DE102007053922B4

DE102007053922B4 - Elektronisches Einmotor-Keilbremssystem zum Verriegeln der Parkkraft

Info

Publication number: DE102007053922B4
Application number: DE102007053922A
Authority: DE
Inventors: Jaeseung Yongin Cheon
Original assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Current assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date: 2007-09-17
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2027-11-10
Also published as: JP4611363B2; KR100897942B1; JP2009068684A; KR20090028959A; US8151948B2; CN101391604A; CN101391604B; US20090071769A1; DE102007053922A1

Abstract

Während ein Motor (13) angetrieben wird, implementiert ein elektronisches Keilbremssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Hauptbremsfunktion durch eine Selbstverstärkung, die durch eine Keiloperation bewirkt wird. Da lediglich ein Motor verwendet wird, können die Anzahl von Teilen verringert und der Aufbau vereinfacht werden. Das elektronische Keilbremssystem implementiert ferner verschiedene Funktionen, wie etwa eine Funktion zum Aufrechterhalten eines eingestellten Spiels eines Bremsklotzes, eine Radblockierungs-Verhinderungsfunktion und eine Elektronische-Parkbremse-Funktion durch die Verwendung eines Elektromagneten (41), der mit einem Gewinde des nicht selbsthemmenden Typs verriegelt ist, das in einer axialen Richtung bewegt wird und eine axiale Reaktionskraft unterstützt, die von einem Bremsklotz übertragen wird. Des Weiteren wird eine Schubstangenwelle (31) des nicht selbsthemmenden Typs, die die axiale Reaktionskraft unterstützt, unter Verwendung von Leistung des Motors (13) während der Parkbremsaktion beschränkt. Dementsprechend kann selbst dann, wenn der Elektromagnet (41) ausgeschaltet ist, ein Fahrzeug stabil und zuverlässig geparkt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine EMB (elektronisch-mechanische Bremse) und insbesondere ein elektronisches Einmotor-Keilbremssystem zum Verriegeln der Parkkraft.
Ein Bremssystem wird im Allgemeinen verwendet, um ein sich bewegendes Fahrzeug zu verzögern, anzuhalten oder zu parken.
Unter den Bremssystemen erzeugt ein elektronisch-mechanisches Bremssystem (Elektronische-Parkbremse-System), das einen elektronisch gesteuerten Motor als Leistungsquelle verwendet, um eine Bremskraft zu erzeugen, eine Bremskraft ohne Verwendung eines hydraulischen Drucks. Deswegen hat das elektronisch-mechanische Bremssystem einen einfacheren Aufbau im Vergleich zu einer Hydraulikdruckbremse. Das elektronisch-mechanische Bremssystem gelangt ferner in den Mittelpunkt des Interesses als ein Bremssystem, das verschiedene elektronische Vorrichtungen und ein integriertes Chassis optimal implementieren kann.
Während des Bremsens wird eine Selbstverstärkung einer Keilbaueinheit durch einen Aktor in der elektronischen Keilbremse ausgeführt, die ein Beispiel des elektronisch-mechanischen Bremssystems ist. Das heißt, ein Keil wird infolge des Antriebs eines Aktors bewegt und presst den Bremsklotz, wobei eine Reibungskraft zwischen dem Bremsklotz und der Bremsscheibe als eine zusätzliche Eingabekraft dient. Infolge der oben erwähnten Keilbetätigung kann eine große Bremskraft für die Leistungsmerkmale des Motors erreicht werden.
In der KR 1020070062767 A wird eine solche Scheibenbremse für ein Fahrzeug beschrieben. Es sind an Stirnflächen einander gegenüberstehender Stellscheiben Keilflächen vorgesehen, wobei eine der Stellscheiben mit dem Abtrieb eines Motors verbunden ist. Die gegeneinander verdrehbaren Keilflächen drücken einen beweglichen Bremsklotz, abhängig von der Drehrichtung, gegen die Bremsscheibe der Scheibenbremse oder geben diesen wieder frei.
Die elektronische Parkbremse kann außerdem verschiedene zusätzliche Funktionen implementieren, wie etwa eine Funktion zum Aufrechterhalten eines eingestellten Spiels eines Bremsklotzes, eine Radblockierungs-Verhinderungsfunktion (die aus als Ausfallsicherungsfunktion bezeichnet wird) zum Vermeiden eines Bremsenausfalls, um zu verhindern, dass ein Fahrzeug während der normalen Fahrt anomal durchdreht, und eine Elektronische-Parkbremse-Funktion.
Der Anmelder hat verschiedene Anmeldungen über die oben erwähnte elektronische Parkbremse beim koreanischen Patentamt eingereicht. Das folgende Bremssystem wurde z. B. in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2007-0062110 korrespondierend zu DE 10 2007 057 659 A1 offenbart. Das Bremssystem implementiert eine Hauptbremsfunktion mit einer Leistung, die durch einen Motor erzeugt wird. Das Bremssystem implementiert ferner verschiedene zusätzliche Funktionen, wie etwa eine Funktion zum Aufrechterhalten eines eingestellten Spiels eines Bremsklotzes, ein Radblockierungs-Verhinderungsfunktion und eine Elektronische-Parkbremse-Funktion durch Verwendung eines nicht selbsthemmenden Gewindes und eines Elektromagnetmechanismus, der mit einem Hauptbremsmotor verriegelt wird.
Wenn jedoch ein Motor als eine Hauptleistungsquelle verwendet wird und ein Elektromagnet und ein nicht selbsthemmendes Gewinde in der oben beschriebenen Weise verwendet werden, wird auf einige Komponenten eine übermäßige Belastung ausgeübt, wenn eine Hauptbremsfunktion und verschiedene zusätzliche Funktionen implementiert werden. Aus diesem Grund besteht ein Problem dahingehend, dass sich die Lebensdauer der Komponenten verschlechtern kann.
Die oben erwähnte übermäßige Belastung wirkt insbesondere während der Implementierung einer Elektronische-Parkbremse-Funktion. Die Elektronische-Parkbremse-Funktion erfordert eine Kraft, die im Vergleich zur Hauptbremsfunktion verhältnismäßig klein, jedoch trotzdem groß ist. Das heißt, wenn eine Parkbremse wirkt, wird eine Parkbremskraft aufrechterhalten, während der Elektromagnet ausgeschaltet ist. Es ist demzufolge schwierig, eine axiale Reaktionskraft, die von einem Bremsklotz übertragen wird, lediglich unter Verwendung eines nicht selbsthemmenden Gewindes zu beschränken.
Es besteht deswegen ein Problem dahingehend, dass es in bestimmtem Umfang schwierig ist, während des Einsatzes der Parkbremse eine Parkbremskraft aufrechtzuerhalten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein elektronisches Einmotor-Keilbremssystem zum Verriegeln einer Parkkraft zu schaffen, bei dem die oben beschriebenen Probleme nicht bestehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein elektronisches Einmotor-Keilbremssystem zum Verriegeln einer Parkkraft nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ausführungsformen der Erfindung schaffen ein elektronisches Keilbremssystem (EWB-System), das eine Hauptbremsfunktion unter Verwendung von Leistung implementiert, die durch einen Motor durch Selbstverstärkung erzeugt wird, die durch eine Keilbetätigung bewirkt wird. Das elektronische Keilbremssystem enthält einen Elektromagnetmechanismus und beaufschlagt ein nicht selbsthemmendes Gewinde durch eine Motorbaueinheit während des Einsatzes einer Parkbremse. Der Elektromagnetmechanismus ist mit einem Hauptbremsmotor verriegelt und implementiert verschiedene zusätzliche Funktionen, wie etwa eine Funktion zum Aufrechterhalten eines eingestellten Spiels eines Bremsklotzes, eine Radblockier-Verhinderungsfunktion (die auch als Ausfallsicherheitsfunktion bezeichnet wird) und eine Elektronische-Parkbremse-Funktion. Es ist deshalb möglich, das Freigeben einer Parkbremskraft zu verhindern, was durch eine eingeschränkte Beaufschlagungskraft des nicht selbsthemmenden Gewindes bewirkt wird, die eine axiale Reaktionskraft unterstützt, die von einer Bremsscheibe auf einen Bremsklotz ausgeübt wird. Es ist folglich möglich, eine Parkbremskraft zuverlässiger aufrechtzuerhalten.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält das elektronische Einmotor-Keilbremssystem des Parkkraftverriegelungstyps eine Keilstruktur, eine Schubstangenwelle des nicht selbsthemmenden Typs und einen Elektromagnet. Wenn ein Bremsklotz gegen eine Bremsscheibe gepresst wird unter Verwendung einer Leistung, die von einem Motor erzeugt wird, der durch ein elektronisches Pedal angesteuert wird, das zum Bremsen eines Fahrzeugs verwendet wird, und einer elektronischen Steuereinrichtung, im Folgenden ECU genannt, die Fahrzeuginformationssignale empfängt, führt die Keilstruktur unter Verwendung einer Keilwalze eine Selbstverstärkung aus. Die nicht selbsthemmende Schubstangenwelle unterstützt eine axiale Reaktionskraft, die vom Bremsklotz während der Betätigung übertragen wird. Der Elektromagnet wird durch eine ECU gesteuert, um die Schubstangenwelle zu halten oder freizugeben. Die Keilstruktur zur Ausführung der Selbstverstärkung enthält eine Keilwalze, einen Elektromagnet und eine Spindelbaueinheit. Die Keilwalze implementiert eine Keilbetätigung zwischen einer Keilbewegungsplatte, die einen inneren Bremsklotz eines Keilbremssattels bewegt, der an der Bremsscheibe vorgesehen ist, und einer Keilgrundplatte, die an einer Seite gegenüberliegend zur Keilbewegungsplatte vorgesehen ist, unter Verwendung einer axialen geradlinigen Bewegung, die aus einem Drehmoment des durch die ECU gesteuerten Motors umgesetzt wird. Der Elektromagnet enthält eine Schubstangenwelle und einen Schalthebel. Die Schubstangenwelle ist an der Grundplatte positioniert und weist Gewinde des nicht selbst hemmenden Typs auf, die gemeinsam mit einer Feder auf eine Unterstützungsmutter, die Gewinde des nicht selbsthemmenden Typs aufweist, geschraubt sind, um eine axiale Reaktionskraft, die vom Bremsklotz übertragen wird, zu unterstützen. Da der Elektromagnet durch die ECU gesteuert wird, wird der Schalthebel an einer Klinke der Schubstangenwelle in Eingriff gebracht oder von dieser getrennt, um eine axiale Bewegung der Schubstangenwelle zu verhindern oder freizugeben. Die Spindelbaueinheit ist mit dem Motor verbunden, wird infolge des Drehmoments des Motors in einer axialen Richtung bewegt und gelangt an der Schubstangenwelle in Eingriff, um die Schubstangenwelle einzuschränken, so dass die Schubstangenwelle eine axiale Reaktionskraft, die von dem unterstützten Bremsklotz zum Motor hin übertragen wird, verteilt, wenn der Elektromagnet während des Einsatzes der Parkbremse ausgeschaltet wird.
Die Spindelbaueinheit kann so bewegt werden, dass sie einem axialen Hauptbrems-Bewegungshub infolge der Drehung des Motors entspricht, und kann ferner so bewegt werden, dass sie einem axialen Parkbrems-Bewegungshub infolge des fortgesetzten Antriebs des Motors entspricht.
Zu diesem Zweck kann die Spindelbaueinheit ein Leistungsumsetzungsgehäuse, eine nicht selbsthemmende Einheit, eine selbsthemmende Einheit, einen Verriegelungsstab und einen EPB-Hebel enthalten. Das Leistungsumsetzungsgehäuse umgibt eine Motorverbindungswelle, so dass die Motorverbindungswelle durch das Leistungsumsetzungsgehäuse verläuft, wobei das Leistungsumsetzungsgehäuse in einer axialen Richtung bewegt wird, wenn der Motor angetrieben wird. Die nicht selbsthemmende Einheit ist zwischen dem Leistungsumsetzungsgehäuse und der Motorverbindungswelle, die durch das Leistungsumsetzungsgehäuse verläuft, vorgesehen und wird in den Bereichen des Hubs A für eine Hauptbremsaktion und des Hubs B für eine Parkbremsaktion bewegt. Des Weiteren weist die nicht selbsthemmende Einheit einen großen Steigungswinkel auf, damit sie nicht zwangsläufig beschränkt wird. Die selbsthemmende Einheit weist einen Steigungswinkel auf, so dass ihre axiale Bewegung zwangsläufig beschränkt ist, nachdem die selbsthemmende Einheit zum Bereich des Hubs B bewegt wurde. Der Verriegelungsstab überträgt eine axiale Bewegungskraft für eine Keilbetätigung. Der Elektronische-Parkbremse-Hebel wird während des Einsatzes der Parkbremse bewegt, um ihn an der Schubstangenwelle in Eingriff zu bringen.
Die nicht selbsthemmende Einheit kann ein nicht selbsthemmendes Gewinde und ein nicht selbsthemmendes Außengewinde enthalten. Das nicht selbsthemmende Gewinde ist an einer inneren Oberfläche eines Hauptlochs, das in einem Gehäusekörper des Leistungsumsetzungsgehäuses ausgebildet ist, ausgebildet. Das nicht selbsthemmende Außengewinde ist an einem äußeren Umfang der Motorverbindungswelle, die durch das Hauptloch verläuft, ausgebildet.
Die nicht selbsthemmende Einheit kann alternativ ein nicht selbsthemmendes Gewinde, ein nicht selbsthemmendes Außengewinde und einen Planetengewindesatz enthalten. Das nicht selbsthemmende Gewinde ist an einer inneren Oberfläche eines Hauptlochs, das in einem Gehäusekörper des Leistungsumsetzungsgehäuses ausgebildet ist, ausgebildet. Das nicht selbsthemmende Außengewinde ist an einem äußeren Umfang der Motorverbindungswelle, die durch das Hauptloch verläuft, ausgebildet. Der Planetengewindesatz ist an dem nicht selbsthemmenden Gewinde und dem Außengewinde in Eingriff.
Die selbsthemmende Einheit kann ein feststehendes selbsthemmendes Gewinde und ein bewegliches selbsthemmendes Gewinde enthalten. Das feststehende selbsthemmende Gewinde ist an dem Endabschnitt des Gehäusekörpers ausgebildet. Das bewegliche selbsthemmende Gewinde ist an einem Abschnitt der Motorverbindungswelle ausgebildet, der über den Gehäusekörper hinaus vorsteht.
Das feststehende selbsthemmende Gewinde kann an einem Ansatz mit kleinem Durchmesser ausgebildet sein, der an dem Endabschnitt des Gehäusekörpers ausgebildet ist, um einen Durchmesser des Hauptlochs zu verringern.
Das feststehende selbsthemmende Gewinde kann direkt an einer inneren Oberfläche eines Endabschnitts, das durch den Gehäusekörper verläuft, ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet eine elektronische Keilbremse, die eine selbsttätig verstärkende Keilbetätigung ausführt, Leistung, die von einem Motor erzeugt wird. Des Weiteren ist ein Elektromagnetmechanismus mit einem Motor verriegelt. Des Weiteren wird dann, wenn der Elektromagnet während des Einsatzes der Parkbremse ausgeschaltet ist, eine Parkbremskraft, die durch das nicht selbsthemmende Gewinde beschränkt werden kann, zwangsläufig beschränkt. Sie ist deswegen dahingehend vorteilhaft, dass sie die Zuverlässigkeit bei der Aufrechterhaltung einer Parkbremskraft weiter verbessert.
Weitere Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
1 eine Ansicht, die die Konfiguration eines elektronisches Einmotor-Keilbremssystems des Typs zur Parkkraftverriegelung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2A und 2B Ansichten, die den Aufbau einer Motorbaueinheit, die eine Parkbremskraft verriegelt, und ein nicht selbsthemmendes Gewinde gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen;
3A und 3B Ansichten, die die Modifikation der Motorbaueinheit, die eine Parkbremskraft verriegelt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen;
4 eine Ansicht, die den Betrieb der Motorbaueinheit, die eine Parkbremskraft verriegelt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung während einer Hauptbremswirkung zeigt;
5 eine Ansicht, die die Keilbetätigung des elektronischen Einmotor-Keilbremssystems gemäß der Ausführungsform der Erfindung während einer Hauptbremswirkung zeigt;
6A und 6B Ansichten, die eine Ausfallsicherung des elektronischen Einmotor-Keilbremssystem gemäß der Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen;
7A bis 7C Ansichten, die die Funktionsweise eines eine axiale Reaktionskraft unterstützendes nicht selbsthemmenden Gewindes gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigen, während das eingestellte Spiel des Bremsklotzes gemäß der Ausführungsform der Erfindung aufrechterhalten wird;
8 einen Ablaufplan, der eine Ausgleichsbetätigung bei einem eingestellten Spiel eines Bremsklotzes veranschaulicht, wie in 7 gezeigt ist; und
9A und 9B Ansichten, die die Funktionsweise der Motorbaueinheit und des nicht selbsthemmenden Gewindes veranschaulichen, wenn eine elektronische Parkbremse, bei der die Erfindung angewendet ist, betrieben wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen genau beschrieben. Da die Ausführungsform durch einen Fachmann auf verschiedene Arten modifiziert werden kann, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.
1 ist eine Ansicht, die die Konfiguration eines elektronischen Einmotor-Keilbremssystems des Typs zur Parkkraftverriegelung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Bei einem elektronischen Einmotor-Keilbremssystems des Typs zur Parkkraftverriegelung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt eine elektronische Steuereinrichtung 2, im Folgenden ECU genannt, dann, wenn eine Bedienperson ein elektronisches Pedal 1 betätigt, um ein Fahrzeug zu bremsen, Steuersignale unter Berücksichtigung von Fahrzeuginformationen. Dementsprechend implementieren Keilaktorbaueinheiten 10 die an Keilbremssätteln 6 vorgesehen sind, die die Radscheibe oder Bremsscheibe 5 umgeben, eine Bremsfunktion und verschiedene zusätzliche Funktionen unter Verwendung von Leistung, die von einem Motor 13 erzeugt wird, der von der ECU 2 angesteuert wird.
Das heißt, jede der Keilaktorbaueinheiten 10 enthält einen Motor 13 und eine Keilstruktur, um eine Hauptbremsfunktion zum Pressen von Bremsklötzen gegen eine Bremsscheibe 5 zu implementieren. Der Motor 13 wird durch die ECU 2 angetrieben und die Keilstruktur wird durch den Motor 13 bewegt, um eine Selbstverstärkung auszuführen. Jede der Keilaktorbaueinheiten enthält ferner einen Elektromagnet 41 und eine NSL-Gewindevorrichtung (nicht selbsttätig verriegelnde Gewindevorrichtung, im Folgenden nicht selbsthemmende Gewindevorrichtung genannt), die miteinander verriegelt sind, wenn eine Funktion zum Aufrechterhalten eines eingestellten Spiels eines Bremsklotzes, die Radbiockier-Verhinderungsfunktion (die auch als Ausfallsicherheitsfunktion bezeichnet wird) und eine EPB-Funktion (elektronische Parkbremsfunktion) implementiert werden.
Außerdem enthält das elektronische Einmotor-Keilbremssystem des Weiteren eine Spindelbaueinheit 50. Wenn die elektronische Parkbremsfunktion implementiert ist, fixiert die Spindelbaueinheit 50 das nicht selbsthemmende Gewinde unter Verwendung eines axialen Bewegungshubs des Motors 13, während der Elektromagnet 41 ausgeschaltet ist.
Das elektronische Einmotor-Keilbremssystem enthält ferner eine Hilfsbatterie 4, die als eine Ersatzbatterie für die ECU 2, die Motoren 13 der Aktorbaueinheiten 10 und die Elektromagnete 41 verwendet wird.
Des Weiteren empfängt das elektronische Einmotor-Keilbremssystem dann, wenn die elektrische Parkbremse betätigt wird, Signale, so dass die ECU 2 einen Parkbremse-Umsetzungszustand erkennen kann. Dies wird unter Verwendung eines Parkbremsknopfes ausgeführt, der getrennte elektrische Signale erzeugt, die Abschnitten eines Fahrersitzes entsprechen, und liefert die Signale an die ECU 2.
Das elektronische Einmotor-Keilbremssystem enthält ferner Gehäuse 60, in denen jeweils Keilaktorbaueinheiten 10 aufgenommen sind. Jedes dieser Gehäuse 60 ist an einem Keilbremssattel 6 befestigt.
In diesem Fall können der Keilbremssattel 6 und das Gehäuse 60 auf verschiedene Arten aneinander befestigt sein. Das Gehäuse 60 kann z. B. eine Führung aufweisen, die vorsteht und in den Keilbremssattel 6 eingesetzt ist. Dadurch ist das Gehäuse an dem Keilbremssattel befestigt.
Die ECU 2 führt eine Steuerung aus, die zum Bremsen auf der Grundlage von Informationen über eine Schubstrecke des elektronischen Pedals 1, das zu betätigen ist, und von Informationen über ein Verhalten des Fahrzeugs, die von einem Giermomentsensor 3 erhalten werden, der in dem Fahrzeug vorgesehen ist, erforderlich ist.
Außerdem sind verschiedene Sensoren an dem Keilbremssattel 6 und der Keilaktorbaueinheit 10 vorgesehen, die miteinander verbunden sind, so dass Messsignale an die ECU 2 gesendet werden. Es können z. B. Raddrehzahlsensoren (WSS) zum Messen der digitalen Drehzahl eines Rads und Lastsensoren, die zum Steuern einer Bremskraft verwendet werden, an dem Keilbremssattel 6 und der Keilaktorbaueinheit 10 vorgesehen sein.
Der Keilbremssattel 6 enthält ferner innere und äußere Bremsklötze 7 und 8, die die Bremsscheibe 5, die sich zusammen mit dem Rad dreht, überdecken und an beiden Seiten der Bremsscheibe 5 vorgesehen sind, um die Bremsscheibe 5 zu pressen.
Der Keilbremssattel 6 enthält ein Drehmomentelement zum Ausführen einer Verriegelungsoperation (die Operation einer gewöhnlichen Bremse des Bremssatteltyps), so dass der äußere Bremsklotz 8, der auf der gegenüberliegenden Seite zum inneren Bremsklotz vorgesehen ist, dann, wenn der innere Bremsklotz 7 gegen die Bremsscheibe 5 gepresst wird, ebenfalls zur Bremsscheibe 5 bewegt wird.
Des Weiteren enthält jede der Keilaktorbaueinheiten 10 eine Bremsmotoreinheit 11, eine Keilbremseinheit 16 und einen Elektromagnetmechanismus. Die Bremsmotoreinheit 11 erzeugt eine Bremskraft aus einer Leistung, die durch einen Motor 13 erzeugt wird, der durch die ECU 2 gesteuert wird. Die Keilbremseinheit 16 ist mit der Bremsmotoreinheit 11 verriegelt, um die inneren und äußeren Bremsklötze 7 und 8 an einer Seite des Keilbremssattels 6 gegen die Bremsscheibe 5 zu pressen. Der Elektromagnetmechanismus ist mit der nicht selbsthemmenden Gewindevorrichtung verriegelt, um eine Funktion zum Aufrechterhalten eingestellter Spiele der inneren und äußeren Bremsklötze 7 und 8 und eine Radblockierungs-Verhinderungsfunktion zu implementieren, so dass eine Fehlfunktion des Motors 13 oder andere Faktoren verhindert werden.
In diesem Fall erzeugt die Bremsmotoreinheit 11 Leistung, die verwendet wird, um während des Bremsens durch die Steuerung der ECU 2 die Bremsfunktion zu implementieren. Die Bremsmotoreinheit 11 betätigt die Keilbremseinheit 16, die den inneren Bremsklotz 7, der auf einer Seite der Bremsscheibe 5 vorgesehen ist, durch Verwendung eines Motors 13, der an einer Seite des Gehäuses 60 vorgesehen ist, das an der Seite des Keilbremssattels 6 befestigt ist, als eine Leistungsquelle presst.
Die Bremsmotoreinheit 11 kann außerdem einen axialen Bewegungshub, der durch das Drehmoment des Motors 13 umgesetzt wird, verwenden, d. h., der einen Hub aufweist, der größer als der axiale Bewegungshub während einer Hauptbremswirkung ist. Wenn der Elektromagnet 41 ausgeschaltet ist und die elektronische Parkbremsfunktion implementiert wird, beschränkt demzufolge die Bremsmotoreinheit 11 das nicht selbsthemmende Gewinde zwangsläufig, an die ohne die Beaufschlagungskraft des Elektromagneten 41 eine axiale Reaktionskraft von dem Bremsklotz übertragen wird. Deswegen können die zuverlässigeren Leistungsmerkmale einer elektronischen Parkbremsfunktion erhalten werden.
Wie in 2A gezeigt ist, enthält die Bremsmotoreinheit 11 zu diesem Zweck einen Motor 13, einen Verriegelungsstab 15 und eine Spindelbaueinheit 50. Der Motor 13 ist durch einen Befestigungsträger 12 befestigt, der am Gehäuse 60 befestigt ist, das an der Seite des Keilbremssattels 6 befestigt ist, und wird durch die ECU 2 gesteuert. Der Verriegelungsstab 15 wird durch die Leistung des Motors 13 bewegt, die in eine geradlinige Kraft in einer axialen Richtung umgesetzt wird. Die Spindelbaueinheit 50 ist an einer Motorverbindungswelle 14 des Motors 13 befestigt und wird in Abhängigkeit vom Antrieb des Motors in einer axialen Richtung vor und zurück bewegt. Die Spindelbaueinheit bildet den Hub A, der für eine Hauptbremswirkung verwendet wird, und den Hub B, der verwendet wird, um das nicht selbsthemmende Gewinde zwangsläufig zu beschränken.
Des Weiteren durchquert der Verriegelungsstab 15 das Gehäuse 60 diagonal und ist an der Seite positioniert, die dem Motor 13 gegenüberliegt. Der Verriegelungsstab 15 wird in der axialen Richtung durch die Spindelbaueinheit 50 bewegt, die dem Antrieb des Motors 13 entspricht. Der Verriegelungsstab 15 ist ferner aus einem Paar von oberen und unteren Teilen aufgebaut, so dass eine axiale Bewegungskraft gleichmäßig übertragen wird.
Der Grund für die diagonale Anordnung des Verriegelungsstabs 15 besteht darin, dem Raum im Gehäuse 60 auszunutzen und das Gehäuse 60 wird kompakter gestaltet, indem der Raum im Gehäuse 60, der vom Verriegelungsstab 15 eingenommen wird, verringert wird.
Wenn der Motor 13 angetrieben und die Motorverbindungswelle 14 gedreht wird, ist außerdem die innere Oberfläche der Spindelbaueinheit 50 an Gewinden, die am äußeren Umfang der Motorverbindungswelle 14 ausgebildet sind, in Eingriff. Demzufolge wird die Spindelbaueinheit in Abhängigkeit von der Drehrichtung einer Drehwelle in der axialen Richtung vor und zurück bewegt.
Wie in 2B gezeigt ist, enthält die Spindelbaueinheit 50 zu diesem Zweck ein Leistungsumsetzungsgehäuse 51 und axiale Bewegungsmittel. Das Leistungsumsetzungsgehäuse 51 umgibt die Motorverbindungswelle 14, so dass die Motorverbindungswelle 14 durch das Leistungsumsetzungsgehäuse verläuft und das Leistungsumsetzungsgehäuse in einer axialen Richtung bewegt wird, wenn der Motor 13 angetrieben wird. Die axialen Bewegungsmittel sind zwischen dem Leistungsumsetzungsgehäuse und der Motorverbindungswelle 14, die durch das Leistungsumsetzungsgehäuse verläuft, vorgesehen und bilden den Hub A + B für die Hauptbremsaktion und die Parkbremsaktion.
Außerdem sind der Verriegelungsstab 15 und der EPB-Hebel 58 mit dem Leistungsumsetzungsgehäuse 51 kombiniert. Der Verriegelungsstab 15 hat einen Hub A für die Hauptbremswirkung. Der Elektronische-Parkbremsfunktion-Hebel 58 hat einen Hub B für die Parkbremswirkung und beschränkt zwangsläufig das nicht selbsthemmende Gewinde, das eine axiale Reaktionskraft aufnimmt, die anstelle des Elektromagneten 41 vom Bremsklotz übertragen wird.
In diesem Fall sind die Teile des Verriegelungsstabs 15 mit oberen und unteren Abschnitten des Leistungsumsetzungsgehäuses 51 kombiniert. Der Elektronische-Parkbremsfunktion-Hebel 58 ist dabei mit der Seitenfläche des Leistungsumsetzungsgehäuses 51 kombiniert und ist an der Schubstangenwelle 31, die das nicht selbsthemmende Gewinde bildet, positioniert.
Infolge der räumlichen Beziehung zwischen dem Motor 13 und der Schubstangenwelle 31 besitzt der Elektronische-Parkbremsfunktion-Hebel 58 eine Form, die in der in 2A gezeigten Weise gebogen ist. Das Ende des Elektronische-Parkbremsfunktion-Hebels 58 besitzt eine Form, so dass er leicht an einer Klinke 31a der Schubstangenwelle 31 in Eingriff gebracht werden kann.
Die axialen Bewegungsmittel enthalten ferner eine NSL-Einheit (nicht selbsttätig verriegelnde Einheit, im Folgenden nicht selbsthemmende Einheit genannt) und eine SL-Einheit (selbsttätig verriegelnde Einheit, im Folgenden selbsthemmende Einheit genannt). Die nicht selbsthemmende Einheit wird für die Hauptbremsaktion im Bereich des Hubs A und für die Parkbremsaktion im Bereich des Hubs B bewegt. Die selbsthemmende Einheit wird im Bereich des Hubs B bewegt. Dann wird die axiale Bewegung der selbsthemmenden Einheit zwangsläufig beschränkt. Die selbsthemmende Einheit ist an der Vorderseite der nicht selbsthemmenden Einheit positioniert.
Die nicht selbsthemmende Einheit enthält ein nicht selbsthemmendes Gewinde 53 und ein nicht selbsthemmendes Außengewinde 56. Das nicht selbsthemmende Gewinde 53 ist an der inneren Oberfläche eines Hauptlochs 53a ausgebildet, das in einem Gehäusekörper 52 des Leistungsumsetzungsgehäuses 51 ausgebildet ist. Das nicht selbsthemmende Außengewinde 56 ist am äußeren Umfang der Motorverbindungswelle 14 ausgebildet, die durch das Hauptloch 53a verläuft.
Da ferner das nicht selbsthemmende Gewinde 53 und das nicht selbsthemmende Außengewinde 56 ein nicht selbsthemmendes Gewinde verwenden, d. h. ein Gewinde mit einem großen Steigungswinkel, wird das nicht selbsthemmende Außengewinde nicht durch das nicht selbsthemmende Gewinde beschränkt. Demzufolge wird dann, wenn eine Kraft auf den Gehäusekörper in einer axialen Richtung ausgeübt wird, der Gehäusekörper automatisch gedreht und infolge des großen Steigungswinkels in der axialen Richtung bewegt.
Die nicht selbsthemmende Einheit schafft ferner einen Planetengewindesatz 55 zwischen dem nicht selbsthemmenden Gewinde 53 und dem nicht selbsthemmenden Außengewinde 56. Selbst wenn der Steigungswinkel, der der nicht selbsthemmenden Einheit entspricht, nicht groß gemacht wird, kann demzufolge die gleiche Wirkung erreicht werden wie dann, wenn der Steigungswinkel groß gemacht wird.
Der Grund dafür ist Folgender: Wie in 3A gezeigt ist, enthält die nicht selbst hemmende Einheit ein nicht selbst hemmendes Gewinde 53, ein nicht selbsthemmendes Außengewinde 56 und einen Planetengewindesatz 55. Das nicht selbsthemmende Gewinde 53 ist an der inneren Oberfläche eines Hauptlochs 53a, das in einem Gehäusekörper 52 des Leistungsumsetzungsgehäuses 51 ausgebildet ist, ausgebildet. Das nicht selbsthemmende Außengewinde 56 ist am äußeren Umfang der Motorverbindungswelle 14, die durch das Hauptloch 53a verläuft, ausgebildet. Der Planetengewindesatz 55 ist an dem nicht selbsthemmenden Gewinde 53 und dem Außengewinde 56 in Eingriff.
In diesem Fall enthält der Planetengewindesatz 55 mehrere Planetengewinde, die zwischen dem nicht selbsthemmenden Gewinde 53 und dem Außengewinde 56 vorgesehen und in einem gegenseitigen Eingriff sind. Das Ende jedes der Planetengewinde ist mit dem Gehäusekörper 52 kombiniert, so dass es frei gedreht werden kann.
Das nicht selbsthemmende Gewinde 53, das Außengewinde 56 und der Planetengewindesatz 55 sind jeweils ein nicht selbsthemmendes Gewinde. Obwohl ein Steigungswinkel kleiner gemacht wird im Vergleich zu dem Fall, bei dem das nicht selbsthemmende Gewinde 53 an dem Außengewinde 56 in einem direkten Eingriff ist, wird der Gehäusekörper jedoch automatisch gedreht und in infolge der Betätigung des Planetengewindesatzes 55 in der axialen Richtung bewegt, wenn eine Kraft in einer axialen Richtung auf den Gehäusekörper ausgeübt wird.
Wie in 2A gezeigt ist, enthält die selbsthemmende Einheit ein feststehendes selbsthemmendes Gewinde 54 und ein bewegliches selbsthemmendes Gewinde 57. Das feststehende selbsthemmende Gewinde 54 ist am Endabschnitt des Gehäusekörpers 52 ausgebildet und das bewegliche selbsthemmende Gewinde 54 ist an einem Abschnitt der Motorverbindungswelle 14, der über den Gehäusekörper 52 hinaus vorsteht, ausgebildet.
In diesem Fall ist das feststehende selbsthemmende Gewinde 54 an einem Ansatz 54a mit kleinem Durchmesser ausgebildet, der am Endabschnitt des Gehäusekörpers 52 ausgebildet ist, um den Durchmesser des Hauptlochs 543a zu verringern. Ein Dichtungselement, wie etwa ein O-Ring, das den Gehäusekörper 52 leicht abdichten kann, ist an der Motorverbindungswelle 14, die im Hauptloch 53a des Hauptkörpers 52 aufgenommen ist, vorgesehen, so dass der O-Ring mit dem Ansatz 54a mit kleinem Durchmesser des Gehäusekörpers 52 in Kontakt gelangt, wenn keine Betätigung erfolgt. Demzufolge verhindert der O-Ring, dass fremde Substanzen in den Gehäusekörper 52 strömen.
Das feststehende selbsthemmende Gewinde 54 kann dagegen direkt am Endabschnitt des Gehäusekörpers 52 ausgebildet sein. Das heißt, das feststehende selbsthemmende Gewinde kann, wie in 3B gezeigt ist, direkt an der inneren Oberfläche des Endabschnitts des Hauptlochs 53a ausgebildet sein, der durch den Gehäusekörper 51 verläuft, ohne dass ein Ansatz 54a mit kleinem Durchmesser gebildet wird, der am Endabschnitt des Gehäusekörpers 52 gebildet ist, um den Durchmesser des Hauptlochs 53a zu verringern.
Wenn das feststehende selbsthemmende Gewinde 54 in der oben beschriebenen Weise direkt an der inneren Oberfläche des Hauptlochs 53a des Gehäusekörpers 52 gebildet ist, muss die Form der Motorverbindungswelle 14, die ein bewegliches selbsthemmendes Gewinde 57 aufweist, das an dem feststehenden selbsthemmenden Gewinde 54 in Eingriff gebracht werden soll, nicht geändert werden.
Des Weiteren sind das feststehende selbsthemmende Gewinde 54 und das bewegliche selbsthemmende Gewinde 57 jeweils ein gewöhnliches Gewinde mit einem kleinen Steigungswinkel. Selbst wenn eine axiale Kraft auf den Gehäusekörper ausgeübt wird, ermöglicht das gewöhnliche Gewinde nicht, dass der Gehäusekörper sich dreht und in der axialen Richtung bewegt.
Der Abstand K zwischen dem feststehenden selbsthemmenden Gewinde 54 und dem beweglichen selbsthemmenden Gewinde 57 entspricht dem Parkbremshub B, der größer ist als der Hub A für die Hauptbremsaktion in der Vorwärtsrichtung während der Parkbremsaktion. Aus diesem Grund wird der Abstand K unter Berücksichtigung eines Steigungswinkel des nicht selbsthemmenden Gewindes der nicht selbsthemmenden Einheit bestimmt, der unter Berücksichtigung des Hubs A + B bestimmt wird.
Außerdem führt die Keilbremseinheit 16 des Bremssystems gemäß der Ausführungsform der Erfindung eine Selbstverstärkung unter Verwendung der Keilstruktur aus, um die Kraft zum Ziehen an den Bremsklötzen zu vergrößern. Die Keilbremseinheit ist an einer Seite der Keilwalze 19 befestigt und kann durch eine axiale Bewegungskraft bewegt werden, die durch den Motor 13 an der anderen Seite der Keilwalze erzeugt wird.
Zu diesem Zweck enthält die Keilbremseinheit 16 eine Keilbewegungsplatte 17, eine Keilgrundplatte 20 und eine Keilwalze 19. Die Keilbewegungsplatte 17 wird durch einen Verbindungsstab 18 bewegt, an dem eine axiale Bewegungskraft, die durch den Motor 13 erzeugt wird, ausgeübt wird. Die Keilgrundplatte 20 ist parallel zur Keilbewegungsplatte 17 an der gegenüberliegenden Seite angeordnet, so dass sie der Keilbewegungsplatte 17 zugewandt ist. Die Keilwalze 19 ist zwischen Rollkontaktflächen 17a und 20a, die zwischen dem Plattenpaar 17 und 20 gebildet sind, vorgesehen und erzeugt eine Reibungskraft.
In diesem Fall ist die Keilbewegungsplatte 17 mit dem inneren Bremsklotz 7 kombiniert, um den inneren Bremsklotz 7, der an einer Seite der Bremsscheibe 5 positioniert ist, die dem äußeren Bremsklotz 8 gegenüberliegt, gegen die Bremsscheibe 5 zu pressen.
Die Keilgrundplatte 20 ist in Bezug auf die Keilbewegungsplatte 17 feststehend, die durch die Leistung des Motors 13 bewegt wird. Für diesen Zweck ist die Keilgrundplatte 20 unter Verwendung eines Teils des Gehäuses 60, das an der Seite des Keilbremssattels 6 befestigt ist, ausgebildet.
Der Verbindungsstab 18 ist an einem Ende des Verriegelungsstabs 15 befestigt. Der Verriegelungsstab wird durch die Spindelbaueinheit 50, die als ein Umsetzer der geradlinigen Bewegung verwendet und in Abhängigkeit vom Antrieb des Motors 13 bewegt wird, in einer axialen Richtung bewegt. Der Verbindungsstab bewegt die Keilbewegungsplatte 17 in eine Richtung, in die der Verriegelungsstab 15 bewegt wird.
Des Weiteren erstreckt sich der Verbindungsstab 18 senkrecht zur Oberfläche der Keilbewegungsplatte an oberen und unteren Abschnitten der Keilbewegungsplatte 17 und ist durch Bolzen oder dergleichen am Ende des Verriegelungsstabs 15 befestigt.
Die Keilwalze 19 ist zwischen dem Paar von Platten 17 und 20, die einander zugewandt sind, vorgesehen und hat eine zylindrische Form. Die Keilwalze bewirkt ein Keilphänomen, bei dem eine Selbstverstärkung durch eine Reibungskraft ausgeführt wird, die in Abhängigkeit vom Verhalten der Platten 17 und 20 erzeugt wird, und übt dann eine eingegebene Kraft aus, um den Bremsklotz zu pressen.
Zu diesem Zweck ist die Keilwalze 19 zwischen den Rollkontaktflächen 17a und 20a, die mehrere Nute enthalten, positioniert, die einen V-förmigen Querschnitt haben und an den Oberflächen des Paars von Platten 17 und 20, die einander zugewandt sind, ausgebildet sind. Die Rollkontaktflächen 17a und 20a bewirken ferner, dass sich eine Platte (die Keilplatte 17) in Abhängigkeit von der Positionsänderung der Keilwalze 19 zum Bremsklotz bewegt.
Der Elektromagnetmechanismus, der verschiedene zusätzliche Funktionen zusätzlich zu einer Hauptbremsfunktion implementiert, die unter Verwendung der Bremsmotoreinheit 11 und der Keilbremseinheit 16 während der Betätigung der elektronischen Parkbremse implementiert wird, enthält den Elektromagnet 41 und ein nicht selbsthemmendes Gewinde, um eine Bremsklotz-Kompensationsfunktion, eine Radblockierungs-Verhinderungsfunktion (die außerdem als Ausfallsicherungsfunktion bezeichnet wird) und eine elektrische Parkbremsfunktion zu implementieren. Der Elektromagnet 41 wird durch die ECU 2 gesteuert und das nicht selbsthemmende Gewinde unterstützt eine axiale Reaktionskraft, die von der Bremsscheibe 5 an den Bremsklotz übertragen wird. Der Elektromagnetmechanismus wird unter Verwendung einer Wechselwirkung zwischen dem Elektromagnet und dem nicht selbsthemmenden Gewinde betrieben.
Zu diesem Zweck enthält der Elektromagnetmechanismus, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, eine Einstelleinheit 30 und eine Elektromagneteinheit 40. Die Einstelleinheit 30 ist ein nicht selbsthemmendes Gewinde, das die axiale Reaktionskraft unterstützt, die von der Bremsscheibe 5 an den Bremsklotz übertragen wird, wenn die Bremsklotzkompensationsfunktion, die Radblockierungs-Verhinderungsfunktion und die elektrische Parkbremsfunktion implementiert werden. Der Elektromagnet 41 wird ein- oder ausgeschaltet, um die Einstelleinheit 30 zu betätigen und eine Beaufschlagungskraft freizugeben oder auszuüben.
Dementsprechend enthält die Einstelleinheit 30 eine Schubstangenwelle 31 und eine Feder 35. Die Schubstangenwelle 31 weist ein Schubstangengewinde 31b des nicht selbsthemmenden Typs auf, das an ihrem äußeren Umfang ausgebildet ist, damit es in eine Unterstützungsmutter 32 des nicht selbsthemmenden Typs, die an dem Gehäuse 60 eingepasst und befestigt ist, eingeschraubt wird. Die Schubstangenwelle 31 wird in eine axiale Richtung bewegt, während sie gedreht wird. Ein Ende der Feder 35 ist an der Unterstützungsmutter 32 befestigt und das andere Ende der Feder ist an einem vorderen Lager 33 positioniert, um auf das vordere Lager 33 ständig eine axiale Kraft auszuüben.
Dabei ist die Einstelleinheit 30 in dem mittigen Abschnitt der Keilgrundplatte 20 der Keilbremseinheit 16 angeordnet, so dass eine Kraft, die durch die Schubstangenwelle 31 ausgeübt wird, auf die Keilgrundplatte 20 ausgeübt wird.
Die Schubstangenwelle 31 und die Unterstützungsmutter 32 verwenden ferner ein nicht selbsthemmendes Gewinde, d. h. ein Gewinde mit einem großen Steigungswinkel. Dementsprechend wird dann, wenn eine Kraft in axialer Richtung auf die Schubstangenwelle 31 ausgeübt wird, die Schubstangenwelle 31 aufgrund des großen Steigungswinkels automatisch gedreht und in der axialen Richtung bewegt.
Die Einstelleinheit 30 enthält zusätzlich eine Klinke 31a und ein vorderes und ein hinteres Lager 33 und 34. Die Klinke 31a ist am äußeren Umfang eines Abschnitts der Schubstangenwelle 31 ohne Schubstangengewinde 31b gebildet und beschränkt die Schubstangenwelle 31 gegen die axiale Reaktionskraft, die vom Bremsklotz übertragen wird. Das vordere und das hintere Lager 33 und 34 sind an der Schubstangenwelle an der Vorder- und Rückseite der Klinke 31a angeordnet.
In diesem Fall wird ein Nadellager, das einer axialen Kraft widersteht und eine Drehung nicht beschränkt, als vorderes Lager 33 verwendet. Ein Drucklager wird als hinteres Lager 34 verwendet.
Die Elektromagneteinheit 40 enthält einen Elektromagnet 41 und einen Schalthebel 43. Der Elektromagnet 41 ist an einer Seite im Gehäuse 60 aufgenommen und wird durch die ECU 2 ein- und ausgeschaltet. Der Schalthebel 43 kommt mit der Schubstangenwelle 31 in Kontakt oder wird von dieser getrennt durch eine bewegliche Welle, die während der Betätigung des Elektromagnets 41 vorgeschoben oder zurückgezogen wird.
Wenn der Elektromagnet 41 betätigt (eingeschaltet) wird, wird in diesem Fall der Schalthebel 43 an der Klinke 31a der Schubstangenwelle 31 in Eingriff gebracht und beschränkt die Schubstangenwelle 31 gegen die axiale Reaktionskraft, die vom Bremsklotz übertragen wird.
Da ferner der Elektromagnet 41 der Elektromagneteinheit 40 parallel zur axialen Richtung der Schubstangenwelle 31 der Einstelleinheit 30 angeordnet ist, kann die Raumausnutzung des gesamten Gehäuses 60, das den Elektromagnet 41 enthält, verbessert werden.
Die Funktionsweise des elektronischen Einmotor-Keilbremssystems gemäß der Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Während des Antriebs des Motors 13 implementiert das elektronische Keilbremssystem (EWB-System) gemäß der Ausführungsform der Erfindung eine Hauptbremsfunktion durch Selbstverstärkung, die durch eine Keilbetätigung bewirkt wird. Da lediglich ein Motor verwendet wird, kann die Anzahl von Teilen verringert und die Struktur vereinfacht werden. Das elektronische Keilbremssystem implementiert ferner verschiedene Funktionen, wie etwa eine Funktion zum Aufrechterhalten eines eingestellten Spiels eines Bremsklotzes, eine Radblockierungs-Verhinderungsfunktion (die auch als Ausfallsicherungsfunktion bezeichnet wird) und eine elektronische Parkbrems-Funktion unter Verwendung eines Elektromagneten 41, der mit dem Gewinde des nicht selbsthemmenden Typs verriegelt ist, das in der axialen Richtung bewegt wird und eine axiale Reaktionskraft, die vom Bremsklotz übertragen wird, unterstützt. Des Weiteren wird die Schubstangenwelle 31, die die axiale Reaktionskraft unterstützt, unter Verwendung der Leistung des Motors 13 während einer Parkbremsaktion beschränkt. Selbst wenn der Elektromagnet 41 ausgeschaltet wird, kann demzufolge ein Fahrzeug stabil und zuverlässig geparkt werden.
Das elektronische Keilbremssystem verwendet einen Motor 13 und implementiert eine Funktion zum Aufrechterhalten eines eingestellten Spiels eines Bremsklotzes, eine Radblockierungs-Verhinderungsfunktion und eine Elektronische-Parkbremse-Funktion außer der Hauptbremsaktion durch die Verwendung eines Elektromagnetmechanismus, der mit einem Gewinde des nicht selbsthemmenden Typs verriegelt ist. Das elektronische Keilbremssystem enthält insbesondere eine Spindelbaueinheit 50, die das Drehmoment des Motors 13 in eine axiale Bewegungskraft umsetzt und des Weiteren einen axialen Hub während einer Parkbremsaktion vergrößert im Vergleich mit einer Hauptbremsaktion, um die Parkbremsaktion zu stabilisieren. Nachdem der Elektromagnet 41 ausgeschaltet wurde, wird demzufolge die Schubstangenwelle 31 des nicht selbsthemmenden Typs infolge der Betätigung der Spindelbaueinheit 50 zwangsläufig beschränkt. Aus diesem Grund können diese verschiedenen Merkmale der Erfindung erreicht werden.
In der elektronischen Parkbremse gemäß der Ausführungsform der Erfindung ist demzufolge, wie in 1 gezeigt ist, ein Keilbremssattel 6 mit inneren und äußeren Bremsklötzen 7 und 8 an der Bremsscheibe 5 vorgesehen, die mit einem Rad gedreht wird. Des Weiteren ist eine Keilaktorbaueinheit 10, die durch die ECU 2 gesteuert wird, die Betriebsinformationen des elektronischen Pedals 1 empfängt, im Gehäuse 60 vorgesehen und an der Seite des Keilbremssattels 6 befestigt.
Die Keilaktorbaueinheit 10 enthält einen Motor 13, der durch die ECU 2 gesteuert wird, und eine Keilbremseinheit 16. Die Keilbremseinheit 16 weist eine Keilwalze 19 auf, die eine Eingabekraft erzeugt, die den Bremsklotz infolge Selbstverstärkung presst, während der Bremsklotz bewegt wird, wenn das Drehmoment des Motors durch die Spindelbaueinheit 50 in eine axiale Bewegungskraft umgesetzt wird. In diesem Fall wird eine Selbstverstärkung durch die Positionsänderung der Keilwalze in Abhängigkeit vom Verhalten der Keilwalze 19 in Bezug auf den Bremsklotz bewirkt.
Die Keilaktorbaueinheit 10 enthält zusätzlich ferner eine Einstelleinheit 30. Die Einstelleinheit 30 führt eine Einstellfunktion zum Aufrechterhalten eines Spiels zwischen der Bremsscheibe 5 und dem Bremsklotz aus, wenn der Bremsklotz abgerieben ist. Die Einstelleinheit 30 enthält ferner ein nicht selbsthemmendes Gewinde, das mit dem Elektromagnet 41 durch einen Schalthebel 43 verriegelt ist, um die Radblockierungs-Verhinderungsfunktion zum Freigeben des Pressens der Keilbremseinheit 16 zu implementieren, wenn der Motor 13 in einem Bremszustand eine Fehlfunktion aufweist.
Die Keilaktorbaueinheit 10 enthält des Weiteren ferner einen Elektronische-Parkbremse-Hebel 58. Während der Elektromagnet 41 ausgeschaltet ist, führt der Elektronische-Parkbremse-Hebel 58 zwangsläufig die Elektronische-Parkbremse-Funktion der elektrischen Bremse während der Bremsaktion aus, d. h. beschränkt die Schubstangenwelle 31 des nicht selbsthemmenden Typs zur Unterstützung der axialen Reaktionskraft.
Wie in 2A gezeigt ist, ist der Elektronische-Parkbremse-Hebel 58 mit der Spindelbaueinheit 50 verbunden, die das Drehmoment des Motors 13 in eine axiale Bewegungskraft umsetzt und den Hub A + B für eine Hauptbremsaktion und eine Parkbremsaktion bildet. Aus diesem Grund ist es möglich, die Leistung des Motors 13, der eine axiale Bewegungskraft zum Pressen des Bremsklotzes erzeugt, während der Parkbremsaktion unter Verwendung der ECU 2 zu verwenden.
Die Betriebsart, die durch die elektronische Keilbremse gemäß der Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines Motors 13 ausgeführt wird, wird klassifiziert in die Hauptbremsfunktion und die verschiedenen zusätzlichen Funktionen, wie etwa eine Funktion zum Aufrechterhalten eines eingestellten Spiels eines Bremsklotzes, eine Radblockierungs-Verhinderungsfunktion und eine Parkbremsfunktion der Elektronischen Parkbremse und wird im Folgenden genau beschrieben.
Wenn bei der Hauptbremsfunktion der Erfindung die ECU 2 Steuersignale durch das Analysieren von Informationen über eine Schubstrecke des elektronischen Pedals 1 und Informationen über ein fahrendes Fahrzeug, die von verschiedenen Sensoren erhalten werden, erzeugt, wird der Motor 13, der durch die ECU 2 gesteuert wird, angetrieben und die Spindelbaueinheit 50 erzeugt eine axiale Bewegungskraft in der axialen Richtung, d. h. in eine Richtung, in der die Umsetzungseinrichtung der geradlinigen Bewegung vom Motor 13 vorsteht (Bremsen bei einer Vorwärtsbewegung) und zum Motor 13 zurückgezogen ist (Bremsen bei Rückwärtsbewegung) in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Motors 13.
Anschließend bewegt die axiale Bewegungskraft der Spindelbaueinheit 50, die durch den Motor 13 bewirkt wird, den Verriegelungsstab 15 und die Bewegung des Verriegelungsstabs 15 bewirkt, dass die Keilbewegungsplatte 17 und der Bremsklotz durch den Verbindungsstab 18, der am Ende des Verriegelungsstabs befestigt ist, ununterbrochen und geradlinig bewegt werden. Demzufolge wird eine Bremskraft zum Pressen des Bremsklotzes gegen die Bremsscheibe 5 infolge der Betätigung der Keilstruktur unter Verwendung der Keilwalze 19 erzeugt.
Dabei bewegt die Keilbewegungsplatte 17, die mit dem Verbindungsstab 18 verbunden ist, den inneren Bremsklotz 7, der an der Seitenfläche vorgesehen ist, durch die axiale Bewegungskraft, die aus dem Drehmoment des Motors 13 umgesetzt wird. Die Keilgrundplatte 20, die mit dem Gehäuse 60 einteilig ausgebildet ist, wird jedoch in einem verhältnismäßig unbeweglichen Zustand gehalten.
Die axiale Bewegung kraft wird durch die Spindelbaueinheit 50 erzeugt, die das Drehmoment des Motors 13 in eine axiale Bewegung umsetzt. Das heißt, wie in 4 gezeigt ist, wenn die Motorverbindungswelle 14 zusammen mit dem Motor 13 gedreht wird, bewegt die nicht selbsthemmende Einheit der Spindelbaueinheit 50 den Verriegelungsstab 15 um den Hub A (Hauptbremsaktions-Spindelbewegungsbereich) für die Hauptbremsaktion infolge der Drehung der Motorverbindungswelle 14.
Während eine Bewegung des Verbindungsstabs 18 bewirkt wird, bewirkt die axiale Bewegung des Hubs A des Verriegelungsstabs 15, dass der innere und der äußere Bremsklotz 7 und 8 durch die Keilbetätigung mittels der Keilbewegungsplatte 17, der Keilwalze 19 und der Keilgrundplatte 20 gegen die Bremsscheibe 5 gepresst werden.
Wenn das nicht selbsthemmende Außengewinde 56 der nicht selbsthemmenden Einheit durch die Motorverbindungswelle 14 gedreht wird, wird das nicht selbsthemmende Gewinde 53, das am nicht selbsthemmenden Außengewinde 56 in Eingriff ist, gedreht. Der Gehäusekörper 52, der das nicht selbsthemmende Gewinde 53 enthält, wird während der Drehung durch die Betätigung des nicht selbsthemmenden Gewindes 53 in der axialen Richtung bewegt.
Demzufolge wird der Gehäusekörper 52, der das nicht selbsthemmende Gewinde 53 enthält, d. h. das Leistungsumsetzungsgehäuse 51 längs der Motorverbindungswelle 14 in der axialen Richtung um den Hub A (Hauptbremsaktions-Spindelbewegungsbereich) für die Hauptbremsaktion bewegt.
In diesem Fall wird die selbsthemmende Einheit, die am vorderen Ende des Leistungsumsetzungsgehäuses 51 gebildet ist, nicht betätigt. Der Grund dafür besteht in Folgendem: Die ECU 2 steuert den Motor 13 in der Weise, dass der Gehäusekörper 52 zu einem Abschnitt (Hub A) bewegt wird, der vor dem beweglichen selbsthemmenden Gewinde 57 liegt, das an der Motorverbindungswelle 14 ausgebildet ist.
Wenn dabei während der oben erwähnten Operation die nicht selbsthemmende Einheit den Planetengewindesatz 55 enthält, d. h., der Planetengewindesatz 55 ist zwischen dem nicht selbsthemmenden Außengewinde 56 und dem nicht selbsthemmenden Gewinde vorgesehen, wie in den 3A und 3B gezeigt ist, dreht das nicht selbsthemmende Außengewinde 56, das durch die Motorverbindungswelle 14 gedreht wird, den Planetengewindesatz 55 und der Planetengewindesatz 55 dreht das nicht selbsthemmende Gewinde 53, das hiermit in Eingriff ist. Aus diesem Grund wird das Leistungsumsetzungsgehäuse 51 infolge der Drehung des Gehäusekörpers, der das nicht selbsthemmende Gewinde 53 enthält, gedreht.
Das heißt, das Leistungsumsetzungsgehäuse 51 wird durch den Motor 13 in der axialen Richtung zu einem Hub A (Hauptbremsaktions-Spindelbewegungsbereich) bewegt.
In diesem Fall wird die selbsthemmende Einheit, die am vorderen Ende des Leistungsumsetzungsgehäuses 51 gebildet ist, nicht betätigt. Der Grund dafür besteht in Folgendem: Die ECU 2 steuert den Motor 13 in der Weise, dass der Gehäusekörper 52 zu einem Abschnitt (Hub A) bewegt wird, der vor dem beweglichen selbsthemmenden Gewinde 57 liegt, das an der Motorverbindungswelle 14 ausgebildet ist.
Wenn der Gehäusekörper in axialer Richtung zu dem Hauptbremsaktions-Spindelbewegungsbereich A durch die Spindelbaueinheit 50 bewegt wird, wie oben beschrieben wurde, wird die Keilwalze 19, die an dem mittigen Abschnitt zwischen den Rollkontaktflächen 17a und 20a der Keilbewegungsplatte 17 und der fixierten Keilgrundplatte 20 positioniert ist, sequentiell bewegt, wie in den 5A und 5B gezeigt ist, und führt eine Keiloperation aus.
Das heißt, wenn die Keilbewegungsplatte 17 nach vorn bewegt wird, wird die Keilwalze 19 von der mittigen Position zwischen den Rollkontaktflächen 17a und 20a nach außen bewegt. Die Bewegung der Keilwalze 19 in Bezug auf die Rollkontaktflächen 17a und 20a bewirkt, dass die Keilbewegungsplatte 17 von der Keilgrundplatte 20 weiter entfernt wird.
Dementsprechend wird die Keilbewegungsplatte 17 geradlinig bewegt und bewirkt ein Spiel infolge der Positionsänderung der Keilwalze 19. das Spiel zwischen der Keilbewegungsplatte 17 und der Keilgrundplatte 20 bewirkt eine Keilwirkung der Keilwalze 19, wobei der inneren Bremsklotz 7 eine Eingabekraft erzeugt, die die Bremsscheibe presst.
Wenn die Bremse anschließend freigegeben wird, steuert die ECU 2 den Motor 13 in einer umgekehrten Richtung an, so dass die Spindelbaueinheit 50 in umgekehrter Richtung betrieben wird. Demzufolge kehrt die Keilbewegungsplatte 17 in die mittige Position zwischen den Rollkontaktflächen 17a und 20a zurück. Deswegen wird eine Kraft, die durch die Keilbewegungsplatte 17 am Bremsklotz ausgeübt wird, freigegeben.
Selbst dann, wenn ein Fahrzeug, das rückwärts fährt, gebremst wird, wird das Fahrzeug in der gleichen Weise gebremst wie dann, wenn ein Fahrzeug, das vorwärts fährt gebremst wird. Das heißt, die ECU 2, die ein Signal des elektronischen Pedals empfängt und die Rückwärtsfahrt eines Fahrzeuge erkennt, steuert den Motor 13 in einer umgekehrten Richtung an (eine Vorwärtsfahrt wird als ein Antrieb in einer normalen Richtung bezeichnet).
Wenn der Motor in der umgekehrten Richtung angetrieben wird, zieht die Spindelbaueinheit 50 den Verriegelungsstab 15 und den Verbindungsstab 18 zum Motor 13. Aus diesem Grund wird die Keilbewegungsplatte 17 verschoben und verschiebt den inneren Bremsklotz 7 in die gleiche Richtung (in einer Richtung, die einer Richtung, in der das Fahrzeug fährt, entgegengesetzt ist, wird gebremst).
Wie in den 5F und 5G gezeigt ist, bewirkt die Bewegung der Keilbewegungsplatte 17, dass sich die Keilwalze 19, die in der mittigen Position zwischen den Rollkontaktflächen 17a und 20a positioniert ist, bewegt, d. h. es wird bewirkt, dass die Keilwalze 19 zur Außenseite der Rollkontaktflächen 17a und 20a bewegt wird, so dass die Keilbewegungsplatte 17 von der Keilgrundplatte 20 weiter getrennt wird. Deswegen erzeugt die Keilbewegungsplatte 17 eine Eingabekraft, die den inneren Bremsklotz 7 gegen die Bremsscheibe 5 presst.
Wenn anschließend die Bremse freigegeben wird, treibt die ECU 2 den Motor 13 in einer normalen Richtung an und ermöglicht, dass die Keilwalze 19 in die mittige Position zwischen den Rollkontaktflächen 17a und 20a zurückkehrt, wie in 5E gezeigt ist, wodurch die Bremskraft freigegeben wird.
Nachdem die Hauptbremsfunktion beendet ist, wird der Elektromagnet 41 eingeschaltet. Dementsprechend wird der Schalthebel 43 an der Klinke 31a der Schubstangenweile 31 infolge der Betätigung des Elektromagneten 41 in Eingriff gebracht. Infolge der Beaufschlagung zwischen dem Schalthebel 43 und der Klinke 31a unterstützt die Schubstangenweile 31 die axiale Reaktionskraft, die vom Bremsklotz übertragen wird.
Dabei werden verschiedene zusätzliche Funktionen der elektronischen Keilbremse durch die Einstelleinheit 30 implementiert, die in dem mittigen Abschnitt der Keilbremseinheit 16 positioniert ist und eine Schubstangenwelle 31 enthält, die ein nicht selbsthemmendes Gewinde aufweist, das mit dem Elektromagneten 41 verriegelt ist. Die verschiedenen zusätzlichen Funktionen werden im Folgenden klassifiziert und beschrieben.
Wenn eine Radblockierung der Keilwalze 19 auftritt oder der Motor 13 im Bremszustand eine Fehlfunktion aufweist, gibt die Radblockierungs-Verhinderungsfunktion das Pressen der Keilbremseinheit 16 frei. Zunächst wird die Blockierungsverhinderungsfunktion beschrieben. Die ECU 2 schaltet den Elektromagneten 41 aus und gibt die Beaufschlagung an der Schubstangenwelle 31 zum Unterstützen der axialen Reaktionskraft, die vom Bremsklotz übertragen wird, frei. Demzufolge kann ein anomales Verhalten eines Fahrzeugs infolge einer unerwünschten Bremskraft verhindert werden.
Das heißt, wie in 6A gezeigt ist, der Elektromagnet 41, der während der normalen Hauptbremsaktion eingeschaltet ist, ermöglicht, dass der Schalthebel 43 an einer Klinke 31a einer Schubstangenwelle 31 in Eingriff gelangt, um die Schubstangenwelle 31 zu beschränken, so dass eine Bremskraft aufrechterhalten wird. Wenn jedoch die ECU 2 die Fehlfunktion des Motors 13 oder ein Radblockierungsphänomen erkennt, schaltet die ECU 2 den Elektromagneten 41 aus und trennt den Schalthebel 43 von der Klinke 31a, wie in 6B gezeigt ist. Demzufolge wird der Zustand des Bremssystems in einen Radblockierungs-Verhinderungszustand zum Freigeben der Beaufschlagung der Schubstangenwelle 31 umgesetzt.
Wenn eine axiale Reaktionskraft, die vom Bremsklotz übertragen wird, auf die Schubstangenwelle 31 ausgeübt wird, die in der oben beschriebenen Weise aus der Beaufschlagung freigegeben wird, wird eine Keilwirkung freigegeben. Demzufolge kann ein Radblockierungs-Verhinderungszustand zum Verhindern einer unerwünschten Bremsaktion, die durch Anomalitäten während des Bremsens bewirkt werden kann, aufrechterhalten werden.
Dabei ist die Funktion zum Aufrechterhalten eines eingestellten Spiels eines Bremsklotzes unter verschiedenen zusätzlichen Funktionen, die durch die elektronische Keilbremse implementiert werden, eine Funktion, um stets ein Spiel aufrechtzuerhalten, das zwischen dem Bremsklotz und der Bremsscheibe 5 während der ursprünglichen Montage eingestellt wurde, und kann auf verschiedenen Arten implementiert werden. Die Funktion zum Aufrechterhalten eines eingestellten Spiels kann z. B. in der folgenden Weise implementiert werden. Das heißt, eine Einstellung zum Aufrechterhalten des eingestellten Spiels wird ausgeführt, indem jedes Mal, wenn eine Maschine gestartet wird, ein Spiel zwischen dem Bremsklotz und der Bremsscheibe 5 eingestellt wird. Alternativ detektiert die ECU 2 einen Bremsklotzabrieb und eine Kompensation wird dann ausgeführt, um ein eingestelltes Spiel zwischen dem Bremsklotz und der Bremsscheibe 5 einzustellen.
Wenn die Einstellung zum Aufrechterhalten eines ursprünglichen eingestellten Spiels zwischen der Bremsscheibe 5 und dem Bremsklotz beim Starten der Maschine ausgeführt wird, wie in den 7 und 8 gezeigt ist, wird die Maschine gestartet und die ECU 2 steuert den Motor 13 an. Wie in 7A gezeigt ist, bewirkt die Antriebskraft des Motors 13 eine Keilbetätigung durch die Keilbewegungsplatte 17, die Keilwalze 19 und die Keilgrundplatte 20 infolge der Betätigung der Spindelbaueinheit 50 wie bei der Hauptbremsaktion. Deswegen kommen der innere und der äußere Bremsklotz 7 und 8 in engen Kontakt mit den beiden Oberflächen der Bremsscheibe 5.
Wenn der innere und der äußere Bremsklotz 7 und 8 in der oben beschriebenen Weise in engen Kontakt mit den beiden Oberflächen der Bremsscheibe 5 kommen, übersteigen die Spiele zwischen dem inneren und der äußere Bremsklotz 7 und 8 und der Bremsscheibe 5 das eingestellte Spiel nicht.
Wie in 7B gezeigt ist, schaltet die ECU 2 anschließend den Elektromagneten 41 aus, um die Elektromagnetbeaufschlagungskraft der Schubstangenwelle 31 freizugeben. Infolge der Freigabe der Beaufschlagungskraft der Schubstangenwelle 31 wird die Schubstangenwelle 31 des nicht selbsthemmenden Typs durch eine Feder 35 in der axialen Richtung bewegt.
In diesem Fall wird die Schubstangenwelle 31 nach vorn bewegt, bis sie von der Unterstützungsmutter 32 um einen Abstand A vorsteht. Der Abstand A ist das Spiel, das für die Schubstangenwelle 31 erforderlich ist, um mit der Keilgrundplatte 20 in Kontakt zu gelangen und diese zu unterstützen, so dass der innere und der äußere Bremsklotz 7 und 8 in der Weise gehalten werden, dass sie mit beiden Oberflächen der Bremsscheibe in engen Kontakt gelangen. Der Abstand A wird in Abhängigkeit von der Spezifikation der elektrischen Einmotor-Keilbremse geändert.
Anschließend kommt die Schubstangenwelle 31, die sich nach vorn bewegt hat, mit der Keilgrundplatte 20 in einen engen Kontakt, die ECU 20 treibt den Motor 13 an, um die Keilbewegungsplatte 17 weiter zu bewegen, so dass das eingestellte Spiel zwischen den Bremsklötzen und der Bremsscheibe 5 sichergestellt ist.
Wenn dabei ein Spiel zwischen dem Bremsklotz und der Bremsscheibe 5 größer als das eingestellte Spiel ist, treibt die ECU 2 den Motor 13 an (wird als normale Drehung bezeichnet), um die Keilbewegungsplatte 17 weiter zu bewegen, so dass das Spiel zwischen dem Bremsklotz und der Bremsscheibe 5 dem eingestellten Spiel entspricht.
Wenn jedoch das Spiel zwischen dem Bremsklotz und der Bremsscheibe 5 kleiner als das eingestellte Spiel ist, treibt die ECU 2 den Motor 13 an (wird als entgegengesetzte Drehung bezeichnet), um an der Keilbewegungsplatte 17 zu ziehen (eine Bewegung in der entgegengesetzten Richtung zur Bewegungsrichtung während einer Bremsaktion), so dass das Spiel zwischen dem Bremsklotz und der Bremsscheibe 5 dem eingestellten Spiel entspricht.
Die Steuerung des Motors 13, die durch die ECU 2 ausgeführt wird, ermöglicht, dass das Spiel zwischen dem Bremsklotz und der Bremsscheibe 5 immer dann, wenn das Spiel zwischen dem Bremsklotz und der Bremsscheibe eingestellt wird, stets dem eingestellten Spiel entspricht.
Wenn die oben erwähnte Einstellung beendet ist, schaltet die ECU 2 den Elektromagneten 41 ein und ermöglicht, dass der Schaltarm 43 an der Klinke 31a in Eingriff gelangen kann, so dass der Zustand der Schubstangenwelle 31, die um einen Abstand A nach vorn bewegt wird, in den feststehenden Zustand umgesetzt wird, wie in 7C gezeigt ist.
Nachdem der Zustand der Schubstangenwelle 31 durch den Elektromagneten 41 in der oben beschriebenen Weise in einen feststehenden Zustand umgesetzt wurde, treibt die ECU 2 den Motor 13 in der entgegengesetzten Richtung an. Dementsprechend werden die Zustände von Keilgrundplatte 20, Keilwalze 19 und Keilbewegungsplatte 17 in die ursprünglichen Zustände umgesetzt. Aus diesem Grund übersteigt das Spiel zwischen dem inneren und dem äußeren Bremsklotz 7 und 8 und der Bremsscheibe 5 das eingestellte Spiel nicht. Deswegen kann eine konstante Bremskraft durch die Keilwirkung der Keilwalze 19 aufrechterhalten werden, was während der Bremsaktion implementiert wird.
Das Starten der Maschine und Prozesse zum Aufrechterhalten eines Spiels eines Bremsklotzes werden nicht gleichzeitig ausgeführt. Wenn die ECU 2 einen Bremsklotzabrieb erkennt, werden ferner Prozesse zum Aufrechterhalten ebenfalls in ähnlicher Weise ausgeführt. Mit der Ausnahme, ob das Starten der Maschine und der Antrieb des Motors 13 gleichzeitig ausgeführt werden, werden jedoch alle Prozesse durch eine Prozedur, die in 8 gezeigt ist, in ähnlicher Weise ausgeführt. Aus diesem Grund wird deren genaue Beschreibung weggelassen.
Da inzwischen der Zustand des Elektromagneten 41 in den ausgeschalteten Zustand geändert wurde, wird die Funktion zum Aufrechterhalten der Bremsaktion, die durch die elektronische Keilbremse während der Operation der elektrischen Parkbremse implementiert wird, durch das Beaufschlagen der Schubstangenwelle 31 mit der Spindelbaueinheit 50 implementiert, die das Drehmoment des Motors 13 in die axiale Bewegungskraft umsetzt.
Das heißt, wenn die ECU 2 die Umsetzung in den Parkbremszustand erkennt (ein Verfahren zum Übertragen eines Signals an die ECU unter Verwendung eines Knopfes oder hierzu ähnliche Verfahren werden verwendet), schaltet die ECU 2 den Elektromagneten 41 aus, damit der Schalthebel 43 von der Klinke 31a getrennt werden kann, wodurch die Beaufschlagung der Schubstangenwelle 31 aufgehoben wird.
Wenn die Beaufschlagung durch den Elektromagneten 41 in der oben beschriebenen Weise aufgehoben ist, ist die Schubstangenwelle 31, auf die die Kraft der Feder 35 wirkt, von der Unterstützungsmutter 32 gelöst und wird nach vorn bewegt. Die Vorwärtsbewegung der Schubstangenwelle 31 bewirkt, dass das hintere Lager 34 die Keilgrundplatte 20 drückt. Demzufolge werden die Keilgrundplatte 20, an der die Keilwalze 19 positioniert ist, und der daran befestigte innere Bremsklotz 7 gegen die Bremsscheibe 5 gedrückt.
Anschließend treibt die ECU 2, während der Bremsklotz und die Bremsscheibe 5 infolge der Vorwärtsbewegung der Schubstangenwelle 31, die durch das Ausschalten des Elektromagneten 41 bewirkt wird, in einen gegenseitigen Kontakt gelangen, den Motor 13 an, um eine Steuerung auszuführen, derart, dass die nicht selbsthemmende Einheit der Spindelbaueinheit 50 in der axialen Richtung in den Hauptbremsaktions-Spindelbewegungsbereich bewegt wird.
Wenn die nicht selbsthemmende Einheit in der oben beschriebenen Weise in der axialen Richtung in den Hauptbremsaktions-Spindelbewegungsbereich bewegt wird, bewirken die Keilbewegungsplatte 17, die Keilwalze 19 und die Keilgrundplatte 20, die durch den Verriegelungsstab 15 und den Verbindungsstab 18 bewegt werden, eine Keilbetätigung. Die Keilbetätigung bewirkt, dass der innere und der äußere Bremsklotz 7 und 8 gegen die Bremsscheibe 5 gepresst werden, so dass der Zustand des Bremssystems in den gleichen Zustand wie bei der Hauptbremsaktion versetzt wird.
In diesem Fall ist die Operation zwischen dem Außengewinde 56 und dem nicht selbsthemmenden Gewinde 53 der nicht selbsthemmenden Einheit und die Operation zwischen dem Außengewinde 56, der Planetengewindesatz 55 und dem nicht selbsthemmenden Gewinde 53 gleich jenen während der oben erwähnten Hauptbremsaktion. Deswegen werden deren Beschreibungen weggelassen.
Anschließend treibt die ECU 2 den Motor 13 an, so dass die nicht selbsthemmende Einheit zu dem Elektronische-Parkbremse-Spindelbewegungsbereich B über dem Hauptbremsaktions-Spindelbewegungsbereich A bewegt wird.
Wie in 9A gezeigt ist, bewirkt die Drehung des Motors 13, dass der Gehäusekörper 52 durch die nicht selbsthemmende Einheit weiter vorwärts bewegt wird, so dass die selbsthemmende Gewindeeinheit betätigt wird. Die Drehung des Motors 13 bewirkt ferner, dass der Elektronische-Parkbremse-Hebel 58, der am Gehäusekörper 52 befestigt ist, sich der Schubstangenwelle 31 nähert.
Das heißt, die nicht selbsthemmende Einheit wird in der axialen Richtung zum Elektronische-Parkbremse-Spindelbewegungsbereich B über dem Hauptbremsaktions-Spindelbewegungsbereich A bewegt. Demzufolge wird der Gehäusekörper 52, der das nicht selbsthemmende Gewinde enthält, während er infolge des nicht selbsthemmenden Gewindes gedreht wird, durch das Drehmoment des nicht selbsthemmenden Gewindes 53, das an dem Außengewinde 56 in Eingriff ist, das an der Motorverbindungswelle 14 ausgebildet ist, (oder durch einen Planetengewindesatz 55, der ein nicht selbsthemmendes Gewinde darstellt) zum Elektronische-Parkbremse-Spindelbewegungsbereich B bewegt wird.
Wenn der Gehäusekörper 52 in axialer Richtung zum Elektronische-Parkbremse-Spindelbewegungsbereich B bewegt wird, wird die selbsthemmende Einheit, die an der Vorderseite der nicht selbsthemmenden Einheit ausgebildet ist, betrieben. Das feststehende selbsthemmende Gewinde 54, das am Endabschnitt des Gehäusekörpers 52 ausgebildet ist, ist an dem beweglichen selbsthemmenden Gewinde 57, das an der Motorverbindungswelle 14 ausgebildet ist, in Eingriff. Der Gehäusekörper 52 ist infolge des Eingriffs zwischen den Gewinden 54 und 57 befestigt, so dass die selbsthemmende Einheit betätigt wird.
Da in diesem Fall der Gehäusekörper 52, der das selbsthemmende Gewinde 54 enthält, geradlinig bewegt wird und die Motorverbindungswelle 14, die das bewegliche selbsthemmende Gewinde 57 enthält, gedreht wird, wird das feststehende selbsthemmende Gewinde 54 auf das bewegliche selbsthemmende Gewinde 57 geschraubt.
Da die Gewinde 54 und 57 der selbsthemmenden Einheit in gegenseitigem Eingriff sind und der Gehäusekörper 52 in axialer Richtung zu dem Elektronische-Parkbremse-Spindelbewegungsbereich B bewegt wird, gelangt der Elektronische-Parkbremse-Hebel 58, der am Gehäusekörper 52 befestigt ist, an der Klinke 31a der Schubstangenwelle 31 in Eingriff.
Da der Elektronische-Parkbremse-Hebel 58 an der Klinke 31a der Schubstangenwelle 31 in Eingriff ist, hält die Schubstangenwelle 31 eine ausreichende Kraft aufrecht, um den Bremsklotz trotz des ausgeschalteten Elektromagneten 41 zu pressen. Demzufolge kann ein vergleichsweise stabilerer Parkbremszustand während einer Parkbremsaktion aufrechterhalten werden.
Wie in 9B gezeigt ist, bewirkt die Parkbremsaktion, dass die Keilbewegungsplatte 17, die durch die Schubstangenwelle 31 um einen Abstand B bewegt wurde, weiter um einen Abstand C wie während der Hauptbremsaktion bewegt wird. Demzufolge presst der innere Bremsklotz 7, der an der Keilbewegungsplatte 17 befestigt ist, gegen die Bremsscheibe 5. Folglich wird eine Parkbremskraft erzeugt.
Die Spindelbaueinheit 50 bewegt die nicht selbsthemmende Einheit in axialer Richtung in der oben beschriebenen Weise zu dem Elektronische-Parkbremse-Spindelbewegungsbereich B über dem Hauptbremsaktions-Spindelbewegungsbereich A, der Bremsklotz wird für die Parkbremsaktion weiter bewegt und die Schubstangenwelle 31 wird vorwärts bewegt. Anschließend wird der Elektronische-Parkbremse-Hebel 58 der Spindelbaueinheit 50 bewegt, so dass er mit der Klinke 31a der Schubstangenwelle 31 in Eingriff gelangt.
Aus diesem Grund wird selbst dann, wenn keine Beaufschlagungskraft des ausgeschalteten Elektromagneten 41 während des Parkens eines Fahrzeugs an der Schubstangenwelle 31 ausgeübt wird, die Schubstangenwelle 31 durch die Beaufschlagungskraft, die durch die Klinke 31a bewirkt wird, die am Elektronische-Parkbremse-Hebel 58 in Eingriff ist, stark eingeschränkt. Es ist folglich möglich, eine stabilere Parkbremskraft aufrechtzuerhalten.

Claims

Elektronisches Einmotor-Keilbremssystem zum Verriegeln einer Parkkraft an einer Scheibenbremse, das umfasst: eine Keilstruktur, die eine Selbstverstärkung unter Verwendung einer Keilwalze (19) ausführt, wenn ein Bremsklotz (7, 8) gegen eine Bremsscheibe (5) gepresst wird unter Verwendung von Leistung, die von einem Motor (13) erzeugt wird, der durch ein elektronisches Pedal (1), das zum Bremsen eines Fahrzeugs verwendet wird, und eine ECU (2), die Fahrzeuginformationssignale empfängt, angesteuert wird; eine Schubstangenwelle (31) des nicht selbsthemmenden Typs, die eine axiale Reaktionskraft unterstützt, die von dem Bremsklotz (7, 8) während des Betriebs übertragen wird; und einen Elektromagneten (41), der durch eine ECU (2) so gesteuert wird, um die Schubstangenwelle (31) zu beschränken oder freizugeben; wobei die Keilstruktur zum Ausführen der Selbstverstärkung enthält: eine Keilwalze (19), die eine Keiloperation zwischen einer Keilbewegungsplatte (17), die einen inneren Bremsklotz (7) eines Keilbremssattels (6) bewegt, der an der Bremsscheibe (5) vorgesehen ist, und einer Keilgrundplatte (20), die an einer der Keilbewegungsplatte (17) gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist, implementiert, indem eine axiale geradlinige Bewegung verwendet wird, die aus einem Drehmoment des durch die ECU (2) gesteuerten Motor (13) umgesetzt wird; einen Elektromagneten (41), der eine Schubstangenwelle (31) enthält, die an der Keilgrundplatte (20) positioniert ist und Gewinde des nicht selbsthemmenden Typs aufweist, die zusammen mit einer Feder (35) auf eine Unterstützungsmutter (32), die Gewinde des nicht selbsthemmenden Typs aufweist, geschraubt sind, um eine axiale Reaktionskraft, die vom Bremsklotz (7, 8) übertragen wird, zu unterstützen, und einen Schalthebel (43), der an einer Klinke (31a) der Schubstangenwelle (31) in Eingriff oder von dieser getrennt ist, um eine axiale Bewegung der Schubstangenwelle (31) zu beschränken oder freizugeben, wenn der Elektromagnet (41) durch die ECU (2) gesteuert wird; und eine Spindelbaueinheit (50), die mit dem Motor (13) verbunden ist, infolge des Drehmoments des Motors (13) in eine axiale Richtung bewegt wird und an der Schubstangenwelle (31) in Eingriff ist, um die Schubstangenwelle (31) zu beschränken, so dass die Schubstangenwelle (31) eine axiale Reaktionskraft, die von dem unterstützten Bremsklotz (7, 8) zum Motor (13) hin übertragen wird, verteilt, wenn der Elektromagnet (41) während einer Parkbremsaktion ausgeschaltet ist.
Elektronisches Keilbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelbaueinheit (50) infolge der Drehung des Motors (13) bewegt wird, so dass sie einem axialen Hauptbrems-Bewegungshub entspricht, und infolge des fortgesetzten Antriebs des Motors (13) weiter bewegt wird, so dass sie einem axialen Parkbrems-Bewegungshub entspricht.
Elektronisches Keilbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelbaueinheit (50) enthält: ein Leistungsumsetzungsgehäuse (51), das eine Motorverbindungswelle (14) umgibt, so dass die Motorverbindungswelle (14) durch das Leistungsumsetzungsgehäuse (51) verläuft und das Leistungsumsetzungsgehäuse (51) in einer axialen Richtung bewegt wird, wenn der Motor (13) angetrieben wird; eine nicht selbsthemmende Einheit, die zwischen dem Leistungsumsetzungsgehäuse (51) und der Motorverbindungswelle (14), die durch das Leistungsumsetzungsgehäuse (51) verläuft, vorgesehen ist, die in den Bereichen des Hubs A für eine Hauptbremsaktion und des Hubs B für eine Parkbremsaktion bewegt wird und einen großen Steigungswinkel aufweist, damit sie nicht zwangsläufig beschränkt ist; eine selbsthemmende Einheit, die einen Steigungswinkel aufweist, so dass ihre axiale Bewegung zwangsläufig beschränkt ist, nachdem die selbsthemmende Einheit in den Bereich des Hubs B bewegt wurde; einen Verriegelungsstab (15), der eine axiale Bewegungskraft für eine Keiloperation überträgt; und einen Elektronische-Parkbremse-Hebel (58), der während der Parkbremsaktion bewegt wird, damit er an der Schubstangenwelle (31) in Eingriff gelangt.
Elektronisches Keilbremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht selbsthemmende Einheit enthält: ein nicht selbsthemmendes Gewinde, das an einer inneren Oberfläche eines Hauptlochs (53a) in einem Gehäusekörper (52) des Leistungsumsetzungsgehäuses (51) ausgebildet ist; und ein nicht selbsthemmendes Außengewinde, das an einem äußeren Umfang der Motorverbindungswelle (14), die durch das Hauptloch (53a) verläuft, ausgebildet ist.
Elektronisches Keilbremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht selbsthemmende Einheit enthält: ein nicht selbsthemmendes Gewinde, das an einer inneren Oberfläche eines Hauptlochs (53a) in einem Gehäusekörper (52) des Leistungsumsetzungsgehäuses (51) ausgebildet ist; ein nicht selbsthemmendes Außengewinde, das an einem äußeren Umfang der Motorverbindungswelle (14), die durch das Hauptloch (53a) verläuft, ausgebildet ist; und einen Planetengewindesatz (55), der an dem nicht selbsthemmenden Gewinde und dem Außengewinde in Eingriff ist.
Elektronisches Keilbremssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetengewindesatz (55) mehrere Planetengewinde enthält, die zwischen dem nicht selbsthemmenden Gewinde und dem Außengewinde vorgesehen sind und in einem gegenseitigen Eingriff sind.
Elektronisches Keilbremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die selbsthemmende Einheit enthält: ein feststehendes selbsthemmendes Gewinde, das am Endabschnitt des Gehäusekörpers (52) ausgebildet ist; und ein bewegliches selbsthemmendes Gewinde, das an einem Abschnitt der Motorverbindungswelle (14) gebildet ist, der über den Gehäusekörper (52) hinaus vorsteht.
Elektronisches Keilbremssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende selbsthemmende Gewinde an einem Ansatz mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist, der am Endabschnitt des Gehäusekörpers (52) gebildet ist, um einen Durchmesser des Hauptlochs (53a) zu verringern.
Elektronisches Keilbremssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende selbsthemmende Gewinde direkt an einer inneren Oberfläche eines Endabschnitts des Hauptlochs (53a) ausgebildet ist, der durch den Gehäusekörper (52) verläuft.
Elektronisches Keilbremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronische-Parbremse-Hebel (58) eine gebogene Form besitzt, so dass ein Endabschnitt des Elektronische-Parkbremse-Hebels (58) der Klinke (31a) der Schubstangenwelle (31) in der Nähe des Motors (13) entspricht.