DE102015214346B4

DE102015214346B4 - Bremsvorrichtung

Info

Publication number: DE102015214346B4
Application number: DE102015214346.5A
Authority: DE
Inventors: Kimio Nishino; Wataru Yokoyama; Kenichiro Matsubara; Tatsuro KOBUNE; Hirotaka Oikawa
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2024-03-07
Anticipated expiration: 2035-07-30
Also published as: US20160032995A1; KR20160016598A; DE102015214346A1; US10001183B2; JP6357045B2; CN105313871B; JP2016032996A; CN105313871A; KR102110624B1

Abstract

Bremsvorrichtung mit einer Bremszange mit einem Kolben, der derart ausgelegt ist, dass er gegen einen sich mit einem Rad drehenden Scheibenrotor zu drücken ist, einem in der Bremszange angeordneten Vorschubhaltemechanismus, zum Vorschieben des Kolben und Halten der durch den vorgeschobenen Kolben ausgeübten Bremskraft, einem in der Bremszange angebrachten Elektromotor zum Betätigen des Vorschubhaltemechanismus sowie einer Steuerung, die derart ausgelegt ist, dass sie in Reaktion auf einen Anlegebefehl oder einen Lösebefehl elektrischen Strom an den Elektromotor anlegt, wodurch sie eine Steuerung gemäß den Befehlen ausführt, wobei die Steuerung bei Erhalt eines Lösebefehls derart ausgelegt ist, dass sie den Elektromotor dahingehend betätigt, dass die durch den Kolben ausgeübte Bremskraft reduziert wird durch: Ausführen einer Stromhaltesteuerung, welche elektrischen Strom kontinuierlich an den Elektromotor anlegt und einer Schaltungssteuerung, welche sukzessive zwischen einem größeren und einem kleineren Betrag des an den Elektromotor angelegten elektrischen Stroms umschaltet.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung zum Anlegen einer Bremskraft an ein Fahrzeug.
Bremsvorrichtungen mit einer durch einen Elektromotor betätigten elektrischen Parkbremsfunktion sind zur Verwendung in Automobilen oder anderen Fahrzeugen bekannt. Zur Betätigung einer solchen Bremsvorrichtung nutzt der Fahrer eines Fahrzeugs einen Parkbremsschalter, um die Bremskraft unter Zuhilfenahme eines Elektromotors der elektrischen Parkbremse anzulegen und zu lösen. Es gibt jedoch auch Arten von Bremsvorrichtungen, welche eine Bremskraft automatisch, ohne die Betätigung des Parkbremsschalters durch den Fahrer, anlegen, wenn eine bestimmte Bedingung zum Anlegen der Bremse vorliegt - beispielsweise wenn der Schalthebel (oder der sogenannte Wählhebel) in P (Parken) oder N (Neutral) gebracht wird - und diese lösen, wenn eine bestimmte Bedingung zum Lösen vorliegt - beispielsweise wenn auf das Beschleunigungspedal getreten wird.
Das nachstehend aufgeführte Patentdokument 1 offenbart eine elektrische Parkbremsvorrichtung, welche, wenn sich das Fahrzeug auf einer Straße befindet, die in Fahrtrichtung um einen vorbestimmten Grad oder stärker nach unten geneigt ist, beim Lösen eine geringere relative Einschaltdauer (z.B. 50%) verwendet, als wenn sich das Fahrzeug auf einer ebenen (d.h. horizontalen) Straße befindet.
Patentdokument 1: Japanisches Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2004-142515
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Wenn die Neigung einer Straße in einer gegebenen Richtung gleich einem gewissen Grad oder größer ist, kann die Bremsvorrichtung nach Patentdokument 1 die Reduktionsrate des Kolbenvorschubs beim Lösen der Bremse verglichen mit der Rate bei ebener Straße (graduell) herabsetzen. Allerdings kann der Lösevorgang dennoch ruckartig sein.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsvorrichtung bereitzustellen, die ein unkomfortables Gefühl beim Lösen der Bremse reduziert und einen ruckfreien Lösevorgang der Bremse gewährleistet.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsvorrichtung bereitzustellen, welche aufweist: einen Kolben, der derart ausgelegt ist, dass er ein Reibungselement bewegt, das gegen ein mit einem Rad rotierendes Rotationselement zu drücken ist, um eine Bremskraft auf ein Fahrzeug aufzubringen, einen Elektromotor, der derart ausgelegt, ist dass er einen Vorschubhaltemechanismus zum Vorschieben des Kolbens und Halten der durch den vorgeschobenen Kolben ausgeübten Bremskraft in Reaktion auf einen an den Elektromotor angelegten elektrischen Strom betätigt, einen Befehlsgenerator, der derart ausgelegt ist, dass er einen Anlegebefehl zum Anlegen einer Bremskraft an das Fahrzeug und einen Lösebefehl zum Lösen der Bremskraft von dem Fahrzeug ausgibt, und eine Steuereinrichtung, die derart ausgelegt ist, dass sie den Elektromotor bei Erhalt des in dem Befehlsgenerator erzeugten Lösebefehls durch Ausführen einer Stromhaltesteuerung, welche den elektrischen Strom kontinuierlich an den Elektromotor anlegt, und einer Schaltungssteuerung, welche sukzessive zwischen einem größeren und einem geringeren Wert des an den Elektromotor angelegten elektrischen Stroms umschaltet, derart betätigt, dass die durch den Kolben ausgeübte Bremskraft reduziert wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsvorrichtung bereitzustellen, welche aufweist: eine Bremszange mit einem Kolben, der derart ausgelegt ist, dass er einen gegen einen sich mit einem Rad drehenden Scheibenrotor zu drückenden Bremsbelag bewegt, einen in der Bremszange angeordneten Vorschubhaltemechanismus zum Vorschieben des Kolbens und Halten der durch den vorgeschobenen Kolben ausgeübten Bremskraft, einen in der Bremszange angeordneten Elektromotor zum Betätigen des Vorschubhaltemechanismus, und eine Steuerung, die derart ausgelegt ist, dass sie in Reaktion auf einen Anlegebefehl zum Anlegen der Bremskraft an das Fahrzeug oder einen Lösebefehl zum Lösen der Bremskraft von dem Fahrzeug einen elektrischen Strom an den Elektromotor anlegt, wobei die Steuerung derart ausgelegt ist, dass sie bei Erhalt eines Lösebefehls den Elektromotor zum Lösen der durch den Kolben ausgeübten Bremskraft betätigt durch: Ausführen einer Stromhaltesteuerung, welche elektrischen Strom kontinuierlich an den Elektromotor anlegt, und einer Schaltungssteuerung, welche fortwährend zwischen einem größeren und einem geringeren Wert des an den Elektromotor angelegten elektrischen Stroms umschaltet.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsvorrichtung bereitzustellen, welche aufweist: einen Kolben, der derart ausgelegt ist, dass er ein gegen ein sich mit einem Rad drehendes Rotationselement zu drückendes Reibungselement zum Anlegen einer Bremskraft an ein Fahrzeug bewegt, einen Elektromotor, der derart ausgelegt, ist dass er einen Vorschubhaltemechanismus zum Vorschieben des Kolbens und Halten der durch den vorgeschobenen Kolben ausgeübten Bremskraft in Reaktion auf einen an den Elektromotor angelegten elektrischen Strom betätigt, und eine Steuerung, die derart ausgelegt ist, dass sie in Reaktion auf einen Anlegebefehl zum Anlegen von Bremskraft an das Fahrzeug oder einen Lösebefehl zum Lösen von Bremskraft von dem Fahrzeug einen elektrischen Strom an den Elektromotor anlegt, wodurch sie eine Steuerung gemäß den Befehlen ausführt, wobei die Steuerung derart ausgelegt ist, dass sie bei Erhalt des Lösebefehls den Elektromotor zum Lösen der durch den Kolben ausgeübten Bremskraft betätigt durch: Ausführen einer Stromhaltesteuerung, welche dem Elektromotor kontinuierlich elektrischen Strom zuführt, bis zum Ende einer vorbestimmten Zeitspanne und dem anschließenden Ausführen einer Schaltungssteuerung, welche sukzessive zwischen einem größeren und einem kleineren Wert des dem Elektromotor zugeführten elektrischen Stroms umschaltet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine konzeptionelle Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Bremsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vergrößerte Längs-Querschnittansicht einer Scheibenbremse mit einer elektrischen Parkbremsfunktion an einem Hinterrad von 1.
3 ist ein Blockdiagramm einer ParkbremsSteuereinrichtung von 1.
4 ist ein Schaltkreisdiagramm eines MotorAnsteuerschaltkreises und eines Elektromotors von 2.
5 ist eine Kennliniendarstellung, welche beispielhaft zeitliche Veränderungen im Motorstrom beim Lösen, beim Umschaltbetrieb, im Vorschub und in der Beschleunigung darstellt.
6 ist ein Ablaufdiagramm eines Löse-Steuervorgangs, der durch die Parkbrems-Steuervorrichtung ausgeführt wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen von Bremsvorrichtungen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, welche eine Bremsvorrichtung darstellen, die beispielhaft an einem vierrädrigen Fahrzeug angebracht ist. Im Ablaufdiagramm von 6 bezieht sich „S“ auf „Schritt“ (z.B. bedeutet S1 Schritt 1).
In 1 weist ein Fahrzeugkörper 1, welcher einen Körper eines Fahrzeugs bildet, an der Boden-(bzw. Straßen)-Seite des Körpers 1 vier Räder auf, d.h. linke und rechte Vorderräder 2 (FL, FR) und linke und rechte Hinterräder 3 (RL und RR). Jedes der Vorderräder 2 und Hinterräder 3 weist einen Scheibenrotor 4 auf, der als ein Rotor (ein Rotationselement) dient, das sich mit dem entsprechenden Rad dreht (jedes der vorderen und hinteren Räder 2 und 3). Die Scheibenrotoren 4 für die Vorderräder 2 gehören jeweils zu einer hydraulischen Scheibenbremse 5, wobei ein Teil des Scheibenrotors in die hydraulische Scheibenbremse eingebracht ist, und die Scheibenrotoren für die hinteren Räder 3 gehören jeweils zu einer hydraulischen Scheibenbremse 31 mit einer elektronischen Parkbremsfunktion, wobei ein Teil des Scheibenrotors in die hydraulische Scheibenbremse eingebracht ist. Die Räder (Vorderräder 2 und Hinterräder 3) können demnach unabhängig voneinander mit einer Bremskraft beaufschlagt werden.
Der Fahrzeugkörper 1 weist an einer vorderen Spritzwandseite ein Bremspedal 6 auf. Zum Betätigen der Bremse tritt der Fahrer das Bremspedal 6 bzw. drückt es nieder, um im Rahmen eines regulären Bremsvorgangs (Betriebsbremse) eine Bremskraft aufzubringen und zu lösen. Das Bremspedal 6 weist einen Bremsenbetätigungssensor (Bremsensensor) 6A, wie etwa einen Bremslichtschalter, einen Pedalschalter oder einen Pedalhubsensor auf. Der Bremsenbetätigungssensor 6A erfasst jedweden Vorgang des Tretens oder Niederdrückens am Bremspedal 6 sowie den Grad des Niederdrückens und sendet ein entsprechendes Erfassungssignal an eine Steuereinrichtung 13 für eine Hydraulikdruck-Versorgungsvorrichtung oder eine Hydraulikdruck-Einspeisevorrichtung aus. Das Erfassungssignal von dem Bremsenbetätigungssensor 6A wird beispielsweise durch einen Fahrzeug-Datenbus 16 oder eine nicht gezeigte Signalleitung übertragen, welche die Steuereinrichtung 13 für die Hydraulikdruck-Versorgungsvorrichtung mit einer Parkbremssteuereinrichtung 23 verbindet (um das Signal der Bremssteuereinrichtung 23 zuzuführen).
Die Kraft auf das Bremspedal 6 wird über einen Bremskraftverstärker 7 auf einen Masterzylinder 8 übertragen, welcher als eine Hydraulikdruckquelle dient. Der Bremskraftverstärker 7 weist zwischen dem Bremspedal 6 und dem Masterzylinder 8 einen Unterdruckverstärker oder einen Motor betriebenen Verstärker o.ä. derart auf, dass er die Niederdrückungskraft an dem Bremspedal 6 vervielfacht und die vervielfachte Kraft dem Masterzylinder 8 zuführt. Der Masterzylinder 8 verwendet ein durch ein Masterreservoir 9 zugeführtes Bremsfluid zur Erzeugung von Hydraulikdruck. Das Masterreservoir 9 fungiert als ein Arbeitsfluidtank, welcher Bremsfluid enthält. Der Mechanismus zum Erzeugen eines Hydraulikdrucks in mechanischer Wechselwirkung mit dem Bremspedal 6 ist nicht auf den oben beschriebenen Mechanismus begrenzt und kann beispielsweise auch ein Mechanismus sein, der Hydraulikdruck entsprechend der Betätigung des Bremspedals 6 erzeugt, wie etwa ein Brake-by-Wire-Mechanismus.
Der in dem Masterzylinder 8 erzeugte Hydraulikdruck wird beispielsweise über ein Paar zylinderseitige Hydraulikleitungen 10A, 10B zu einer Hydraulikdruck-Versorgungsvorrichtung 11 (ESC 11) übertragen. Das ESC 11 verteilt den Hydraulikdruck vom Masterzylinder 8 über die bremsseitigen Leitungen 12A, 12B, 12C und 12D an jede Scheibenbremse 5, 31. Dies resultiert im individuellen Anlegen einer Bremskraft an die Räder (vordere und hintere Räder 2 und 3).
Das ESC 11 ist zwischen den Scheibenbremsen 5 und 31 und dem Masterzylinder 8 angeordnet. Unabhängig davon, ob es nun gemäß der mechanischen Betätigung des Bremspedals 6 Druck erzeugt, führt das ESC 11 den Scheibenbremsen 5 und 31 Hydraulikdruck zu, d.h. verstärkt den Hydraulikdruck an den Scheibenbremsen 5 und 31. Das ESC 11 weist zum Steuern des ESC 11 eine Steuereinrichtung 13 für die Hydraulikdruck-Zufuhreinrichtung auf (hernach: „Steuereinheit 13“). Durch Betätigen und Steuern des ESC 11 erhöht, erniedrigt und hält die Steuereinheit 13 den Bremshydraulikdruck in den Scheibenbremsen 5 und 31 über die bremsseitigen Leitungen 12A bis 12D. Dies ermöglicht verschiedene Moden der Bremsensteuerung, beispielsweise einschließlich einer Verstärkersteuerung, einer Bremsverteilungssteuerung, einer Bremsassistenzsteuerung, einer Antiblockierungs-Bremssteuerung (ABS) einer Traktionskontrolle, einer Fahrzeugstabilitätsteuerung (einschließlich Antischleudersteuerung) und einer Berganfahrassistenzsteuerung.
Die Steuereinheit (Steuerung) 13 weist einen Mikrocomputer auf. Elektrische Leistung wird der Steuereinheit 13 über eine Energieleitung 15 von einer Batterie 14 übermittelt. Die Steuereinheit 13 ist, wie in 1 gezeigt, mit dem Fahrzeug-Datenbus 16 verbunden. Das ESC 11 kann durch eine bekannte ABS-Einheit ersetzt werden oder kann durch direktes Verbinden des Masterzylinders 8 mit den bremsseitigen Leitungen 12A bis 12D weggelassen werden.
Der Fahrzeug-Datenbus 16 weist eine Bereichssteuereinheit (CAN) auf, die als in dem Fahrzeugkörper 1 angebrachte serielle Kommunikationseinheit dient, um innerhalb des Fahrzeugs zwischen verschiedenen elektronischen Einrichtungen des Fahrzeugs - der Steuereinheit 13, der Parkbremssteuereinheit 23 usw. - Mehrkanalkommunikation zu ermöglichen. Über den Fahrzeug-Datenbus 16 übermittelte Fahrzeugdaten umfassen beispielsweise Daten, die von Erfassungssignalen folgender Sensoren dargestellt werden: ein Bremsbetätigungs-Erfassungssensor 6A, ein Zündungsschalter, ein Fahrzeugsitz-Gurtsensor, ein Türverriegelungssensor, ein Türöffnungssensor, ein Sitzsensor, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, ein Lenkwinkelsensor, ein Beschleunigungssensor (Fahrpedalsensor), ein Gaspedalsensor, ein Motorgeschwindigkeitssensor (Motordrehzahlsensor), eine Stereokamera, ein Millimeterwellenradar, ein Drucksensor 17, ein Neigungssensor 18, ein Schaltungssensor 19, ein Beschleunigungssensor 20, ein Radgeschwindigkeitssensor 21, ein Neigungssensor zum Erfassen einer Neigung des Fahrzeugs usw..
Der Drucksensor 17, welcher den Hydraulikdruck an das Masterzylinder erfasst, ist zwischen dem Masterzylinder 8 und dem ESC 11 an jeder zylinderseitigen Hydraulikdruckleitung 10A, 10B angeordnet. Der Drucksensor 17 kann an jeder der bremsseitigen Leitungen 12A, 12B, 12C und 12D derart angebracht sein, dass er den (Hydraulik-)Druck in der entsprechenden Leitung einzeln erfasst und somit, mit anderen Worten, den Hydraulikdruck (Zylinder-Hydraulikdruck) in einer Bremszange 34 (Zylinderabschnitt 36), welcher der entsprechenden Leitung entspricht.
Der Neigungssensor 18 (ein Lagesensor) ist in dem Fahrzeugkörper 1 derart angebracht, dass er die Neigung der Stelle (der Fahrbahnoberfläche) erfasst, an der sich das Fahrzeug befindet, d.h. mit anderen Worten die Neigung des Fahrzeugs erfasst, und ein entsprechendes Neigungssignal aussendet. Der Neigungssensor 18 kann ein Inklinationssensor, ein Beschleunigungssensor oder ein gyroskopischer Sensor sein. Ist der Neigungssensor 18 ein Beschleunigungssensor, kann der Beschleunigungssensor 20 bezüglich des Neigungssensors 18 eine Doppelfunktion ausführen (oder mit diesem kombiniert werden).
Der Schaltungssensor 19, welcher eine Getriebestellungs-Erfassungsvorrichtung ist, ist in einer Fahrzeugkraftübertragung oder einem Schalthebel (einem Wählhebel oder einem Wählschalter) derart angeordnet, dass er die Stellung des Fahrzeuggetriebes, insbesondere die gewählte Stellung der Fahrzeugkraftübertragung bzw. eine entsprechende Wählstellung des Schalthebels erfasst. Der Schaltungssensor 19, welcher auch Kraftübertragungssensor, Schaltungsschalter oder Wählschalter genannt wird, überträgt ein Getriebestellungssignal, welches eine durch den Fahrer gewählte Getriebestellung (Schalthebelstellung) anzeigt: Parken (P), Neutral (N), Fahrbetrieb (D), Rückwärtsgang (R), Niedrige Übersetzung (L) sowie zweiter Gang (S) oder andere Ganghebelstellungen (beispielsweise vom ersten bis zum siebten Gang).
Der Beschleunigungssensor (G-Sensor) 20 ist ein Beschleunigungssensor, der in dem Fahrzeugkörper 1 derart angebracht ist, dass er die Fahrzeugbeschleunigung, wie etwa eine Längsbeschleunigung, erfasst und ein Beschleunigungssignal entsprechend aussendet. Der Radgeschwindigkeitssensor 21 ist als eine Radgeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung in einer nicht gezeigten Radlagereinheit angeordnet, welche beispielsweise das Rad 2 oder 3 drehend abstützt, und dient der Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit (Radgeschwindigkeit) des Rades 2 oder 3 sowie der Übermittlung eines entsprechenden Radgeschwindigkeitssignals.
Der Fahrzeugkörper 1 ist in der Nähe des nicht gezeigten Fahrersitzes mit einem Parkbremsschalter 22 versehen. Der Parkbremsschalter 22 wird durch den Fahrer betätigt. Der Parkbremsschalter 22 übermittelt ein Signal (ein Betätigungs-Befehlssignal) an die Parkbremssteuerung 23, das einem Parkbremsbefehl, d.h. einem Befehl des Anlegens oder Lösens, von dem Fahrer entspricht. Das heißt der Parkbremsschalter 22 überträgt das Signal (das Anlegebefehls-Signal oder das Lösebefehls-Signal) zum Anlegen oder Lösen eines Bremsbelags 33 an die Parkbremssteuerung 23, was mittels der Betätigung (Umdrehung) des Elektromotors 43B vollzogen wird.
Wenn der Fahrer den Parkbremsschalter 22 zum Anlegen der Bremse aktiviert hat (das heißt, dass dieser sich in der Stellung Parkbremse-Ein befindet), d.h. einen Anlegebefehl (Haltebefehl, Betätigungsbefehl) zum Anlegen der Bremskraft an das Fahrzeug ausgesandt hat, gibt der Bremsschalter 22 den Anlegebefehl aus. In diesem Fall wird an die Scheibenbremsen 31 der hinteren Räder 3 über die Parkbremssteuerung 23 derart elektrische Leistung übertragen, dass der Elektromotor 43B zum Bremsen in Drehung versetzt wird. Dies versetzt die Bremsen 31 der Hinterräder 3 in einen Bremsenanlege-Zustand, bei dem die Scheibenbremsen 31, um als Parkbremsen oder Behelfsbremsen zu wirken, mit einer Bremskraft beaufschlagt sind.
Wenn der Fahrer den Parkbremsschalter 22 zum Lösen der Bremse aktiviert hat (das heißt, dass sich dieser in der Stellung Parkbremse-Aus befindet), d.h. einen Lösebefehl zum Lösen der Bremskraft von dem Fahrzeug ausgesandt hat, gibt der Parkbremsschalter 22 einen Lösebefehl aus. In diesem Zustand wird den Scheibenbremsen 31 über die Parkbremssteuerung 23 elektrische Leistung derart zugeführt, dass der Elektromotor 43B bezogen auf das Anlegen der Bremse in die Gegenrichtung in Drehung versetzt wird. Dies versetzt die Scheibenbremsen 31 an den Hinterrädern 3 in einen gelösten Zustand, in welchem die Parkbremskraft (oder Behelfsbremskraft) von den Scheibenbremsen 31 gelöst ist.
Die Parkbremsen können derart ausgelegt sein, dass sie in Reaktion auf einen gemäß einer Parkbrems-Anlegeerfassungslogik in der Parkbremssteuerung 23 automatisch generierten Anlagebefehl automatisch angelegt werden, beispielsweise wenn das Fahrzeug angehalten wird (z.B. wenn sich das verzögernde Fahrzeug für eine vorbestimmte Zeitspanne mit weniger als 4 km/h bewegt hat), wenn der Motor abgestellt wird, wenn der Schalthebel auf P gestellt wird, wenn eine Türe geöffnet wurde oder wenn ein Sicherheitsgurt gelöst wurde. Gleichermaßen können die Parkbremsen derart ausgelegt sein, dass sie die Bremskraft automatisch lösen (ein automatisches Lösen ausführen), und zwar in Reaktion auf einen automatischen Lösebefehl gemäß einer Parkbrems-Löseerfassungslogik in der Parkbremssteuerung 23, beispielsweise wenn sich das Fahrzeug bewegt (das Fahrzeug aus der Ruhe beschleunigt und sich für eine vorbestimmte Zeitspanne mit einer Geschwindigkeit von 5 km/h oder größer bewegt), wenn das Gaspedal bzw. das Kupplungspedal getreten werden, oder wenn der Schalthebel in eine von P oder N verschiedene Stellung bewegt wird.
In Reaktion auf einen Anlegebefehl von dem Parkbremsschalter 22 während sich das Fahrzeug bewegt, was z.B. ein Befehl für den dynamische Einsatz der Parkbremsen (des dynamischen Anlegens) zur Verwendung der Parkbremsen als Behelfsbremsen in einer Notfallsituation sein kann, kann die Parkbremssteuerung 23 derart ausgelegt sein, dass sie ermittelt, ob die Räder (Hinterräder 3) blockieren (oder rutschen) und die Bremskraft (ABS-Steuerung) in Abhängigkeit eines entsprechend dem Zustand der Räder (ob diese blockieren) generierten Anlege- oder Lösebefehls automatisch anlegt oder löst.
Als nächstes wird die Struktur der Scheibenbremsen 31, 31 mit einer elektrischen Parkbremsfunktion für linke und rechte Räder 3, 3 in Bezugnahme auf 2 beschrieben. Vorliegend zeigt 2 lediglich eine der rechten und linken Scheibenbremsen 31, 31 für die rechten und linken Hinterräder 3, 3.
Das Paar Scheibenbremsen 31 für die rechten und linken Hinterräder des Fahrzeugs ist von hydraulischem Typ und weist eine elektrische Parkbremsfunktion auf. Die Scheibenbremsen 31 bilden zusammen mit der Parkbremssteuerung 23 ein Bremssystem (Bremsvorrichtung). Jede Scheibenbremse 31 weist auf: ein Anbringelement 32, das an einem nicht drehbaren Abschnitt an der entsprechenden Hinterrad 3-Seite des Fahrzeugs angebracht ist; einen inneren und einen äußeren Bremsbelag 33, welche als Reibungselemente dienen, und eine Bremszange 34 als Bremsmechanismus mit einem elektrischen Aktuator 43.
Die Scheibenbremse 31 schiebt Bremsbeläge 33 durch einen Kolben 39 mit Hydraulikdruck vor - beispielsweise in Reaktion auf die Bedingung, dass das Bremspedal 6 niedergedrückt wird - und zwar derart, dass die Bremsbeläge 33 zum Anlegen der Bremskraft an das Rad (das Hinterrad 3) an den Scheibenrotor 4 gedrückt werden. Bei Erhalt eines Betätigungsbefehls in der Form eines Signals vom Parkbremsschalter 22 oder eines Betätigungsbefehls basierend auf der oben beschriebenen Parkbremse Ein-Aus-Erfassungslogik oder der ABS-Steuerung schiebt die Scheibenbremse 31 ferner den Kolben 39 (über einen Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung) unter Zuhilfenahme des Elektromotors 43B derart vor, dass die Bremsbeläge 33 zum Anlegen einer Bremskraft an das Rad (das Hinterrad 3) gegen den Scheibenrotor 4 gepresst werden.
Das Anbringelement 32 weist auf: ein Paar nicht gezeigter Arme, die sich in der Axialrichtung des Scheibenrotors 4 (Scheibenachse) derart erstrecken, dass sie die Außenkanten des Scheibenrotors 4 überspannen und entlang des Umfangs der Scheibe voneinander beabstandet sind, ein dickes Abstützungselement 32A, das die Basis-Enden der Arme einstückig verbindet und an der Innenseite des Scheibenrotors 4 an einem nicht drehbaren Abschnitt des Fahrzeugs angebracht ist, sowie einen Abstützungsholm 32B, welcher die Spitzen der Arme auf der Außenseite des Scheibenrotors 4 verbindet.
Die inneren und äußeren Bremsbeläge 33 sind derart angeordnet, dass sie mit gegenüberliegenden Seiten des Scheibenrotors 4 in Kontakt kommen, und sind durch die Arme das Anbringelements 32 derart gelagert, dass sie sich entlang der Scheibenachse bewegen können. Die äußeren und inneren Bremsbeläge 33 werden durch die Bremszange 34 (Bremszangenkörper 35 und Kolben 39) gegen die gegenüberliegenden Seiten des Scheibenrotors 4 gedrückt, was die Bremsbeläge 33 zum Anlegen einer Bremskraft an das Fahrzeug gegen den sich mit dem Rad (dem Hinterrad 3) drehenden Scheibenrotor 4 presst.
Das Anbringelement 32 weist eine als Radzylinder dienende Bremszange 34 derart auf, dass diese den Außenumfang des Scheibenrotors 4 überspannt. Die Bremszange 34 weist auf: einen Bremszangenkörper 35, der derart gelagert ist, dass er sich entlang der Achse des Scheibenrotors 4 relativ zu den Armen des Anbringelements 32 bewegen kann, einen Kolben 39, der in dem Bremszangenkörper 35 angeordnet ist, ein Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung, einen elektrischen Aktuator 43 usw. Die Bremszange 34 setzt den Kolben 39, der durch den durch die entsprechende Betätigung des Bremspedals 6 erzeugten Hydraulikdruck bewegt wird, dazu ein, die Bremsbeläge 33 vorzuschieben.
Der Bremszangenkörper 35 weist auf: einen Zylinderabschnitt 36, einen Brückenabschnitt 37 und einen Klauenabschnitt 38. Der Zylinderabschnitt 36 ist von röhrenförmiger Form, die an einem Axialende durch eine Trennwand 36A geschlossen ist und an dem anderen, dem Scheibenrotor 4 gegenüberliegenden Ende offen ist. Der Brückenabschnitt 37 erstreckt sich von dem Zylinderabschnitt 36 entlang der Scheibenachse derart, dass er den Außenumfang des Scheibenrotors 4 überspannt. Der Klauenabschnitt 38 ist bezüglich des Zylinderabschnitts 36 an der gegenüberliegenden Seite angeordnet und erstreckt sich von dem Brückenabschnitt 37 radial nach innen.
Dem Zylinderabschnitt 36 des Bremszangenkörpers 35 wird über die bremsseitige Leitung 12C oder 12D (1) beispielsweise dann Hydraulikdruck zugeführt, wenn auf das Bremspedal 6 getreten wird. Der Zylinderabschnitt 36 ist integral mit der zwischen dem Zylinderabschnitt 36 und dem elektrischen Aktuator 43 angeordneten Trennwand 36A ausgeführt. Die Trennwand 36 weist ein axiales Durchgangsloch auf und nimmt darin eine drehbare Ausgabewelle 43C des elektrischen Aktuators 43 auf.
Der Zylinderabschnitt 36 des Bremszangenkörpers 35 enthält den Kolben 39 als ein bewegbares Element sowie den Umwandlungsmechanismus 40 von Rotations- in Linearbewegung. In dieser Ausführungsform ist der Umwandlungsmechanismus 40 von Rotations- in Linearbewegung in dem Kolben 39 aufgenommen, wobei dessen Aufnahme in dem Kolben 39 allerdings nicht notwendig ist, solange dieser den Kolben 39 vorschieben kann.
Der Kolben 39 bewegt die Bremsbeläge 33 hin zum Scheibenrotor 4 und von diesem weg. Der Kolben 39 ist an einer Seite in der Axialrichtung offen und an der anderen, dem Bremsbelag 33 gegenüberliegenden Seite durch eine Abdeckung 39A geschlossen. Der in dem Zylinder 36 angeordnete Kolben 39 bewegt sich, wenn an den elektrischen Aktuator 43 (den Elektromotor 43B) ein Strom angelegt ist, oder wenn - beispielsweise durch Treten des Bremspedals - ein Hydraulikdruck in den Zylinderabschnitt 36 eingegeben ist. Eine derartige Bewegung des Kolbens 39 durch den elektrischen Aktuator 43 (den Elektromotor 43B) wird durch ein Linearbewegungselement 42 vollzogen, das gegen den Kolben 39 gedrückt wird. Der Umwandlungsmechanismus 40 für Rotationsin Linearbewegung ist in dem Kolben 39 angeordnet, welcher Kolben derart ausgelegt ist, dass er sich durch den Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung entlang der Achse des Zylinderabschnitts 36 bewegt.
Um den Kolben 39 der Bremszange 34 vorzuschieben und um dem Kolben 39 und die Bremsbeläge 33 in dem vorgeschobenen Zustand zu belassen oder zu halten, setzt der Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung eine durch den elektrischen Aktuator 43 ausgeübte externe Kraft ein - und nicht etwa Kraft, die in Form von Hydraulikdruck in den Zylinder 36 eingegeben ist. Dies versetzt die Parkbremse in einen Zustand, in dem die Bremse angelegt ist (ein Haltezustand). Unter Zuhilfenahme des elektrischen Aktuators 43 bewegt der Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung den Kolben 39 zum Lösen der Parkbremsen ferner in die Gegenrichtung (Lösezustand). Da die rechten und linken Scheibenbremsen 31 jeweils den rechten und linken Hinterrädern 3 zugeordnet sind, sind den rechten und linken Seiten des Fahrzeugs jeweils auch ein Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung und ein elektrischer Aktuator 43 zugeordnet. In dieser Ausführungsform dient der Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung als ein VorschubHaltemechanismus. Der elektrische Aktuator 43 und der Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung können dazwischen auch mit einer einen Vorschubhaltemechanismus bildenden Reduktionseinrichtung versehen sein.
Der Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung weist auf: ein Schraubenelement 41 mit einem stangenförmigen Körper, der Außengewinde von trapezoidaler Form oder dergleichen aufweist, sowie ein Linearbewegungselement 42 (das als Spindel-Mutter-Mechanismus dient) mit einem Loch, das ein trapezoidales Innengewinde auf dessen Innenumfangsseite aufweist. Das Linearbewegungselement 42 ist ein bewegbares Element (Vorschubelement), das durch den elektrischen Aktuator 43 hin zum Kolben 39 und von diesem weg bewegt wird. Das Schraubenelement 41, das mit der Innenumfangsseite des Linearbewegungselements 42 kämmt, bildet einen Schraubenmechanismus, der die durch den elektrischen Aktuator 43 erzeugte Drehbewegung in eine lineare Bewegung des Schraubenelements 42 umwandelt. Zur Bildung eines Vorschubhaltemechanismus sind die Innengewinde des Linearbewegungselements 42 und die Außengewinde des Schraubenelements 41 Gewinde mit hoher Irreversibilität - in dieser Ausführungsform trapezoidale Gewinde.
Der Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung (Vorschubhaltemechanismus) greift auf Reibungskräfte (Haltekräfte) zurück, um das Linearbewegungselement 42 (d.h. den Kolben 39) selbst dann in einer gewissen Position zu halten, wenn das Anlegen von Strom an den Elektromotor 43B gestoppt ist. Solange der Vorschubhaltemechanismus den Kolben 39 an der Position halten kann, zu welcher der Kolben 39 durch den elektrischen Aktuator 43 bewegt oder vorgeschoben wurde, kann er, von einem trapedzoidalen Gewinde abweichend, beliebig anderweitig ausgestaltet sein (beispielsweise durch ein Dreiecksgewinde hoher Irreversibilität oder ein Schneckengetriebe).
Das mit der Innenumfangsseite des Linearbewegungselements 42 kämmende Schraubenelement 41 weist an einem axialen Ende des Schraubenelements 41 einen Flanschabschnitt 41A bzw. Flansch von großem Durchmesser auf, und das andere Axialende des Schraubenelements 41 erstreckt sich hin zur Abdeckung 39A des Kolbens 39. Das Schraubenelement 41 ist an dem Flanschabschnitt 41A einstückig mit der Ausgabewelle 43C des elektrischen Aktuators 43 verbunden. Das Linearbewegungselement 42 weist an dessen Außenumfangsseite einen Eingriffsvorsprung 42A auf, welcher bezüglich des Kolbens 39 Relativbewegung des Linearbewegungselements 42 in der Axialrichtung gestattet, während er dessen Rotation relativ zum Kolben 39 verhindert (Verhinderung einer Relativrotation).
Auf Grundlage eines Betätigungsbefehlssignals von dem Parkbremsschalter 22 oder der Parkbrems-Anlege/LöseErfassungslogik/ABS-Steuerung betätigt der an dem Bremszangenkörper 35 der Bremszange 34 befestige elektrische Aktuator 43 die Scheibenbremse 31 (legt diese an bzw. löst diese). Der elektrische Aktuator 43 weist auf: ein an der Außenseite der Trennwand 36A angebrachtes Gehäuse 43A, einen Elektromotor 43B mit einem Stator und einem in dem Gehäuse 43A angeordneten Rotor, der den Kolben 39 bewegt, wenn er mit Energie versorgt ist (wenn ein Strom an diesen angelegt ist), einen nicht gezeigten Reduktionsmechanismus zum Erhöhen eines Drehmoments des Elektromotors 43B, und eine Ausgabewelle 43C zur Ausgabe des erhöhten Drehmoments. Der Elektromotor 43B ist beispielsweise ein DC-Bürstenmotor. Die Ausgabewelle 43C erstreckt sich in der Axialrichtung durch die Trennwand 36A des Zylinderabschnitts 36, wobei die Ausgabewelle 43C mit einem Ende des Flanschabschnitts 41A des Schraubenelements 41 derart verbunden ist, dass sie sich mit diesem dreht.
Die Ausgabewelle 43C und das Schraubenelement 41 sind durch Verbindungseinrichtungen verbunden, welche sich in der Axialrichtung bewegen können aber von einer Drehung abgehalten sind. Eine solche Verbindungseinrichtung ist beispielsweise eine bekannte Keilpassung, eine polygonale (nicht kreisförmige) Passung oder dergleichen. Der Reduktionmechanismus kann beispielsweise ein Planetengetriebe-Reduktionsmechanismus oder ein Schneckengetriebe-Reduktionsmechanismus sein. Ein Schneckengetriebe-Reduktionsmechanismus oder andere (irreversible) Reduktionsmechanismen, welche nicht in der Lage sind, ihre Bewegung selbsttätig umzukehren, können mit einem bekannten reversiblen Mechanismus, wie einem Kugel-Schraubenmechanismus oder einem Kugel-Rampenmechanismus als der Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung verwendet werden. Ein solcher reversibler Umwandlungsmechanismus für Rotations- in Linearbewegung und beispielsweise der irreversible Rotationsmechanismus bilden einen Vorschubhaltemechanismus.
Beim Einschalten des Parkbremsschalters 22 durch den Fahrer (nach 1 bis 3) wird durch die Parkbremssteuerung 23 ein Strom an den Elektromotor 43B derart angelegt, dass die Ausgabewelle 43C des elektrischen Aktuators 43 in Drehung versetzt wird. Auf diese Weise dreht sich das Schraubenelement 41 des Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung mit der Ausgabewelle 43C derart in einer Richtung, dass der Kolben 39 über das Linearbewegungselement 42 hin zum Scheibenrotor 4 vorgeschoben (getrieben) wird. Dies veranlasst die Scheibenbremse 31 dazu, den Scheibenrotor 4 zwischen den inneren und äußeren Bremsbelägen 33 zu halten, was in einem Zustand der angelegten Bremse (bzw. einem Haltezustand) als eine Anlegebremskraft der elektrischen Parkbremse dient.
Wenn der Parkbremsschalter 22 zum Lösen der Bremse betätigt wird, dreht der elektrische Aktuator 43 das Schraubenelement 41 des Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung in die andere Richtung (Gegenrichtung). Bei dieser Betätigung wird das Linearbewegungselement 42 (und, falls kein Hydraulikdruck anliegt, der Kolben 39) von dem Scheibenrotor 4 zum Lösen der Park-Bremskraft der Scheibenbremse 31 wegbewegt, um die Scheibenbremse 31 in einen Lösezustand zu versetzen.
Im Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung ist die Drehung des Linearbewegungselements 42 in dem Kolben 39 eingeschränkt, wenn sich das Schraubenelement 41 relativ zum Linearbewegungselement 42 bewegt, sodass das Linearbewegungselement 42 in der Axialrichtung entsprechend des Winkels, um den sich das Schraubenelement 41 dreht, eine Relativbewegung erfährt. Dies führt dazu, dass der Umwandlungsmechanismus 40 für Rotationsin Linearbewegung die Drehbewegung in eine Linearbewegung umwandelt, was im Gegenzug das Linearbewegungselement 42 dazu veranlasst, den Kolben 39 vorzuschieben. Gleichzeitig verwendet der Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung am Schraubenelement 41 anliegende Reibungskräfte, um das Linearbewegungselement 42 und damit auch den Kolben 39 und die durch den elektrischen Aktuator 43 vorgeschobenen Bremsbeläge 33 in einer gewissen Position zu halten.
Die Trennwand 36A des Zylinderabschnitts 36 weist zwischen der Trennwand 36A und dem Flanschabschnitt 41A des Schraubenelements 41 ein Vorschublager 44 auf. Das Vorschublager 44 nimmt eine Vorschublast von der Trennwand 36A und dem Schraubenelement 41 und ermöglicht eine ruckfreie Drehung des Schraubenelements 41 relativ zur Trennwand 36A. Die Trennwand 36A des Zylinderabschnitts 36 ist zwischen der Trennwand 36A und der Ausgabewelle 43 des elektrischen Aktuators 43 mit einem Dichtelement 45 versehen. Das Dichtelement 45 dichtet den Zylinderabschnitt 36 und den elektrischen Aktuator 43 voneinander ab, um ein Lecken des Bremsfluids in dem Zylinderabschnitt 36 in den elektrischen Aktuator 43 zu verhindern.
Der Zylinderabschnitt 36 weist an seinem offenen Ende auf: eine Kolbendichtung 46, eine elastische Dichtung zum Abdichten zwischen dem Zylinderabschnitt 36 und dem Kolben 39 und einen Staubbalg 47 zum Verhindern des Eintritts von Fremdkörpern in den Zylinderabschnitt 36. Der Staubbalg 47 ist ein flexibles balgartiges Dichtelement, das zwischen dem offenen Ende des Zylinderabschnitts 36 und dem Außenumfang der Abdeckung 39A des Kolbens 39 angeordnet ist.
Mit der Ausnahme der Parkbremsen weisen die Scheibenbremsen 5 für die Vorderräder 2 im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die Scheibenbremsen 31 für die Hinterräder 3 auf. Insbesondere weisen die Scheibenbremsen 5 für die Vorderräder 2 weder den Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung noch den Aktuator 43 usw. der als Parkbremsen fungierenden Scheibenbremsen 31 für die Hinterräder 3 auf. Allerdings können anstelle der Verwendung der Scheibenbremsen 5 auch die Vorderräder 2 mit den Scheibenbremsen 31 mit der elektrischen Parkbremsfunktion versehen werden.
Diese Ausführungsform wurde bis hierhin am Beispiel von elektrischen Scheibenbremsen 31 mit elektrischen Aktuatoren 43 beschrieben. Solange ein Bremsenmechanismus Reibungselemente (einen Belag, einen Schuh) durch einen elektrischen Aktuator (Elektromotor) gegen Rotationselemente (einen Rotor, eine Trommel) presst (vorschiebt) und den Druck aufrechterhalten kann, kann der in dieser Ausführungsform verwendete Bremsenmechanismus allerdings ein beliebiger anderer Bremsenmechanismus sein - wie etwa eine elektrische Scheibenbremse mit einer elektrischen Bremszange, eine elektrische Trommelbremse, welche unter Zuhilfenahme eines elektrischen Aktuators zum Anlegen der Bremse einen Bremsschuh gegen eine Trommel presst, oder eine Scheibenbremse mit einer Parkbremse vom Typ einer elektrischen Trommelbremse sowie ferner auch eine Struktur, bei der ein elektrischer Aktuator zum Ziehen an einem Seil zum Anlegen der Parkbremse verwendet wird.
Die Bremsvorrichtung für ein vierrädriges Fahrzeug gemäß dieser Ausführungsform wird auf die folgende Weise betrieben.
Wenn der Fahrer des Fahrzeugs auf das Bremspedal 6 tritt, wird die Kraft an dem Bremspedal 6 über den Bremskraftverstärker 7 auf den Masterzylinder 8 übertragen, und im Gegenzug erzeugt der Masterzylinder 8 einen Bremsfluiddruck. Der in dem Masterzylinder 8 erzeugte Hydraulikdruck wird durch die zylinderseitigen Hydraulikdruckleitungen 10A, 10B, das ESC 11 und die bremsseitigen Hydraulikleitungen 12A, 12B, 12C und 12D zu den Scheibenbremsen 5, 31 derart übertragen, dass an den rechten und linken Vorderrädern 2 und den rechten und linken Hinterrädern 3 Bremskräfte angelegt werden.
Die Scheibenbremsen 31 für die Hinterräder 3 werden auf die folgende Weise betrieben. Wird der Hydraulikdruck über die bremsseitigen Leitungen 12C, 12D zum Anheben des Hydraulikdrucks in dem Zylinderabschnitt 36 an den Zylinderabschnitt 36 der Bremszange 34 übertragen, verschiebt sich der Kolben 39 hin zum inneren Bremsbelag 33 und drückt diesen gegen eine Seite des Scheibenrotors 4. Dies verursacht eine Gegenkraft, welche die Bremszange 34 als Ganzes relativ zu den Armen des Anbringelements 32 nach innen gleiten lässt.
Im Ergebnis wirkt ein Außenabschnitt (die Klaue 38) der Bremszange 34 dahingehend, dass er den äußeren Bremsbelag 33 gegen den Scheibenrotor 4 presst, welcher damit zwischen axial gegenüberliegenden Seiten durch das Paar Bremsbeläge 33 gehalten wird, womit Bremskraft hydraulisch angelegt wird. Beim Lösen der Bremse wird, um eine Rückbewegung des Kolben 39 in den Zylinderabschnitt 36 zu ermöglichen, die Beaufschlagung des Zylinderabschnitts 36 mit Hydraulikdruck gestoppt, was die inneren und äußeren Bremsbeläge 33 von dem Scheibenrotor 4 beabstandet und das Fahrzeug zurück in einen nicht bremsenden Zustand versetzt.
Ferner veranlasst die Betätigung des Fahrers, den Bremsschalter 22 in die Bremsstellung (Ein)zu bewegen, die Parkbremssteuerung 23 dazu, dem Motor 43B der Scheibenbremse 31 elektrische Leistung zuzuführen und damit die Ausgabewelle 43C des elektrischen Aktuators 43 in Rotation zu versetzen. Die Scheibenbremse 31 mit einer elektrischen Parkbremsfunktion wandelt die Drehbewegung des elektrischen Aktuators 43 über das Schraubenelement 41 des Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung in Linearbewegung des Linearbewegungselements 42 um, welches sich im Gegenzug in der Axialrichtung bewegt, und gegen den Kolben 39 drückt, wodurch das Paar Bremsbeläge 33 gegen die gegenüberliegenden Flächen des Scheibenrotors 4 gedrückt wird.
Dabei wird das Linearbewegungselement 42 durch Reibungskräfte (Haltekräfte), die zwischen dem Linearbewegungselement 42 und dem Schraubenelement 41 erzeugt werden, in dem Bremszustand gehalten, wobei die Reibungskraft durch Druck-Gegenkräfte von dem Kolben 39 in Form einer Normalkraft erzeugt werden, was die Scheibenbremsen 31 für die Hinterräder 3 insgesamt in den Parkbremsenbetrieb (den Anlegezustand) versetzt. Mit anderen Worten halten das Innengewinde des Linearbewegungselements 42 und das Außengewinde des Schraubenelements 41 das Linearbewegungselement 42 (und damit den Kolben 39) selbst dann in der Bremsposition, wenn die Zufuhr von elektrischer Leistung zum Elektromotor 43B gestoppt wurde.
Des Fahrers Betätigung des Parkbremsschalters 22 zum Lösen der Bremse (Aus) führt zur Übertragung von elektrischer Leistung von der Parkbremssteuerung 23 zum Elektromotor 43B derart, dass sich dieser in die Gegenrichtung dreht und damit die Ausgabewelle 43C des elektrischen Aktuators 43 in die Richtung dreht, die der Richtung zum Aktivieren der Parkbremse (zum Anlegen der Bremse) entgegengesetzt ist. Dies führt zum Lösen der durch das Schraubenelement 41 und das Linearbewegungselement 42 ausgeübten Bremswirkung und veranlasst den Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung dazu, das Linearbewegungselement 42 zurück in den Zylinderabschnitt 36 zu bewegen, und zwar um eine Distanz, die dem Ausmaß der Rückrotation des elektrischen Aktuators 43 zum Lösen der von der Parkbremse ausgeübten Bremskraft entspricht (Scheibenbremse 31).
Die Parkbremssteuerung 23 bildet zusammen mit dem Paar linker und rechter Scheibenbremsen 31 ein elektrisches Bremssystem (Bremsvorrichtung). Wie in 3 gezeigt, weist die Parkbremssteuerung 23 einen Betriebsschaltkreis (CPU) 24 mit einem Mikrocomputer usw. auf und wird über eine Energieleitung 15 mit Energie von einer Batterie 14 versorgt.
Die Parkbremssteuerung 23 bildet eine Steuereinrichtung (Steuerung, Steuereinheit), welche den Elektromotor 43B der Scheibenbremse 31 derart steuert, dass beim Parken oder Anhalten (bzw., falls nötig, beim Fahren) des Fahrzeugs eine Bremskraft erzeugt wird (eine Parkbremse bzw. eine Behelfsbremse aktiviert werden). Die Parkbremssteuerung 23 betätigt den Elektromotor 43B, wodurch dieser die Scheibenbremsen 31 als eine Parkbremse (oder falls nötig als eine Behelfsbremse) betätigt (d.h. anlegt oder löst).
Gemäß einem Betätigungsbefehl (einem Anlege- oder Lösebefehl) entsprechend der Betätigung des Parkbremsschalters 22 durch den Fahrer aktiviert die Parkbremssteuerung 23 den Elektromotor 43B dahingehend, dass die Scheibenbremsen 31 angelegt werden (und angelegt bleiben) oder gelöst werden. Ferner aktiviert bzw. löst die Parkbremssteuerung 23 die Scheibenbremsen 31 durch Aktivieren des Elektromotors 43B auch auf der Grundlage eines Betätigungsbefehls durch eine Parkbremse-Anlege/LöseErfassungslogik. Ferner aktiviert bzw. löst die Parkbremssteuerung 23 die Scheibenbremsen 31 durch Aktivieren des Elektromotors 43B auf Grundlage eines Betätigungsbefehls von der ABS-Steuerung. Dabei bringt der Umwandlungsmechanismus 40 für Rotations- in Linearbewegung (der Vorschubhaltemechanismus) den Kolben 39 und die Bremsbeläge 33 in den Scheibenbremse 31 entsprechend einer Betätigung des Elektromotors 43B in Eingriff bzw. löst diesen.
Wie oben beschrieben, wird der Befehl zur Bremsbetätigung des Fahrzeugs (der Bremsenanlege- oder Lösebefehl) entweder manuell mittels des Parkbremsschalters 22 oder automatisch mittels der Anlege/Löse-Erfassungslogik der Parkbremssteuerung 23 oder durch die ABS-Steuerung getroffen. Mit anderen Worten bilden der Parkbremsschalter 22 und/oder die Parkbremssteuerung 23 in dieser Ausführungsform einen Befehlsgenerator, der derart ausgelegt ist, dass er einen Anlegebefehl zum Anlegen einer Bremskraft an das Fahrzeug und einen Lösebefehl zum Lösen der Kraft erzeugt. Die Parkbremssteuerung 23 weist eine Ausführungseinheit zum Ausführen eines von dem Befehlsgenerator erhaltenen Befehls auf, wobei dies durch Anlegen eines Stroms an den Elektromotor 43B entsprechend dem Befehl vollzogen wird.
Wie in 1 bis 3 gezeigt, ist die Steuerung 23 eingabeseitig mit dem Parkbremsschalter 22 und ausgabeseitig mit dem Elektromotor 43B der Scheibenbremsen 31 verbunden. Wie in 3 gezeigt, ist insbesondere der Betriebsschaltkreis (CPU) 24 der Parkbremssteuerung 23 mit dem Parkbremsschalter 22, dem Fahrzeug-Datenbus 16, einem Spannungssensor 26, einem Motorantriebsschaltkreis 27 und einem Stromsensor 28 usw. sowie mit einem Speicher 25 verbunden. Verschiedenste Arten von zur Parkbremssteuerung (zum Betrieb) notwendige Daten und Zustandsgrößen können durch den Fahrzeug-Datenbus 16 bezogen werden.
Alternativ können solche Fahrzeugdaten von dem Fahrzeug-Datenbus 16 durch direktes Verbinden relevanter Sensoren mit der Parkbremssteuerung 23 (bzw. deren Betriebsschaltkreis 24) bezogen werden.
Der Betriebsschaltkreis 24 der Parkbremssteuerung 23 kann derart strukturiert sein, dass er auf der Grundlage der oben beschriebenen Erfassungslogik oder der ABS-Steuerung oder auch von anderen mit dem Fahrzeug-Datenbus 16 verbundenen Steuerungen (z.B. der Steuerung 13) einen Betätigungsbefehl erhält. Auf diese Weise muss die Erfassung zum Anlegen oder Lösen der Parkbremse auf Grundlage der Erfassungslogik oder der ABS-Steuerung nicht durch die Parkbremssteuerung 23 vollzogen werden, sondern die Steuereinheit 13 oder eine andere Steuerung können herangezogen werden. Mit anderen Worten kann die Steuerung durch die Parkbremssteuerung 23 in der Steuereinheit 13 beinhaltet sein.
Die Parkbremssteuerung 23 weist einen Speicher 25 auf (siehe 3), der beispielsweise einen Flash-Speicher, ROM, RAM, EEPROM oder dergleichen aufweist. Zusätzlich zu einem Programm für die Erfassungslogik zum Anlegen oder Lösen der Parkbremse sowie der ABS-Steuerung speichert der Speicher 25 ein Verarbeitungsprogramm zum Ausführen eines in 6 gezeigten Verarbeitungsablaufs oder ein Verarbeitungsprogramm zur Löse-Steuerung oder dergleichen. Der Speicher 25 speichert auch eine Reihe von Referenzwerten (Zeitmasken, Einstellwerte, eingestellte Zeitspannen) für das Verarbeitungsprogramm oder dergleichen.
In dieser Ausführungsform ist die Parkbremssteuerung 23 separat von der Steuereinheit 13 des ESC 11 ausgeführt - sie kann aber stattdessen auch in diese integriert sein. In dieser Ausführungsform steuert die Parkbremssteuerung 23 die rechten und linken Scheibenbremsen 31, wobei sie stattdessen aber auch für jede der Scheibenbremsen 31 separat angeordnet sein kann. Dies gestattet die Integration der Parkbremssteuerung 23 in die entsprechenden Scheibenbremsen 31.
Wie in 3 gezeigt, weist die Parkbremssteuerung 23 auf: einen Spannungssensor 26, der derart ausgelegt ist, dass er eine durch die Energieleitung 15 fließende Spannung erfasst, rechte und linke Ansteuerschaltkreise 27, 27, die derart ausgelegt sind, dass sie die rechten und linken Elektromotoren 43B, 43B betätigen, rechte und linke Stromsensoren 28, 28, die derart ausgelegt sind, dass sie durch die rechten und linken Motoren 43B, 43B fließenden Motorströme usw. erfassen. Der Spannungssensor 26, die Motoransteuerschaltkreise 27 und die Stromsensoren 28 sind mit dem Betriebsschaltkreis 24 verbunden.
Zum Anlegen oder Lösen der Bremse ist der Betriebsschaltkreis 24 der Parkbremssteuerung 23 damit derart ausgelegt, dass er das Eingreifen bzw. nicht-Eingreifen der Scheibenbremse 4 und der Bremsbeläge 33, den Aus-Zustand der Elektromotoren 43 (ob das Anlegen oder Lösen der Bremsen vervollständigt ist) usw. auf Grundlage von Änderungen im Motorstrom durch die Elektromotoren 43B mit den Stromsensoren 28, 28 erfasst.
Wie in 4 gezeigt ist, weisen rechte und linke Motoransteuerschaltkreise 27, 27 H-Brückenschaltkreise 27A auf, die beispielsweise vier Halbleiterswitches mit Feldeffekttransistoren (FET), d.h. einen ersten Switch (Tr1) 27A1, einen zweiten Switch (Tr2) 27A2, einen dritten Switch (Tr3) 27A3 und einen vierten Switch (Tr4) 27A4 umfassen. Die Switches 27A1 bis 27A4 werden entsprechend einem Befehl von dem Betriebsschaltkreis 24 an (Verbindungszustand) und ausgeschaltet (Unterbrechung). Mit anderen Worten wird das Anlegen von Strom an die Elektromotoren 43B mit den Switches 27A1 bis 27A4 der H-Brückenschaltung 27A an- und ausgeschaltet.
Beispielsweise werden die Elektromotoren 43B zum Anlegen der Bremse durch Einschalten des ersten Switches 27A1, durch Ausschalten des zweiten Switches 27A2, durch Ausschalten des dritten Switches 27A3 und durch Einschalten des vierten Switches 27A4 (Tr1: Ein; Tr2: Aus; Tr3: Aus; Tr4: Ein) betrieben. Zum Lösen der Bremse werden die Elektromotoren 43B durch Ausschalten des ersten Switches 27A1, durch Einschalten des zweiten Switches 27A2, durch Einschalten des dritten Switches 27A3 und durch Ausschalten des vierten Switches 27A4 (Tr1: Aus, Tr2: Ein, Tr3: Ein, Tr4: Aus) betrieben.
Das Ausschalten aller Switches 27A1 bis 27A4 schaltet den elektrischen Strom zu den Elektromotoren 43B ab (Aus-Zustand) (Tr1: Aus, Tr2: Aus, Tr3: Aus, Tr4: Aus). Das Einschalten der ersten und zweiten Switches 27A1 und 27A2 bei ausgeschalteten dritten und vierten Switches 27A3 und 27A4 aktiviert die motorbetriebenen Bremsen bzw. verleiht den Elektromotoren 43B Bremskraft (Tr1: Ein, Tr2: Ein, Tr3: Aus, Tr4: Aus).
Das Ausschalten des ersten Switches 27A1, das Einschalten des zweiten Switches 27A2, das Ausschalten des dritten Switches 27A3 und das Ausschalten des vierten Switches 27A4 resultiert in einem nachgeschalteten Aus-Zustand (Tr1: Aus, Tr2: Ein, Tr3: Aus, Tr4: Aus). Dieser nachsteuer-Aus-Zustand kann einfach dadurch realisiert werden, dass der dritte Switch 27A3 ausgeschaltet wird, wenn die Elektromotoren 43 in der Richtung zum Lösen der Bremse betrieben werden.
Gemäß Patentdokument 1 werden die Elektromotoren zum Lösen der Bremse bei 100 % relativer Einschaltdauer betrieben, wenn die Straße eben (horizontal) ist, wohingegen sie beispielsweise bei 50 % relativer Einschaltdauer betrieben werden, wenn die Straße um einen vorbestimmten Grad oder größer in der Richtung der Fahrzeugbewegung geneigt ist. Dies verlangsamt den Kolbenvorschub auf eine geringere Rate (im Sinne einer graduellere Vorschubreduktion) als im Falle einer ebenen Straße, macht aber den Lösebetrieb nicht ruckfrei, weil beim Lösen eine übermäßig lange Zeit bis zum Beginn der tatsächlichen Rücknahme des Kolbenvorschubs vergehen kann oder an dem Fahrzeug beim Ende des Lösens noch ein zu großer Widerstand anliegt, was beim Fahrer oder anderen Passagieren das Gefühl eines Widerstands oder Ruckens zu Beginn der Fahrzeugbewegung hervorrufen kann.
In dieser Ausführungsform weist die Parkbremssteuerung 23 eine Steuerung auf, welche nach Erhalt eines Befehls zum Lösen - der entweder durch den Parkbremsschalter 22 manuell oder durch die Logik zur Bestimmung eines Lösevorgangs durch die Parkbremssteuerung 23 automatisch getätigt wurde - die folgenden Steuerungen umfasst: eine Stromhaltesteuerung, welche den Strom zu den Elektromotoren 43B hält, und eine Schaltungssteuerung, welche sukzessive zwischen einem großen und einem geringen Stromwert schaltet, der an die Elektromotoren angelegt ist (die Steuerungen sind in S2, S9, S5, S12, S8 von 6 beschrieben). 5, welche die Details dieses Betriebs betrifft, zeigt zeitliche Änderungen im Strom (Motorstrom) an die Elektromotoren 43B beim Lösen, den Umschaltbetrieb der Motoransteuerungs-Schaltkreise 27, den Vorschub der Kolben 39 und die von dem Beschleunigungssensor 20 erfasste Fahrzeugbeschleunigung (G-Sensorwert).
Wie durch dicke durchgezogene Linien für die Kenngrößen 29A und 29B in 5 dargestellt ist, vollführt die Parkbremssteuerung 23 bei Erhalt eines Lösebefehls eine Stromhaltesteuerung, bei der an die Elektromotoren 43B kontinuierlich Strom angelegt wird, d.h. bei der eine 100 % relative Einschaltdauer vorliegt. Nach dieser Stromhaltesteuerung wird eine Schaltungssteuerung ausgeführt, bei der Strom bei einer relativen Einschaltdauer größer als 0 % und geringer als 100 % periodisch (intermittierend) an die Elektromotoren 43 angelegt wird. Nach dieser Schaltungssteuerung wird die Stromhaltesteuerung ausgeführt.
Insbesondere vollführt die Parkbremssteuerung 23 bei Erhalt eines Lösebefehls zum Zeitpunkt (a) entlang der Zeitachse von dem Parkbremsschalter 22 oder der Löseerfassungslogik eine Spannungshaltesteuerung vom Zeitpunkt (a) an für eine erste eingestellte Zeitspanne bis zum Zeitpunkt (b). Die erste eingestellte Zeitspanne ist eine Zeitspanne für die Stromhaltesteuerung beim Beginn des Lösens und entspricht einer sogenannten Zeitmaske, d.h. einer Standby-Zeitspanne, um den Einschaltstrom 29A1 abzuwarten, der unmittelbar nach dem Aktivieren des Elektromotors 43B auftritt und danach absinkt oder konvergiert.
Der ersten eingestellten Zeitspanne folgend ist der Zeitpunkt (b) entlang der Zeitachse derjenige Zeitpunkt, an dem festgestellt wird, ob die Schaltsteuerung notwendig ist (S4 in 6). Die Feststellung, ob die Schaltsteuerung notwendig ist, wird auf Grundlage der durch den Neigungssensor 18 erfassten Neigung und der durch den Schaltungssensor 19 erfassten Stellung des Schalthebels getroffen. Die Einstellung der Länge der ersten eingestellten Zeitspanne (Zeitmaske) ermöglicht eine Einstellung auf die Zeit, ab der die durch den Kolben 39 ausgeübte Bremskraft, d.h. der Vorschub des Kolbens 39, nach Beginn des Lösevorgangs tatsächlich beginnt abzunehmen. Um ein unkomfortables Gefühl beim Lösen zu reduzieren und einen ruckfreien Lösebetrieb zu gewährleisten, wird die erste eingestellte Zeitspanne im Vorhinein in Vorexperimenten, durch Simulationen, durch Berechnung oder dergleichen festgelegt.
Die Schaltungssteuerung beginnt, falls zum Zeitpunkt (b) entlang der Zeitachse oder am Ende der ersten eingestellten Zeitspanne ermittelt wird, dass eine solche Steuerung nötig ist. Die Schaltungssteuerung verläuft vom Zeitpunkt (b), dem Ende der ersten eingestellten Zeitspanne, bis zum Zeitpunkt (c), dem Ende einer zweiten eingestellten Zeitspanne. Die Schaltsteuerung endet, wenn eine Bewegung des Fahrzeugs erfasst wird, beispielsweise wenn ein durch den Beschleunigungssensor 20 erfasster Wert einen voreingestellten Schwellwert (g4) erreicht.
Die zweite eingestellte Zeit entspricht einer variablen Zeitspanne, bis eine Bedingung zum Beenden der Schaltungssteuerung erfüllt ist - sie kann aber auch im Vorhinein auf einen konstanten Wert (festen Wert) für die zur Steuerung zur Verfügung stehende Zeit festgelegt werden. Das Einstellen der Länge der zweiten eingestellten Zeit ermöglicht eine zeitliche Einstellung hinsichtlich des Verringerns der Reduktionsrate des Vorschubs des Kolbens 39 (der Reduktionsrate der Bremskraft des Kolbens 39) vorzunehmen. Die zweite eingestellte Zeit wird ebenfalls im Vorhinein durch Vorexperimente, Simulation oder durch Berechnung oder dergleichen bestimmt, um ein unkomfortables Gefühl beim Lösen einzuschränken und einen ruckfreien Lösebetrieb zu gewährleisten.
Falls zum Zeitpunkt (c) eine Bedingung zum Beenden des Schaltbetriebs erfüllt ist, d.h. am Ende der zweiten eingestellten Zeit, beginnt die Stromhaltesteuerung, welche dann von Zeitpunkt (c) auf der Zeitachse bis zum Zeitpunkt (d) weiterläuft, wenn ein gewisser Freiraum zwischen den Bremsbelägen 33 und dem Scheibenrotor 4 hergestellt ist.
In 5 stellt die dicke durchgezogene Linie die zeitliche Änderungen dar, während der Strom kontinuierlich an die Elektromotoren 43B angelegt wird, und zwar von dem Empfang des Lösebefehls (dem Beginn des Lösens) bis zum Ende des Lösens, d.h. kontinuierliches Stromhalten findet nur bei 100% relativer Einschaltdauer statt. Wie durch die durchgezogene Linie für Kennlinie 29C in 5 dargestellt ist, ist es während der Schaltungssteuerung (0 % < relativer Einschaltdauer < 100 %) möglich, die Rate der Vorschubreduktion des Kolbens 39 (die Reduktionsrate in der Bremskraft durch den Kolben 39) verglichen mit der Kennlinie 29C', welche durch eine dicke gestrichelte Linie dargestellt ist, zu verringern (den Vorschub graduell zu reduzieren).
Während der Stromhaltesteuerung (relative Einschaltdauer = 100 %), ist es möglich, die (Umdrehungs-) Geschwindigkeit des Elektromotors 43B auf ein Niveau anzuheben, das größer als während des Schaltungsbetriebs ist. Verglichen mit dem Fall, dass die Schaltsteuerung von Beginn des Lösens an ausgeführt würde, kann die Stromhaltesteuerung damit bei Beginn des Lösens die Zeit reduzieren, die notwendig ist, bis der Vorschub des Kolbens 39 abnimmt. Verglichen mit dem Fall, dass der Schaltbetrieb bis zum vollständigen Lösen fortgeführt würde, reduziert die Stromhaltesteuerung am Ende des Lösens den Widerstand bzw. einen Ruck, der vom Fahrer und anderen Passagieren bei Beginn der Fahrzeugbewegung wahrgenommen wird.
Die Stromhaltesteuerung steuert die Switches 27A1 bis 27A4 der H-Brückenschaltung 27A, welche eine Komponente des Motoransteuerschaltkreises 27 ist, dahingehend, dass der Strom zu den Elektromotoren 43B („Lösen=Ein“) über eine vorbestimmte Zeitspanne gehalten wird, d.h. dahingehend, dass die H-Brückenschaltung 27A über eine eingestellte Zeitspanne in einem Zustand von „Lösen=Ein“ (Tr1: Aus, Tr2: Ein, Tr3: Ein, Tr4: Aus) gehalten wird.
Die Schaltungssteuerung wird durch Betätigen der Switches 27A1 bis 27A4 der H-Brückenschaltung 27A dahingehend vorgenommen, dass das Anlegen von Strom („Lösen=Ein“) an die Elektromotoren 43B und das Unterbrechen des Anlegens von Strom periodisch wiederholt werden („Aus“ bzw. nach Bedarf „nachsteuer-Aus“, „Bremsen“). Insbesondere folgt die H-Brückenschaltung 27A der Sequenz „Lösen=Ein“ (Tr1: Aus, Tr2: Ein, Tr3: Ein, Tr4: Aus), „nachsteuer-Aus“ (Tr1: Aus, Tr2: Ein, Tr3: Aus, Tr4: Aus), „Bremsen“ (Tr1: Ein, Tr2: Ein, Tr3: Aus, Tr4: Aus) und „Aus“ (Tr1: Aus, Tr2: Aus, Tr3: Aus, Tr4: Aus). Die Sequenzen „Lösen=Ein, nachsteuer-Aus, Bremsen und Aus“, welche einen Zyklus darstellt, wird mit einer eingestellten Periode wiederholt. Die eingestellte Zeit für die Stromhaltesteuerung wird beispielsweise größer oder gleich der eingestellten Periode der Schaltungssteuerung eingestellt (eingestellte Zeit ≥ eingestellte Periode).
Der Schaltungsbetrieb kann beispielsweise eine Schaltsteuerung mit fester Pulsbreite (mit einer festen Periode und einer festen Pulsbreite) sein, welche die relative Einschaltdauer zwischen dem Anlegen des Stroms („Lösen=Ein“) an die Elektromotoren 43B und dem Unterbrechen des Stroms („nachsteuer-Aus“, „Bremsen“ und „Aus“) auf einen vorbestimmten Wert (einen festen Wert größer als 0 % und geringer als 100 %, z.B. 33 %, 40 %, 50 % oder 66 %) einstellt, und insbesondere die chronologische Steuerung des Schaltens zwischen dem Anlegen des Stroms (Switch Ein) zu den Elektromotoren 43B und dem Unterbrechen (Switch Aus) in regelmäßigen Intervallen (periodisch bei einer vorbestimmten Periode) einstellt. In diesem Fall ist die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 während der Schaltungssteuerung ein fester Wert, der einer vorbestimmten relativen Einschaltdauer (ein konstanter Wert) entspricht, welche geringer als 100 % ist.
Alternativ kann die Schaltungssteuerung eine Pulsbreiten-modulierte Schaltungssteuerung (PWM-Steuerung) mit einer variablen relativen Einschaltdauer größer als 0 % und geringer als 100 % sein (mit einer variablen Periode, einer variablen Pulsbreite und, falls notwendig, einer variablen Pulsanzahl). Diese Alternative ermöglicht es, die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 durch Ändern der relativen Einschaltdauer zu ändern, d.h. durch Ändern der Periode, der Pulsbreite und, falls notwendig, der Anzahl der Pulse während der Schaltungssteuerung. Die PWM-Steuerung ist eine Stromsteuerung, welche den angelegten Strom durch Ändern der relativen Einschaltdauer mit hoher Frequenz, z.B. 1 kHz (oder der Periode), zur Reduktion der Ausgabespannung reduziert.
Unabhängig davon finden in dieser Ausführungsform sowohl die Stromhaltesteuerung als auch die Schaltungssteuerung in einer Periode von Beginn bis zum Ende eines Lösevorgangs dahingehend statt, dass die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 variabel gestaltet wird (die Reduktionsrate in der Bremskraft durch den Kolben 39; eine Geschwindigkeit des Elektromotors 43B). Beispielsweise können eine solche Stromhaltesteuerung und Schaltungssteuerung lediglich dann ausgeführt werden, wenn das Fahrzeug beginnt, sich zu bewegen, oder für ein Fahrzeug mit einer automatischen Kraftübertragung (hernach als ein AT-Fahrzeug bezeichnet). Ob das Fahrzeug ein AT-Fahrzeug oder ein Fahrzeug mit manueller Kraftübertragung (MT-Fahrzeug) ist, kann beispielsweise aus Daten erfasst werden, die durch den Fahrzeug-Datenbus (CAN) 16 übermittelt werden. Beispielsweise führt die Verfügbarkeit von Daten hinsichtlich der Getriebestellung eines Schalthebels zur Identifizierung des Fahrzeugs als ein AT-Fahrzeug.
Die Stromhaltesteuerung und die Schaltungssteuerung können lediglich beim automatischen Lösen ausgeführt werden, bei dem ein Lösebefehl durch die Lösefeststellungslogik in der Parkbremssteuerung 23 erzeugt wird (nicht beim manuellen Lösen, bei dem der Lösebefehl mit dem Parkbremsschalter 22 erzeugt wird).
Als nächstes wird eine Lösesteuerungsverarbeitung unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, welche durch den Betriebsschaltkreis 24 der Parkbremssteuerung 23 ausgeführt wird. Während an die Parkbremssteuerung 23 ein Strom angelegt ist, wiederholt sich die Lösesteuerungsverarbeitung von 6 mit einer gewissen Steuerungsperiode bzw. in regelmäßigen Intervallen (z.B. 10 ms).
Beispielsweise wenn der Verarbeitungsvorgang von 6 durch eine Systemstartbetätigung des Fahrers, wie dem Aktivieren eines Bauteils, der Zündung oder einer Energiequelle (dem Start des Fahrzeugsystems, dem Start der Parkbremssteuerung 23) gestartet wird, stellt der Betriebsschaltkreis 24 in S1 fest, ob mit dem Bremsschalter 22 oder durch die oben beschriebene Erfassungslogik ein Lösebefehl ausgegeben wurde. Mit anderen Worten ermittelt S1, ob durch den Befehlsgenerator ein Lösebefehl erzeugt ist. Falls ein „Nein“ vorliegt oder kein Lösebefehl vorliegt, wird S1 wiederholt. Falls ein „Ja“ vorliegt oder ein Lösebefehl getroffen wird, schreitet der Vorgang zu S2 fort.
In S2 werden die Elektromotoren 43B zum Lösen betätigt bzw. mit Energie zum Ausführen eines Lösevorgangs versorgt. Insbesondere wird die H-Brückenschaltung 27A, welche eine Komponente des Motoransteuerschaltkreises 27 ist, zum Lösen dahingehend geschaltet, dass die Stromhaltesteuerung begonnen wird (Tr1: Aus, Tr2: Ein, Tr3: Ein, Tr4: Aus). Nachfolgend ermittelt S3, ob eine Zeitmaske (erste Einstellzeit) verstrichen ist (Maskenerfassung). Die Zeitmaske ist eine Wartezeit, um das Abklingen eines unmittelbar nach dem Start des Elektromotors 43B auftretenden Einschaltstroms 29A1 abzuwarten und dient ferner als Standby-Periode bis zum Beginn einer Erfassung, ob eine Schaltungssteuerung auszuführen ist. Falls eine Feststellung dahingehend getroffen wurde, dass die Schaltungssteuerung notwendig ist, wird im darauffolgenden Schritt S4 nach dem Ende der Zeitmaske d.h. nach der Zeitmaske eine Schaltungssteuerung gestartet.
Falls S3 ein „Nein“ ergibt, was bedeutet, dass die vorbestimmte Zeitmaske (die erste Einstellzeit) nicht verstrichen ist, kehrt der Vorgang zurück und wiederholt S3. Falls ein „Ja“ vorliegt, was bedeutet, dass festgestellt ist, dass die Zeitmaske verstrichen ist, geht der Vorgang zu S4, welcher erfasst, ob die Schaltungssteuerung notwendig ist, d.h. ob die Stromhaltesteuerung zu beenden ist und mit einer Schaltungssteuerung zu beginnen ist, um ein ruckartiges Gefühl (ein Gefühl einer plötzlichen Bewegung des Fahrzeugs) am Fahrzeug zu verhindern, oder ob die Stromhaltesteuerung fortzuführen ist ohne die Schaltungssteuerung auszuführen.
Insbesondere ermittelt S4, auf Grundlage eines Neigungswinkels des Fahrzeugs, der aus einem von dem Neigungssensor 18 eingespeisten Neigungssignal abgeleitet wird, und der Stellung des Schalthebels, der durch ein von dem Schaltungssensor 19 zugeführtes Getriebestellungssignal angezeigt wird, ob der Schaltungsbetrieb auszuführen ist. Als solches variiert die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 (die Reduktionsrate in der Bremskraft durch den Kolben 39) in Abhängigkeit davon, ob das Halten des Stroms fortgeführt wird (schnell), oder ob diese beendet wird und mit der Schaltungssteuerung begonnen wird (langsam). Die Rate der Zurücknahme des Vorschubs, wenn der durch ein Neigungssignal angezeigte Absolutwert eines Neigungswinkels des Fahrzeugs geringer als ein voreingestellter Winkel ist, wird geringer eingestellt, als wenn der Absolutwert größer oder gleich dem voreingestellten Wert ist, und die Bewegung des Fahrzeugs nach unten gerichtet ist. Um die Rücknahmerate des Vorschubs zu reduzieren, wird mit anderen Worten die Schaltungssteuerung ausgeführt, wenn der Absolutwert eines durch ein Neigungssignal angezeigten Fahrzeugneigungswinkels größer oder gleich einem voreingestellten Winkel ist und die Bewegung des Fahrzeugs nach unten gerichtet ist.
Dafür ermittelt S4, ob das Neigungssignal größer oder gleich dem ersten eingestellten Wert ist und sich der Schalthebel im Rückwärtsgang (R) befindet, oder ob das Neigungssignal geringer oder gleich dem zweiten eingestellten Wert ist und sich der Schalthebel in einer Vorwärtsfahrstellung befindet (D, L, S oder andere Schalthebelstellungen). Die Neigung oder der Winkel der Fahrzeugneigung ist beispielsweise als Null definiert, wenn die Fahrbahnoberfläche eben (horizontal) ist oder das Fahrzeug horizontal ist, auf negative Werte (Minus) definiert, wenn die Fahrzeugfront nach unten geneigt ist (absteigt), und auf positive Werte (Plus) definiert, wenn die Front des Fahrzeugs nach oben geneigt ist (aufsteigt).
Wenn das Neigungssignal größer oder gleich dem ersten eingestellten Wert ist und sich der Schalthebel in einer Stellung befindet, die dem Rückwärtsgang entspricht, oder wenn das Neigungssignal geringer oder gleich dem zweiten eingestellten Wert ist und sich der Schalthebel in einer Stellung befindet, die einer Vorwärtsfahrbewegung entspricht, ist gemäß dieser Definition die Fahrbahnoberfläche mit einem eingestellten Wert oder größer in der Richtung des Fahrzeugs nach vorne unten geneigt. Gemäß dieser Ausführungsform wird dieser Zustand als ein „Ja“ bewertet, was bedeutet, dass eine Schaltungssteuerung nötig ist, um die Reduktionsrate des Vorschubs zu reduzieren. Um dann eine Schaltungssteuerung auszuführen, wenn der Bedarf zur Reduktion der Rücknahmerate des Vorschubs entsteht (der Bedarf zur Reduktion eines ruckartigen Gefühls im Fahrzeug), werden die ersten und zweiten eingestellten Werte des Neigungssignals im Vorhinein durch Vorabexperimente, Simulationen, Berechnungen oder dergleichen ermittelt.
Falls in S4 ein „Nein“ ermittelt wird, beispielsweise wenn das Neigungssignal nicht größer als oder gleich dem ersten eingestellten Wert ist und sich der Schalthebel im Rückwärtsgang (R) befindet, wenn das Neigungssignal nicht größer als oder gleich dem zweiten eingestellten Wert ist und sich der Schalthebel in einer Vorwärtsfahrstellung befindet (D, L, S oder andere Schalthebelstellungen) und dergleichen, ist keine Schaltungssteuerung notwendig. Dann wird mit der Stromhaltesteuerung fortgefahren, was bedeutet, dass der Vorgang zu S5 fortschreitet, um die Betätigung der Motoren 43B zum Lösen fortzusetzen, d.h. die H-Brückenschaltung 27A zum Lösen eingestellt zu lassen (Tr1: Aus, Tr2: Ein, Tr3: Ein, Tr4: Aus) (Fortfahren mit „Lösen=Ein“).
Anschließend erfasst S6, ob der Vorschub des Kolbens 39 Null ist (ob die Bremsbeläge 33 damit begonnen haben, sich von dem Scheibenrotor 4 zu entfernen). Diese Erfassung kann beispielsweise auf Grundlage von Änderungen im durch den Stromsensor 28 erfassten Strom zu den Elektromotoren 43B (Motorstrom) vorgenommen werden. Wenn der Strom (der Motorstrom) zu den Elektromotoren 43B kleiner oder gleich einem eingestellten Wert ist und eine zeitliche Änderung des Stroms kleiner oder gleich einem eingestellten Wert ist, wird festgestellt, dass der Vorschub in diesem Zustand Null ist.
Falls S6 ein „Nein“ ergibt, was bedeutet, dass der Vorschub des Kolbens 39 nicht Null ist, kehrt der Vorgang zurück und wiederholt S6. Falls sich ein „Ja“ ergibt, was bedeutet, dass der Vorschub des Kolbens 39 Null ist, geht der Vorgang zu S7.
S7 erfasst, ob die Bremsbeläge 33 und der Scheibenrotor 4 einen vorbestimmten Freiraum dazwischen aufweisen oder ob der Freiraum (X1+X2) als die Summe aus X1 und X2 in 2 größer oder gleich einem vorbestimmten Freiraum-Schwellwert ist. Nachdem der Vorschub dahingehend erfasst wurde, dass dieser Null ist (die Bremsbeläge 33 und der Scheibenrotor 4 begannen sich voneinander weg zu bewegen) oder nachdem in S6 ein „Ja“ festgestellt wurde, kann der Freiraum auf Grundlage einer Beziehung zwischen einem Stromwert, einem Spannungswert und einem Drehbetrag des Elektromotors 43B sowie gemäß einer Beziehung zwischen dem Drehbetrag und dem Versetzungsbetrag (Rückziehbetrag) der Bremsbeläge 33 (Kolben 39, Linearbewegungselemente 42) als Versatzbetrag der Bremsbeläge 33 erfasst werden. Der Freiraum-Schwellwert wird im Vorhinein durch Vorabexperimente, Simulationen, Berechnungen oder dergleichen dahingehend festgelegt, dass der Lösebetrieb mit einem geeigneten Freiraum abgeschlossen wird.
Falls S7 ein „Nein“ ergibt, was bedeutet, dass der Freiraum keinen eingestellten Wert erreicht hat (der Freiraum-Schwellwert), kehrt der Vorgang zurück und wiederholt S7. Falls sich ein „Ja“ ergibt, was bedeutet, dass der Freiraum größer oder gleich dem Freiraum-Schwellwert ist, schreitet der Vorgang zu S8 fort, um den Betrieb der Elektromotoren 43B zum Lösen zu stoppen, und die H-Brückenschaltung 27A auszuschalten (Tr1: Aus, Tr2: Aus, Tr3: Aus, Tr4: Aus). Der Vorgang kehrt dann über den Rückführschritt zum Start zurück, um den Vorgang von S1 ab zu wiederholen.
Falls S4 ein „Ja“ ergibt, was bedeutet, dass das Neigungssignal größer oder gleich dem ersten eingestellten Wert ist, und sich der Schalthebel in der Rückwärtsgangstellung (R) befindet, oder dass das Neigungssignal geringer oder gleich dem zweiten eingestellten Wert ist und sich der Schalthebel in einer Vorwärtsfahrstellung befindet (D, L, S oder andere Schalthebelstellung), ist eine Schaltungssteuerung notwendig. Dann schreitet der Vorgang zu S9 fort, um den Schaltungsbetrieb auszuführen, bei dem die H-Brückenschaltung 27A von „nachsteuer-Aus“ zu „Bremsen“ zu „Aus“ zu „Lösen=Ein“ umgeschaltet wird. Ein Zyklus (Zykluszeit), welcher als die Gesamtdauer des „nachsteuer-Aus“, „Bremsen“, „Aus“ und „Lösen=Ein“ definiert ist, ist auf eine gewünschte Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 eingestellt. Jede der Zeitspannen der Schritte „nachsteuer-Aus“, „Bremsen“, „Aus“ und „Lösen=Ein“ kann gleichlang sein oder diese können sich voneinander unterscheiden. Die H-Brückenschaltung 27A kann unter Auslassung des „Bremsen“-Zustands von „nachsteuer-Aus“ zu „Aus“ zu „Lösen=Ein“ geschaltet werden.
Nach einem Zyklus der Schaltungssteuerung in S9 schreitet der Vorgang zu S10 fort, um festzustellen, ob eine Bedingung zum Abschließen der Schaltungssteuerung erfüllt ist, das heißt, ob die Schaltungssteuerung zur Reduktion eines ruckartigen Gefühls im Fahrzeug fortzusetzen ist, oder ob die Schaltungssteuerung abzuschließen ist und mit der Stromhaltesteuerung zur Reduktion eines Widerstands oder des Rucks in der Fahrzeugbewegung fortzufahren ist.
Insbesondere erfasst S10 einen Start des Fahrzeugs auf Grundlage der Beschleunigung des Fahrzeugs, welche durch ein Beschleunigungssignal (G-Sensor) angezeigt wird, dass durch den Beschleunigungssensor 20 erhalten wird. Beim Erfassen eines Starts des Fahrzeugs, welcher als grundlegende Bedingung zum Beenden der Schaltungssteuerung festgelegt ist, endet die Schaltungssteuerung. Auf diese Weise wird die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 (die Reduktionsrate der Bremskraft des Kolbens 39) vor und nach dem erfassten Start des Fahrzeugs unterschiedlich ausgestaltet. Mit anderen Worten führt die Erfassung des Starts des Fahrzeugs zum Beenden der Schaltungssteuerung, was im Gegenzug zu einem Beginn der Stromhaltesteuerung führt, um die Vorschubreduktionsrate (die Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors 43B) größer als vor dem Start des Fahrzeugs werden zu lassen.
Falls die Schaltungssteuerung in Reaktion auf die Erfassung eines „Ja“ in S4 basierend auf der Tatsache gestartet wird, dass das Neigungssignal größer oder gleich dem ersten eingestellten Wert ist und sich der Schalthebel in der Rückwärtsfahrstellung befindet, ermittelt S10 hierfür, ob die Beschleunigung geringer oder gleich einem dritten eingestellten Wert ist. Falls die Schaltungssteuerung andererseits aufgrund eines „Ja“ in S4 basierend auf der Tatsache gestartet wurde, dass das Neigungssignal kleiner oder gleich dem zweiten eingestellten Wert ist und sich der Schalthebel in der Vorwärtsfahrstellung befindet, ermittelt S10, ob die Beschleunigung größer oder gleich einem vierten eingestellten Wert ist (ein Schwellwert g4 zum Erfassen der Schaltungssteuerung in 5).
Die Beschleunigung ist beispielsweise für die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs als positiv (plus) und für die Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs als negativ (minus) definiert. Der vierte eingestellte Wert und der dritte eingestellte Wert werden im Vorhinein durch Vorabexperimente, Simulationen, Berechnungen oder dergleichen dahingehend festgelegt, dass ein Start des Fahrzeugs geeignet erfasst werden kann, damit ein wahrgenommener Widerstand bzw. Ruck in der Bewegung des Fahrzeugs reduziert werden kann. Eine solche Erfassung eines Starts des Fahrzeugs kann beispielsweise darauf gründen, ob eine Beschleunigungsänderung ausgehend von einem Wert gegenwärtig (in S10) ein vorbestimmtes Niveau überschritten hat, der über eine Zeitspanne gemittelt wurde, die von Beginn eines Lösebefehls (dem Zeitpunkt der Erfassung eines „Ja“ in S1) bis zum Ende der Zeitmaske verläuft. In diesem Fall ist zwischen S2 und S3 ein Vorgang S21 zum Mitteln einer von dem Beschleunigungssensor 20 erfassten Beschleunigung angeordnet. Dies ermöglicht die Erfassung eines Starts des Fahrzeugs in S10 (was der Bedingung zum Beenden der Schaltungssteuerung genügt), wenn der Unterschied zwischen der durch den Beschleunigungssensor 20 erfassten gegenwärtigen Beschleunigung und der in S21 berechneten gemittelten Beschleunigung während der Zeitmaske einen vorbestimmten Wert überschritten hat, oder wenn der Unterschied zwischen dem gegenwärtigen Wert und dem gemittelten Wert für einen Zeitraum größer als eine vorbestimmte Zeitspanne fortlaufend ein eingestellter Wert ist (bzw. größer oder gleich diesem ist).
Falls in S10 ein „Ja“ vorliegt, was bedeutet, dass die Beschleunigung geringer oder gleich dem dritten eingestellten Wert ist, wird festgestellt, dass das Fahrzeug damit begonnen hat, sich rückwärts zu bewegen. Falls in S10 ein „Ja“ vorliegt, was andeutet, dass die Beschleunigung größer oder gleich dem vierten eingestellten Wert ist, wird festgestellt, dass das Fahrzeug damit begonnen hat, sich vorwärts zu bewegen. In beiden Fällen bedarf es einer Beendigung der Schaltungssteuerung und dem Beginn der Stromhaltesteuerung, um die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 zu erhöhen. Falls S10 ein „Ja“ ergibt, fährt der Vorgang zum Ausführen der Stromhaltesteuerung deshalb mit S5 fort.
Falls sich in S10 ein „Nein“ ergibt, wird festgestellt, dass das Fahrzeug in Ruhe ist. Um festzustellen, ob der Vorschub des Kolbens 39 den Wert Null erreicht hat (ob die Bremsbeläge 33 damit begonnen haben, sich von dem Scheibenrotor 4 zu entfernen), schreitet der Vorgang dann zu S11 fort. Diese Erfassung kann beispielsweise auf der Grundlage getroffen werden, ob eine vorbestimmte Zeitspanne von Beginn des Lösens verstrichen ist, von der angenommen werden kann, dass der Vorschub innerhalb dieser Zeitspanne zu Null wird, oder ob die Wechsel zwischen einem „An“ und „Aus“ der Schaltungssteuerung eine vorbestimmte Anzahl erreicht haben, die notwendig ist, den Vorschub auf Null zu reduzieren. Eine solche vorbestimmte Zeitspanne bzw. vorbestimmte Anzahl von Wechseln wird im Vorhinein durch Vorabexperimente, Simulationen, Berechnungen oder dergleichen festgelegt.
Falls die Erfassung in S11 ein „Nein“ ergibt, was bedeutet, dass der Vorschub des Kolbens 39 nicht den Wert Null erreicht hat (eine vorbestimmte Zeitspanne ist nicht verstrichen), kehrt der Vorgang zurück und wiederholt sich zum Fortfahren mit der Schaltungssteuerung ausgehend von S9. Falls die Erfassung in S11 andererseits ein „Ja“ ergibt, was bedeutet, dass der Vorschub des Kolbens 39 Null beträgt, fährt der Vorgang mit S12 fort, um die Schaltungssteuerung zu beenden und die Stromhaltesteuerung zu starten, und den Lösebetrieb des Motors 43B fortzusetzen, d.h. der Prozess schreitet zu S7 ff. fort, während die H-Brückenschaltung 27A im „Lösen=Ein“-Zustand ist.
Nachstehend wird ein Zeitablauf für den durch die Parkbremssteuerung 23 ausgeführten Vorgang von 6 in Bezugnahme auf 5 beschrieben. In dieser Zeichnung wird die Schaltungssteuerung durch Sw bezeichnet, und die Stromhaltesteuerung durch I.
Bei Erhalt eines automatischen Lösebefehls von der Löseerfassungslogik von der Parkbremssteuerung 23 zum Zeitpunkt (a) auf der Zeitachse stellt S1 aus 6 ein „Ja“ fest, was den Beginn des Lösebetriebs des Elektromotors 43B (das Anschalten der H-Brückenschaltung 27A zum Lösen („Lösen=Ein“)) startet. Zum Zeitpunkt (b) auf der Zeitachse von 5 (was dem Ende der Zeitmaske entspricht; erste eingestellte Zeit t1) fährt der Vorgang zur Feststellung, ob Sw notwendig ist, mit S4 von 6 fort. Falls in S4 der Bedarf nach Sw festgestellt ist, was bedeutet, dass das Fahrzeug in der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs um einen bestimmten Grad oder größer nach unten geneigt ist, und ein Bedarf zur Reduktion der Reduktionsrate des Kolbens 39 zum Reduzieren des im Fahrzeug möglicherweise wahrgenommen Rucks besteht, schreitet der Vorgang zum Starten von Sw zu S9 fort. Sw reduziert von (b) zu (c) auf der Zeitachse die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39, wie dies durch die durchgezogene Linie für die Kennlinie 29C in 5 angedeutet ist, bzw. reduziert mit anderen Worten die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 auf einen Wert, der geringer als der ist, der durch die fette gestrichelte Linie für die Kennlinie 29C' im Falle eines Fortführens von I dargestellt ist. Dies reduziert einen Ruck, der möglicherweise wahrgenommen werden kann.
Beim Erfassen des Starts des Fahrzeugs bei (c) auf der Zeitachse in 5, was bedeutet, dass die Beschleunigung (der G-Sensorwert) größer oder gleich einem Schwellwert zum Beenden von Sw (vierter eingestellter Wert g4) ist, nimmt S10 von 6 die Feststellung eines „Ja“ vor, was zu einem Fortschreiten zu S5 führt. Dies beendet Sw und startet I, um die Reduktionsrate im Kolbenvorschub zu vergrößern und damit einen Widerstand oder einen Ruck in der Bewegung des Fahrzeugs zu reduzieren, welcher durch den Fahrer oder andere Passagiere wahrgenommen werden können. Der Vorgang schreitet dann zu S6 fort, um festzustellen, ob der Vorschub den Wert Null erreicht hat. Falls ja, schreitet der Vorgang zu S7 fort, um die Erfassung hinsichtlich des Freiraums zu starten. Bei (d) auf der Zeitachse von 5 erfasst S7, dass zwischen den Bremsbelägen 33 und dem Scheibenrotor 4 ein Freiraum sichergestellt ist, was den Lösebetrieb der Elektromotoren 43B beendet (Beendigung des Lösens).
Wie oben beschrieben, vollführt die Parkbremssteuerung 23 zumindest sowohl die Stromhaltesteuerung als auch die Schaltungssteuerung während der Zeitspanne beginnend vom Erhalt des Lösebefehls vom Starten des Lösebetriebs bis zum Ende des Lösebetriebs. Der Schaltungsbetrieb reduziert die Reduktionsrate des Vorschubs des Kolbens 39 (graduell) (die Reduktionsrate in der Bremskraft des Kolbens 39), was ein unkomfortables Gefühl bei dem Fahrer und anderen Passagieren, d.h. einen wahrnehmbaren Ruck des Fahrzeugs aufgrund einer hohen Reduktionsrate des Vorschubs beim Starten des Fahrzeugs reduziert. Während sie ausgeführt wird, erhöht die Stromhaltesteuerung die Antriebsgeschwindigkeit (die Umdrehungsgeschwindigkeit) der Elektromotoren 43, wodurch nach dem Erhalt des Lösebefehls (vor dem Start der Schaltungssteuerung) die Zeitspanne verkürzt wird, die notwendig ist, um mit der Reduktion des Vorschubs des Kolbens 39 zu beginnen. Die der Schaltungssteuerung folgende Stromhaltesteuerung reduziert einen Widerstand bzw. einen Ruck in der Bewegung des Fahrzeugs, der von dem Fahrer und anderen Passagieren wahrgenommen werden kann, was ein unkomfortables Gefühl beim Lösen reduziert und einen ruckfreien Lösebetrieb gewährleistet.
Die Stromhaltesteuerung und die Schaltungssteuerung können unter Zuhilfenahme von in der Parkbremssteuerung 23 gespeicherter Software (ein Lösebetriebsprogramm) vollführt werden. Eine solche Software macht es möglich, die Klemmkräfte (den Vorschub) zu variieren, welche anderweitig beim Lösen mit einer festen Rate reduziert würden. Deshalb können beim Lösen eine Einschränkung eines unkomfortablen Gefühls sowie ein ruckfreier Lösebetrieb erlangt werden, ohne zusätzlich spezifisch ausgelegte Hardware zum Variieren der Klemmkräfte oder einer Änderung der Geschwindigkeit der Elektromotoren 43B verbauen zu müssen.
In einer Ausführungsform variiert die Parkbremssteuerung 23 die Reduktionsrate des Vorschubs des Kolbens 39 (die Reduktionsrate der Bremskraft des Kolbens 39) auf Grundlage eines Neigungssignals (das den Neigungswinkel des Fahrzeugs anzeigt) von dem Neigungssensor 18 sowie auf Grundlage eines Getriebestellungssignals (welches die Stellung des Schalthebels anzeigt) von dem Schaltungssensor 19. Auf Grundlage der Fahrzeugneigung und der Stellung des Schalthebels ermöglicht dies eine Erfassung dahingehend, ob die Straße in hohem Maße in der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs nach unten geneigt ist. Falls die Reduktion eines wahrnehmbaren Rucks notwendig ist, d.h. falls die Straße in der Richtung der Fahrzeugbewegung steil nach unten geneigt ist, kann der Vorschub des Kolbens 39 mit einer geringeren Rate reduziert werden. Anderweitig, d.h. wenn die Straße eben (horizontal) ist, kann die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 höher sein.
Wenn ein Neigungssignal einen Winkel anzeigt, der größer oder gleich einem vorbestimmten Winkel ist, und die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs nach unten zeigt, stellt die Parkbremssteuerung 23 in einer anderen Ausführungsform die Reduktionsrate des Vorschubs auf einen geringeren Wert ein, als wenn der Absolutwert eines Neigungssignals geringer als der vorbestimmte Winkel ist. Dies macht es möglich, die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 zu reduzieren, wenn sich das Fahrzeug auf einer steilen Neigung befindet (deren Absolutwert größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist), auf der das Fahrzeug unmittelbar dazu neigt, sich in seiner Bewegungsrichtung zu beschleunigen, sodass ein möglicherweise wahrnehmbarer Ruck reduziert werden kann. Falls sich das Fahrzeug andererseits auf einer gemäßigten Neigung befindet, auf der das Fahrzeug eine geringe Tendenz zum Beschleunigen in seiner Bewegungsrichtung hat, oder falls es sich auf einer ebenen Fläche befindet (deren absolute Neigungswerte kleiner als der vorbestimmte Wert sind), ist es möglich, die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 zum prompten Lösen zu erhöhen (um eine kürzere Zeit von dem Beginn bis zum Ende des Lösens zu erreichen).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ermöglicht die Parkbremssteuerung 23, dass die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 bei Erfassung einer Bewegung des Fahrzeugs variiert, d.h. die Parkbremssteuerung 23 erhöht die Reduktionsrate im Vorschub beim Erfassen einer Bewegung des Fahrzeugs, wodurch ein Widerstand oder Ruck in der Bewegung des Fahrzeugs reduziert werden kann, welche von dem Fahrer oder anderen Passagieren wahrgenommen werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform vollführt die Parkbremssteuerung 23 die Stromhaltesteuerung und die Schaltungssteuerung nur beim Start des Fahrzeugs. Dies kann ein unkomfortables Gefühl (bzw. einen Ruck), der von dem Fahrer und anderen Passagieren wahrgenommen wird, reduzieren und einen ruckfreieren Lösebetrieb erreichen (Reduzieren der Zeit, die notwendig ist, bevor der Kolbenvorschub nachzulassen beginnt bzw. Reduzieren des Widerstand oder eines Ruckgefühls beim Starten des Fahrzeugs).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform vollführt die Parkbremssteuerung 23 die Stromhaltesteuerung und die Schaltungssteuerung lediglich für ein AT-Fahrzeug. Dies kann ein unkomfortables Gefühl beim Lösen der Bremse reduzieren und zu einem ruckfreien Lösebetrieb führen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Schaltungssteuerung eine Schaltungssteuerung mit einer festen Pulsbreite, wobei eine relative Einschaltdauer zwischen dem Anlegen des Stroms an die Elektromotoren 43B und dessen Unterbrechung, d.h. eine relative Einschaltdauer zwischen der Verbindungsstellung („Lösen=Ein“) der H-Brückenschaltung 27A zum Anlegen des Stroms an die Elektromotoren 43B und dem Trennen („Aus“, „nachsteuer-Aus“ und „Bremsen“), auf einen festen Wert eingestellt sind (ein fester Wert der größer als 0 % und geringer als 100 % ist). In diesem Fall wird die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 während des Schaltungsbetriebs auf einen festen Wert eingestellt, der einer vorbestimmten relativen Einschaltzeit entspricht (konstanter Wert). Mit anderen Worten ermöglicht das Umschalten zwischen der Schaltungssteuerung und der Stromhaltesteuerung eine Änderung in der Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 (zwischen einer Rate für die Schaltungssteuerung und einer Rate für die Stromhaltesteuerung).
Die Schaltungssteuerung kann eine Pulsbreiten-modulierte Schaltungssteuerung sein, welche bezüglich der relativen Einschaltdauer innerhalb eines Bereichs größer als 0 % und geringer als 100 % variiert. Dies ermöglicht in Abhängigkeit der Fahrzeugzustände usw. Änderungen in der Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 während der Schaltungssteuerung, was bedeutet, dass während der Schaltungssteuerung in Abhängigkeit von Änderungen in den Fahrzeugzuständen Änderungen in der relativen Einschaltdauer Änderungen in der Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens 39 bedingen können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform vollführt die Parkbremssteuerung 23 die Stromhaltesteuerung und die Schaltungssteuerung, wenn die Neigung größer oder gleich einem ersten eingestellten Wert ist und sich der Schalthebel in einer Rückwärtsgang-Stellung befindet bzw. wenn die Neigung geringer oder gleich dem zweiten eingestellten Wert ist und sich der Schalthebel in einer Vorwärtsfahrstellung befindet. Eine geeignete Einstellung des ersten eingestellten Werts und des zweiten eingestellten Werts reduziert das unkomfortable Gefühl (den Ruck), der von dem Fahrer und anderen Passagieren in einem Fahrzeug bei einer Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs möglicherweise wahrgenommen wird.
In einer weiteren Ausführungsform beginnt die Parkbremssteuerung 23 mit der Schaltungssteuerung, wenn die Neigung größer oder gleich dem ersten eingestellten Wert ist und sich der Schalthebel in einer Stellung befindet, die einem Rückwärtsgang entspricht und beendet daraufhin die Schaltungssteuerung. Wenn daraufhin die durch den Beschleunigungssensor 20 erfasste Beschleunigung unter einen dritten eingestellten Wert fällt, folgt der Schaltungssteuerung die Stromhaltesteuerung nach. Damit reduziert eine geeignete Einstellung des dritten eingestellten Wertes den von dem Fahrer und den anderen Passagieren möglicherweise wahrgenommenen Widerstand bzw. einen Ruck bei Beginn der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs.
In einer weiteren Ausführungsform beendet die Parkbremssteuerung 23 die Schaltungssteuerung, wenn die Neigung größer oder gleich dem zweiten eingestellten Wert ist und sich der Schalthebel in der Vorwärtsfahrstellung befindet, und beginnt mit der Stromhaltesteuerung, wenn die Beschleunigung den vierten eingestellten Wert erreicht oder größer als dieser ist. Eine geeignete Einstellung des vierten eingestellten Werts kann damit den möglicherweise von dem Fahrer und anderen Passagiere wahrgenommenen Widerstand bzw. einen Ruck bei Beginn einer Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs reduzieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei der Stromhaltesteuerung sowie bei der Schaltungssteuerung die H-Brückenschaltung 27A verwendet. Die Stromhaltesteuerung wird durch Halten der Switches 27A1 bis 27A4 der H-Brückenschaltung 27A in dem Zustand „Lösen=Ein“ über eine vorbestimmte Zeitspanne ausgeführt. Die Schaltungssteuerung wird durch wiederholtes Schalten der Switches 27A1 bis 27A4 der H-Brückenschaltung 27A zwischen den Zuständen „Lösen=Ein“, „Aus“, „nachsteuer-Aus“ sowie „Bremsen“ periodisch ausgeführt. Die vorbestimmte Zeitspanne (die Dauer von „Lösen=Ein“) in der Stromhaltesteuerung ist größer oder gleich einem Zyklus der Schaltungssteuerung eingestellt (vorbestimmte Zeitspanne ≥ ein Zyklus).
Die voranstehenden Ausführungsformen wurden auf Grundlage eines Beispiels des Erfassens des Losfahrens eines Fahrzeugs mit dem Beschleunigungssensor 20 beschrieben. Eine solche Erfassung kann allerdings stattdessen von Radgeschwindigkeitssensoren 21 bzw. einer Radgeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung vollführt werden.
Die voranstehenden Ausführungsformen wurden auf Grundlage eines Beispiels beschrieben, bei dem der Neigungssensor 18 und der Beschleunigungssensor 20 verwendet wurden. Stattdessen kann allerdings ein Beschleunigungssensor 20 zum Erfassen der Vorwärts-/Rückwärtsbeschleunigung, der zusätzlich eine Neigung erfassen kann, dahingehend verwendet werden, dass dieser als ein Neigungssensor (eine Neigungs-Erfassungsvorrichtung) und ein Beschleunigungssensor (eine Beschleunigungs-Erfassungsvorrichtung) dient. Dies reduziert die Bauteilanzahl (da ein Sensor weggelassen werden kann).
Die voranstehenden Ausführungsformen wurden auf Grundlage eines Beispiels beschrieben, bei dem die nach vorne bzw. nach hinten gerichtete Beschleunigung mit dem Beschleunigungssensor 20 erfasst wird. Der Beschleunigungssensor 20 kann allerdings beispielsweise durch einen Beschleunigungssensor (eine Beschleunigungs-Erfassungsvorrichtung) ersetzt werden, welcher eine Beschleunigung nach oben/unten bzw. nach links/rechts oder eine Neigungsbeschleunigung und dergleichen erfasst.
Die voranstehenden Ausführungsformen wurden auf Grundlage eines Beispiels beschrieben, bei dem die Schaltungssteuerung mit der H-Brückenschaltung 27A mit folgender Zustands-Sequenz „Lösen=Ein“, „nachsteuer-Aus“, „Bremsen“ und „Aus“ wiederholt und periodisch ausgeführt wurde. Allerdings kann auch die Sequenz „nachsteuer-Aus“, „Aus“ und „Lösen=Ein“ periodisch und wiederholt unter Weglassen des „Bremsen“-Zustands ausgeführt werden.
Die obigen Ausführungsformen wurden auf Grundlage eines Beispiels beschrieben, bei dem die Parkbremssteuerung 23 (unmittelbar) nach Erhalt eines Lösebefehls in dieser Reihenfolge die Stromhaltesteuerung, die Schaltungssteuerung und die Stromhaltesteuerung ausführt. Die Steuerung kann allerdings dahingehend modifiziert werden, dass diese (unmittelbar) bei Erhalt eines Lösebefehls die Schaltungssteuerung ausführt und danach die Stromhaltesteuerung. Dies ermöglicht in der Schaltungssteuerung eine graduelle Reduktion in der Kolbengeschwindigkeit, was einen durch den Fahrer und andere Passagiere wahrgenommenen Ruck reduzieren kann, und beinhaltet auch die auf die Schaltungssteuerung folgende Stromhaltesteuerung, was den möglicherweise von dem Fahrer und anderen Passagieren wahrgenommenen Widerstand bzw. einen Ruck beim Losfahren des Fahrzeugs reduziert.
Die voranstehenden Ausführungsformen wurden auf Grundlage eines Beispiels beschrieben, bei dem für rechte und linke Hinterräder Scheibenbremsen 31 verwendet werden, die eine elektrische Parkbremsfunktion aufweisen. Stattdessen können auch für die rechten und linken Vorderräder solche Scheibenbremsen verwendet werden - entweder anstatt an den Hinterrädern oder für alle (vier) Räder.
Die obigen Ausführungsformen wurden auf Grundlage eines Beispiels mit hydraulischen Scheibenbremsen 31 beschrieben, die eine elektrische Parkbremsfunktion aufweisen. Solche Scheibenbremsen können durch elektrische Scheibenbremsen ersetzt werden, welche keinen Hydraulikdruck benötigen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Scheibenbremsen-artige Bremsvorrichtung beschränkt und kann auch eine Trommelbremsen-artige Bremsvorrichtung sein. Die vorliegende Erfindung ist auf verschiedenste Bremsmechanismen, beispielsweise Trommel-und-Scheibenbremsen, welche Scheibenbremsen und Trommelbremsen-artige elektrische Parkbremsen kombinieren, sowie verschiedene Bremsvorrichtungen anwendbar, welche Parkbremsen lediglich durch das Ziehen an Seilen unter Zuhilfenahme von Elektromotoren halten.
Die obigen Ausführungsformen erreichen sowohl eine Reduktion eines unkomfortablen Gefühls beim Lösen sowie einen ruckfreien Lösebetrieb.
Insbesondere verwenden die obigen Ausführungsformen eine Steuerung, welche zumindest eine Stromhaltesteuerung (des kontinuierlichen Anlegens von Strom an die Elektromotoren) und eine Schaltungssteuerung (des periodischen Anlegens von Strom an die Elektromotoren) während einer Zeitspanne vom Starten des Lösebetriebs bei Erhalt eines Lösebefehls bis zum Ende des Lösebetriebs ausführt. Während sie ausgeführt wird, nimmt die Schaltungssteuerung (0 % < relative Einschaltdauer < 100 %), die Reduktionsrate im Kolbenvorschub (die Kraftreduktionsrate) graduell zurück, was das unkomfortable Gefühl des Fahrers und anderer Passagiere reduziert - was insbesondere einen Ruck aufgrund einer schnellen Reduktion des Vorschubs bei Beginn einer Fahrzeugbewegung umfasst. Die Stromhaltesteuerung (100 % relative Einschaltdauer) erhöht die (Umdrehungs-)Geschwindigkeit der Motoren. Durch Ausführen der Stromhaltesteuerung beispielsweise beim Beginn des Lösens kann die Zeit reduziert werden, die notwendig ist, bis der Kolbenvorschub tatsächlich abnimmt. Die Stromhaltesteuerung am Ende des Lösens reduziert andererseits den von dem Fahrer und anderen Passagieren beim Start der Fahrzeugbewegung möglicherweise wahrgenommenen Widerstand sowie einen Ruck, was ein unkomfortables Gefühl beim Lösen reduziert und einen ruckfreien Lösebetrieb gewährleistet.
Die Stromhaltesteuerung und die Schaltungssteuerung können mit in der Steuerung angelegter Software ausgeführt werden. Eine solche Software kann die Klemmkraft (den Vorschub) ändern oder variieren, der anderweitig beim Lösen mit einer konstanten Rate reduziert würde. Damit kann eine solche Software ein unkomfortables Gefühl beim Lösen reduzieren und zu einem ruckfreien Fahrzeugbetrieb beitragen, ohne das zusätzliche Hardware verbaut werden muss, die spezifisch zum Ändern der Klemmkraft oder der Geschwindigkeit der Elektromotoren ausgelegt ist.
Gemäß einer Ausführungsform vollführt die Steuerung bei Erhalt eines Lösebefehls eine Stromhaltesteuerung, danach eine Schaltungssteuerung und danach wieder eine Stromhaltesteuerung. Bei Erhalt eines Lösebefehls reduziert die Stromhaltesteuerung die Zeit, die notwendig ist, bis der Kolbenvorschub damit beginnt, sich zurückzubilden. Die Schaltungssteuerung nach der Stromhaltesteuerung reduziert den Kolbenvorschub graduell und einen durch den Fahrer und andere Passagiere wahrgenommenen Ruck. Die Stromhaltesteuerung nach der Schaltungssteuerung reduziert einen Widerstand bzw. einen Ruck, der durch den Fahrer und andere Passagiere bei Beginn einer Fahrzeugbewegung möglicherweise wahrgenommen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform führt die Steuerung bei Erhalt eines Lösebefehls eine Stromhaltesteuerung bis zum Ende einer ersten eingestellten Zeit aus, danach eine Schaltungssteuerung bis zum Ende der zweiten eingestellten Zeit und danach eine Stromhaltesteuerung. Die Stromhaltesteuerung ab Erhalt des Lösebefehls bis zum Ende der ersten eingestellten Zeit reduziert die Zeit bis zur tatsächlichen Abnahme des Kolbenvorschubs. Die Schaltungssteuerung vom Ende der ersten eingestellten Zeit bis zum Ende der zweiten eingestellten Zeit reduziert den Kolbenvorschub graduell und damit einen Ruck, der durch den Fahrer und andere Passagiere möglicherweise wahrgenommen wird. Die Stromhaltesteuerung nach dem Ende der zweiten eingestellten Zeit reduziert den Widerstand bzw. einen Ruck, der durch den Fahrer und andere Passagiere beim Beginn einer Bewegung des Fahrzeugs möglicherweise wahrgenommen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform führt die Steuerung bei Erhalt eines Lösebefehls eine Schaltungssteuerung und danach eine Stromhaltesteuerung aus. Die Schaltungssteuerung nach Erhalt eines Lösebefehls nimmt den Kolbenvorschub graduell zurück und reduziert damit einen durch den Fahrer und andere Passagiere wahrgenommen Ruck, während die Stromhaltesteuerung nach dem Ende der Schaltungssteuerung den Widerstand und einen Ruck reduziert, der durch den Fahrer und andere Passagiere bei Beginn der Fahrzeugbewegung möglicherweise wahrgenommen werden.
Eine weitere Ausführungsform verwendet eine Neigungs-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Neigung, auf der das Fahrzeug angeordnet ist, sowie eine Getriebestellungs-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Getriebestellung des Fahrzeugs. Die Steuerung variiert die Reduktionsrate im Kolbenvorschub auf Grundlage der durch die Neigungs-Erfassungsvorrichtung erfassten Neigung und der durch die Getriebestellungs-Erfassungsvorrichtung erfassten Getriebestellung. Die Neigung und die Getriebestellung werden verwendet, um festzulegen, ob die Straße steil nach unten (z.B. zu einem gewissen Grad oder stärker) in der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs geneigt ist. Um einen wahrnehmbaren Ruck nötigenfalls zu reduzieren (beispielsweise wenn das Fahrzeug auf einer in der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs steil nach unten geneigten Straßen angeordnet ist), kann der Kolbenvorschub mit einer geringeren Rate reduziert werden. Andernfalls (z.B. bei einer geraden Straße) kann der Kolbenvorschub mit einer hohen Rate reduziert werden.
Im Vergleich zu einem Fall, bei dem der Absolutwert der Neigung geringer als der vorbestimmte Winkel ist, reduziert die Steuerung die Reduktionsrate des Vorschubs gemäß einer weiteren Ausführungsform, wenn die Neigung größer oder gleich einem vorbestimmten Grad ist und in der Anfahr-Richtung des Fahrzeugs nach unten geneigt ist. Befindet sich das Fahrzeug auf einer steilen Neigung, deren Absolutwert größer oder gleich einem vorbestimmten Winkel ist (was dazu führt, dass sich das Fahrzeug in seiner Bewegungsrichtung beschleunigt), ermöglicht dies eine geringere Reduktionsrate im Kolbenvorschub, was einen möglicherweise wahrgenommenen Ruck insgesamt reduziert. Befindet sich das Fahrzeug andererseits auf einer gemäßigten Neigung, welche nicht dazu führt, dass das Fahrzeug in seiner Bewegungsrichtung beschleunigt, bzw. auf einer ebenen Fläche (deren Absolutwerte der Neigung geringer als ein vorbestimmter Wert sind), kann der Kolbenvorschub mit einer hohen Rate zurückgenommen werden, um den Lösebetrieb prompt abzuschließen (zum Reduzieren der Zeit, die von Beginn bis Ende des Lösens notwendig ist).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform gestaltet die Steuerung bei Erfassen einer Fahrzeugbewegung die Reduktionsrate im Vorschub des Kolbens variabel, d.h. sie erhöht die Reduktionsrate des Vorschubs. Durch Erhöhen der relativen Einschaltdauer der Schaltungssteuerung (innerhalb eines Bereichs größer als 0 % und geringer als 100 %) oder durch Beenden der Schaltungssteuerung und Beginn der Stromhaltesteuerung (die relative Einschaltdauer ist 100 %) wird damit die Reduktionsrate des Vorschubs erhöht. Dies reduziert einen Widerstand bzw. einen Ruck, der durch den Fahrer und andere Passagiere beim Anfahren möglicherweise wahrgenommen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform führt die Steuerung eine Stromhaltesteuerung und eine Schaltungssteuerung lediglich beim Anfahren des Fahrzeugs aus. Dies reduziert ein durch den Fahrer und andere Passagiere wahrgenommenes unkomfortables Gefühl (einen Ruck) beim Anfahren und führt zu einem ruckfreien Lösebetrieb (für die Reduktion des Kolbenvorschubs bedarf es einer geringeren Zeit und der Widerstand bzw. ein Ruck, welche beim Anfahren des Fahrzeugs möglicherweise wahrgenommen werden, werden reduziert).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform führt die Steuerung die Stromhaltesteuerung und die Schaltungssteuerung lediglich für ein AT-Fahrzeug aus. Dies reduziert ein unkomfortables Gefühl beim Lösen der Bremse des AT-Fahrzeugs und führt zu einem ruckfreien Lösebetrieb.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Schaltungssteuerung eine Pulsbreiten-modulierte Steuerung (PWM-Steuerung) mit einer variablen relativen Einschaltdauer des Anlegens und Unterbrechens von Strom an Motoren oder einer variablen relativen Anschaltdauer des Ein-Zustands des Anlegens des Stroms und des Aus-Zustands (im Bereich von größer als 0 % und geringer als 100 %). Dies macht die Reduktionsrate im Kolbenvorschub während der Schaltungssteuerung variabel. Eine solche variable relative Einschaltdauer (größer als 0 % und geringer als 100 %) während der Schaltungssteuerung ermöglicht es, die Reduktionsrate im Kolbenvorschub gemäß am Fahrzeug vorliegenden Bedingungen zu ändern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Schaltungssteuerung eine Pulsbreiten-modulierte Steuerung (PWM-Steuerung), wobei eine relative Einschaltdauer des Anlegens und Unterbrechens von Strom an Motoren bzw. eine relative Einschaltdauer des Ein-Zustands und des Aus-Zustands des Anlegens des Motorstroms auf einen vorbestimmten Wert (einen festen Prozentsatz größer als 0 % und kleiner als 100 %) eingestellt sind. Dies setzt die Reduktionsrate im Kolbenvorschub während der Schaltungssteuerung konstant auf einen festen Wert, welcher der vorbestimmten (festen) relativen Einschaltdauer entspricht. Durch Umschalten zwischen der Schaltungssteuerung (mit einer relativen Einschaltdauer größer als 0 % und kleiner als 100 %) und der Stromhaltesteuerung (mit 100 % relativer Einschaltdauer) kann die Reduktionsrate im Kolbenvorschub gemäß im Fahrzeug vorliegenden Bedingungen geändert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform führt die Steuerung eine Stromhaltesteuerung und Schaltungssteuerung aus, wenn die durch die Neigungs-Erfassungsvorrichtung erfasste Neigung größer oder gleich einem ersten eingestellten Wert ist und die durch die Getriebestellungs-Erfassungsvorrichtung erfasste Getriebestellung der Rückwärtsfahrstellung entspricht, oder wenn die durch die Neigungs-Erfassungsvorrichtung erfasste Neigung geringer oder gleich dem zweiten eingestellten Wert ist und die durch die Getriebestellungs-Erfassungsvorrichtung erfasste Getriebestellung einer Vorwärtsfahrstellung entspricht. Eine geeignete Einstellung der ersten und zweiten eingestellten Werte reduziert ein durch den Fahrer und andere Passagiere bei Rückwärts- und Vorwärtsbewegung wahrgenommenes unkomfortables Gefühl (einen Ruck).
Eine weitere Ausführungsform verwendet eine Beschleunigungs-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Fahrzeugbeschleunigung. Die Steuereinrichtung führt eine Schaltungssteuerung aus, wenn die durch die Neigungs-Erfassungsvorrichtung erfasste Neigung größer oder gleich dem ersten eingestellten Wert ist und die durch die Getriebestellungs-Erfassungsvorrichtung erfasste Getriebestellung einer Rückwärtsfahrstellung entspricht und beendet die Schaltungssteuerung und beginnt mit der Stromhaltesteuerung, wenn die durch die Beschleunigungs-Erfassungsvorrichtung erfasste Beschleunigung geringer als oder gleich dem dritten eingestellten Wert wird. Die geeignete Einstellung des dritten eingestellten Werts reduziert den Widerstand bzw. einen Ruck, der durch den Fahrer und andere Passagiere bei Beginn einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs wahrgenommen wird.
Eine weitere Ausführungsform verwendet einen Beschleunigungssensor zum Erfassen der Fahrzeugbeschleunigung. Die Steuerung beginnt mit der Schaltungssteuerung, wenn die durch die Neigungs-Erfassungsvorrichtung erfasste Neigung geringer oder gleich dem zweiten eingestellten Wert ist und die durch den Getriebestellungssensor erfasste Getriebestellung einer Vorwärtsfahrstellung entspricht und beendet darauffolgend die Schaltungssteuerung und beginnt mit der Stromhaltesteuerung, wenn die durch den Beschleunigungssensor erfasste Beschleunigung größer oder gleich dem vierten eingestellten Wert wird. Die geeignete Einstellung des vierten eingestellten Wertes reduziert den Widerstand bzw. einen Ruck, der von dem Fahrer und anderen Passagieren bei Beginn der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs wahrgenommen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Stromhaltesteuerung sowie die Schaltungssteuerung durch eine H-Brückenschaltung ausgeführt. Die Stromhaltesteuerung wird durch Betätigung jedes Switches der H-Brückenschaltung dahingehend ausgeführt, dass das Anlegen des Stroms an Elektromotoren über eine vorbestimmte Zeitspanne aufrechterhalten wird (Ein). Die Schaltungssteuerung wird durch Ein- und Ausschalten der Switches der H-Brückenschaltung dahingehend vorgenommen, dass zwischen dem Anlegen von Strom an die Motoren (Ein) und dem Unterbrechen desselben (Aus) sowie, falls nötig, einem nachgeschalteten Ausschalten und einem Bremsen periodisch gewechselt wird.
Die Bremsvorrichtung gemäß den obigen Ausführungsformen reduziert das beim Lösen wahrgenommene unkomfortable Gefühl und führt zu einer ruckfreien Lösesteuerung.
Obgleich lediglich einige beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung im Detail oben beschrieben wurden, werden es Fachleute ohne weiteres zu würdigen wissen, dass vielerlei Abwandlungen in den beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne wesentlich von der neuen Lehre und den Vorteilen dieser Erfindung abzuweichen. Folglich sind all diese Modifikationen dazu angedacht, innerhalb des Rahmens dieser Erfindung umfasst zu sein. Obgleich die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf Grundlage einiger Beispiele beschrieben wurden, dienen die beschriebenen Ausführungsformen einem leichteren Verständnis der vorliegenden Erfindung und sind nicht dazu angedacht, die vorliegende Erfindung einzuschränken. Die vorliegende Erfindung kann modifiziert und verbessert werden, ohne sich von ihrem Grundgedanken zu lösen, wobei die Erfindung gleichermaßen Äquivalente davon umfasst. Zusätzlich können die in den Ansprüchen und der Beschreibung beschriebenen Elemente beliebig kombiniert oder weggelassen werden - solange die oben beschriebenen Probleme zumindest teilweise gelöst werden oder zumindest ein Teil der Vorteile erlangt wird.
Diese Anmeldung beansprucht unter dem Pariser Patentübereinkommen die Priorität der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2014-156969 , welche am 31. Juli 2014 eingereicht wurde. Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2014-156969 , welche am 31. Juli 2014 eingereicht wurde, einschließlich Beschreibung, Ansprüche, Zeichnungen und Zusammenfassung ist hier in ihrer Gesamtheit unter Bezugnahme einbezogen. Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2004-142515 einschließlich Beschreibung, Ansprüche, Zeichnungen und Zusammenfassung ist hier unter Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einbezogen.
BEZUGSZEICHEN

2: Vorderrad (Rad)
3: Hinterrad (Rad)
4: Scheibenrotor (Rotor)
6: Bremspedal
18: Neigungssensor (Neigungs-Erfassungsvorrichtung)
19: Schaltungssensor (Getriebestellungs-Erfassungsvorrichtung)
20: Beschleunigungssensor (Beschleunigungs-Erfassungsvorrichtung)
21: Radgeschwindigkeitssensor (Radgeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung)
22: Parkbremsschalter (Befehlsgenerator)
23: Parkbremssteuerung (Befehlsgenerator, ausführende Vorrichtung, Steuerung)
33: Bremsbelag (Reibungselement)
39: Kolben
43B: Elektromotor

Claims

Bremsvorrichtung mit: einem Kolben, der derart ausgelegt ist, dass er ein Reibungselement, das auf ein mit einem Rad rotierendes Rotationselement zu drücken ist, derart bewegen kann, dass an ein Fahrzeug eine Bremskraft angelegt ist; einem Elektromotor, der derart ausgelegt, ist dass er einen Vorschubhaltemechanismus zum Vorschieben des Kolbens und Halten der durch den vorgeschobenen Kolben ausgeübten Bremskraft in Reaktion auf einen an den Elektromotor angelegten elektrischen Strom betätigt; und einer Steuereinrichtung, die derart ausgelegt ist, dass sie in Reaktion auf einen Anlegebefehl zum Anlegen einer Bremskraft an das Fahrzeug oder einen Lösebefehl zum Lösen der Bremskraft von dem Fahrzeug einen elektrischen Strom an den Elektromotor anlegt, wodurch eine Steuerung entsprechend den Befehlen ausgeführt wird, wobei die Steuereinrichtung derart ausgelegt ist, dass sie bei Erhalt des Lösebefehls den Elektromotor dahingehend betätigt, dass die durch den Kolben ausgeübte Bremskraft reduziert wird durch: Ausführen einer Stromhaltesteuerung, welche elektrischen Strom kontinuierlich an den Elektromotor anlegt, und einer Schaltungssteuerung, welche fortlaufend zwischen einem größeren und einem kleineren Wert des an den Motor angelegten Stroms umschaltet.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung derart ausgelegt ist, dass sie ausführt: die Stromhaltesteuerung bei Erhalt des Lösebefehls; die Schaltungssteuerung nach dem Ende der Stromhaltesteuerung; und die Stromhaltesteuerung nach dem Ende der Schaltungssteuerung.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Steuereinrichtung derart ausgelegt ist, dass sie ausführt: die Stromhaltesteuerung bei Erhalt des Lösebefehls bis zum Ende einer ersten eingestellten Zeit; die Schaltungssteuerung nach dem Ende der ersten eingestellten Zeit bis zum Ende einer zweiten eingestellten Zeit; und die Stromhaltesteuerung nach dem Ende der zweiten eingestellten Zeit.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung derart ausgelegt ist, dass sie ausführt: die Schaltungssteuerung bei Erhalt des Lösebefehls; und die Stromhaltesteuerung nach dem Ende der Schaltungssteuerung.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Steuereinrichtung derart ausgelegt ist, dass sie folgendes erhält: ein Neigungssignal von einer Neigungs-Erfassungsvorrichtung, die derart ausgelegt ist, dass sie eine Neigung einer Fahrbahnoberfläche erfasst, auf der das Fahrzeug angehalten ist; ein Getriebestellungssignal von einer Getriebestellungs-Erfassungsvorrichtung, die derart ausgelegt ist, dass sie eine Getriebestellung des Fahrzeugs erfasst, wobei eine Reduktionsgeschwindigkeit in der durch den Kolben ausgeübten Bremskraft auf Grundlage eines von der Neigungs-Erfassungsvorrichtung erfassten Neigungssignals und eines durch die Getriebestellungs-Erfassungsvorrichtung erfassten Getriebestellungssignals verändert wird.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Steuereinrichtung derart ausgelegt ist, dass sie, wenn der Absolutwert eines auf dem Neigungssignal basierenden Neigungswinkels größer/gleich als ein eingestellter Winkel ist und eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs nach unten gerichtet ist, die Reduktionsgeschwindigkeit der Bremskraft verglichen mit dem Fall reduziert, bei dem der Absolutwert des auf dem Neigungssignal basierenden Neigungswinkels geringer als der eingestellte Winkel ist.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei der die Steuereinrichtung derart ausgelegt ist, dass sie die Stromhaltesteuerung und die Schaltungssteuerung unter der folgenden Bedingung ausführt: ein Neigungssignal, das von der Neigungs-Erfassungsvorrichtung ausgegeben ist, ist größer/gleich als ein erster eingestellter Wert, und ein von der Getriebestellungs-Erfassungsvorrichtung ausgegebenes Getriebestellungssignal zeigt eine Getriebestellung an, die einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs entspricht, oder ein von der Neigungs-Erfassungsvorrichtung ausgegebenes Neigungssignal ist kleiner/gleich als ein zweiter eingestellter Wert und ein von der Getriebestellungs-Erfassungsvorrichtung ausgegebenes Getriebestellungssignal zeigt eine Getriebestellung an, die einer Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs entspricht.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Steuereinrichtung derart ausgelegt ist, dass sie von einer Beschleunigungs-Erfassungsvorrichtung, die derart ausgelegt ist, dass sie eine Beschleunigung des Fahrzeugs erfassen kann, ein Beschleunigungssignal erhält, wobei die Steuereinrichtung derart ausgelegt ist, dass sie die Schaltungssteuerung startet, wenn ein von der Neigungs-Erfassungsvorrichtung ausgegebenes Neigungssignal größer/gleich als der erste eingestellte Wert ist und ein Getriebestellungssignal, das von der Getriebestellungs-Erfassungsvorrichtung ausgegeben ist, eine Getriebestellung anzeigt, die einer Rückwärtsbewegung entspricht, und die Schaltungssteuerung darauffolgend beendet und die Stromhaltesteuerung startet, wenn ein von der Beschleunigungs-Erfassungsvorrichtung ausgegebenes Beschleunigungssignal kleiner/gleich als ein dritter eingestellter Wert ist.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Steuereinrichtung beim Erfassen einer Bewegung des Fahrzeugs derart ausgelegt ist, dass sie eine Reduktionsrate in der durch den Kolben ausgeübten Bremskraft ändert.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Steuereinrichtung eine H-Brückenschaltung aufweist, welche die Stromhaltesteuerung und die Schaltungssteuerung ausführt.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Schaltungssteuerung eine Pulsbreiten-modulierte Schaltungssteuerung mit einer variablen relativen Einschaltdauer zwischen einem Ein-Zustand und einem AusZustand eines Switches ist, welcher elektrischen Strom an den Elektromotor anlegt.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Schaltungssteuerung eine feste Pulsbreiten-Schaltungssteuerung mit einer vorbestimmten festen relativen Einschaltdauer zwischen einem Ein-Zustand und einem AusZustand eines Switches ist, welcher elektrischen Strom an den Elektromotor anlegt.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem Befehlsgenerator, der derart ausgelegt ist, dass er einen Anlegebefehl zum Anlegen einer Bremskraft an das Fahrzeug und einen Lösebefehl zum Lösen der Bremskraft von dem Fahrzeug erzeugt.