DE69929290T2

DE69929290T2 - Fahrzeugbremse mit elektromotorischer Regelung des Luftspiels

Info

Publication number: DE69929290T2
Application number: DE69929290T
Authority: DE
Inventors: Denis John Llangynidr McCann; Andrew John Abergavenny Ward
Original assignee: Meritor Automotive Inc
Current assignee: Meritor Inc
Priority date: 1998-10-24
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: EP0995923B1; BR9905113A; US6293370B1; JP2000297834A; GB9823198D0; EP0995923A2; EP0995923A3; DE69929290D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Bereitstellung und den Betrieb eines Elektromotors innerhalb einer Bremse, um den Bremslaufabstand zu steuern und eine Bremsenverstellung zu ermöglichen.
Die Bereitstellung eines Elektromotors zur Steuerung des Laufabstands von Bremsbelägen im Verhältnis zu einem Bremsmotor basierend auf Signalen von Sensoren, die die Abstandsaufnahmebewegungen und den Bremsbetätigungshub überwachen, ist bereits bekannt. Die bekannten Systeme neigen dazu, den mechanischen Betrieb einer herkömmlichen Bremsabstandssteuerungsvorrichtung, die als "automatischer Einsteller" bekannt ist, nachzuahmen. Bei solchen Einstellern ist eine Kupplung bereitgestellt, die einen bestimmten Grad an Verlustbewegung aufweist, wobei das Niveau der freien Bewegung dem höchstzulässigen Laufabstand entspricht. Falls sich die Bremsbeläge so abnutzen, dass der Laufabstand größer als dieser höchstzulässige Abstand ist, wird der Freilaufabstand bei Betätigung der Bremse "aufgenommen" und die weitere zusätzliche Bewegung, die durch den übermäßigen Belagsabstand verursacht wird, veranlasst die Kupplung, durchzurutschen. Die Durchrutschbewegung hat die Wirkung, die Anschlags- oder Ausgangsposition für die Rückkehr des Bremsbelags zu bewegen, wodurch der Belag progressiv in Richtung der Bremsscheibe vorgeschoben wird, wenn sich der Bremsbelag abnutzt. Derartige mechanische automatische Einsteller sind in der Technik bekannt. Bei einer Bremse der Art, wie sie von der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen wird, ist es wichtig, das Gewicht, den Energieverbrauch (gleich ob elektrisch oder pneumatisch) und die Materialkosten zu verringern. Bei den meisten herkömmlichen Bremsen, die einen automatischen Einsteller der mechanischen Art, oder sogar einen elektrischen Einsteller aufweisen, der den mechanischen Betrieb nachahmt, muss die Stärke der Mechanismen, die zu dem Einsteller gehören, extrem groß sein. Der Grund dafür ist, dass die eigentliche Bremseinstellung nur während der Bremsphase einer Bremsbetätigung stattfindet. Der Einstellmechanismus bewegt sich nur dann, wenn Bremsdrehmoment angewendet wird, und daher muss der Antriebsstrang des Einstellers in der Lage sein, durch dieses eingreifende Drehmoment hindurch anzutreiben.
Gemäß US-A-4 804 073, das den nahegelegensten Stand der Technik darstellt, ist eine elektrisch betätigte Bremsscheibe bekannt, die entweder durch Hydraulikdruck und einen Elektromotor oder nur mit Hilfe eines Elektromotors betätigt werden kann. Wenn die Bremse für eine Feststellbremsbetätigung angezogen wird, wird ein Ausgangspunkt eingestellt, wenn ein vorherbestimmter Kraftpegel erreicht wird, und dieser Ausgangspunkt wird während des Lösens der Bremse von einem Steuergerät verwendet. Das Lösen der Bremse wird durch Umkehren des Motors erreicht, um jedoch eine korrekte Bremseinstellung aufrechtzuerhalten, wird der Motor gestoppt, wenn ein kleiner Bremsbelagabstand erreicht ist. Hierzu erfasst das Steuergerät des Motors während des Zurücksetzens an der Ausgangsstellung einen vorherbestimmten Strom mit niedrigem Pegel und fährt daraufhin fort, den Motor für eine gewünschte Anzahl von Motorumdrehungen zu drehen, um den notwendigen Belagsabstand zu erzeugen.
Gemäß DE 195 36 694 A ist ein Steuerungs- oder Einstellsystem für eine Radbremse bekannt, die von einem Elektromotor betrieben wird, der den Bremsabstand nach einer Bremsbetätigung einstellt. Das System umfasst einen ersten Steuerkreis, der ein Positionssteuergerät und einen ersten Schalter umfasst, und einen zweiten Steuerkreis, der ein Verzögerungssteuergerät und einen zweiten Schalter umfasst. Die Schalter werden dazu verwendet, sicherzustellen, dass nur das Verzögerungssteuergerät oder das Positionssteuergerät zu einem jeweiligen Zeitpunkt aktiv ist. Ein Drehmelder wird verwendet, um den Abstand zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe zu erhalten.
Um die Einstellungsdaten bereitzustellen, die zur Durchführung des Einstellbetriebs erforderlich sind, besteht eine Anforderung, dass Informationen über die Bewegung der Bremse erstellt werden. Insbesondere muss der Freilaufhub der Bremse, d.h. die Abstandsaufnahmebewegung, ermittelt werden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mittel bereitzustellen, dass ermöglicht, dass die Freilaufabstandaufnahmebewegung der Bremse ermittelt werden kann, um die Einstelldaten bereitzustellen, die zur Durchführung der Einstellung der Bremsbelagsposition erforderlich sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Folgendes bereitgestellt: ein Fahrzeugbremssystem, das dafür ausgelegt ist, einen Bremsbelag an eine Bremsscheibe anzulegen, und das Folgendes umfasst: einen Drehhebel, dessen Winkelverschiebung durch ein externes Stellglied eine axiale Verschiebung von seitlich beabstandeten Mitnehmern verursacht, wodurch die Eingangslast des Stellglieds auf einen Bremsbelag der Bremse übertragen wird, eine Abstandssteuervorrichtung zur Aufrechterhaltung des Freilaufabstands zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe während der Nicht-Brems-Phase, und einen Elektromotor, um die Bremsbelagsposition im Verhältnis zu der Bremsscheibe einzustellen, wobei diese Einstellung so ausgelegt ist, dass sie nur während des Zustands, bei dem nicht gebremst wird, stattfindet, ein Erfassungsmittel zum Messen der Freilaufabstandsaufnahmebewegung der Bremse, wobei das Erfassungsmittel eine erste und eine zweite Erfassungsvorrichtung umfasst, die dafür ausgelegt sind, jeweils die Verschiebung der Bremse und der Last, die durch die Bremse angelegt wird, zu bestimmen, und ein Mittel, um die Ausgaben des ersten und zweiten Erfassungsmittels zu vergleichen, um die Freilaufabstandsaufnahmebewegung der Bremse zu bestimmen, wobei das Erfassungsmittel zur Bestimmung der Bremslast eine Lasterfassungsvorrichtung umfasst, die am Lasteingangsende des Drehhebels angeordnet ist, wo die Last durch das externe Stellglied daran angelegt wird.
Der Hub eines Bremsstellglieds kann von einem Verschiebungssensor gemessen werden, jedoch kann der Abschnitt dieser Wegstrecke, die der Freilaufwegstrecke entspricht, nur durch die Ermittlung der Verschiebung in Kombination mit der Kenntnis der angelegten Last ermittelt werden. Wenn sich der Bremsbelag bei einer normalen Betätigung bewegt, ist die Last, die während der Freilauf- oder Abstandsaufnahmebewegung angelegt wird, gering. Sobald die Bremsbeläge gegen die Bremsscheiben drücken, wird die Last, die erforderlich ist, um sich um einen Abstand weiter zu bewegen, wesentlich vergrößert. Daher kann der Freilaufabstand des Bremsbelags im Verhältnis zur Bremsscheibe durch einen Vergleich der Bremsbelagsverschiebung und der angelegten Last ermittelt werden.
Der Freilaufabstand der Bremse kann daraufhin innerhalb eines gewünschten Bereichs durch Verwendung eines elektrischen Antriebs innerhalb der Bremse, der dafür ausgelegt ist, die Ausgangsposition der Bremsbeläge einzustellen, aufrechterhalten werden.
Vorzugsweise stellt ein Sensor innerhalb der Bremse Bremsbelagspositionsinformationen bereit, die dazu verwendet werden können, den Motor so zu steuern, dass er die Bremsbeläge gemäß den vorgeschriebenen Grenzwerten korrekt positioniert.
Vorzugsweise wird der Sensor ebenfalls dazu verwendet, ein Signal bereitzustellen, das den tatsächlichen Abnutzungszustand der Bremsbeläge anzeigt, wobei der Sensor die Form eines Codierers, entweder linear oder rotierend, annimmt, der von einem Teil der Bremse angetrieben wird, der sich bei Einstellung der Bremse bewegt, wobei die Codierersignale zur Verwendung in einem Einstellvorgang in einem nichtflüchtigen Speicher gesammelt werden.
Der Vorteil der Einstellung der Position der Bremsbeläge lediglich in dem Zustand, in dem die Bremsen gelöst sind, ist der, dass das Eingriffsbremsdrehmoment, das überwunden werden muss, bevor die Einstellung der herkömmlichen Art stattfinden kann, jetzt beseitigt worden ist.
Daher ist das Drehmoment bei einer Bremse gemäß der vorliegenden Erfindung, das erforderlich ist, um die Bremsbeläge in die neue Ausgangsposition zu bewegen, wenn die Bremsen nicht betätigt werden, wesentlich verringert, und ebenso ist das Drehmoment, das von dem Einstellmechanismus getragen wird, ebenfalls verringert.
Durch Verringerung des Drehmoments, das zur Durchführung der Einstellung erforderlich ist, ist es jetzt möglich, den Antriebsstrang des Einstellers neu auszulegen, so dass er wesentlich kleiner und leichter ist, ohne die Leistung des Einstellmechanismus zu beeinträchtigen.
In einer solchen Situation ist es jetzt möglich, einen Einstellmechanismus zu konstruieren und implementieren, der im Wesentlichen aus einem leichten Kunststoffmaterial gebildet ist, was ermöglicht, dass das Gesamtgewicht der Bremsbaugruppe drastisch verringert wird.
Vorzugsweise ist der Elektromotor im Wesentlichen innerhalb der Bremse untergebracht, wodurch er und sein zugehöriger Antrieb vor dem Eintritt von Verunreinigungen geschützt ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Elektromotor in dem Abschnitt der Bremse zwischen den Mitnehmern in einem Abschnitt der Bremse angeordnet, der herkömmlicherweise von einem mechanischen Einsteller eingenommen wurde. In einer solchen Position stehen der Motor und sein Antrieb in engem Zusammenhang mit dem Mechanismus zur Betätigung der Bremse.
Um den elektrischen Stromverbrauch auf einen niedrigen Pegel abzusenken, ist der verwendete Elektromotor vorzugsweise ein Hochgeschwindigkeitsmotor mit geringer Leistung bzw. geringem Drehmoment, der in Kombination mit einem Reduktionsgetriebe betrieben wird.
Vorzugsweise weist das Reduktionsgetriebe eine kompakte Konstruktion auf, wie beispielsweise ein epizyklisches Mischgetriebe oder ein Mehrstufenplanetengetriebe. Alternative Konstruktionen, wie beispielsweise Schnecke-Schneckenradgetriebe oder Zykloidgetriebe oder eine beliebige Kombination davon, sind ebenfalls geeignet.
Bei einer Bremse mit einem Elektromotor, der dazu ausgelegt ist, den Einstellvorgang durchzuführen, kann die Verstellung ebenfalls unter Verwendung desselben Motors automatisch ermöglicht werden. Die Verstellung ist erforderlich, wenn ermittelt worden ist, dass die Bremsbeläge ersetzt werden müssen. Bei einer herkömmlichen Bremse muss der Einstellmechanismus manuell zurückgedreht werden, so dass der Kolben, der die Bremse betätigt, von der Bremsscheibe zurückgezogen wird. Dadurch können die alten Beläge entfernt und durch neue Beläge ersetzt werden. Bei der Implementierung, die einen Elektromotor aufweist, kann ein einfaches elektrisches Signal von einem Schalter, der zu der Bremse gehört und entweder an der Bremse befestigt ist oder elektrisch damit verbunden ist, verwendet werden, um den Rückzug des Bauteils einzuleiten, das die Bremse betätigt.
Die Erfindung wird im Folgenden lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, wobei:
1 eine Draufsicht teilweise im Aufriss einer Ausführungsform einer Bremse gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine vergrößerte Einzelheit aus 1 ist, die eine Motor- und Getriebeinstallation zeigt;
3a und 3b Ablaufpläne umfassen, die zeigen, wie Messungen erstellt werden;
4 ein Ablaufplan ist, der die Abfolge der Abstandseinstellung zeigt;
5 ein Ablaufplan ist, der die Iniziierung der Verstellung zeigt;
6 ein Ablaufplan ist, der die Neueinstellung einer Bremse zeigt, die zurückgesetzt worden ist;
7 das Betätigungsprinzip der Bremse aus 1 über die Betätigungswelle veranschaulicht;
8 und 9 die erste und zweite Ausführungsform einer Lasterfassungsanordnung zur Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
10 ein Aufriss ist, der den Hebelteil einer Betätigungswelle einer Bremse einer zugehörigen Kabelbaumbaugruppe zeigt;
11 die Ausführungsform der Kabelbaumbaugruppe, die in 10 gezeigt ist, ausführlicher zeigt; und
12 zwei unterschiedliche Betätigungswellenkonstruktionen veranschaulicht.
Die Bremse aus 1 ist von dem Typ, der ein Bremssattelgehäuse 10 umfasst, das eine Bremsscheibe 12 überspannt, die auf einer Achse des Fahrzeugs, das zu bremsen ist, (nicht gezeigt) befestigt ist. Die Bremse wird durch mechanische Bewegung eines Eingangsstellglieds, wie beispielsweise eines Luftzylinders (nicht gezeigt), betätigt. Derartige Stellglieder sind auf dem Gebiet der Bremsbetätigung bekannt. Das Stellglied wirkt mit dem äußeren Ende der Betätigungswelle 14 der Bremse zusammen. Das innere Ende der Betätigungswelle 14 wird in einem Lager getragen, das an dem unteren Teil des inneren Gehäuseteils 16 befestigt ist. An der äußeren Fläche des inneren Endes der Betätigungswelle 14 ist ein Nocken 18 gebildet, der bei Drehung verursacht, dass eine Reaktionskraft auf die Rollen 20 übertragen wird. Die Rollen 20 übertragen die angelegte Last ihrerseits auf ein paar beabstandete innere Mitnehmerelemente 22. Diese inneren Mitnehmerelemente 22 sind mit zugehörigen äußeren Mitnehmerelementen 24 in Eingriff verschraubt, die die Eingangslast von dem Stellglied an die Rückseite des inneren Bremsbelags 26 anlegen, wodurch das Reibmaterial des inneren Bremsbelags 26 mit der Bremsscheibe 12 in Reibeingriff gebracht wird. Durch diesen Reibeingriff zwischen der Bremsscheibe 12 und dem inneren Bremsbelag 26 wird eine Reaktionkraft erzeugt, die durch die Mitnehmer 22 und 24, die Rollen 20 und den Nocken 18, der von dem inneren Gehäuseteil 16 gestützt wird, zurückgeführt wird. Das innere Gehäuseteil 16 ist mit Hilfe von Überbrückungsschrauben 30 und 32 an einem äußeren Gehäuseteil 28 befestigt. Somit wird die angewendete Kraft, die durch die Bewegung der Betätigungswelle 14 erzeugt wird, letztlich durch Reaktionsmittel zum äußeren Gehäuseteil 28 übertragen, das den äußeren Bremsbelag 34 seinerseits mit der Bremsscheibe 12 in Reibeingriff bringt. Daher wird die Bremsscheibe 12 bei Bewegung der Betätigungswelle 14 zwischen dem inneren und äußeren Bremsbelag 26 und 34 eingeklemmt, um unter der Steuerung der angewendeten Eingabebewegung eine Bremskraft zum Bremsen des Fahrzeugs zu erzeugen.
7 ist eine vereinfachte Zeichnungsansicht, die den Betrieb der Bremsanordnung veranschaulicht, die in 1 gezeigt ist.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Bremse ebenfalls einen Elektromotor 40, der dafür ausgelegt ist, über ein Reduktionsgetriebe 42, das hier beispielhaft als Mehrstufenplanetengetriebe gezeigt ist, einen Teil der teleskopischen Mitnehmerbaugruppe anzutreiben, die die Gesamtlänge der Mitnehmerbaugruppe gemäß der Drehrichtung des Motors vergrößert oder verringert, wenn er gedreht wird. Durch eine derartige Verlängerung oder Kontraktion wird die Ruhepositionen des bremsbetätigenden Elements, und somit der Abstand, der zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe verfügbar ist, eingestellt.
Ebenfalls ist ein Rotationscodierer 44 gezeigt, der von einem Teil der Mitnehmerbaugruppe angetrieben wird, die sich bei der Einstellung bewegt. Der Codierer erzeugt ein Signal, das so ausgelegt ist, dass es in einem elektronischen Steuergerät verarbeitet wird, wo seine Ausgabe gesammelt wird, um ein Maß der Gesamtposition und daher der Gesamtbewegung des Einstellmechanismus bereitzustellen, wobei diese Ausgabe proportional zum tatsächlichen Abnutzungszustand der Bremsbeläge ist.
Nachdem ermittelt worden ist, dass die Bremsen gelöst wurden, werden die erhaltenen Abstandsdaten bei Betrieb von dem elektronischen Steuergerät verwendet, um zu bestimmen, ob eine Einstellung des Abstands erforderlich ist. Wenn eine solche Einstellung erforderlich ist, wird der Motor 40 zur neuen Position angetrieben. Wie aus 2 ersichtlich ist, stellt die Motorabtriebswelle durch eine Zykloidgetriebebaugruppe 46 an einer Getriebeform 48, die zu dem inneren Mitnehmerelement 22 gehört, einen Antrieb bereit. Das innere Mitnehmerelement 22 steht mittels Gewinde mit dem äußeren Mitnehmerelement 24 in Eingriff, das gegen Rotation festgehalten wird. Eine Drehung des inneren Mitnehmerelements verursacht, dass sich die gesamte Mitnehmerbaugruppe entweder ausdehnt oder zusammenzieht. Es wird angemerkt, dass das Drehmoment, das zum Antrieb der Mitnehmerbaugruppe erforderlich ist, um den vorgenannten Effekt zu erzeugen, wesentlich niedriger ist, wenn die Mitnehmerbaugruppe nicht unter einer wesentlichen axialen Belastung steht, da das Reibungsniveau zwischen den beiden mit Gewinde versehenen Elementen drastisch verringert wird. Im Hinblick auf die Tatsache, dass das Drehmoment, das zur Erzeugung der Einstellbewegung erforderlich ist, verglichen mit dem Drehmoment bei betätigten Bremsen im Wesentlichen klein ist, können die Antriebe des Getriebes und des Mitnehmers jetzt aus einem Material hergestellt werden, dass wesentlich leichter ist.
Im Folgenden wird auf die Ablaufpläne aus 3a und 3b Bezug genommen, die jeweils Beispiele der Schrittabfolge während eines Betätigens der Bremse und eines Lösens der Bremse zeigen. Die einzelnen Schritte in 3a und 3b lauten wie folgt:

100: Start
102: "Bremse-betätigt"-Signal von CAN-Bus gesendet?
104: Hubsensor alle x ms überwachen
106: Lastsensorschalter überwachen
108: Hat Schalter zum HOCH-Zustand gewechselt?
110: Hubsensoreingabe in "SSON" speichern
112: Hubsensornullversatz (SSF) von "SSON" abziehen. Ergebnis in "SSC"
: speichern
114: „SSC" von gespeichertem Nennabstandswert (SSN) abziehen. Ergebnis in
: "SSA" speichern
116: Stop
118: Start
120: Hubsensor alle x ms überwachen
122: Lastschalter überwachen
124: Hat Schalter zum TIEF-Zustand gewechselt?
126: Hubsensoreingabe in "SSOFF" speichern
128: Hubsensornullversatz (SSF) von "SSOFF" abziehen. Ergebnis in "SSCF"
: speichern
130: „SSCF" von gespeichertem Nennabstandswert (SSN) abziehen. Ergebnis in
: "SSB" speichern
140: Stop

Gemäß dem Ablaufplan aus 3a wird die Betätigung der Bremse durch Erfassen des Hubs der Bremse überwacht. Der Hub kann beispielsweise unter Verwendung eines Linearverschiebungssensors gemessen werden, der mit dem Antriebesende der Betätigungswelle 14 gekoppelt ist. Wenn die Bremsbeläge 26, 34 mit der Bremsscheibe 12 einen Reibeingriff herstellen, wird die Last, die von dem Bremsstellglied auf die Bremse übertragen wird, erfasst und ermittelt. Dies kann unter Verwendung eines Sensors erreicht werden, der an dem Antriebesende der Betätigungswelle 14 angeordnet ist, wie beispielsweise in 8 bis 12 veranschaulicht, die hierin im Folgenden beschrieben werden.
Unter Bezugnahme zunächst auf 10 umfasst die Betätigungswelle 14 der Bremsvorrichtung ein Hebelteil 30, das sich aus dem Gehäuse der Bremsvorrichtung heraus erstreckt (in 10 nicht gezeigt). Ein Lasterfassungssensor bzw. -schalter 130 ist am äußeren Ende des Hebelteils 30, d.h. am Lasteingangsende, an der Betätigungsgrenzfläche zum Laststellglied, beispielsweise dem Kolben eines Luftzylinders, angeordnet. Der Sensor 130 ist dafür ausgelegt, die anglegte Last zu messen und stellt über einen Kabelanschlussbaum 132 ein Signal für das elektronische Steuergerät bereit, das zur Bewertung der Last und der Laufabstände verwendet wird. Dieses Signal kann ein proportionales Signal sein. Es kann ebenfalls ein Hoch-Niedrig-Signal sein, abhängig davon, ob die gemessene Last über oder unter einem vorherbestimmten Lastpegel liegt. Die Verwendung eines Schalters bzw. Sensors 130 am ausgedehnten Ende der Betätigungswelle verringert das Niveau der Verlustbewegung, die in das System eingeführt wird. Das große Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem Stellgliedeingangsende und der Betätigungswellenbewegung am Ende der Bremse beträgt typischerweise 20:1.
Zwei unterschiedliche Typen des Schalters bzw. Sensors 130 sind in 8 und 9 beispielhaft gezeigt.
Der Sensor 130a aus 8 liegt in Form eines Hall-Effektsensors vor, um den Lastzustand zu erfassen. Die Last, die von einer Betätigungsstange 134 (beispielsweise einem Luftzylinder) angelegt wird, reagiert gegen eine Belleville-Unterlegscheibe 136, die zwischen der Eingangsstange 134 und einem Stellring 138 angeordnet ist, der gegen eine bogenförmige Fläche 140 des verlängerten Abschnitts des Hebelteils 30 der Betätigungswelle wirkt. Der Stellring 138 positioniert ebenfalls einen Magnetabschnitt 142 des Sensors, wobei ein Erfassungteil des Sensors innerhalb des Hebelteils 30 benachbart zur bogenförmigen Fläche 140 angeordnet ist. Das Erfassungteil ist mit der Verdrahtung des Kabelbaums 132 gekoppelt. Die Belleville-Unterlegscheibe 136 ermöglicht eine kleine Bewegung des Magneten im Verhältnis zum Detektor abhängig von der Last, die von dem Hall-Effekt erfasst werden kann, um ein proportionales Signal bereitzustellen, das den Lastpegel darstellt. Entweder innerhalb oder in der Nähe des Sensors 130 oder an einer anderen angemessenen Stelle, wie beispielsweise in dem elektronischen Steuergerät, kann ein Pegeldetektor enthalten sein, um das Hoch-Niedrig-Signal bereitzustellen, abhängig davon, ob der gemessene Lastpegel über oder unter dem vorherbestimmten Pegel liegt.
Der Sensor 130b aus 9 liegt in Form eines Linearverschiebungssensors für eine proportionale Lastmessung vor. Eine Betätigungsstange 144 wirkt gegen eine Belleville-Unterlegscheibe 146, um eine proportionale Lastbewegung eines axial ausfahrenden Weicheisenzapfens 148 bereitzustellen. Der Zapfen 148 erstreckt sich in eine Spule 150, um die Linearverschiebung zu erfassen. Sowohl die Belleville-Unterlegscheibe 146 als auch die Spule 150 sind in einem kugelförmigen Gelenk 152 angeordnet, um während der Betätigungsbewegung eine Gleitbbewegung zwischen dem Gelenk 152 und dem Betätigungsarmabschnitt 30 zu ermöglichen. Die Drähte 154 von der Spule 150 treten durch ein Loch an der Hinterseite des Betätigungsarms aus und sind mit einem Kabelbaum 132 verbunden, der zum elektronischen Steuergerät führt.
Sowohl in der Anordnung aus 8 als auch der Anordnung in 9 kann die Betätigungsstange 134, 144 direkt an dem Sensor angebracht werden oder, wie in 9 gezeigt, mittels einer Befestigung 156 an der Betätigungsstange befestigt werden.
11 zeigt eine Kabelbaumanordnung 132, die aus einem geformten Kunststoffanschluss besteht, der mit Hilfe von sich erstreckenden Armen, die angemessen in zugehörige Vertiefungen an dem Arm einrasten oder über entsprechend angeordnete Leisten greifen, an den Betätigungsarm geklemmt wird. Der Kabelbaum weist einen Anschluss 160 auf, der direkt mit dem elektronischen Steuergerät oder einer geeigneten lokalen Verbindung, die zum elektronischen Steuergerät gehört, gekoppelt werden kann.
14 zeigt zwei mögliche Betätigungswellenkonfigurationen, von denen die linke Version herkömmlich und die rechte Version, die mit der Kabelbaumanordnung gefüllt ist, „V"-förmig ist.
Der tatsächliche Hub oder die tatsächliche Verschiebung der Bremse wird aufgezeichnet und überprüft, um festzustellen, ob sie (a) von einem vorgeschriebenen Betrag einer früheren Anwendung abweicht oder ob sie sich (b) um einen Betrag geändert hat, der einen vorgeschriebenen Abstandsgrenzwert überschreitet. Bei Lösen der Bremse wird die vorhergehende Routine wiederholt, wenn die Bremslast gelöst wird (siehe 3b). Die Ergebnisse für den tatsächlichen gemessenen Abstand werden gespeichert und falls sie außerhalb der vorgeschriebenen Grenzwerte liegen, wird die Bremse gemäß dem Verfahren eingestellt, das im Ablaufplan aus 4 dargestellt ist, dessen einzelne Schritte wie folgt lauten:

142: Start
144: Ist „Bremse gelöst"-CAN-Meldung eingetroffen?
146: Auszeitschleife für 1 Sekunde
148: Zuletzt gespeicherten SSB-Wert lesen
150: Ist SSB-Wert = 0?
152: Ist SSB-Wert < 0?
154: Abnutzungssensorausgabe lesen und in „WSI" speichern
156: „SSB" von gespeichertem Wert des hinteren Sensors abziehen. Ergebnis in
: „CON" speichern
158: Motor für eine Zeitspanne speisen, um Mitnehmer vorwärts zu drehen
: (Abstand verringern)
160: Abnutzungssensorausgabe lesen und in „WSI" speichern
162: WSI = CON?
164: WSI > CON?
166: Abnutzungssensorausgabe lesen und in „WSI" speichern
168: „SSB" von gespeichertem Wert des Abnutzungssensors abziehen. Ergebnis in
: „CCP" speichern
170: Motor für eine Zeitspanne speisen, um Mitnehmer zurück zu drehen (Abstand
: vergrößern)
172: Abnutzungssensorausgabe lesen und in „WSI" speichern
174: WSI = CCP?
176: WSI < CCP?
178: Stop.

Die Einstellung der Bremse wird gemäß dem Vorgang erreicht, der in 4 dargestellt ist. Bei Erfassung, dass die Bremse gelöst worden ist, und bei Erfassung, dass der gespeicherte Abstandswert außerhalb des vorgeschriebenen Einstellgrenzwerts liegt, wird der Motor 40 gespeist, um den Freilaufabstand der Bremse entweder zu verkleinern oder um den Freilaufabstand der Bremse zu vergrößern, indem das Mitnehmerelement 22 in die entsprechende Richtung gedreht wird. Die Ausgabe von dem mitnehmerbetriebenen Abnutzungssensor oder -codierer 44 wird aufgezeichnet oder gesammelt, um ein Signal bereitzustellen, das den Abnutzungszustand der Bremsbeläge anzeigt.
Sollte das Signal von dem Abnutzungssensor 44 bestimmen, dass ein Belagswechsel erforderlich ist, könnte daraufhin ein Alarm oder eine andere Anzeige ausgegeben werden. Die Verstellung der Bremse oder der Rückzug der bremsbetätigenden Elemente wird daraufhin durch die Verwendung eines elektrischen oder elektronischen Schalters (nicht gezeigt) eingeleitet, der, nachdem er betätigt wurde, gemäß den Prinzipien wirkt, die im Ablaufplan aus 5 gezeigt sind. Nach der Betätigung ermittelt das System, ob sich das Fahrzeug in einem korrekten Zustand befindet, d.h. stationär, um die Bremse „zu lösen". Wenn dieser Zustand zutrifft, wird der Elektromotor 40 gespeist, um die bremsbetätigenden Elemente zu veranlassen, sich von der Bremsscheibe 12 zurückzuziehen. Da die Bremse nicht mehr korrekt eingestellt ist, wird ein Kennzeichen gesetzt, um einem Steuergerät anzuzeigen, dass eine Einstellung erforderlich ist.
Nach dem Wiederzusammenbau der Bremse wird das Nicht-Eingestellt-Kennzeichen erkannt und die Bremse wird gemäß dem Vorgang des Ablaufplans aus 6 schnell neu eingestellt.
Die einzelnen Schritte in den Ablaufplänen aus 5 und 6 lauten wie folgt:

180: Start
182: Wurde Verstellschalter betätigt?
184: Ist das Parken-Kennzeichen oder das Bremse-Betätigt-Kennzeichen
: eingeschaltet?
186: Mitteilung „Verstellung kann nicht vorgenommen werden" mit Begründung
: senden
188: Zeigt EBS über CAN, dass das Fahrzeug stationär ist?
190: Bremse durch Rückwärtsdrehen der Mitnehmer verstellen, um eine
: Abnutzungssensorausgabe des Versorgungseinstellpegels zu erreichen
192: Mitteilung „Bremse nicht eingestellt" senden
194: Internes Kennzeichen „Verstellbetrieb" einstellen
196: Wurde Versorgungseinstellpegel erreicht?
198: Hat der Schalter seinen Zustand geändert?
200: CAN-Mitteilung „Verstellung beendet" senden
202: Stop
204: 10 Sekunden warten. Falls keine Mitteilung, Warnung von
: Verstellschalterfehler kennzeichnen
206: Stop
208: Start
210: Ist „Verstellbetrieb"-Kennzeichen in elektronischem Steuergerät der Bremse
: vorhanden?
212: Auf Bremse-Betätigen-Signal von EBS-CAN-Bus warten
214: Hubsensorausgabe überwachen
216: Lastschalter überwachen
218: Hat Lastschalter seinen Zustand nach HOCH geändert?
220: Hubsensorwert speichern und SSA-Wert berechnen
222: SSA-Wert speichern, SSA-Wert zu SSB kopieren
224: Prüfungen beim Lösen ignorieren
226: Internes Kennzeichen „Verstellbetrieb" entfernen
228: Stop
230: Hat der Hub den höchstzulässigen Wert erreicht?
232: SSA-Wert und SSB-Wert auf Höchstwert einstellen
234: Prüfungen beim Lösen ignorieren
236: Stop.

Claims

Fahrzeugbremssystem, das dafür ausgelegt ist, einen Bremsbelag (26) an eine Bremsscheibe (12) anzulegen, und das Folgendes umfasst: einen Drehhebel (14), dessen Winkelverschiebung durch ein externes Stellglied eine axiale Verschiebung von seitlich beabstandeten Mitnehmern (22) verursacht, wodurch die Eingangslast des Stellglieds zu einem Bremsbelag (26) der Bremse übertragen wird, eine Abstandssteuervorrichtung zur Aufrechterhaltung des frei laufenden Abstands zwischen dem Bremsbelag (26) und der Bremsscheibe (12) während der Nicht-Brems-Phase, und wobei es einen Elektromotor (40) aufweist, um die Bremsbelagsposition im Verhältnis zu der Bremsscheibe (12) einzustellen, wobei diese Einstellung so ausgelegt ist, dass sie nur während des Zustands, bei dem nicht gebremst wird, stattfindet, ein Erfassungsmittel zum Messen der Freilaufabstandsaufnahmebewegung der Bremse, wobei das Erfassungsmittel eine erste und eine zweite Erfassungsvorrichtung (44; 130a, 130b) umfasst, die dafür ausgelegt sind, jeweils die Verschiebung der Bremse und der Last, die durch die Bremse angelegt wird, zu bestimmen, und ein Mittel, um die Ausgaben des ersten und zweiten Erfassungsmittels zu vergleichen, um die Freilaufabstandsaufnahmebewegung der Bremse zu bestimmen, wobei das Erfassungsmittel zur Bestimmung der Bremslast eine Lasterfassungsvorrichtung (130) umfasst, die am Lasteingangsende des Drehhebels (14) angeordnet ist, wo die Last durch das externe Stellglied daran angelegt wird.
Fahrzeugbremssystem nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor (40) im Wesentlichen in einem Bremsgehäuse aufgenommen ist, wodurch er selbst und sein zugehöriger Antrieb vor dem Eindringen von Verunreinigungen geschützt ist.
Fahrzeugbremssystem nach Anspruch 2, wobei der Elektromotor (40) in einem Abschnitt der Bremse zwischen den Mitnehmern (22) angeordnet ist.
Fahrzeugbremssystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Elektromotor (40) ein Hochgeschwindigkeitsmotor mit geringer Leistung bzw. geringem Drehmoment ist, der in Kombination mit einem Reduktionsgetriebe (42) betrieben wird.
Fahrzeugbremssystem nach Anspruch 4, wobei das Reduktionsgetriebe (42) ein epizyklisches Mischgetriebe oder ein Mehrstufenplanetengetriebe oder ein Schnecke-Schneckenradgetriebe oder ein Zykloidgetriebe ist.
Fahrzeugbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lasterfassungsvorrichtung (130) an der Betätigungsschnittstelle zwischen dem äußeren Stellglied und dem Drehhebel (14) angeordnet ist.
Fahrzeugbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lasterfassungsvorrichtung einen Hall-Effekt-Näherungssensor (130a) umfasst, der eine feste Komponente (131), die in dem äußeren Ende des Drehhebels (30) angeordnet ist, und eine bewegliche Komponente (142), die in einem Endbereich einer Stellgliedstange (134) angeordnet ist, aufweist, wobei die Proportionallastverschiebung der Stellgliedstange (134) im Verhältnis zum Drehhebel (30) dadurch aktiviert wird, dass dazwischen eine komprimierbare Feder (36) vorgesehen ist.
Fahrzeugbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lasterfassungsvorrichtung einen Linearverschiebungssensor umfasst, der eine Spule (150), die in dem äußeren Ende des Drehhebels (30) befestigt ist, und ein bewegliches Teil (148) an einem Endbereich einer Stellgliedstange (144) umfasst, wobei die Proportionallastverschiebung der Stellgliedstange im Verhältnis zur Spule dadurch aktiviert wird, dass eine komprimierbare Feder (146) zwischen der Stellgliedstange (144) und dem Drehhebel (30) bereitgestellt ist.
Fahrzeugbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Kabelbaum, der elektrische Drähte von dem Sensor führt, an dem Drehhebel (30) befestigt ist, um elektrische Signale von dem Sensor (130) zu einem elektronischen Steuergerät eines Fahrzeugs zu befördern.
Fahrzeugbremssystem nach Anspruch 9, wobei der Kabelbaum eine geformte Kunststoffverbindung umfasst, die mit Hilfe von sich erstreckenden Armen (133), die in zugehörige Vertiefungen (135) an dem Hebel (30) eingreifen oder über entsprechend angeordnete Rippen greifen, an den Hebel (30) geklemmt wird.
Fahrzeugbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Erfassungsmittel ebenfalls zur Bereitstellung eines Signals verwendet wird, das den tatsächlichen Abnutzungszustand der Bremsbeläge anzeigt und die Form eines Codierers, entweder linear oder rotierend, annimmt, der von einem Teil der Bremse angetrieben wird, der sich bei Einstellung der Bremse bewegt, wobei die Codierersignale zur Verwendung in einem Einstellvorgang in einem nichtflüchtigen Speicher gesammelt werden.
Fahrzeugbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei eine Bremsenverstellung so ausgelegt ist, dass sie durch die Verwendung desselben Elektromotors aktiviert wird, der als Reaktion auf die Betätigung eines zur Bremse gehörigen Schalters, der entweder an der Bremse befestigt oder elektrisch damit verbunden ist, im Umkehrmodus betrieben wird.