommel zeigen. Mit diesem Nietpin kann der Abstandssensor über einen Federclip verbunden werden. Der Abstandssensor kann durch Reibschluß über diesen Federclip auf dem Nietpin gehalten werden, wobei der Nietpin an seinem Ende, welches mit der Bremstrommel in Kontakt kommt, verschleißend ausgebildet ist. Auf dem Abstandssensor ist hingegen eine verschleißfeste Schicht aufgebracht.Furthermore, the parking brake on the back plate The rivet pin must be attached at a suitable point. This rivet pin can face the friction surface or the brake drum. With this The distance sensor can be riveted by a spring clip get connected. The distance sensor can by friction are held on the rivet pin via this spring clip, whereby the rivet pin at its end, which with the brake drum in  Contact comes, is worn out. On the Distance sensor, on the other hand, is a wear-resistant layer upset.

Durch obige Ausbildung kann sich der Abstandssensor relativ zur Rückenplatte genau um den Belagverschleiß verstellen. Das gemessene Abstandssignal ist somit unabhängig vom Belagverschleiß. Über eine geeignete Regelung kann dann immer das Lüftspiel mit dem Ausgangssignal des Abstandssensors eingestellt werden.Due to the above training, the distance sensor can be relative Adjust to the back plate exactly around the lining wear. The measured distance signal is therefore independent of Pad wear. A suitable regulation can then always the air gap with the output signal of the Distance sensor can be set.

Weiterhin kann der Kontakt der Bremsbeläge mit der Bremstrommel sensiert werden, um damit den Anlagepunkt zu ermitteln. Mit geeigneter Auswertung kann dann mit Kenntnis des Anlagepunktes das Lüftspiel ermittelt werden. Dies kann dadurch erzielt werden, daß die Beläge einen elektrisch leitenden Stoff aufweisen, wobei dann wenn die Bremsbeläge die Bremstrommel berühren ein Stromfluß erzeugt wird, so daß hieraus auf den Anlagepunkt geschlossen werden kann.Furthermore, the contact of the brake pads with the Brake drum to be sensed in order to close the contact point determine. With a suitable evaluation can then with knowledge of the contact point, the air gap can be determined. This can can be achieved in that the pads an electric have conductive substance, then when the brake pads the brake drum touching a current flow is generated so that the investment point can be concluded from this.

Der Abstandssensor kann auf einem kapazitiven, induktiven und/oder auf einem Halleffekt basierenden Meßprinzip beruhen. Insbesondere ist der Abstandssensor derart aufgebaut, daß er weder schmutz- noch feuchtigkeitsempfindlich ist.The distance sensor can be based on a capacitive, inductive and / or based on a Hall effect measuring principle are based. In particular, the distance sensor is such built that he neither dirt nor is sensitive to moisture.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Preferred embodiments of the Invention with reference to schematic drawings explained. Show it:  

Fig. 1 eine elektromagnetisch betätigte Feststellbremse gemäß der Erfindung; FIG. 1 is an electromagnetically actuated parking brake according to the invention;

Fig. 2 eine Detailansicht eines Abstandssensors gemäß der Erfindung; Fig. 2 is a detail view of a distance sensor according to the invention;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abstandssensors und Fig. 3 shows another embodiment of the distance sensor according to the invention and

Fig. 4a und b weitere Ausführungsformen der Erfindung. FIG. 4a and b show further embodiments of the invention.

In der Fig. 1 ist eine Feststellbremse 1 dargestellt, die elektromechanisch über einen Elektromotor 2 betätigt wird. Der Elektromotor 2 ist über Stromversorgungsleitungen 3 und 4 über eine nicht dargestellte Steuereinheit mit einer Stromversorgung (ebenso nicht dargestellt) verbunden. An dieser Stelle sei angemerkt, daß die nicht dargestellte Steuereinheit sowohl separat als auch in dem Elektromotor 2 ausgebildet vorgesehen sein kann.In Fig. 1, a parking brake 1 is shown, which is actuated electromechanically via an electric motor 2 . The electric motor 2 is connected to a power supply (likewise not shown) via power supply lines 3 and 4 via a control unit (not shown). At this point, it should be noted that the control unit, not shown, can be provided both separately and in the electric motor 2 .

Der Elektromotor 2 weist eine Motorwelle 5 auf, die in Verbindung mit einem Stirnrad 6 steht. Das Stirnrad 6 kann über ein entsprechendes Gewinde mit einer Spindel 7 in Kontakt treten, wobei die Spindel 7 wiederum mit einem Kniehebel 8 in Verbindung steht. Durch eine entsprechende Betätigung des Elektromotors 2 kann somit der Kniehebel 8 bewegt werden. Der Kniehebel 8 steht weiterhin in Kontakt mit zwei Bremsbacken 9 und kann diese über eine geeignete Mechanik spreizen. Weiterhin sind drei Federn 10 vorgesehen, die eine Rückstellung der Bremsbacken 9 ermöglichen. The electric motor 2 has a motor shaft 5 which is connected to a spur gear 6 . The spur gear 6 can come into contact with a spindle 7 via a corresponding thread, the spindle 7 in turn being connected to a toggle lever 8 . The toggle lever 8 can thus be moved by appropriate actuation of the electric motor 2 . The toggle lever 8 is still in contact with two brake shoes 9 and can spread these using a suitable mechanism. Furthermore, three springs 10 are provided, which enable the brake shoes 9 to be reset.

In einem oder in beiden Bremsbacken 9 ist ein Abstandssensor 11 vorgesehen. Der Abstandssensor weist Anschlußleitungen 12 und 13 auf, die mit der vorgenannten Steuereinheit verbunden sein können.A distance sensor 11 is provided in one or in both brake shoes 9 . The distance sensor has connecting lines 12 and 13 which can be connected to the aforementioned control unit.

Die Bremsbacken 9 weisen jeweils eine Rückenplatte 14 und einen Bremsbelag 15 auf.The brake shoes 9 each have a back plate 14 and a brake pad 15 .

Bei einer Betätigung des Elektromotors 2 wird der Kniehebel derart bewegt, daß die Bremsbacken 9 und damit die Bremsbeläge 15 gegen die Bremstrommel 16 gedrückt werden, so daß es zu einer Bremswirkung durch Reibschluß kommen kann.When the electric motor 2 is actuated, the toggle lever is moved in such a way that the brake shoes 9 and thus the brake linings 15 are pressed against the brake drum 16 , so that a braking effect due to frictional engagement can occur.

In der Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des Abstandssensors 11 gezeigt. Der Abstandssensor 11 ist in einer Aufnahme 17 der Bremsbacke 9 angeordnet. Die Bewegung des Abstandssensors 11 ist somit mit der Bewegung der Bremsbacke 9 gekoppelt. Zur Abdichtung des Abstandssensors 11 gegen Schmutz und Feuchtigkeit sind entsprechende Dichtringe 18 und 19 vorgesehen. Der Abstandssensor 11 ist derart vorgesehen, daß er einen Abstand a zwischen dem Sensor und der Bremstrommel 16 ermitteln kann. Dieser so gemessene Abstand wird dann über die Anschlußleitungen 12 und 13 an die Steuereinheit weitergeleitet, in der dann über eine entsprechende Signalverarbeitung eine Lüftspielnachstellung erfolgt.An enlarged illustration of the distance sensor 11 is shown in FIG. 2. The distance sensor 11 is arranged in a receptacle 17 of the brake shoe 9 . The movement of the distance sensor 11 is thus coupled with the movement of the brake shoe 9 . Corresponding sealing rings 18 and 19 are provided for sealing the distance sensor 11 against dirt and moisture. The distance sensor 11 is provided in such a way that it can determine a distance a between the sensor and the brake drum 16 . This distance measured in this way is then forwarded to the control unit via the connecting lines 12 and 13 , in which a clearance adjustment is then carried out by means of appropriate signal processing.

Im folgenden wird die Vorgehensweise einer derartigen Lüftspielnachstellung kurz erläutert. Zunächst sei angemerkt, daß das Spindelgetriebe, bestehend aus der Motorwelle 5, dem Stirnrad 6 und der Spindel 7 selbsthemmend ausgelegt werden kann. Es ist auch möglich andere selbstverriegelnde Elemente vorzusehen, so daß das gesamte Betätigungssystem in jeder beliebigen Ausgangsstellung stromlos in seiner Position gehalten werden kann. Der Abstandssensor 11 kann nun den Betätigungsweg des Bremsbelags 15 gegenüber seinem Reibungspartner, in diesem Fall der Bremstrommel 16 erfassen. Der Betätigungsweg ist in diesem Fall mit dem Erfassen des Abstands zwischen dem Abstandssensor 11 und der Bremstrommel 16 gleichzusetzen. Das über die Anschlußleitungen 12 und 13 übermittelte Sensorsignal des Abstandssensors 11 wird einer geeigneten Auswerteelektronik zugeführt. Diese Auswerteelektronik kann sich in der Steuereinheit befinden. Die Steuereinheit kann dann den Elektromotor 2 derart ansteuern, daß ein reduzierter Leerweg der Feststellbremse 1 bei der nächsten Bremsung eingestellt wird, so daß von dieser neuen Stellung aus eine schnelle komfortable Betätigung der Feststellbremse 1 möglich wird.The procedure for such a clearance adjustment is briefly explained below. First, it should be noted that the spindle gear, consisting of the motor shaft 5 , the spur gear 6 and the spindle 7 can be designed to be self-locking. It is also possible to provide other self-locking elements so that the entire actuation system can be held in its currentless position in any starting position. The distance sensor 11 can now detect the actuation path of the brake pad 15 with respect to its friction partner, in this case the brake drum 16 . In this case, the actuation path is to be equated with the detection of the distance between the distance sensor 11 and the brake drum 16 . The sensor signal of the distance sensor 11 transmitted via the connecting lines 12 and 13 is fed to suitable evaluation electronics. This evaluation electronics can be located in the control unit. The control unit can then control the electric motor 2 in such a way that a reduced free travel of the parking brake 1 is set during the next braking, so that rapid, convenient actuation of the parking brake 1 is possible from this new position.

Dies kann dadurch geschehen, daß während einer Betätigung der Feststellbremse 1 der vorgenannte Abstand a in der Steuereinheit aufgezeichnet wird. Weiterhin wird bei einer voll betätigten Bremse der Minimalabstand a0 erkannt. Bei einer voll betätigten Bremse haben die Bremsbeläge 15 durch das Zuspannen ihre Nachgiebigkeit aufgebraucht und können nur noch sehr geringfügig weiterkomprimiert werden. Aus dem Wert a0 wird in der Steuereinheit nun ein Wert asoll = a0 + k gebildet. asoll ist der Abstand a bei dem die Bremsbeläge 15 gerade abheben werden, d. h. die neue Ausgangsstellung. Der Wert k ist eine Konstante, die die Nachgiebigkeit der Bremsbeläge 15 und der Bremsbacken 9 beinhaltet. This can be done by recording the aforementioned distance a in the control unit while the parking brake 1 is actuated. Furthermore, the minimum distance a 0 is recognized when the brake is fully applied. When the brake is fully applied, the brake pads 15 have used up their flexibility by applying the brakes and can be compressed only very slightly. From the value a 0 , a value a target = a 0 + k is now formed in the control unit. A is the distance a at which the brake pads 15 are just take off, that is, the new initial position. The value k is a constant that includes the flexibility of the brake pads 15 and the brake shoes 9 .

Der Wert k kann aber auch von dem Abstand a abhängig sein, da die Nachgiebigkeit vom Abrieb der Bremsbeläge 15 abhängt. In diesem Fall muß bei neuen Bremsbelägen 15 eine entsprechende Kalibriermessung durchgeführt werden, um den Ausgangspunkt zu ermitteln.The value k can also depend on the distance a, since the flexibility depends on the abrasion of the brake pads 15 . In this case, a corresponding calibration measurement must be carried out on new brake pads 15 in order to determine the starting point.

Der Wert asoll kann jedoch auch dynamisch ermittelt werden. Wenn davon ausgegangen wird, daß die Feststellbremse 1 mit einer konstanten Bestromung des Elektromotors 2 betätigt wird und dadurch die Bremsbacken 9 mit einer annähernd konstanten Geschwindigkeit das Lüftspiel überwinden und wenn weiterhin davon ausgegangen wird, daß bei Anlegen der Bremsbeläge 15 dieselben abrupt gestoppt werden, kann aus der zeitlichen Ableitung des erfaßten Abstands a (da/dt) der Wert asoll ermittelt werden. Wenn da/dt einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, ist das Lüftspiel überwunden. Zur Bestimmung der Ausgangsstellung asoll sollte zusätzlich ein Sicherheitswert addiert werden, da immer eine Ungenauigkeit und ein zeitlicher Verzug vorliegt.However, the value a should also be determined dynamically. If it is assumed that the parking brake 1 is actuated with a constant current supply to the electric motor 2 and thereby the brake shoes 9 overcome the air gap at an approximately constant speed and if it is further assumed that the brake pads 15 are abruptly stopped when the brake pads 15 are applied the value a is to be determined from the time derivative of the detected distance a (da / dt). If da / dt falls below a predetermined threshold, the air gap is overcome. A safety value is to determine the starting position a should additionally be added as more inaccuracy and a time delay exists.

Zusätzlich kann zur Bestimmung der Ausgangsstellung bzw. des Soll-Abstands asoll der Notorstrom I verwendet werden. Der Strom I zeigt indirekt das momentane Motordrehmoment an. Nach Überwinden des Lüftspiels mit einer konstanten Geschwindigkeit steigt der Strom I stark an. In Kombination mit den obengenannten Verfahren kann die Stellung asoll dadurch sicherer bestimmt werden.In addition, to determine the starting position and the target distance a of Notorstrom I is to be used. The current I indirectly indicates the current engine torque. After overcoming the air gap at a constant speed, the current I increases sharply. In combination with the above-mentioned methods, the position a should be determined more reliably.

Wie oben schon erwähnt, wird nach der Bestimmung des Wertes asoll der Elektromotor durch die Steuereinheit derart betätigt, daß eben dieser Abstand asoll eingestellt wird, so daß eine reduzierte Ausgangsstellung der Feststellbremse 1 vorliegt und eine schnelle und komfortable Betätigung derselben bei der nächsten Betätigung ermöglicht wird. Die hiermit realisierte Lüftspielnachstellung regelt bzw. steuert somit bei jeder Betätigung der Feststellbremse das Lüftspiel automatisch auf einen optimierten Wert.As already mentioned above, after determining the value a , the electric motor is to be actuated by the control unit in such a way that this distance a is set, so that the starting brake 1 is in a reduced initial position and can be actuated quickly and conveniently the next time it is actuated is made possible. The ventilation clearance adjustment implemented in this way regulates or controls the ventilation clearance automatically to an optimized value each time the parking brake is actuated.

In der Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform des Abstandssensors 11 dargestellt. An der Rückenplatte 14 der Feststellbremse 1 ist ein Nietpin 20 an einer geeigneten Stelle derart befestigt, daß dieser zur Reibfläche, d. h. zur Bremstrommel 16 zeigt. Der Nietpin 20 ist derart ausgebildet, daß er an dem Ende, welches mit der Bremstrommel 16 in Kontakt kommt, beim Bremsen reibt und verschleißt. Auf dem Abstandssensor 11 ist eine verschleißfeste Schicht 21 aufgebracht. Zwischen dem Nietpin 20 und dem Abstandssensor 11 ist ein Federclip 22 vorgesehen. Bei einer Betätigung der Feststellbremse 1 liegen sich die Bremsbacken 9 bzw. die Bremsbeläge 15 an die Bremstrommel 16 an und somit sind auch der Nietpin 20 und der Abstandssensor 11 an der Bremstrommel 16 anliegend. Wenn sich im Verlauf der Betriebs zeit der Bremsbelag 15 durch Abrieb reduziert (die Dicke DB nimmt ab) verschleißt auch entsprechend der Nietpin 20 und der Abstandssensor 11 mit der verschleißfesten Schicht 21 wird durch die Bremstrommel 16 auf dem Nietpin 20 zurückgedrückt und durch den Federclip 22 gehalten. Dadurch kann sich der Abstandssensor 11 relativ zur Rückenplatte 14 genau um den Belagverschleiß ΔDB verstellen. Das gemessene Signal bzw. der gemessene Abstand a ist somit unabhängig vom Belagverschleiß. Mit einer geeigneten Regelung bzw. Steuerung in der Steuereinheit kann das Soll-Lüftspiel asoll immer konstant gehalten werden.A further embodiment of the distance sensor 11 is shown in FIG. 3. On the back plate 14 of the parking brake 1 , a rivet pin 20 is fastened at a suitable point in such a way that it points toward the friction surface, ie toward the brake drum 16 . The rivet pin 20 is designed such that it rubs and wears when braking at the end that comes into contact with the brake drum 16 . A wear-resistant layer 21 is applied to the distance sensor 11 . A spring clip 22 is provided between the rivet pin 20 and the distance sensor 11 . When the parking brake 1 is actuated, the brake shoes 9 or the brake linings 15 rest against the brake drum 16 and thus the rivet pin 20 and the distance sensor 11 are also in contact with the brake drum 16 . If in the course of the operating time the brake pad 15 is reduced due to abrasion (the thickness DB decreases), the rivet pin 20 also wears correspondingly and the distance sensor 11 with the wear-resistant layer 21 is pressed back on the rivet pin 20 by the brake drum 16 and by the spring clip 22 held. As a result, the distance sensor 11 can be adjusted relative to the back plate 14 exactly by the lining wear ΔD B. The measured signal or the measured distance a is therefore independent of the lining wear. With a suitable regulation or control in the control unit, the desired air gap a should always be kept constant.

Beim Einbau des in Fig. 3 gezeigten Abstandssensors 11 muß darauf geachtet werden, daß der Abstandssensor 11 immer an der der Bremstrommel 16 zugewandten Seite des Nietpins 20 angeordnet wird, was einer Anfangskalibrierung entspricht.When installing the distance sensor 11 shown in FIG. 3, care must be taken that the distance sensor 11 is always arranged on the side of the rivet pin 20 facing the brake drum 16 , which corresponds to an initial calibration.

In den Fig. 4a und 4b ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der der Kontakt der Bremsbeläge 15 mit der Bremstrommel 16 sensiert wird, um den Anlagepunkt derselben zu ermitteln. Über eine geeignete Auswertung kann dann mit Kenntnis des Anlagepunktes das Lüftspiel erkannt werden.In FIGS. 4a and 4b an embodiment of the invention is shown, in which the contact of the brake pads is sensed 15 with the brake drum 16 to the contact point to determine the same. The air gap can then be recognized by means of a suitable evaluation with knowledge of the contact point.

Wenn in den Bremsbelägen 15 ein nicht dargestellter elektrisch leitender Stoff eingebracht ist, der einen niederohmigen Widerstand aufweist, kann über einen Stromfluß beim Berühren der Bremsbeläge 15 mit der Bremstrommel 16 der Anlagepunkt bestimmt werden. Ein geeigneter Meßwiderstand Rmess wird zur Auswertung verwendet. Es kann dabei die metallische Bremstrommel 16 als Masse verwendet werden (Fig. 4a), wobei dann die Meßeinheit mit der ebenfalls metalli­ schen Rückenplatte 14 verbunden ist.If an electrically conductive substance (not shown), which has a low resistance, is introduced into the brake pads 15 , the contact point can be determined via a current flow when the brake pads 15 touch the brake drum 16 . A suitable measuring resistor R mess is used for the evaluation. The metallic brake drum 16 can be used as a mass ( FIG. 4a), the measuring unit then being connected to the likewise metallic back plate 14 .

Es ist aber auch möglich (Fig. 4b) eine der Rückenplatten 14 als Nasse zu verwenden. However, it is also possible ( FIG. 4b) to use one of the back plates 14 as a wet one.

Zusätzlich könnte auch ein verschleißender ohmscher Kontakt an den Bremsbacken 9 vorgesehen sein, der dann die Stromleitung ermöglicht. Somit wären dann die Bremsbeläge 15 nicht stromleitend auszuführen.In addition, a wearing ohmic contact could also be provided on the brake shoes 9 , which then enables the current to be conducted. Thus, the brake pads 15 would then not be designed to conduct electricity.

Claims (18)

1. Elektromechanisch betätigte Feststellbremse für Kraftfahrzeuge, mit
  • - zumindest einem Bremsbelag (15), der über ein Stellglied in Kontakt mit einem Gegenstück bewegbar ist und
  • - einer Steuereinheit zum Ansteuern des Stellglieds, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - eine Einrichtung zum Erfassen eines Abstands a zu dem Gegenstück vorgesehen ist,
  • - die Einrichtung mit einer Bremsbacke (9) in Verbindung steht und
  • - die Steuereinheit das Stellglied basierend auf dem erfaßten Abstand a derart ansteuert, daß eine Lüftspielnachstellung zur Minimierung des Leerwegs der Bremse realisiert wird.
1. Electromechanically operated parking brake for motor vehicles, with
  • - At least one brake pad ( 15 ) which is movable via an actuator in contact with a counterpart and
  • - A control unit for controlling the actuator, characterized in that
  • a device for detecting a distance a from the counterpart is provided,
  • - The device with a brake shoe ( 9 ) is connected and
  • - The control unit controls the actuator based on the detected distance a in such a way that clearance adjustment is implemented to minimize the free travel of the brake.
2. Feststellbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Minimalabstand a0 bei betätigter Bremse erfaßt und die Steuereinheit ein Soll-Lüftspiel asoll = a0 + k ermittelt und das Stellglied derart ansteuert, daß das Soll-Lüftspiel asoll bei einer nichtbetätigten Bremse erreicht wird.2. Parking brake according to claim 1, characterized in that the device detects a minimum distance a 0 when the brake and the control unit, a target clearance A is = a 0 + k is determined, and the actuator drives in such a way that the desired air play a soll at a non-operated brake is reached. 3. Feststellbremse nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß k eine Konstante ist, die die Nachgiebigkeit der Bremsbeläge (15) und der Bremsbacken (9) beinhaltet. 3. Parking brake according to at least one of claims 1 or 2, characterized in that k is a constant which includes the flexibility of the brake pads ( 15 ) and the brake shoes ( 9 ). 4. Feststellbremse nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß k = f(a).4. Parking brake according to at least one of claims 1 or 2, characterized in that k = f (a). 5. Feststellbremse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zeitliche Ableitung da/dt des erfaßten Abstands a ermittelt wird und bei Unterschreiten eines vorbestimmten Schwellwerts darauf geschlossen wird, daß das Lüftspiel überwunden ist und der Minimalabstand a0 vorliegt.5. Parking brake according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that a time derivative da / dt of the detected distance a is determined and it is concluded that the air gap is overcome and the minimum distance a 0 is present when the value falls below a predetermined threshold. 6. Feststellbremse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorstrom I des Elektromotors (2) erfaßt wird und bei Überschreitung eines vorbestimmten Grenzwerts und/oder bei Überschreitung eines vorbestimmten Änderungsbetrags da/dt auf das Vorliegen des Minimalabstands a0 geschlossen wird.6. Parking brake according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the motor current I of the electric motor ( 2 ) is detected and when a predetermined limit value and / or when a predetermined change amount da / dt is exceeded on the presence of the minimum distance a 0 is closed. 7. Feststellbremse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Ableitung da/dt und der Motorstrom I bzw. dessen zeitliche Ableitung zur Ermittlung des Minimalabstands a0 herangezogen werden.7. Parking brake according to claim 5 or 6, characterized in that the time derivative da / dt and the motor current I or its time derivative are used to determine the minimum distance a 0 . 8. Feststellbremse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied ein Elektromotor (2) ist.8. Parking brake according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the actuator is an electric motor ( 2 ). 9. Feststellbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Abstand a über eine Winkelstellung eines Resolvers des Elektromotors (2) ermittelt wird. 9. Parking brake according to claim 8, characterized in that the current distance a is determined via an angular position of a resolver of the electric motor ( 2 ). 10. Feststellbremse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß über den Abstand a ein Abrieb des jeweiligen Bremsbelags (15) ermittelt und als Verschleißwarnanzeige dem Fahrer gemeldet wird.10. Parking brake according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that an abrasion of the respective brake pad ( 15 ) is determined via the distance a and is reported to the driver as a wear warning indicator. 11. Feststellbremse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein Abstandssensor (11) ist.11. Parking brake according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the device is a distance sensor ( 11 ). 12. Feststellbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandssensor (11) ein kapazitives, induktives und/oder ein auf dem Halleffekt beruhendes Meßprinzip aufweist.12. Parking brake according to claim 11, characterized in that the distance sensor ( 11 ) has a capacitive, inductive and / or a measuring principle based on the Hall effect. 13. Feststellbremse nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandsensor in Abhängigkeit vom Abrieb des ihm zugeordneten Bremsbelags seine Lage ändert.13. Parking brake according to claim 11, characterized in that the distance sensor depending on the abrasion of it assigned brake pad changes its position. 14. Feststellbremse nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Rückenplatte (14) der Bremsbacke (9) ein Stift vorgesehen ist, an dem der Abstandssensor (11) verschiebbar angeordnet ist.14. Parking brake according to claim 11 or 12, characterized in that a pin is provided on a back plate ( 14 ) of the brake shoe ( 9 ) on which the distance sensor ( 11 ) is arranged displaceably. 15. Feststellbremse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift ein verschleißender Nietpin (20) ist und der Abstandssensor (11) an dem Nietpin (20) über einen Federclip (22) gehalten ist. 15. Parking brake according to claim 14, characterized in that the pin is a wearing rivet pin ( 20 ) and the distance sensor ( 11 ) on the rivet pin ( 20 ) is held by a spring clip ( 22 ). 16. Feststellbremse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalabstand a0 über einen Stromfluß zwischen dem Bremsbelag (15) und dem Gegenstück ermittelt wird.16. Parking brake according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the minimum distance a 0 is determined via a current flow between the brake pad ( 15 ) and the counterpart. 17. Feststellbremse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsbelag (15) einen verschleißenden ohmschen Kontakt enthält.17. Parking brake according to claim 16, characterized in that the brake pad ( 15 ) contains a wearing ohmic contact. 18. Feststellbremse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellbremse eine Trommelbremse und das Gegenstück eine Bremstrommel (16) ist.18. Parking brake according to at least one of claims 1 to 17, characterized in that the parking brake is a drum brake and the counterpart is a brake drum ( 16 ).
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