DE69937983T2

DE69937983T2 - Elektrische Bremsvorrichtung

Info

Publication number: DE69937983T2
Application number: DE69937983T
Authority: DE
Inventors: Kenji Toyota-shi Aichi-ken Shirai; Seiya Shizuoka-ken Yokoyama; Tsutomu Shizuoka-ken Oota
Original assignee: Asmo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Asmo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: US6040665A; EP0984190A2; JP2000071960A; JP3936081B2; DE69937983D1; EP0984190B1; EP0984190A3

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine elektrische Bremsvorrichtung und in mehr besonderer Weise eine elektrische Bremsvorrichtung, in welcher ein Bremsmotor in einer Vorwärtsrichtung elektrisch angetrieben wird, um eine Bremskraft auf ein Kraftfahrzeugrad auszuüben, und der Bremsmotor in einer Rückwärtsrichtung elektrisch angetrieben wird, um die Bremskraft auf das Kraftfahrzeugrad aufzuheben.
Es ist eine elektrische Bremsvorrichtung, wie sie in JP-A-7-291120 offenbart ist, bekannt. Die Bremsvorrichtung der vorstehenden Veröffentlichung weist einen Bremsmotor, einen Scheibenrotor und ein Paar von Reibungsbelägen auf. Der Scheibenrotor ist an einem Kraftfahrzeugrad angebracht, und der Scheibenrotor ist zusammen mit dem Kraftfahrzeugrad drehbar. Der Scheibenrotor ist zwischen den Reibungsbelägen angeordnet. Durch Drehung des Bremsmotors wird der Scheibenrotor durch die Bremsbeläge eingeklemmt, so dass über den Scheibenrotor eine Bremskraft auf das Kraftfahrzeugrad ausgeübt wird.
In der elektrischen Bremsvorrichtung der vorstehenden Veröffentlichung ist der Bremsmotor über eine mechanische Kupplung mit einem Bremssattel verbunden. In dem Bremssattel ist ein innerer Zylinder ausgebildet, und ein Kolben, der im Zylinder gleiten kann, ist in dem Bremssattel angeordnet. Der Kolben ist auf einer umsteuerbaren Gewindespindel beweglich angeordnet. Der Kolben ist an dem einen von den Reibungsbelägen befestigt. Eine Verlagerung des Kolbens in der axialen Richtung des Zylinders, welche verursacht, dass die Bremskraft der Reibungsbeläge auf den Scheibenrotor einwirkt, geht von einer Drehung der umsteuerbaren Gewindespindel aus.
Eine Abgangswelle des Bremsmotors ist mit der umsteuerbaren Gewindespindel über eine mechanische Kupplung verbunden. Wenn durch den Fahrzeugführer ein Bremspedal niedergedrückt wird, dreht der Bremsmotor durch einen Strom, der dem Bremsmotor im Ansprechen auf das Niederdrücken des Bremspedals zugeführt wird, in der Vorwärtsrichtung. Da die umsteuerbare Gewindespindel durch den Bremsmotor in der Vorwärtsrichtung gedreht wird, wird der Kolben verlagert, um die Reibungsbeläge an den Scheibenrotor zu drücken. Durch die Reibung zwischen den Reibungsbelägen und dem Scheibenrotor wird die Bremskraft auf das Fahrzeugrad ausgeübt. Wenn das Bremspedal freigegeben wird, dreht der Bremsmotor in der Rückwärtsrichtung, um die Reibungsbeläge von dem Scheibenrotor zu trennen. Die mechanische Kupplung tritt in Funktion, um die Übertragung des Drehmoments von dem Bremsmotor zu der umsteuerbaren Gewindespindel zu unterbrechen. Durch die Trennung der Reibungsbeläge von dem Scheibenrotor wird die Bremskraft auf das Fahrzeugrad aufgehoben.
In der elektrischen Bremsvorrichtung der vorstehenden Veröffentlichung kann die elektrische Bremsvorrichtung durch elektrisches Antreiben des Bremsmotors auf eine gesteuerte Weise eine geeignete Bremskraft erzeugen, die auf das Fahrzeugrad ausgeübt wird.
Es kann jedoch ein Fall eintreten, in welchem die Abgangswelle des Bremsmotors übermäßiger Rückwärtsdrehung unterworfen wird, wenn sich der Bremsmotor in der Rückwärtsrichtung dreht. In einem derartigen Zustand ist die übermäßige Rückwärtsdrehung den zughörigen Bauteilen, die mit der Abgangswelle des Bremsmotors verbunden sind, abträglich. Es ist erforderlich, das übermäßige Rückwärtsdrehen des Bremsmotors zuverlässig zu verhindern, um ein Versagen der zugehörigen Bauteile, die mit der Abgangswelle des Bremsmotors verbunden sind, zu vermeiden.
In der elektrischen Bremsvorrichtung der vorstehenden Veröffentlichung ist die mechanische Kupplung vorgesehen, um die Übertragung des Drehmoments von dem Bremsmotor zu der umsteuerbaren Gewindespindel zu unterbrechen. Wenn die umsteuerbare Gewindespindel durch die mechanische Kupplung von dem Bremsmotor getrennt ist, wird die umsteuerbare Gewindespindel, ungeachtet dessen, dass der Motor übermäßig in der Rückwärtsrichtung rotiert, nicht gedreht. Die mechanische Kupplung ermöglicht der elektrischen Bremsvorrichtung der vorstehenden Veröffentlichung, sowohl das übermäßige Rückwärtsdrehen des Bremsmotors zu verhindern, als auch das Versagen der mit der Abgangswelle des Bremsmotors verbundenen zugehörigen Bauteile zu verhindern.
Die elektrische Bremsvorrichtung der vorstehenden Veröffentlichung erfordert jedoch einen komplizierten Aufbau und verursacht relativ hohe Kosten durch die Verwendung der mechanischen Kupplung. Nach der vorstehenden Veröffentlichung ist es schwierig, eine einfache, nicht teure elektrische Bremsvorrichtung zu konstruieren, die das übermäßige Rückwärtsdrehen des Bremsmotors verhindert.
WO 97 12793 A offenbart eine allgemeine elektrische Bremsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die offenbarte elektrische Bremsvorrichtung weist eine Lasterfassungseinrichtung und eine Verzögerungseinrichtung auf. Diese Einrichtungen betreffen eine Vorwärtsrichtung des Bremsmotors, d. h., sie werden wirksam, wenn der Motor den Reibungsbelag auf den Scheibenrotor presst. Die Rückwärtsdrehung des Motors wird nicht anhand einer Lasterfassungseinrichtung gesteuert.
US 4,3944,372 offenbart eine elektrische Bremsvorrichtung. Ein Sensor erfasst ein Bremsbelagspiel. Ein Motor steuert einen Bremsbelag um, bis durch den Sensor festgestellt wird, dass ein vorherbestimmtes Spiel zwischen einer Antriebsvorrichtung der Scheibenbremse und dem Bremsbelag erreicht wurde.
Ferner beziehen sich auch DE 199 10 048 A , WO 99 02882 A und US 5 107 967 A auf elektrische Bremsvorrichtungen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache, nicht teure Bremsvorrichtung zu konstruieren, die die übermäßige Rückwärtsdrehung des Bremsmotors zuverlässig verhindert.
Die Aufgabe wird durch die elektrische Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der elektrischen Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung verlagert ein Getriebemechanismus einen Abgabestab axial relativ zu einem Scheibenrotor entsprechend der Drehkraft eines Bremsmotors. Der Abgabestab wird in Richtung des Scheibenrotors verlagert, wenn der Bremsmotor in eine Vorwärtsrichtung dreht, und der Abgabestab wird von dem Scheibenrotor getrennt, wenn der Bremsmotor in eine Rückwärtsrichtung dreht. Eine Lasterfassungseinrichtung erfasst eine Last, die auf ein Ende des Abgabestabs entgegengesetzt zu der Stelle einwirkt, an welcher der Abgabestab den Reibungsbelag auf den Scheibenrotor presst. Eine Motorverzögerungseinrichtung verringert die Drehzahl des Bremsmotors, wenn die durch die Lasterfassungseinrichtung erfasste Last über einem Referenzniveau liegt. Wenn die erfasste Last größer als das Referenzniveau ist, wird festgestellt, dass der Abgabestab wegen übermäßiger Rückwärtsdrehung des Bremsmotors auf irgendwelche zugehörige Bauteile störend einwirkt. Da die Drehzahl des Bremsmotors unter einen derartigen Zustand verringert wird, verhindert die elektrische Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung erfolgreich die übermäßige Rückwärtsdrehung des Bremsmotors. Die elektrische Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung erfordert lediglich die Lasterfassungseinrichtung und die Motorverzögerungseinrichtung, und die mechanische Kupplung wie in der herkömmlichen Vorrichtung der vorstehenden Veröffentlichung ist nicht erfor derlich. Mit der elektrischen Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine einfache, nicht teure Konstruktion bereitgestellt.
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung deutlicher, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, welche zeigen:
1 zeigt ein Systemblockdiagramm einer erfindungsgemäßen elektrischen Bremsvorrichtung,
2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Scheibenbremse in der elektrischen Bremsvorrichtung,
3 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zur Erfassung von Sensorfehlfunktion,
4 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Hauptroutine, die durch die elektrische Bremsvorrichtung ausgeführt wird,
5 zeigt einen Schaltplan einer Schaltung zur Verhinderung von Rückwärtsdrehung in einer anderen Ausführungsform der elektrischen Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung,
6 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Steuern des lastempfindlichen Schalters, und
7 zeigt ein Diagramm zum Erläutern einer Beziehung Last vs. Widerstand eines druckempfindlichen Gummis in der elektrischen Bremsvorrichtung.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gegeben.
1 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Bremsvorrich tung. Wie in 1 dargestellt ist, weist die elektrische Bremsvorrichtung ein elektronisches Steuergerät (ECU) 10 (nachstehend als die ECU 10 bezeichnet) auf. Die elektrische Bremsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wird durch die ECU 10 gesteuert, so dass eine Bremskraft im Ansprechen auf ein Bremsbetätigungsmaß auf ein Fahrzeugrad ausgeübt wird.
Die elektrische Bremsvorrichtung von 1 ist mit einem Bremspedal 12 versehen. Das Bremspedal 12 ist über eine Betätigungsstange 14 mit einem Hubsimulator 16 verbunden. Wenn das Bremspedal 12 durch einen Fahrzeugführer niedergedrückt wird, wird die Betätigungsstange 12 in den Hubsimulator 16 hineinverlagert. Der Hubsimulator 16 erzeugt eine Reaktion, die dem Maß proportional ist, um welches die Betätigungsstange 14 in den Hubsimulator 16 eintritt. Die Reaktion wird durch den Hubsimulator 16 gegen das Bremspedal 12 ausgeübt.
Ein Bremspedalschalter 18 ist an einer Stelle angrenzend an das Bremspedal 12 angeordnet. Wenn das Bremspedal 12 durch den Fahrzeugführer niedergedrückt wird, wird der Bremspedalschalter 18 aus einem AUS-Zustand in einen EIN-Zustand umgestellt und gibt ein EIN-Zustandssignal an die ECU 10 aus. Anderenfalls wird der Bremspedalschalter 18 in dem Zustand des AUS-Zustands gehalten. Die ECU 10 stellt anhand des durch den Bremspedalschalter 18 ausgegebenen Signals fest, ob das Bremspedal 12 durch den Fahrzeugführer niedergedrückt ist.
An der Betätigungsstange 14 ist ein Bremshubsensor 20 angeordnet. Der Bremshubsensor 20 gibt ein Signal aus, das einen Betrag des Hubs des Bremspedals 12 durch den Fahrzeugführer anzeigt. Das Ausgabesignal des Bremshubsensors 20 wird der ECU 10 zugeführt. Die ECU 10 stellt anhand der Signalausgabe durch den Bremshubsensor 20 den Betrag des Hubs des Bremspedals 12 fest.
In der elektrischen Bremsvorrichtung der vorliegenden Aus führungsform ist eine Drehwelle (nicht dargestellt in 1) in einer Scheibenbremse angeordnet, welche weiter nachstehend beschrieben wird. Rund um einen Außenumfang der Drehwelle ist ein Drehwinkelsensor 22 angeordnet, und der Drehwinkelsensor 22 ist an seinem Ausgang wie in 1 gezeigt mit der ECU 10 verbunden. Der Drehwinkelsensor 22 gibt ein Signal aus, das einen Drehwinkel der Drehwelle in Bezug auf eine Referenzposition an der Drehwelle anzeigt. Das durch den Drehwinkelsensor 22 ausgegebene Signal wird der ECU 10 zugeführt. Die ECU 10 stellt anhand des Ausgabesignals des Drehwinkelsensors 22 einen Drehwinkel der Drehwelle in Bezug auf die Referenzposition fest.
In der elektrischen Bremsvorrichtung von 1 ist die ECU 10 mit einem Motortreiber 26 und einem Motortreiber 28 verbunden. Der Motortreiber 26 ist mit einem ersten Bremsmotor 30 und einem zweiten Bremsmotor 32 verbunden, die beide an einem rechten Vorderrad FR eines Kraftfahrzeugs angeordnet sind, und mit einem ersten Bremsmotor 34 und einem zweiten Bremsmotor 35, die beide an einem linken Hinterrad RL des Fahrzeugs angeordnet sind. Der Motortreiber 28 ist mit einem ersten Bremsmotor 36 und einem zweiten Bremsmotor 37 verbunden, die beide an einem linken Vorderrad FL des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, und mit einem ersten Bremsmotor 38 und einem zweiten Bremsmotor 39, die beide an einem rechten Hinterrad RR des Fahrzeugs angeordnet sind.
Die ECU 10 führt anhand des Ausgabesignals des Hubsensors 20 dem Motortreiber 26 ein Steuersignal zu. Der Motortreiber 26 steuert die ersten Bremsmotoren 30 und 34 und die zweiten Bremsmotoren 32 und 35 entsprechend dem Steuersignal. Auf ähnliche Weise führt die ECU 10 auf der Grundlage des Ausgabesignals des Hubsensors 20 dem Motortreiber 28 ein Steuersignal zu. Der Motortreiber 28 steuert die ersten Bremsmotoren 36 und 38 und die zweiten Bremsmotoren 37 und 39 entsprechend dem Steuersignal.
In der elektrischen Bremsvorrichtung von 1 ist in Bezug auf jedes von den Fahrzeugrädern FL, FR, RL und RR eine Scheibenbremse, die einen ersten Bremsmotor und einen zweiten Bremsmotor aufweist, angeordnet. Die Scheibenbremse erzeugt an dem zugehörigen Rad entsprechend den Betriebszuständen der ersten und zweiten Bremsmotoren eine Bremskraft. Diese Scheibenbremsen der Räder FL, FR, RL und RR sind untereinander identisch. Nachstehend wird eine Beschreibung von einer von diesen Scheibenbremsen in der elektrischen Bremsvorrichtung von 1 gegeben, und es wird eine genau gleiche Beschreibung der anderen Scheibenbremsen weggelassen.
2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Scheibenbremse 40 in der elektrischen Bremsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform. Der Einfachheit halber wird für die Beschreibung angenommen, dass die Scheibenbremse 40 an dem Rad FR des Fahrzeugs angeordnet ist.
In der Scheibenbremse 40 von 2 sind der erste Bremsmotor 30 und der zweite Bremsmotor 32 angeordnet. Die Scheibenbremse 40 ist mit einem Scheibenrotor 42 versehen, welcher zusammen mit dem Rad FR des Fahrzeugs drehbar ist. Die Scheibenbremse 40 weist einen Bremssattel 44 an dem Außenumfang des Scheibenrotors 42 auf. Ein Befestigungswinkel 46 ist an dem Fahrzeug fest angeordnet, und an dem Befestigungswinkel 46 ist der Bremssattel 44 beweglich gehaltert. Der Bremssattel 44 ist in einer axialen Richtung des Scheibenrotors 42 verlagerbar.
Der Bremssattel 44 ist mit einem Planetengetriebe 48 versehen. Das Planetengetriebe 48 weist ein Sonnenrad 50, mehrere Planetenräder 52, ein Hohlrad 54 und einen Träger 56 auf. Die Planetenräder 52 sind mit dem Sonnenrad 50 verbunden. Das Hohlrad 54 ist koaxial zu dem Sonnenrad 50 angeordnet, und das Hohlrad 54 ist mit den Planetenrädern 52 verbunden. Die Planetenräder 52 sind so in den Träger 56 eingepasst, dass die Rotationspositionen der Planetenräder 52 rund um eine Mittelachse des Sonnenrads 50 relativ zueinander bei einem gegebenen Abstand beibehalten werden.
Der Bremssattel 44 weist einen Befestigungsabschnitt 44a und einen Befestigungsabschnitt 44c auf. Der erste Bremsmotor 30 ist an dem Befestigungsabschnitt 44c fest angeordnet, und der zweite Bremsmotor 32 ist an dem Befestigungsabschnitt 44a fest angeordnet. Das Planetengetriebe 48 ist zwischen den ersten Bremsmotor 30 und den zweiten Bremsmotor 32 dazwischengesetzt. In der vorliegenden Ausführungsform kann jeder von dem ersten Bremsmotor 30 und dem zweiten Bremsmotor 32 durch einen Motor vom Ultraschalltyp ausgebildet sein. Der erste Bremsmotor weist ein piezoelektrisches Element 58 und einen Rotor 60 auf. Das piezoelektrische Element 58 ist z. B. aus Bleizirkonattitanat (PZT) hergestellt. Das piezoelektrische Element 58 erzeugt eine Drehkraft im Ansprechen auf einen elektrischen Strom, der durch das piezoelektrische Element 58 geflossen ist, und der Rotor 60 wird durch die Drehkraft gedreht, die durch das piezoelektrische Element 58 erzeugt wird. Auf gleiche Weise weist der zweite Bremsmotor ein piezoelektrisches Element 62 und einen Rotor 64 auf. Das piezoelektrische Element 62 erzeugt eine Drehkraft im Ansprechen auf einen elektrischen Strom, der durch das piezoelektrische Element 62 geflossen ist, und der Rotor 64 wird durch die Drehkraft gedreht, die durch das piezoelektrische Element 62 erzeugt wird.
Wenn den piezoelektrischen Elementen 58 und 62 kein elektrischer Strom zugeführt wird, werden die Rotoren 60 und 64 der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 nicht durch die piezoelektrischen Elemente 58 und 62 gedreht. Die Drehung der Rotoren 60 und 64 wird durch eine auf die Rotoren 60 und 64 ausgeübte Reibungskraft gehemmt. Wenn der elektrische Strom den piezoelektrischen Elementen 58 und 62 zugeführt wird, werden die Rotoren 60 und 64 der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 durch die durch die piezoelektrischen Elemente 58 und 62 erzeugten Drehkraft gedreht.
In der Scheibenbremse 40 von 2 ist der Rotor 60 des ersten Bremsmotors 30 mit dem Sonnenrad 50 verbunden, und der Rotor 64 des zweiten Bremsmotors 32 ist mit dem Hohlrad 54 verbunden. Der erste Bremsmotor 30 wirkt als eine Kraftquelle, welche das Sonnenrad 50 um die Mittelachse des Sonnenrads 50 dreht. Der zweite Bremsmotor 32 wirkt als eine Kraftquelle, welche das Hohlrad 54 um die Mittelachse des Sonnenrads 50 dreht. Da die Planetenräder 52 sowohl mit dem Sonnenrad 60 als auch dem Hohlrad 54 verbunden sind, werden die Planetenräder 52 entsprechend der Drehung des Sonnenrads 50 und des Hohlrads 54 um die Mittelachse des Sonnenrads 50 gedreht. Da die Planetenräder 52 an dem Träger 56 fest angeordnet sind, wird der Träger 56 zusammen mit den Planetenrädern 52 um die Mittelachse des Sonnenrads 50 gedreht.
In der Scheibenbremse 40 von 2 ist eine Drehwelle 66 mit dem Träger 56 zusammengefügt. Die Drehwelle 66 ist als ein zylindrisches Element ausgebildet, und die Drehwelle 66 ist koaxial zu dem Sonnenrad 50 angeordnet. Die Drehwelle 66 wird an den Befestigungsabschnitten 44a und 44c des Bremssattels 44 über Lager 70 und 68 drehbar gehaltert. Die Lager 68 und 70 verhindern eine Verlagerung der Drehwelle 66 in einer axialen Richtung der Drehwelle 66, wenn die Drehwelle 66 durch den Träger 56 um die Mittelachse des Sonnenrads 50 gedreht wird.
An dem Außenumfang der Drehwelle 66 ist eine Verbindungsplatte 71 angeordnet. An der Verbindungsplatte 71 ist ein ringförmiger Magnet 75 fest angeordnet. Daher wird der ringförmige Magnet 75 zusammen mit der Drehwelle 66 gedreht, wenn die Drehwelle 66 gedreht wird. In dem ringförmigen Magneten sind die N-Pole und die S-Pole abwechselnd an dem Umfang des ringförmigen Magneten 75 derart angeordnet, dass sie um die Mittelachse des Magneten 75 in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind. Der Drehwinkelsensor 22 ist auf dem Befestigungsabschnitt 44a des Bremssattels 44 an einer Stelle angeordnet, wo der Sensor 22 dem Magneten 75 gegenüberliegt. Der Drehwinkelsensor 22 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Hallelement ausgebildet. Über einen Luft spalt zwischen dem Magneten 75 und dem Sensor 22 gehen Magnetflusslinien von dem Magneten 74 durch den Drehwinkelsensor 22. Für jede Umdrehung der Drehwelle 66 ist der Drehwinkelsensor einem periodischen Wechsel (oder einer sinusförmigen Wellenform) der Polarität des Magnetflusses von dem Magneten 75 unterworfen. Wenn sich die Drehwelle 66 dreht, gibt der Sensor 22 entsprechend dem Wechsel der Polarität des magnetischen Flusses von dem Magneten 75 ein Impulssignal aus. Die Signalausgabe durch den Drehwinkelsensor 22 zeigt einen Drehwinkel der Drehwelle 66 in Bezug auf die Referenzposition auf der Drehwelle 66 an. Die Signalausgabe durch den Drehwinkelsensor 22 wird der ECU 10 zugeführt. Die ECU 10 bestimmt auf Basis des Ausgabesignals des Drehwinkelsensors 22 einen Drehwinkel der Drehwelle 66 in Bezug auf die Referenzposition.
An der Innenfläche der Drehwelle 66 ist koaxial mit der Drehwelle 66 ein Abgabestab 72 angeordnet. Der Abgabestab 72 ist über ein Kugelgewinde mit der Drehwelle 66 zusammengefügt. An dem Befestigungsabschnitt 44c des Bremssattels 44 ist ein Halterungselement 73 fest angeordnet. Der Abgabestab 72 wird durch das Halterungselement 73 derart gehaltert, dass der Abgabestab 72 nicht um die Mittelachse der Drehwelle 66 drehbar ist, sondern er ist entsprechend der Drehung der Drehwelle 66 entlang der Drehwelle 66 axial verlagerbar. D. h., der Abgabestab 72 ist entsprechend einem Drehwinkel θ der Drehwelle 66 entlang der Drehwelle 66 axial verlagerbar. Die ECU 10 stellt anhand des bestimmten Drehwinkels θ der Drehwelle 66 eine geschätzte Lage des Abgabestabs 72 relativ zu der Drehwelle 66 in der axialen Richtung fest.
Der Bremssattel 44 ist mit einem Presselement 74 versehen, und das Presselement 74 weist einen Stababschnitt und einen Flanschabschnitt auf. Der Flanschabschnitt des Presselements 74 ist über ein Dichtelement 76 an dem Befestigungsabschnitt 44a des Bremssattels 44 fest angeordnet. Das Dichtelement 76 besteht aus einem elastischen Material. Das Dichtelement 76 hat eine federnde Eigenschaft und erlaubt, dass sich das Presselement 74 in Bezug auf den Befestigungsabschnitt 44a des Bremssattels 44 in der axialen Richtung der Drehwelle 66 verlagern kann. Der Stababschnitt des Presselements 74 ist derart in die Innenfläche des Abgabestabs 72 eingepasst, dass der Stababschnitt des Presselements 74 an der Innenfläche des Abgabestabs 72 gleiten kann. Wenn der Flanschabschnitt des Presselements 74 durch den Abgabestab 72 gepresst wird, wird das Presselement 74 relativ zu dem Befestigungsabschnitt 44a in der axialen Richtung (der rechten Richtung in 2) verlagert.
An dem Presselement 74 ist ein Reibungsbelag 78 fest angeordnet, so dass der Reibungsbelag 78 der linksseitigen Fläche des Scheibenrotors 42 gegenüberliegt. Der Bremssattel 44 weist einen Reaktionsabschnitt 44b an der anderen Seite des Scheibenrotors 42 auf. An dem Reaktionsabschnitt 44b des Bremssattels 44 ist ein Reibungsbelag 80 derart fest angebracht, dass sich der Reibungsbelag 80 in Gegenüberlage zu der rechtsseitigen Fläche des Scheibenrotors 42 befindet. Der Bremssattel 44, die Reibungsbeläge 78 und 80 und der Scheibenrotor 42 sind derart angeordnet, dass, wenn der Flanschabschnitt des Presselements 74 durch den Abgabestab 72 gepresst wird, der Reibungsbelag 78 die rechte Presskraft auf den Scheibenrotor 42 ausübt und der Reibungsbelag 80 die linke Presskraft auf den Scheibenrotor 42 ausübt. Da sich der Scheibenrotor 42 zusammen mit dem Rad FR des Fahrzeugs dreht, wird zu diesem Zeitpunkt durch die Scheibenbremse 40 eine auf das Fahrzeugrad ausgeübte Bremskraft erzeugt.
In der Scheibenbremse 40 von 2 ist an einem Ende des Abgabestabs 72, das entgegengesetzt zu der Position ist, an welcher das Presselement 74 an dem Abgabestab 72 angepasst ist, ein druckempfindlicher Gummi 82 angeordnet. Der druckempfindliche Gummi 82 ist als ringförmiges Element geformt. An dem Befestigungsabschnitt 44c des Bremssattels 44 ist eine entsprechende ringförmige Nut ausgebildet. Der druckempfindliche Gummi 82 ist in die ringförmige Nut des Befestigungsabschnitts 44c eingepasst, und der Gummi 82 ist an dem Befestigungsabschnitt 44c unter Verwendung eines Klebstoffs fest angeordnet. Mit diesem druckempfindlichen Gummi 82 ist ein Widerstandserfassungsschaltkreis elektrisch verbunden, und dieser Widerstandserfassungsschaltkreis erfasst einen Widerstand "R" des druckempfindlichen Gummis 82. Der Widerstandserfassungsschaltkreis weist eine Gleichstrom-Stromversorgung und einen Strommesser auf. Dieser Strommesser gibt ein Signal aus, das einen Strom in dem Widerstandserfassungsschaltkreis, der durch den druckempfindlichen Gummi 82 hindurchgegangen ist, anzeigt. Die Signalausgabe durch den Strommesser wird der ECU 10 zugeführt. Die ECU bestimmt auf der Grundlage einer durch die Gleichstrom-Stromversorgung zugeführten Quellenspannung und der Signalausgabe durch den Strommesser einen Widerstand "R" des druckempfindlichen Gummis 82.
In 1 ist die ECU 10 mit einem lastempfindlichen Schalter 23 und einer Alarmvorrichtung 24 verbunden. Wenn der Widerstand "R" des druckempfindlichen Gummis 82 kleiner ist als ein vorbestimmter Bezugswert, gibt die ECU 10 ein EIN-Signal an den lastempfindlichen Schalter 23 aus, so dass der lastempfindliche Schalter 23 in einen EIN-Zustand versetzt wird. Wenn in dem Drehwinkelsensor 22 oder dem druckempfindlichen Gummi 82 eine Fehlfunktion auftritt, gibt die ECU 10 entsprechend einem vorbestimmten Fehlfunktionsdiagnoseschema ein EIN-Signal an die Alarmvorrichtung 24 aus, so dass die Alarmvorrichtung 24 in einen EIN-Zustand versetzt wird, welcher die Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers auf die Fehlfunktion lenkt.
Wenn in der Scheibenbremse 40 von 2 der erste Bremsmotor 30 und der zweite Bremsmotor 32 nicht angetrieben werden, verbleiben die Planetenräder 52 in den Ausgangslagen. In diesem Zustand bleibt ein gewisser lichter Abstand zwischen dem druckempfindlichen Gummi 82 und dem Abgabestab 72 beibehalten. Wenn das Bremspedal 12 durch den Fahrzeugführer niedergedrückt wird, erfasst die ECU 10 anhand des Ausgabesignals des Hubsensors 20 einen Hubbetrag des Bremspedals 12. Im Ansprechen auf das Niederdrücken des Bremspedals 12 steuert die ECU 10 die ersten und zweiten Bremsmotoren über den Motortreiber 26 derart, dass eine geeignete Bremskraft auf das Rad FR des Fahrzeugs ausgeübt wird.
Wenn in der Scheibenbremse 40 von 2 der erste Bremsmotor in Bewegung gesetzt wird, wird das Sonnenrad 50 durch den ersten Bremsmotor um die Mittelachse des Sonnenrads 50 gedreht. Wenn der zweite Bremsmotor 32 in Bewegung gesetzt wird, wird das Hohlrad 54 um die Mittelachse des Sonnenrads 50 durch den zweiten Bremsmotor 32 gedreht. Wenn das Sonnenrad 50 und das Hohlrad 54 gedreht werden, wird die Drehung der Planetenräder 52 um die Mittelachse des Sonnenrads 50 gestartet. Wenn sich die Planetenräder 52 drehen, wird der an den Planetenrädern 52 fest angeordnete Träger 56 ebenfalls um die Mittelachse des Sonnenrads 50 gedreht. Da die Drehwelle 66 mit dem Träger 56 verbunden ist, wird die Drehwelle 66 gedreht, wenn der Träger 56 gedreht wird. Wie vorstehend beschrieben wurde, ist der Abgabestab 72 über das Kugelgewinde mit der Drehwelle 66 verbunden. Der Abgabestab 72 wird entsprechend der Drehung der Drehwelle 66 axial entlang der Drehwelle 66 verlagert.
Wenn der Abgabestab 72 axial in Richtung des Scheibenrotors 42 verlagert wird, wird das Presselement 74 zusammen mit dem Abgabestab 72 verlagert, um den Reibungsbelag 78 auf den Scheibenrotor 42 zu pressen. Zu diesem Zeitpunkt presst der Reibungsbelag 78 den Scheibenrotor 42 in die rechte Richtung, und der Reibungsbelag 80 presst den Scheibenrotor 42 in die linke Richtung. Da sich der Scheibenrotor 42 zusammen mit dem Rad FR des Fahrzeugs dreht, wird durch die Scheibenbremse 40 eine auf das Rad FR ausgeübte Bremskraft erzeugt. Nachstehend wird die Richtung der Drehung des ersten Bremsmotors 30, des zweiten Bremsmotors 32, der Planetenräder 52 und der Drehwelle 66, in welcher die Bremskraft erhöht wird, als die Vorwärtsrichtung bezeichnet.
Wenn das Niederdrücken des Bremspedals 12 in einem Zustand, in welchem die Bremskraft erzeugt wird, beendet wird, steuert die ECU 10 die ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 über den Motortreiber 26 derart, dass die Bremskraft an dem Rad aufgehoben wird. Die Drehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 wird auf das Sonnenrad 50, das Hohlrad 54, die Planetenräder 52, den Träger 56, die Drehwelle 66 und den Abgabestab 72 übertragen.
Wenn der Abgabestab 72 von dem Scheibenrotor 42 weg axial verlagert wird, werden die Reibungsbeläge 78 und 80 von dem Scheibenrotor 42 getrennt, um die Bremskraft an dem Rad FR des Fahrzeugs zu verringern. Wenn sich die axiale Verlagerung des Abgabestabs 72 über einen gewissen Zeitraum fortsetzt, werden die Reibungsbeläge 78 und 80 vollkommen von dem Scheibenrotor 42 getrennt, so dass die Bremskraft an dem Scheibenrad aufgehoben ist. Nachstehend wird die Richtung der Drehung des ersten Bremsmotors 30, des zweiten Bremsmotors 32, der Planetenräder 52 und der Drehwelle 66, in welcher die Bremskraft verringert wird, als die Rückwärtsrichtung bezeichnet.
Wenn in der Scheibenbremse 40 von 2 ein lichter Abstand zwischen den Reibungsbelägen 78 und 80 und dem Scheibenrotor 42 ein bestimmtes Niveau übersteigt, wird sich die Ansprechgeschwindigkeit der Scheibenbremse 40 auf das Niederdrücken des Bremspedals durch den Fahrzeugführer verschlechtern. Um die Verschlechterung der Ansprechgeschwindigkeit zu vermeiden, ist es erforderlich, dass die Reibungsbeläge 78 und 80 an geeigneten Positionen in Bezug auf den Scheibenrotor 42 zurückgehalten werden, nachdem die Bremskraft an dem Rad aufgehoben ist und die axiale Verlagerung des Abgabestabs 72 beendet ist. Um das vorstehende Problem zu beseitigen, ist es erforderlich, die Drehzahl sowohl des ersten Bremsmotors 30 als auch des zweiten Bremsmotors 32 zu verringern, wenn der Abgabestab 72 von dem Scheibenrotor 42 weg verlagert wird und eine zulässige Begrenzungsposition erreicht, oder wenn die Drehwelle 66 in der Rückwärtsrichtung gedreht wird und der Drehwinkel der Drehwelle 66 relativ zu der Referenz position einen zulässigen Begrenzungswinkel erreicht.
3 zeigt eine Routine zum Erfassen von Sensorfehlfunktion, die durch die elektrische Bremsvorrichtung von 1 ausgeführt wird. 4 zeigt eine Hauptroutine, die durch die elektrische Bremsvorrichtung von 1 ausgeführt wird. Diese Routinen werden durch die ECU 10 der elektrischen Bremsvorrichtung ausgeführt, um die vorstehend erwähnte Arbeitsweise zu erreichen.
Die Routine zum Erfassen von Sensorfehlfunktion von 3 wird ausgeführt, um festzustellen, ob in dem Drehwinkelsensor 22 eine Fehlfunktion auftritt. Die Ausführung dieser Routine wird in Intervallen von einer vorgegebenen Zeitdauer periodisch eingeleitet.
Am Start der Routine zum Erfassen von Sensorfehlfunktion von 3 stellt die ECU 10 in Schritt 100 fest, ob an den Motortreiber 26 (oder den Motortreiber 28) ein Bremsmotorsteuersignal ausgegeben wird, um die ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 anzutreiben. Der Schritt 100 wird wiederholt, bis festgestellt ist, dass das Bremsmotorsteuersignal durch die ECU 10 an den Motortreiber 26 ausgegeben wird.
Wenn das Ergebnis in Schritt 100 bejahend ist, stellt die ECU 10 in Schritt 102 fest, ob eine Signalausgabe durch den Drehwinkelsensor 22 der ECU 10 zugeführt wird. Wenn das Ergebnis in Schritt 102 negativ ist, führt die ECU 10 Schritt 104 aus. Anderseits führt die ECU 10 Schritt 108 aus, wenn das Ergebnis in Schritt 102 bejahend ist.
In Schritt 104 stellt die ECU 10 fest, ob eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, nachdem in Schritt 102 festgestellt wurde, dass das Ausgabesignal des Drehwinkelsensors 22 nicht zugeführt wird. Wenn das Ergebnis in Schritt 104 negativ ist, wird der vorstehende Schritt 102 wiederholt. Andererseits wird festgestellt, wenn das Ergebnis in Schritt 104 bejahend ist, dass eine Fehlfunktion in dem Drehwinkel sensor 22 auftritt. In diesem Fall führt die ECU 10 Schritt 106 aus.
Die ECU 10 versetzt in Schritt 106 ein Sensorfehlfunktionsflag des Drehwinkelsensors 22 in einen EIN-Zustand. Wenn das Sensorfehlfunktionsflag in den EIN-Zustand versetzt ist, zeigt es an, dass in dem Drehwinkelsensor 22 eine Fehlfunktion auftritt. D. h., das bedeutet, dass das Ausgabesignal des Drehwinkelsensors 22 keinen korrekten Drehwinkel der Drehwelle 66 angibt. Nachdem der Schritt 106 ausgeführt wurde, wird die Ausführung dieser Routine in diesem Zyklus beendet.
In Schritt 108 versetzt die ECU 10 das Sensorfehlfunktionsflag des Drehwinkelsensors 22 in einen AUS-Zustand. Nachdem der Schritt 108 ausgeführt wurde, wird die Ausführung dieser Routine in diesem Zyklus beendet.
Entsprechend der Routine zum Erfassen von Sensorfehlfunktion von 3 wird, wenn das Ausgabesignal des Drehwinkelsensors 22 der ECU 10 über die vorbestimmte Zeitdauer, nachdem das Bremsmotorsteuersignal ausgegeben wurde, nicht zugeführt wird, das Sensorfehlfunktionsflag in den EIN-Zustand versetzt. Es ist erforderlich, die Drehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 anzuhalten, wenn das Sensorfehlfunktionsflag in den EIN-Zustand versetzt ist.
Die Hauptroutine von 4 wird ausgeführt, um die Drehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 anzuhalten, wenn sich die Drehwelle 66 in der Rückwärtsrichtung dreht und der Drehwinkel der Drehwelle 66 in Bezug auf die Referenzposition einen zulässigen Begrenzungswinkel erreicht. Die Ausführung dieser Routine wird periodisch in Intervallen einer vorbestimmten Zeitdauer eingeleitet.
Am Start der Hauptroutine von 4 stellt die ECU 10 in Schritt 110 fest, ob ein Bremsmotorsteuersignal an den Motortreiber 26 (oder den Motortreiber 28) ausgegeben wird, um die ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 anzutreiben. Der Schritt 110 wird wiederholt, bis festgestellt wird, dass das Bremsmotorsteuersignal an den Motortreiber 26 durch die ECU 10 ausgegeben wird.
Wenn das Ergebnis in Schritt 110 bejahend ist, stellt die ECU 10 in Schritt 112 fest, ob sich das Sensorfehlfunktionsflag des Drehwinkelsensors 22 in dem EIN-Zustand befindet. Der EIN/AUS-Zustand des Sensorfehlfunktionsflags hängt von dem Ergebnis der Routine zum Erfassen von Sensorfehlfunktion von 3 ab. Wenn das Ergebnis in Schritt 112 bejahend ist, wird festgestellt, dass eine Fehlfunktion in dem Drehwinkelsensor 22 auftritt. Die ECU 10 führt Schritt 120 aus. Andererseits wird festgestellt, wenn das Ergebnis in Schritt 112 negativ ist, dass der Drehwinkelsensor 22 normal arbeitet. Die ECU 10 führt Schritt 114 aus.
In Schritt 114 stellt die ECU 10 fest, ob die Rückwärtsdrehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 durch das Bremsmotorsteuersignal angefordert wird. Wenn die Rückwärtsdrehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 angefordert wird (oder das Ergebnis in Schritt 114 bejahend ist), führt die ECU 10 Schritt 116 aus. Andererseits wird, wenn die Rückwärtsdrehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 nicht angefordert wird (oder das Ergebnis in Schritt 114 negativ ist), die Hauptroutine von 4 in diesem Zyklus beendet, ohne dass die nachfolgenden Schritte ausgeführt werden.
In Schritt 116 bestimmt die ECU 10 anhand des Ausgabesignals des Drehwinkelsensors 22 den Drehwinkel "θ" der Drehwelle 66 in Bezug auf die Referenzposition. Die Referenzposition wird als eine geeignete Position der Drehwelle 66 festgesetzt, bei welcher ein vorbestimmter lichter Abstand zwischen den Reibungsbelägen 78 und 80 und dem Scheibenrotor 42 zurückbehalten wird.
Nachdem der Schritt 116 ausgeführt wurde, stellt die ECU 10 in Schritt 118 fest, ob der Drehwinkel "θ" der Drehwelle 66 in Bezug auf die Referenzposition über einem vorbestimmten Referenzwinkel "θ₀" (θ ≥ θ₀) liegt. Der Referenzwinkel "θ₀" ist als ein geeigneter Drehwinkel der Drehwelle 66 festgesetzt, bei welchem ein vorgegebener lichter Abstand zwischen den Reibungsbelägen 78 und 80 und dem Scheibenrotor 42 zurückbehalten wird.
Wenn θ ≥ θ₀ ist (das Ergebnis von Schritt 118 ist bejahend), wird festgestellt, dass der Abgabestab 72 dabei ist, axial von dem Scheibenrotor 42 weg über die zulässige Begrenzungsposition hinaus verlagert zu werden. Die ECU 10 führt Schritt 120 aus. Wenn θ < θ₀ ist (das Ergebnis von Schritt 118 ist negativ), wird andererseits festgestellt, dass der Abgabestab 72 noch nicht von dem Scheibenrotor 42 weg über die zulässige Begrenzungsposition hinaus axial verlagert ist. Die Ausführung dieser Routine in diesem Zyklus wird beendet.
In Schritt 120 hält die ECU 10 die Drehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 an. In diesem Schritt gibt die ECU 10 ein Bremsmotorstoppsignal an den Motortreiber 26 aus, um die Zuführung des Stroms zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 anzuhalten. In diesem Schritt 120 ist es wünschenswert, die Drehung dieser Motoren vollständig anzuhalten, aber es ist nicht erforderlich, so zu verfahren. Praktisch verringert die ECU 10 in diesem Schritt 120 durch Ausgeben des Bremsmotorstoppsignals an den Motortreiber 26 die Drehzahl der Bremsmotoren 30 und 32. Nachdem Schritt 120 ausgeführt wurde, wird die Ausführung der Hauptroutine von 4 in diesem Zyklus beendet.
Die Drehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 kann entsprechend der Hauptroutine von 4 angehalten werden, wenn sich die Drehwelle 66 in der Rückwärtsrichtung übermäßig über den Referenzwinkel "θ₀" hinaus dreht. Da die Drehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 angehalten ist oder deren Drehzahl verringert ist, kann über mäßiges Drehen der Drehwelle 66 in der Rückwärtsrichtung minimiert werden. Daher verhindert die elektrische Bremsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform die axiale Verlagerung des Abgabestabs 72 weg von dem Scheibenrotor 42 über die zulässige Begrenzungsposition hinaus. Die elektrische Bremsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform kann ein schnelles Ansprechen der Scheibenbremse 40 auf das Niederdrücken des Bremspedals durch den Fahrzeugführer wirksam aufrecht erhalten.
Wenn eine Fehlfunktion in dem Drehwinkelsensor 22 auftritt, gibt es jedoch einen Fall, in welchem die Rückwärtsdrehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 durch die Sensorfehlfunktion übermäßig wird, wenn die Reibungsbeläge 78 und 80 von dem Scheibenrotor 42 getrennt werden. Da die Rückwärtsdrehung der Drehwelle 66 übermäßig wird, übersteigt die axiale Verlagerung des Abgabestabs 72 weg von dem Scheibenrotor 42 die zulässige Begrenzungsposition. In einem solchen Zustand können die zugehörigen Bauteile, welche mit dem Abgabestab 72 der Scheibenbremse 40 verbunden sind, beschädigt werden. Um das vorstehende Problem zu lösen, ist es erforderlich, die übermäßige Rückwärtsdrehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 zu verhindern, um die übermäßige axiale Verlagerung des Abgabestabs 72 zu vermeiden.
Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf 5 bis 7 eine Beschreibung einer anderen Ausführungsform der elektrischen Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Ausführungsform der elektrischen Bremsvorrichtung wird bereitgestellt, um die übermäßige Rückwärtsdrehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32, selbst wenn eine Fehlfunktion in dem Drehwinkelsensor 22 auftritt, zu verhindern.
5 zeigt eine Schaltung zur Verhinderung von Rückwärtsdrehung in der elektrischen Bremsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform. Andere Bauteile der vorliegenden Aus führungsform sind im Wesentlichen die gleichen wie entsprechende Bauteile in der Ausführungsform von 1 bis 4, und deren Beschreibung wird weggelassen.
Die Schaltung zur Verhinderung von Rückwärtsdrehung von 5 ist mit dem Motortreiber 26 in der elektrischen Bremsvorrichtung von 1 verbunden. Der Motortreiber 26 ist mit den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 der Scheibenbremse 40 verbunden. Der Motortreiber 26 steuert die ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 entsprechend dem durch die ECU 10 zugeführten Steuersignal.
Wie in 5 dargestellt ist, weist die Schaltung zur Verhinderung von Rückwärtsdrehung eine Batterie 90, ein Relais 92 und einen Transistor 94 auf. Die Batterie 90 liefert durch das Relais 92 und den Motortreiber 26 hindurch einen Strom zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32. Die Batterie 90 hat einen geerdeten Minuspol. Das Relais hat einen Eingang, der mit dem Pluspol der Batterie 90 verbunden ist, und einen Eingang, der mit einem Kollektor des Transistors 94 verbunden ist. Der Transistor 94 hat einen geerdeten Emitter und hat eine Basis, die mit dem einen Ende des lastempfindlichen Schalters 23 verbunden ist. Das andere Ende des lastempfindlichen Schalters 23 ist geerdet.
Wie weiter vorstehend beschrieben wurde, bestimmt die ECU 10 anhand des Ausgabesignals des Widerstandserfassungsschaltkreises einen Widerstand "R" des druckempfindlichen Gummis 82. Es wird vorausgesetzt, dass eine von der Gleichstrom-Stromversorgung des Widerstandserfassungsschaltkreises zugeführte Quellenspannung bekannt ist. Wenn der Widerstand "R" des druckempfindlichen Gummis 82 kleiner ist, als der vorherbestimmte Referenzwert, gibt die ECU 10 ein EIN-Signal an den lastempfindlichen Schalter 23 aus, so dass der lastempfindliche Schalter 23 in den EIN-Zustand geschaltet wird. Wenn der lastempfindliche Schalter 23 auf EIN geschaltet wird, wird das Relais 92 in einen AUS-Zustand versetzt. Andererseits gibt die ECU 10, wenn der Widerstand "R" des druckempfindlichen Gummis 82 über dem vorherbestimmten Referenzwert liegt, ein AUS-Signal an den lastempfindlichen Schalter 23 aus, so dass der lastempfindliche Schalter 23 in einen AUS-Zustand versetzt wird. Wenn der lastempfindliche Schalter 23 AUS geschaltet wird, wird das Relais 92 in einen EIN-Zustand versetzt.
In der Schaltung zur Verhinderung von Rückwärtsdrehung von 5 ist das Relais 92 an den Ausgängen mit dem Motortreiber 26 und dem Pluspol der Batterie 90 verbunden. Wenn das Relais 92 in den AUS-Zustand versetzt wird, wird die Zuführung des Stroms von der Batterie 90 zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 angehalten. Andererseits wird die Zuführung von Strom von der Batterie 90 zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 aufrecht erhalten, wenn das Relais 90 in den EIN-Zustand versetzt wird. In dem letzteren Fall steuert der Motortreiber 26 die ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 entsprechend dem durch die ECU 10 zugeführten Steuersignal, während der Strom der Batterie 90 den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 zugeführt wird.
6 zeigt eine durch die ECU 10 ausgeführte Routine zum Steuern des lastempfindlichen Schalters der elektrischen Bremsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform.
Die Routine zum Steuern des lastempfindlichen Schalters von 6 wird ausgeführt, um festzustellen, ob die Zuführung des Stroms von der Batterie 90 zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 angehalten oder beibehalten ist. Die Ausführung dieser Routine wird periodisch in Intervallen einer vorherbestimmten Zeitdauer eingeleitet.
Beim Start der Routine von 6 bestimmt die ECU 10 in Schritt 130 auf Basis des Ausgabesignals des Widerstandserfassungsschaltkreises einen Widerstand "R" des druckempfindlichen Gummis 82. Es ist vorausgesetzt, dass eine Quellenspannung, die von der Gleichstrom-Stromversorgung des Wider standserfassungsschaltkreises geliefert wird, bekannt ist.
Nachdem Schritt 130 ausgeführt wurde, stellt die ECU 10 in Schritt 132 fest, ob der Widerstand "R" des druckabhängigen Gummis 82 kleiner ist als ein vorbestimmter Referenzwert "R₀" (R < R₀). Der Referenzwert "R₀" ist als ein Widerstand des druckempfindlichen Gummis 82 definiert, wenn sich der Abgabestab 72 in Berührung mit dem Gummi 82 unter einer am wenigsten empfindlichen Last befindet.
7 zeigt eine Beziehung von Last vs. Widerstand eines druckempfindlichen Gummis 82 in der elektrischen Bremsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform.
Wie in 7 dargestellt ist, ist die Last, die auf den druckempfindlichen Gummi 82 einwirkt, sehr klein, wenn der Widerstand des druckempfindlichen Gummis 82 größer als 100 Ω ist. Die Last, die auf den druckempfindlichen Gummi 82 einwirkt, wächst drastisch an, wenn der Widerstand bei 100 Ω und weniger als 100 Ω liegt. Folglich ist in der vorliegenden Ausführungsform der Referenzwert "R₀" auf 100 Ω festgesetzt, und die Festlegung hinsichtlich dessen, ob die Zufuhr von Strom von der Batterie 90 zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 angehalten oder beibehalten wird, erfolgt durch Vergleichen des Widerstands "R" mit dem Referenzwert "R₀" ( = 100 Ω).
Wenn in 6 das Ergebnis in Schritt 132 bejahend ist (R < R₀), wird festgesetzt, dass die Zufuhr des Stroms von der Batterie 90 zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 angehalten wird. Die ECU 10 führt Schritt 134 aus. Andererseits, wenn das Ergebnis in Schritt 132 negativ ist (R ≥ R₀), wird festgelegt, dass die Zufuhr des Stroms von der Batterie 90 zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 beibehalten wird. Die ECU 10 führt Schritt 136 aus.
In Schritt 134 gibt die ECU 10 ein EIN-Signal an den lastempfindlichen Schalter 23 aus, so dass der lastempfindliche Schalter in den EIN-Zustand versetzt wird. Wenn der lastempfindliche Schalter 23 EIN geschaltet wird, wird das Relais 92 in den AUS-Zustand versetzt. Folglich wird die Zufuhr des Stroms von der Batterie 90 zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 wegen des AUS-Zustands des Relais 92 angehalten. Nachdem Schritt 134 ausgeführt wurde, wird die Routine von 6 in diesem Zyklus beendet.
In Schritt 136 gibt die ECU 10 ein AUS-Signal an den lastempfindlichen Schalter 23 aus, so dass der lastempfindliche Schalter 23 in den AUS-Zustand versetzt wird. Wenn der lastempfindliche Schalter 23 AUS geschaltet wird, wird das Relais 92 in den EIN-Zustand versetzt. Folglich wird die Zufuhr von Strom von der Batterie 90 zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 beibehalten. Nachdem Schritt 136 ausgeführt wurde, wird die Routine von 6 in diesem Zyklus beendet.
Wenn festgestellt wird, dass die Last, die auf den druckempfindlichen Gummi 82 einwirkt, übermäßig groß ist, wird entsprechend der Routine zum Steuern des lastempfindlichen Schalters von 6 der lastempfindliche Schalter 23 in den EIN-Zustand versetzt. In der Schaltung zur Verhinderung von Rückwärtsdrehung von 5 wird das Relais 92 in den AUS-Zustand versetzt, wenn der lastempfindliche Schalter 23 EIN geschaltet wird, so dass die Zufuhr von Strom von der Batterie 90 zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 angehalten wird. D. h., wenn der lastempfindliche Schalter 23 EIN geschaltet ist, verringert sich die Drehzahl der Rückwärtsdrehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32. Wenn sich die Drehzahl der Rückwärtsdrehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 verringert, kann übermäßige Drehung der Drehwelle 66 in der Rückwärtsrichtung minimiert werden.
Die elektrische Bremsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform verhindert folglich zuverlässig die axiale Verlagerung des Abgabestabs 72 weg von dem Scheibenrotor 42 über die zulässige Begrenzungsposition hinaus. Die elektrische Bremsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform verhindert wirksam die Beschädigung der zugehörigen Bauteile, die mit dem Abgabestab 72 der Scheibenbremse 40 verbunden sind, auf Grund der übermäßigen axialen Verlagerung des Abgabestabs 72. Ferner erfordert die elektrische Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung lediglich eine Lasterfassungseinrichtung (den druckempfindlichen Gummi 82 und die ECU 10) und eine Motorverzögerungseinrichtung (die Schritte 132 und 134, die durch die ECU 10 ausgeführt werden), und eine mechanische Kupplung wie in der herkömmlichen Vorrichtung der vorstehenden Veröffentlichung ist nicht erforderlich. Die elektrische Bremsvorrichtung stellt eine einfache, nicht teure Konstruktion bereit.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können Abänderungen und Abwandlungen vorgenommen werden, ohne von dem Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Z. B. ist in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der druckempfindliche Gummi 82 an dem Befestigungsabschnitt 44c des Bremssattels 44 fest angeordnet. Alternativ kann der druckempfindliche Gummi 82 direkt an dem Ende des Abgabestabs 72 entgegengesetzt zu der Stelle, an welcher das Presselement 74 an den Abgabestab 72 angepasst ist, angebracht werden. In einer derartigen Abwandlung wird der Gummi 82 auf dem Ende des Abgabestabs 72 auf den Befestigungsabschnitt 44c des Bremssattels 44 gepresst, wobei er eine Last erzeugt, die auf den Gummi 82 einwirkt, und der Widerstandserfassungsschaltkreis, der mit dem Gummi 82 verbunden ist, ein Signal ausgibt, das einen Widerstand des Gummis 82 entsprechend der Last angibt.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist das Relais 92 zwischen der Batterie 90 und dem Motortreiber 26 angeordnet, und wenn der lastempfindliche Schalter 23 EIN geschaltet wird, wird das Relais 92 in den AUS-Zustand versetzt, so dass die Zufuhr von Strom von der Batterie 90 zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 angehalten wird. Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung zum Anhalten der Zufuhr von Strom zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Alternativ kann eine Relaiseinheit, welche die Zufuhr des Stroms zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 anhält, in den Motortreiber 26 eingegliedert werden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen versetzt die ECU 10 in Schritt 134 den lastempfindlichen Schalter 23 in den EIN-Zustand. In dem Schaltkreis zur Verhinderung von Rückwärtsdrehung von 5 wird das Relais 92 in den AUS-Zustand versetzt, wenn der lastempfindliche Schalter 23 EIN geschaltet wird. Folglich wird die Zufuhr des Stroms von der Batterie 90 zu den ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 wegen des AUS-Zustands des Relais 92 angehalten. Alternativ kann die ECU 10 in Schritt 134 ein Bremsmotorstoppsignal an den Motortreiber 26 ausgeben, um die Drehung der ersten und zweiten Bremsmotoren 30 und 32 anzuhalten oder die Drehzahl dieser Motoren zu verringern. In einer solchen Abwandlung können das Relais 92 und der Transistor 94, die zwischen der Batterie 90 und dem Motortreiber 26 angeordnet sind, weggelassen werden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der druckempfindliche Gummi 82 an dem Ende des Abgabestabs 72 entgegengesetzt zu der Stelle angeordnet, an welcher der Abgabestab 72 den Reibungsbelag auf den Scheibenrotor 42 presst, um eine Last zu erfassen, die auf das Ende des Abgabestabs 72 einwirkt. Alternativ kann anstelle des druckempfindlichen Gummis 82 ein Mikroschalter 82a an dem Ende des Abgabestabs 72 (der gleichen Stelle wie der Gummi 82) angeordnet sein, wie in 2 gezeigt ist.
Der Mikroschalter 82a weist zwei in seinem Innern angeordnete bewegliche Elektroden auf. Wenn die zwei beweglichen Elektroden sich wegen einer gewissen Last, die auf das Ende des Abgabestabs 72 einwirkt, in Berührung miteinander befinden, gibt der Mikroschalter 82a ein EIN-Zustandssignal aus. Andernfalls verbleibt der Mikroschalter 82a in einem AUS-Zustand. In der vorstehenden Abwandlung gibt der Mikroschalter 82a ein EIN-Zustandssignal aus, wenn eine Last, die über einem Referenzniveau (oder einer geringstempfindlichen Last) liegt, auf das Ende des Abgabestabs 72 einwirkt. Das durch den Mikroschalter 82a ausgegebene EIN-Zustandssignal wird der ECU 10 zugeführt. Die ECU 10 hält die Drehung der ersten und zweiten Bremsmotoren an, wenn das EIN-Zustandssignal von dem Mikroschalter 82a ausgegeben wird. Alternativ kann die ECU 10 in Funktion treten, um die Drehzahl dieser Bremsmotoren zu verringern, wenn das EIN-Zustandssignal von dem Mikroschalter 82a ausgegeben wird. Folglich kann die vorstehende Abwandlung, die den Mikroschalter 82a aufweist, Wirkungen erzielen, welche die gleichen sind wie jene der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.

Claims

Elektrische Bremsvorrichtung mit: einem Scheibenrotor (42), der zusammen mit einem Rad eines Kraftfahrzeugs drehbar ist; einem Abgabestab (72), der vorgesehen ist, um einen Reibungsbelag auf den Scheibenrotor zu pressen, um eine Bremskraft auf das Rad auszuüben; einem Bremsmotor (30, 32), der vorgesehen ist, um eine Drehkraft im Ansprechen auf ein elektrisches Signal zu erzeugen; einem Getriebemechanismus (48, 66), der vorgesehen ist, um den Abgabestab relativ zu dem Scheibenrotor gemäß der Drehkraft derart axial zu bewegen, dass der Abgabestab zu dem Scheibenrotor hin bewegt wird, wenn der Bremsmotor in eine Vorwärtsrichtung dreht, und dass der Abgabestab von dem Scheibenrotor getrennt wird, wenn der Bremsmotor in eine Rückwärtsrichtung dreht, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Bremsvorrichtung Folgendes aufweist: eine Lasterfassungseinrichtung (10, 82) zum Erfassen einer Last, die auf ein Ende des Abgabestabs entgegengesetzt zu einer Position wirkt, an der der Abgabestab den Reibungsbelag auf den Scheibenrotor presst, falls der Motor in einer Rückwärtsrichtung angetrieben wird, und eine Motorverzögerungseinrichtung (10) zum Verringern der Drehzahl des Bremsmotors, wenn die durch die Lasterfassungseinrichtung erfasste Last über einem Referenzniveau liegt.
Elektrische Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Lasterfassungseinrichtung einen druckempfindlichen Gummi (82) aufweist.
Elektrische Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Lasterfassungsreinrichtung einen druckempfindlichen Gummi (82), der an dem Ende des Abgabestabs vorgesehen ist, und einen Widerstandserfassungsschaltkreis aufweist, der mit dem druckempfindlichen Gummi verbunden ist, wobei der Widerstandserfassungsschaltkreis ein Signal ausgibt, das einen Widerstand des druckempfindlichen Gummis anzeigt, und wobei die Lasterfassungseinrichtung (10) eine Last, die auf das Ende des Abgabestabs wirkt, auf Basis des Widerstands bestimmt, der durch das Ausgabesignal des Widerstandserfassungsschaltkreis angezeigt wird.
Elektrische Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Lasterfassungseinrichtung einen Mikroschalter (83a) aufweist, der an dem Ende des Abgabestabs vorgesehen ist, wobei der Mikroschalter ein EIN-Zustandssignal ausgibt, wenn die auf das Ende des Abgabestabs wirkende Last über dem Referenzniveau liegt, und wobei, wenn das EIN-Zustandssignal durch den Mikroschalter ausgegeben wird, die Motorverzögerungseinrichtung (10) die Drehzahl des Bremsmotors verringert.
Elektrische Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Motorverzögerungseinrichtung (10) die Drehung des Bremsmotors stoppt, wenn die durch die Lasterfassungseinrichtung (10, 82) erfasste Last über dem Referenzniveau liegt.
Elektrische Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die elektrische Bremsvorrichtung des Weiteren Folgendes aufweist: einen Drehwinkelsensor (22), der vorgesehen ist, um ein Signal auszugeben, das einen Drehwinkel einer Drehwelle (66) anzeigt, wobei die Drehwelle durch den Bremsmotor gedreht wird und mit dem Abgabestab (72) verbunden ist; und eine Motorsteuerungseinrichtung (10) zum Verringern der Drehzahl des Bremsmotors, wenn der Bremsmotor in der Rückwärtsrichtung dreht und der durch das Ausgabesignal des Sensors angezeigte Drehwinkel über einem Referenzwinkel liegt, wobei die Motorsteuerungseinrichtung die Drehung des Bremsmotors fortführt, wenn der Bremsmotor in der Rückwärtsrichtung dreht und der durch das Ausgabesignal des Sensors angezeigte Drehwinkel unter dem Referenzwinkel liegt.
Elektrische Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 6, des Weiteren mit einer Alarmsteuerungseinrichtung (10) zum Ausgeben eines EIN-Signals zu einer Alarmvorrichtung (24), wenn der Bremsmotor fortfährt, zu drehen, und eine Fehlfunktion in dem Sensor (22) auftritt, so dass die Alarmvorrichtung auf EIN geschaltet wird, um die Aufmerksamkeit eines Fahrzeugbenutzers auf die Fehlfunktion zu richten.
Elektrische Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Motorsteuerungseinrichtung (10) die Drehung des Bremsmotors stoppt, wenn der Bremsmotor in der Rückwärtsrichtung dreht und der durch das Ausgabesignal des Sensors angezeigte Drehwinkel über dem Referenzwinkel liegt.