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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine elektrisch angetriebene Feststellbremse und insbesondere ein
Verfahren und System zur Steuerung und Betätigung einer Feststellbremse
unter Verwendung eines automatischen Einstellmerkmals und einer Strombegrenzung
zur Bestimmung der Bremsseilspannung.
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HINTERGRUND
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Fast alle Fahrzeuge weisen einen
Feststellbremsenmechanismus auf und die meisten dieser Fahrzeuge
weisen einen Handhebel oder fußaktivierten
Hebel zur Betätigung
des Feststellbremsenmechanismuses auf. Diese Hebel sind typischerweise an
einem Seil bzw. Kabel angebracht, dass eine Verlagerung des Seils
und eine Betätigung
des angebrachten Feststellbremsenmechanismuses verursacht. Es gibt
einen Bedarf, einen elektrisch betätigten Seilmechanismus bereitzustellen,
der mit einer minimalen Anzahl von Teilen zuverlässig arbeitet und geringe Kosten
aufweist, sodass ein handhebelbetätigter Mechanismus ersetzt
oder leicht selektiv ersetzt werden kann.
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Es ist im Stand der Technik bekannt,
Elektromotor-angetriebene Bremssysteme bereitzustellen. Beispiele
herkömmlicher
Technologie in dem Fachgebiet der Motor-angetriebenen Bremssysteme
sind in U. S. Patent Nummern 4,795,002 von Burgei et al.; 4,865,165
von Taig; 5,590,744 von Belmond; 4,281,736 von Lizzio; 4,629,043
von Matsuo et al.; 4,561,527 von Nakamoto et al.; 5,180,038 von
Arnold et al.; 5,485,764 von Sugimoto et al.; und 5,542,513 von
Reyes beschrieben.
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U. S. Patent Nr. 5,485,764 von Sugimoto
et al. beschreibt eine Feststellbremsensystem für ein Fahrzeug, das ein unidirektionales
Verbindungselement, wie beispielsweise eine Sperrvorrichtung, umfasst,
die ein Bremsbetätigungselement
zur manuellen Betätigung
der Feststellbremse und eine automatische Antriebsquelle zur Betätigung der
Feststellbremse miteinander verbindet. Die Vorrichtung von Sugimoto
deutet die Verwendung vom Motordrehmoment bei der Bremsbetätigung an,
aber stellt keine Details bereit, durch die die Verwendung des Motordrehmoments ökonomisch
gemessen werden kann.
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U. S. Patent Nr. 5,542,513 von Reyes
beschreibt eine automatische Feststellbremse, die einen zweiten
Solenoid umfasst, der den Solenoid für den Anlasser betätigt, um
in ein Getriebe einzugreifen, der die Feststellbremse durch den
Zündschalter betätigt. Zudem
beschreibt Reyes die Verwendung einer mechanischen Spannbegrenzungsvorrichtung zur
Steuerung der Spannung einer Feststellbremsenbetätigung. Ein Problem bei der
Verwendung eines Spannbegrenzungsschalters in dem Seil, wie beschrieben
ist, dass dieser Zugang unnötige
Kosten und Komplexität
einführt.
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Stand der Technik, der einen Einstellweg
unter Verwendung von Wegbegrenzungsschaltern betrifft, ist ineffektiv,
weil der korrekte gelöste
Zustand nicht in einer feststehenden Position, sondern eine spezifizierte
Restspannung ist. Es ist ebenfalls bekannt, ein mechanisches Spannbegrenzungsmerkmal
zur Betätigung
der Bremsen bereitzustellen, aber es gibt keinen Stand der Technik
in Verbindung mit diesen Systemen zur Steuerung der gelösten Position
der Bremsen.
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U. S. Patent Nr. 5,180,038 offenbart
eine Feststellbremse, wobei die Bremse durch Drehen einer Schraube
eine gewünschte
Anzahl von Drehungen zum Bewegen eines beweglichen Elements und folglich
des Bremsseils betätigt
wird. Beim betätigen der
Bremse wird die Schraube durch einen Motor für eine vorbestimmte Anzahl
von Drehungen gedreht, um ein bewegliches Element zu einer Bremsbetätigungsposition
zu bewegen. Beim Lösen
der Bremse wird die Schraube durch den Motor für eine vorbestimmte Anzahl
von Drehungen gedreht, um die Bremse zu der Brems-gelösten Position
zurück
zu bewegen. Das bewegliche Element kehrt folglich zurück zu der
ursprünglichen
Position, wo es begonnen hat.
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Es ist folglich klar, dass herkömmlichen
elektrisch angetriebenen Feststellbremssystemen effektive Steuerungen
zur Betätigung
und Lösung
der Bremse mangelt und dass diese vorhandenen Systeme relativ komplex
und kostenintensiv sind. Es gibt folglich einen Bedarf in dem Fachgebiet
für ein
elektrisch angetriebenes Feststellbremssystem, das zuverlässig, selbst einstellend
auf eine relativ einfache und zuverlässige Weise, kosteneffektiv
ist, einen einfachen Schrauben- und Antriebsröhrenaufbau verwendet und nicht
auf eine zusätzliche
mechanische Betätigung,
wie beispielsweise eine Feder, oder eine komplizierte Vorrichtung
oder System für
Spannsteuerung und -betätigung
angewiesen ist. Es gibt einen weiteren Bedarf für ein Steuersystem für ein elektrisch
angetriebenes Feststellbremssystem, das eine wiederholbare Listungsabgabe
innerhalb eines engen Bereichs, auf eine Weise erzeugt, die ausreichend
ist, um einen Bremspegel zu garantieren, aber nicht groß genug
ist, um zugehörige
Komponenten zu beschädigen
oder zu erfordern, dass die Komponenten überdimensioniert sind. Es gibt
einen weiteren Bedarf für
ein Steuersystem, das sich auf ein zuverlässiges und ökonomisches Verfahren und System
zur Steuerung der Betätigung
einer Feststellbremse verlässt,
derart, dass durch Verwendung einer Motorstromentnahme, die proportional
zum Abtriebsdrehmoment und ausreichend unabhängig von anderen Variablen
ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, die Probleme vom Stand der Technik durch Bereitstellen
einer elektrisch angetriebenen Fahrzeugfeststellbremse zu überwinden,
die automatisch selbst-einstellend ist.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine elektrisch angetriebene Fahrzeugfeststellbremse bereitzustellen,
die einen Mechanismus verwendet, der nicht leicht reversibel, wie
beispielsweise ein Schraubenmechanismus, für einen Eingriff ist.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine elektrisch angetriebene Fahrzeugfeststellbremse bereitzustellen,
die eine Bremsenmodulation zur Betätigung während einer Bewegung des sich
bewegenden Fahrzeugs erlaubt.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine elektrisch angetriebene Fahrzeugfeststellbremse bereitzustellen,
die einfache und effektive Steuerungen zur Betätigung und Lösung bereitstellt.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine elektrisch angetriebene Fahrzeugfeststellbremse bereitzustellen,
die einfach, zuverlässig
und kostengünstig
ist.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine elektrisch angetriebene Fahrzeugfeststellbremse bereitzustellen,
die einen schnelllaufenden Elektromotor und ein Reaktionsröhrensystem bzw.
Reaction Conduit System einsetzt.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Steuersystem bereitzustellen, das eine zuverlässige und ökonomische
Systemvariable zur Bestimmung der Seilspannung für eine Bremsbetätigung verwendet.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem
bereitzustellen, das eine Motorstromentnahme für eine zuverlässige und ökonomische
Bremsbetätigung
verwendet.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein elektrisch angetriebenes Feststellbremsensystem bereitzustellen,
das in Verbindung mit einem Reaktionsröhrensystem arbeitet.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein elektrisch angetriebenes Feststellbremsensystem bereitzustellen,
das in ein Fahrzeug leicht einbaubar ist.
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Die vorliegende Erfindung löst die Probleme, die
mit herkömmlichen
elektrisch angetriebenen Fahrzeugfeststellbremsauslegungen und Betriebsweisen
assoziiert sind, durch Bereitstellung eines elektrisch angetriebenen
Feststellbremsensystems, das einen schnellaufenden Elektromotor
die Verwendung eines Mechanismus, der nicht leicht reversibel ist,
wie beispielsweise einen Schraubenmechanismus, in Verbindung mit
einem Reaktionsröhrensystem
einsetzt. Ein Beispiel eines Reaktionsröhrensystems, das eine Kraft
bereitstellt, die ausreichend ist, um die Feststellbremse in Eingriff
zu bringen (z. B., um einen Bremsbelag zu veranlassen, eine Bremstrommel
oder -scheibe zu berühren)
ist in U. S. Patent Nr. 5,086,662 offenbart, das hiemit unter Bezugnahme
mit einbezogen ist. Reaktionsröhrensysteme sind
ebenfalls an Motorfahrzeugen im Handel erhältlich.
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Das System einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
eine Elektromotor/Getriebezugeinheit, die eine Gewindestange aufweist, die
betriebsfähig
mit einem Antriebsrohr verbunden ist. Ein Ende eines Drahtseils
oder Strangs ist mit dem Antriebrohr und das andere Ende mit dem
vorstehend erwähnten
Reaktionsröhrensystem
verbunden. Die Elektromotoreinheit ist an einer Strebe befestigt,
wobei das Antriebsrohr frei ist, sich in der Strebe zu bewegen.
Die Strebe ist an einem Fahrzeug an irgendeinem zweckmäßigen Ort
befestigt.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
steuert ein elektronisches Steuermodul, das eine elektrische Verbindung
mit dem Elektromotor aufweist, den Betrieb des Elektromotors und
wiederum eine Bewegung des Antriebsrohrs. Ein Bewegen der Position
des Antriebsrohrs erhöht
entweder oder erniedrigt eine Spannung auf einem Drahtseil oder
Strangseil. Bei Betätigung
der Feststellbremse wird die Spannung in dem Strang durch Überwachen des
angelegten Stroms des Elektromotors bestimmt. Die Feststellbremse
wird durch Umkehren des Elektromotors einen definierten Abstand
(ungeachtet der betätigten
Bremsposition) unter Verwendung eines elektronischen Positionierungsmerkmals,
wie beispielsweise eines Hall-Effekt-Fühlers und
eines magnetischen Aufnahmerad gelöst.
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Eine Verwendung des Systems einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einem Röhrenreaktionsseilsystem
dient mehreren Zwecken, einschließlich der folgenden: 1) die
vorliegende Erfindung erlaubt die Verwendung eines kommerziell erhältlichen
und kosten-effektiven Elektromotors kleiner Größe; 2) die vorliegende Erfindung
reduziert durch einen Faktor von zwei die Untersetzung, die notwendig
ist, um die Motorcharakteristiken auszunutzen und reduziert durch
einen Faktor von zwei den zusätzlichen
Weg (und resultierende Länge)
des Mechanismus, der erfordert wird, um das Durchhängen zum
Einbau während
der Fahrzeugherstellung bereitzustellen; 3) die vorliegende Erfindung
reduziert von zwei zu eins die Anzahl an Löchern durch den Fahrzeugunterboden
oder -plattform, die benötigt
werden, um dem Mechanismus in der Fahrzeugkabine anzuordnen, wobei
dadurch Ausgaben für
Wetterschutz reduziert werden; und 4) die vorliegende Erfindung
fährt eine
variable Asymmetrie in die Seilanordnung ein, wobei eine exzentrische
Positionierung und Seilbiegungen mit größeren Radien erlaubt wird.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung umfasst ein automatisches Steuersystem zur Bestimmung
des korrekten Bremsbetätigungsgrads. Das
automatische System erlaubt ebenfalls eine gesteuerte Betätigung der
Feststellbremse. Das automatische Steuersystem der vorliegenden
Erfindung erzeugt eine wiederholbare Leistungsabgabe innerhalb eines
relativ engen Bereichs, der ausreichend ist, um einen Bremspegel
zu garantieren, aber nicht groß genug
ist, um eine Schädigung
an zugehörigen Komponenten
zu verursachen oder zu erfordern, dass sie überdimensioniert sind.
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Das automatische Steuersystem steuert
den Elektromotor derart, dass die Motorstromentnahme proportional
zu dem Abtriebsdrehmoment ist und ausreichend unabhängig von
anderen Variablen ist, um ein zuverlässiges und ökonomisches Verfahren zur Steuerung
der Feststellbremsenbetätigung
zu sein. Durch Verwendung einer Stromentnahme zur Bestimmung der
Seilspannungsmenge und wiederum des Wegabstands des Antriebsrohrs,
ist das System selbst-einstellend (z. B. Kompensierung von Seildehnung
und Bremsbelagverschleiß unter
anderen Variablen).
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Das automatische Steuersystem steuert ebenfalls
die Bremslösung.
Eine derartige Steuerung sichert, dass die Bremse ausreichend gelöst wird,
um die Abwesenheit von Bremsschleifen zu gewährleisten, und sichert ebenfalls,
dass die Bremslösung nicht
der Punkt des Erlaubens eines Durchhängens in den Seilen ist. Die
Bremse wird einen kalibrierten Abstand von dem Betätigungspunkt
gelöst.
Dieser Abstand kann auf eine Vielzahl von Wegen gemessen werden.
In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die Bremslösung unter Verwendung von geeigneten
Abtast- bzw. Fühlinformationen,
wie beispielsweise Motorumdrehungen oder Zählen von Kommutierungsimpulsen,
bestimmt und kann eine Verwendung eines Hall-Effekt-Fühlers und magnetischen Aufnahmerads
einschließen.
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Die Kombination von zwei Cyclen (Betätigung und
Lösung),
wie vorstehend beschrieben, erzeugt einen selbst-einstellenden Effekt,
der eine deutliche Verbesserung gegenüber den herkömmlichen
Systemen und Verfahren aus einer Vielzahl von Gründen ist. Ein Grund ist die
Vermeidung von entweder Bremsenschleifen oder Seildurchhängen. Ein zweiter
Grund ist, dass die Ansprechzeit des Systems durch Einschränkung des
Bereichs des Betriebswegs zu dem minimal erforderlichen reduziert wird,
wobei dadurch die für
einen akzeptablen Betrieb erforderliche Motorengröße minimiert
wird. Ein dritter Grund betrifft den Einbau: die vorliegende Erfindung
ist zum Einbau während
der Fahrzeugherstellung mit einer beträchtlichen Seildurchhängung zur
leichteren Verbindung geeignet. Bei anfänglicher Betätigung,
wird das Durchhängen
entfernt und wird nicht bis zur Bremslösung wieder eingeführt.
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Während
das System der vorliegenden Erfindung als eine Feststellbremse nützlich ist,
kann eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ebenfalls wie folgt funktionieren, wenn
das Fahrzeug in Bewegung ist. Dem Betreiber wird eine variable Eingabe
bereitgestellt, dessen Ausgabe die Position des Motors durch das
vorstehend beschriebene positionsfühlende Merkmal steuert. Die
Positionsfühlverwendung
(im Gegensatz zur Stromsteuerung) ist notwendig, weil der Betreiber
in der Lage sein muss, dem Bremseffekt mit Empfindlichkeit zu erhöhen oder
zu erniedrigen. Beim Betreiben dieses Modus, kehrt die Bremse bei
vollständiger
Lösung
zu ihrem Ausgangspunkt zurück – – es gibt
keine Selbsteinstellung während
dieses Modus. Dies stellt die einfachste Betriebslogik bereit und
ist so lange akzeptabel wie die Bremse in dem „Feststeil"-Modus periodisch
betrieben wird. Diese Ausführungsform
umfasst folglich eine Eingabe in das Steuersystem für eine Transmissionspositions-
bzw. Fahrstufenauswahl, aber kann ebenfalls mit anderen Eingaben,
wie beispielsweise Fühler
für die
Fahrzeugbewegung funktionieren. Die Feststellbremse dieser Ausführungsform
kann ebenfalls automatisch durch das Positionieren des Fahrstufenselektors
bzw. Automatikschalthebels initiiert werden.
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Um die dargelegten und andere Merkmale, Vorteile
und Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erreichen, stellt eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Bremssteuerung für ein Fahrzeug mit einem Bremsseil
und einer Bremse bereit, wobei das Bremsseil mit der Bremse derart
verbunden ist, dass ein Spannen des Bremsseils eine Betätigung der
Bremse bewirkt, enthaltend: einen Elektromotor mit einer Abtriebswelle;
ein Steuermodul, das mit dem Elektromotor verbunden ist, um den
Elektromotor zu steuern; eine Getriebezugeinheit, die mit der Elektromotorabtriebswelle
verbunden ist, wobei die Getriebezugeinheit eine Gewindestange umfasst; und
ein Antriebsrohr mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei
das erste Ende des Antriebsrohrs ein gewindetes Rohrformstück aufweist, um
die Gewindestange der Getriebezugeinheit aufzunehmen, und das zweite
Ende einen Anschlusspunkt zum Anschließen des Bremsseils an das Antriebsrohr
aufweist; wobei das Steuermodul den Elektromotor derart steuert,
dass die Abtriebswelle des Elektromotors eine Bewegung der Getriebezugeinheit verursacht,
wobei dadurch eine Drehung der Gewindestange verursacht wird; und
wobei die Drehung der Gewindestange eine lineare Bewegung des Antriebsrohrs
durch das gewindete Rohrformstück verursacht,
und die Antriebsrohrbewegung ein Spannen des Bremsseils verursacht.
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Um die dargelegten und andere Merkmale, Vorteile
und Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erreichen, stellt eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weiterhin eine Bremssteuervonichtung für ein Fahrzeug
mit einem Bremsseil und einer Bremse bereit, wobei das Bremsseil
mit der Bremse verbunden ist, so dass Spannen des Bremsseils eine Betätigung der
Bremse bewirkt, enthaltend: einen Elektromotor mit einem Strom,
der mit einer an den Elektromotor angelegten Belastung variiert,
einen Stromfühler,
um den Strom des Elektromotors zu fühlen; einen Bremsspanner, der
mit dem Elektromotor verbunden ist, wobei der Bremsspanner zum Spannen
des Bremsseils ist; und ein Steuermodul, das mit dem Elektromotor
verbunden ist, um den Elektromotor zu steuern, wobei das Steuermodul
weiterhin mit dem Stromfühler
verbunden ist: wobei das Steuermodul eine Betätigung der Bremse durch Steuerung des
Elektromotors derart bewirkt, dass der Elektromotor den Bremsspanner
veranlasst, das Bremsseil zu spannen; wobei das Bremsseil die Bremse
betätigt,
wenn das Bremsseil gespannt ist; und wobei das Steuermodul den Elektromotor
anhält,
wenn der Strom des Elektromotors einen vorbestimmten Strom erreicht,
wobei der Strom unter Verwendung des Stromfühlers bestimmt wird.
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Um die dargelegten und andere Merkmale, Vorteile
und Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erreichen, stellt eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weiterhin ein Verfahren zum Betätigen einer
Bremse für
ein Fahrzeug mit einer Bremssteuervonichtung bereit, wobei die Bremssteuervonichtung
einen Elektromotor mit einem Strom, wobei der Strom mit der an den
Elektromotor angelegten Belastung variiert; ein Steuermodul, das
mit dem Elektromotor verbunden ist, um den Elektromotor zu steuern;
einen Stromfühler,
um den Strom des Elektromotors zu fühlen, wobei der Stromfühler mit
dem Steuermodul verbunden ist; und einen Bremsspanner umfasst, der
mit dem Elektromotor verbunden ist, wobei der Bremsspanner zum Spannen
des Bremsseils ist; umfassend: Empfangen eines Signals, um die Bremse
zu betätigen;
wobei das Steuermodul den Elektromotor steuert, so dass der Elektromotor
den Bremsspanner veranlasst, das Bremsseil zu spannen, wobei das
Bremsseil gespannt wird, die Bremse betätigt wird; und das Steuermodul
den Elektromotor anhält, sobald
der Strom des Elektromotors einen vorbestimmten Strom erreicht.
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Um die dargelegten und andere Merkmale, Vorteile
und Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erreichen, stellt eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weiterhin ein Verfahren zum Einbauen einer
elektrisch angetriebenen Feststellbremseinheit für ein Fahrzeug mit einem Bremsseil
und einer Bremse bereit, wobei das Bremsseil mit der Bremse verbunden
ist, sodass ein Spannen des Bremsseils eine Betätigung der Bremse bewirkt;
und wobei die elektrisch angetriebene Bremseinheit einen Bremsinitiator,
um eine Bremsbetätigung
zu initiieren; eine Bremssteuervorrichtung; einen Elektromotor mit
einem Strom, wobei der Strom mit der an den Elektromotor angelegten
Belastung variiert; ein Steuermodul, das mit dem Elektromotor verbunden
ist, um den Elektromotor zu steuern; einen Stromfühler, um
den Strom des Elektromotors zu fühlen,
wobei der Stromfühler
mit dem Steuermodul verbunden ist; einen Positionsfühler, der
mit dem Steuermodul verbunden ist, um eine Bewegung des Bremsseils
zu bestimmen; und einen Bremsspanner umfasst, der mit dem Elektromotor
verbunden ist, den Bremsspanner, um das Bremsseil zu spannen, umfassend:
Befestigen der elektrisch angetriebenen Bremseinheit an dem Fahrzeug;
Verbinden des Bremsseils mit dem Bremsspanner; und Initiieren von
Bremsbetätigung
unter Verwendung des Bremsinitiators; wobei, beim Initiieren von
Bremsbetätigung,
das Steuermodul den Elektromotor steuert, so dass der Elektromotor
den Bremsspanner veranlasst, das Bremsseil zu spannen, wobei das
Bremsseil gespannt wird, die Bremse betätigt wird; wobei das Steuermodul
den Elektromotor anhält,
sobald der Strom des Elektromotors einen vorbestimmten Strom erreicht;
und wobei das Steuermodul den Elektromotor steuert, so dass der
Elektromotor eine Bewegung des Bremsseils veranlasst; wobei die
Bremse durch die Bewegung des Bremsseils gelöst wird; und wobei die Bewegung
des Bremsseils unter Verwendung des Positionsfühlers bestimmt wird, so dass
die Bremsseilbewegung gleich zu einem vorbestimmten Bewegungsabstand für das Fahrzeug
ist.
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Zusätzliche Aufgaben, Vorteile
und neue Merkmale der Erfindung werden zum Teil in der Beschreibung
dargelegt, die folgt, und zum Teil dem Fachmann durch Prüfung des
Folgenden klar werden; diese Merkmale können ebenfalls aus der Praxis
der Erfindung entnommen werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Figuren:
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1 ist
eine Darstellung in aufgelösten
Einzelteilen von Komponenten des erfindungsgemäßen Feststellbremssystems einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Draufsicht des zusammengesetzten Systems, das in 1 veranschaulicht ist;
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3 ist
eine Querschnittszeichnung, die entlang Linien A-A entnommen ist,
die in 2 gezeigt ist;
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4 ist
eine Seitenansicht des zusammengesetzten Systems, das in 1 veranschaulicht ist;
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5 ist
eine Seitenansicht, die den Motor und die Getriebezugeinheit veranschaulicht,
die in 1 veranschaulicht
sind;
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6 ist
eine schematische Darstellung eines Aspekts der elektrisch angetriebenen
Feststellbremse einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die eine Betreibereingabevorrichtung
veranschaulicht;
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7 stellt
ein Beispiel eines Schalters und anderen Komponenten zur Steuerung
einer Bremsseilspannung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar;
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8 stellt
ein anderes Beispiel eines Schalters und anderen Komponenten zur
Steuerung der Bremsseilspannung gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dar;
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9 zeigt
ein elektrisch angetriebenes Bremssystem gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit einem Reaktionsröhrensystem;
und
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10 ist
ein elektrisch angetriebenes Bremssystem gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit einer Nicht-Reaktionsröhrensystem-Seileinheit.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein eine elektrisch betätigte,
motorangetriebe Seilspannvorrichtung, die fähig ist, die Funktion einer
Personenfahrzeugfeststellbremse zu erfüllen, wie von Federal Motor
Vehicle Safety Standard (FMVSS) 135 definiert. Alternativ
muss das System wie von FMVSS 105 definiert funktionieren.
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Das elektronisch angetriebene Feststellbrems-
(EPB) System einer Ausführungsform
der vorliegender Erfindung umfasst vier Komponenten: 1) einen Schalter
oder Schalter zur Bestimmung einer Fahrzeugbetreibereingabe und
anderen Parametern; 2) ein elektronisches Steuermodul zur Zuführung von
gesteuertem elektrischen Strom; 3) eine Motor/Getriebe-Einheit zur
Erzeugung einer linearen Bewegung; 4) eine Gewindestange/ein Antriebsrohr, die
auf eine lineare Bewegung ansprechen und nicht leicht reversibel
sind; und 5) ein Seilsystem zur Übertragung
der linearen Bewegung auf die Feststellbremsarme/beläge eines
herkömmlichen
Bremssystems. In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung übt
das EPB System eine ausreichende Seilspannung aus, um das Fahrzeug
ab- bzw. festzustellen, in dem es bei seinem maximalen zulässigen Gesamtfahrzeuggewicht
(wie von FMVSS 135 oder anderer relevanter Gesetzgebung)
auf 30% Gefälle
innerhalb des Bereichs normaler Fahrzeugbauvariation und normaler
Bremssystemvariation eingebaut ist.
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Die Motoreinheit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
einen Permanentmagnetgleichstrom (DC) Motor mit einer integralen
zweistufigen Getriebeuntersetzung. Die erste Stufe umfasst eine
Schnecken/Stirnrad-Getriebekombination und die zweite Stufe umfasst
eine gewindete Welle oder Gewindestange, die sich in einem gewindeten Antriebsrohr
dreht, um die erforderte lineare Bewegung zu erzeugen. Diese Einheit
ist in einem Gehäuse
verpackt, das als eine Druckstrebe dient, sodass der Kern des Seils
in Bezug auf die Röhre
spannbar ist, ohne dass irgendeine der Reaktionskräfte auf
die Fahrzeugstruktur übertragen
wird. Das Seil selbst überträgt die Belastung
auf die Bremsarme/beläge durch,
zum Beispiel, ein herkömmliches
Reaktionsröhrensystem.
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Gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, ist die elektrische Feststellbremse ein
Ersatz und kein Zusatz für
ein manuell angetriebenes System. Die vorliegende Erfindung ist
ebenfalls verwendbar, um den Bedarf für einen zusätzlichen Mechanismus zu vermeiden,
der die Belastung hält
und löst.
Der Elektromotor ist wird durch Getriebeuntersetzung geschaltet,
die ausgelegt ist, um unfähig
zu sein; in die entgegengesetzte Richtung angetrieben zu werden,
wenn sie in einer betätigten
Position ist.
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Die elektrisch angetriebene Feststellbremse der
vorliegenden Erfindung kann wie folgt in Abhängigkeit der eingesetzten Ausführungsform
klassifiziert werden: a) FMVSS 135 nur normgerecht, in
dem Fahrzeuginneren angebracht; b) FMVSS 135 nur normgerecht,
an der Fahrzeugaußenseite
angebracht; c) FMSVSS 135 und FMSVSS 105, normgerecht,
in dem Fahrzeuginneren angebracht; oder d) FMSVSS 135 und
FMSVSS 105, an der Fahrzeugaußenseite angebracht.
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Während
die Feststellbremse einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung an irgendeiner zweckmäßigen Stelle an dem Fahrzeug
angeordnet werden kann, wird die Bremse gewöhnlich in einem Innenbereich
des Fahrzeugs (z. B., Kofferraum, Ersatzradfach, hinter Wagensitz
oder andere Stelle) angeordnet. Die Korrosions- und Vibrationsbeeinflussungen
der Umgebung werden durch Anordnen des Bremsstifts in einem Innenbereich
reduziert. Um die Kosten der Seile zu minimieren, wird der Motor
so nahe wie möglich
an den hinteren oder gebremsten Rädern angeordnet.
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Die folgenden quantitativen Leistungsmaßnahmen
sind für
die Leistung des Systems für
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung typisch. Diese Maßnahmen sind nicht als Einschränkung beabsichtigt,
weil jedes System auf ein spezifisches Fahrzeug zugeschnitten ist,
wie weiterhin nachstehend beschrieben. Unter normalen Betriebsbedingungen übt das EPB
System eine maximale Seilspannung von 350 lbf (1557 N) bei 1 in
(25 mm) Seilaufnahme in 3 Sekunden aus, ohne den Motor abzuwürgen (diese
Bedingungen schließen
nicht eine stromlose Batterie oder ein Versagen des elektrischen
Fahrzeugsystems ein, um den notwendigen Strom aufgrund anderer als
normaler Variation in dem elektrischen Fahrzeugsystem bereitzustellen, wie
in den jeweiligen elektrischen Fahrzeugsystemspezifikationen definiert).
Dieser Betrieb basiert auf einem elektrischen System, das 12 Volt
und 35 Amp liefert. Das EPB System ist in der Lage, alle angelegte
Seilspannung in etwa einer Sekunde zu lösen.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist das EPB System selbst-einstellend und folglich in der Lage,
ein Durchhängen
oder eine geringe Spannung in dem Bremsseil zu kompensieren. Das
System erlaubt ebenfalls, einen einfachen Einbau während der
Herstellung eines Fahrzeugs, weil es einem ungespannten Seil erlaubt,
an dem Fahrzeug befestigt zu werden und das Durchhängen wird durch
den ersten Betrieb der EPB entfernt. Die EPB kann zum Beispiel die
folgende minimale Seil-Aufnahme bereitstellen: a) 1 in (25 mm) Einbaudurchhängeaufnahme,
b) 2 in (50 mm) normaler Seilweg; und c) 0,4 in (10 mm) Selbsteinstellungsseilaufnahme.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
arbeitet die EPB in Reaktion auf eine Eingabe von entweder einer
Betreibersteuerung, wie beispielsweise einem Schalter, und/oder
einem Fahrstufenselektor. Die Eingabe veranlasst die EPB-Steuerung,
einen elektrischen Strom zu der Motor-Einheit zu liefern. Der Strom
veranlasst den Motor, das Antriebsrohr zu drehen, das an das Feststellbremsseil
Spannung anlegt, und wiederum den Strom erhöht, der durch den Motor entnommen
wird. Der Strom wird geliefert, bis ein vorbestimmter Strompegel
(der mit einer vorbestimmten Seilspannung korreliert) erreicht wird,
an dem die Steuerung die Stromversorgung zu dem Motor ausschaltet.
Dieser Strompegel ist allgemein zu einer entsprechenden Seilspannung
von etwa 350 lbf (1557 N) äquivalent.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist der Elektromotor für
beste Resultate nicht-umkehrend: die Kraft des gespannten Seils wird
mechanisch durch die Steigung der Gewindestange/des Antriebsrohrs
getragen. Durch Verwenden eines rein mechanischen Elements wird
diese Seilspannung unbegrenzt oder bis eine Betreibereingabe zum
Lösen des
EPB Systems zugeführt
wird, gehalten. Während
der Zeitdauer, wenn eine Seilspannung gehalten wird, und die Feststellbremse nicht
in einem Betätigungs-
oder Lösungscyclus
ist, ist die Stromentnahme an dem elektrischen Fahrzeugsystem 0
Amp.
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Automatische Selbsteinstellung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung resultiert aus einer Feststellbremstätigkeit,
wie folgt. Die Bremse wird durch Spannen auf eine vorbestimmte Straffheit
basierend auf der Stromentnahme des Elektromotors betätigt. Die
Bremse löst
sich dann einen vorbestimmten Wegabstand des Seils in die Lösungsrichtung,
die wiederum, zum Beispiel aus einer vorbestimmten Anzahl von Motorumdrehungen
resultiert, die für
das Einbaufahrzeug spezifisch ist. Wenn sich die Bremsen des Fahrzeugs
abnutzen, macht der Motor einfach mehr Umdrehungen beim Spannen
zur Herstellung des zusätzlichen
Wegs aufgrund des Bremsschuhverschleißes. Der Weg wird automatisch
eingestellt, weil der Motor dreht, bis die Stromentnahme den vorbestimmten
Pegel ungeachtet des Bremsverschleißes erreicht, und bei Lösung die
gleiche Wegmenge das gleiche Seildurchhängen ungeachtet dessen erzeugt,
wie weit sich der Motor bewegt hat, um die Bremsbetätigungsspannung
zu erreichen.
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Der spezifizierte, bewegte Abstand
wird unter Verwendung von, zum Beispiel eines Hall-Effekt-Fühlers und eines magnetischen
Aufnahmerads bestimmt, das an dem Elektromotor angebracht ist, was
Informationen über
die Anzahl von Umdrehungen des Motors bereitstellt. Diese Anzahl
von Umdrehungen werden dann mit einem Abstand durch den Schraubenmechanismus
korreliert. Auf diese Weise werden geeignete Steuergrenzen hergestellt
und eine kontinuierliche Selbsteinstellung wird erhalten.
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Die vorliegende Erfindung schließt eine
variable Steuerung ein, die in dem Fahrzeuginneren angeordnet ist,
um dem Fahrzeugbetreiber zu erlauben, das elektronische Modul zu
steuern. Während
irgendeine geeignete Steuervorrichtung verwendet werden kann, enthält die Steuerung
in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen beleuchteten Indikatordrehknopf
an dem Fahrzeuginstrumentenfeld, der mit dem Modul elektrisch verbunden
ist. (Siehe 6). Bei
der Vollendung eines Bremsbetätigungscycluses,
wenn und nur wenn der vorstehend erwähnte, vorbestimmte Strom (Abschaltstrom)
erreicht wurde, wird ein Stift in dem Verbindungselement der Steuerung
mit einer Erde verbunden, sodass eine Schaltung zum Zweck des Beleuchtens
des Instrumentenfeldbremslichts vollendet wird. Diese Erde veranlasst
das Licht nicht, erleuchtet zu sein, wenn der Fahrzeugschlüssel in
der „Aus" Position
ist. Wenn der Abschaltstrom während
eines Bremsbetätigungscycluses
nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer (z. B., 5 Sekunden)
des Betreibereingabeimpulses erreicht wird, speist die Steuerung
die Erde zu dem Bremslichtausgangsstift ein, um einen Feststellbremssystemfehler
(z. B., „Blinklicht"-Impuls
bei einer Rate von zwei Impulsen pro Sekunde) anzuzeigen. Wenn das
EPB System betätigt
wird, wenn der Fahrzeugschlüssel
in der „Aus" Position
ist, führt
der Instrumentenfeldbremslichtausgangsstift die zur Beleuchtung
des Bremslichts benötigte
Erde sofort beim Umdrehen des Fahrzeugschlüssels in die „An" Position.
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Ungeachtet des EPB Systemstatus oder
der Betreibereingabe, wird das Instrumentenfeldbremslicht nicht
erleuchtet, wenn der Fahrzeugschlüssel zu irgendeiner Zeit in
der „Aus"
Position ist. Das EPB System kann in einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung normal für
einen Bremsbetätigungscyclus
aktiviert werden, wenn und nur wenn, zum Beispiel, für mit Automatikgetriebe
ausgerüstete
Fahrzeuge der Fahrstufenselektor bzw. Automatikschalthebel in der „Feststeil"
oder „neutralen"
Position ungeachtet des Zustands des Fahrzeugzündschalters und -schlüssels ist.
In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann der Bremsbetätigungscyclus ungeachtet der
Betreibereingabe oder dem Zustand des Fahrzeugzündschalters oder -schlüssels in irgendeiner
Fahrstufenselektorposition deaktiviert werden.
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Das EPB System zieht in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einer entsprechenden Momentaneingabe
von entweder einer Betreibersteuerung, wie beispielsweise ein Schalter, oder
dem Fahrstufenselektor, während
es in dem vollständig
betätigten
Zustand ist, das Seil einen vorbestimmten Abstand wiederholt innerhalb
+/- 200 in (5 mm) zurück,
wobei die Steuerung an dem Punkt die Verbindung zur Erde öffnet, die
dem Instrumentenfeidbremslicht geliefert wird, wobei dadurch die Schaltung
unterbrochen wird und das Licht ausgeschaltet wird. Der Rücklaufcyclus
des EPB Systems wird bei irgendeiner Zeit nach einem vollendeten
Betätigungscyclus
ungeachtet der ausgewählten
Fahrstufe oder der Position des Zündschalters aktiviert. Wenn
während
eines Lösungscyclus
der Rücklauf des
Seils der vorbestimmte Abstand innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer
(z. B., 5 Sekunden) nicht erreicht wird, speist die Steuerung die
zu dem Bremslichtausgangsstift gelieferte Erde bei einer vorbestimmten
Rate (z. B., Blinklicht bei zwei Impulsen pro Sekunde) ein, um einen
Feststellbremssystemfehler anzuzeigen.
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Die EPB Systemsteuerung ignoriert
in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung irgendeine Betreibereingabe bis zur Vollendung
des Betätigungs-
oder Lösungscyclus,
der im Gange ist. Zu keiner Zeit während des Betriebs entnimmt
das EPB System mehr als 35 Amp von dem elektrischen Fahrzeugsystem.
Das EPB System bewahrt im Falle des Versagens des elektrischen Fahrzeugsystems die
Fähigkeit,
manuell gelöst
oder betätigt
zu werden.
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Das vorstehend erwähnte elektronische Steuermodul
wird in einer anderen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zum Antreiben der Feststellbremse der vorstehenden
Ausführungsformen verwendet,
aber das Steuermodul ist in der Anwendbarkeit universell und kann
folglich mit anderen elektrischen Motor-betätigten Feststellbremssystemen verwendet
werden. Wenn derartige Bremsen in einem Ein/Aus-Modus (verfügbar in
'festgestellt' oder 'neutral') betrieben werden, veranlasst ein
'EIN'-Signal den Motor, zu laufen, bis eine spezifische Belastung
erreicht wird, wie durch die Stromentnahme des Motors angezeigt.
Ein 'AUS'-Signal veranlasst den Motor, in die entgegengesetzten
Richtung zu laufen, bis ein spezifizierter Abstand zurückgelegt
wurde, der durch zusätzliche
Eingabe angezeigt werden muss.
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Ein ökonomisch vorteilhaftes Verfahren
zur Verwirklichung der Motorumdrehungsmessung zur Lösung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist durch Zählen von Kommutierungsimpulsen,
aber dies kann ebenfalls durch andere Abfühleingaben verwirklicht werden.
Ein Vorteil des Messens von Motorumdrehungen ist, dass die Untersetzung
zwangsläufig
so groß wird,
dass eine Ungenauigkeit bei der Motorumdrehungmessung, wie beispielsweise
eine abgefallene Zahl von Kommutierungsinmpulsen, praktisch keine
Folgen für
den Lösungsabstand
hat. Dieses Verfahren zur Lösung
der Bremse erfordert jedoch, dass das Verfahren in der Gegenwart
eines bekannten Zustands (z. B., eine Position, bei der der vorbestimmte
Motorentnahmestrom erreicht ist) angewendet wird.
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Die Kombination der zwei vorstehenden
Cyclen erzeugt einen selbst-einstellenden Effekt. Im Allgemeinen
ist dieser Effekt ebenfalls durch irgendein anderes Steuerschema
unter Verwendung verschiedener Kriterien für eine Betätigung und Lösung erzeugbar.
Diese Selbsteinstellung ist für
eine Anzahl von Gründen,
einschließlich
der folgenden, wichtig: 1) Dieser Zugang vermeidet sowohl Bremsschleifen als
auch Seildurchhängen;
2) es schränkt
den Betriebswegbereich auf den minimal erforderten ein und folglich
wird die Ansprechzeit des Systems reduziert, wobei die für einen
akzeptablen Betrieb erforderliche Größe des Motors minimiert wird;
und 3) in Bezug auf den Einbau ist das System in dieser Ausführungsform
mit einem beträchtlichen
Seildurchhängen
für eine
leichtere Verbindung einbaubar; bei anfänglicher Bremsbetätigung wird
das Durchhängen
entfernt und bei Bremslösung
nicht wieder eingeführt.
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In dem dynamischen Steuermodus (in
jedem beliebigen Antriebsgetriebe verfügbar) einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine variable Positionseingabe (ebenfalls
als Bremsmodulation bezeichnet) durch einen Knopf oder eine andere Steuervorrichtung
(z. B., einem zu einem elektrischen Fensterschalter ähnlicher
Schalter) von dem Fahrer bereitgestellt und der Motor wird zu einer
Position angetrieben, die dieser Eingabe entspricht. Auf diese Weise
ist die Bremskraft variabel, wenn gewünscht, um einen Halt zu bewirken,
während
sich das Fahrzeug bewegt. Eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung einer Eingabeanzeige
der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei in dem Fachgebiet bekannte Verfahren
verwendet werden, sodass dieser Modus nur über bestimmten Geschwindigkeiten
verfügbar ist
(z. B., funktioniert nur, wenn sich das Fahrzeug über 5 Meilen/Std.
bewegt. In dieser Ausführungsform
tritt eine Bremsbetätigung
nur auf, wenn der Betreiber (z. B. der Fahrer) der Bremse eine Eingabe manuell
bereitstellt (d. h., der Motor, der die Bremse betätigt, arbeitet
nur, wenn der Fahrer, zum Beispiel, den Knopf drückt, der eine Bremsenaktivierung
verursacht). Beim Lösen
der Eingabe kehrt die Bremse automatisch zu der nicht-gespannten
Position in diesem Modus zurück.
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Nun unter Bezugnahme auf die Figuren
veranschaulicht 1 gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung eine Elektromotor/Getriebszugeinheit 1 mit
einer Gewindestange 2. Während irgendeine geeignete
Elektromotor/Getriebszugeinheit verwendet werden kann, wurden erstrebenswerte
Resultate durch Verwenden jener erhalten, die von FASCO Controls
of Eaton Rapids, Michigan, typischerweise zur automatischen Sitzeinstellung
kommerziell verkauft werden. Die außen gewindete Gewindestange 2 wird
in den Innengewinden eines Antriebsrohrs 3 aufgenommen.
Eine Mutter (nicht gezeigt) ist auf das Ende von Antriebsrohr 3 zum
Befestigen des Antriebsrohrs 3 an der Gewindestange 2 abgesetzt.
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Die Motor/Getriebszugeinheit 1 ist
an einer Strebe 4 durch einen Walzenstift (5)
befestigt. Die Strebe 4 umfasst eine offene Kanalstruktur,
die ein Montierloch oder -löcher
6 definiert. Während
die Abmessungen der Strebe auf einen breiten Bereich von Endanwendungen
zuschneidbar sind, weist die Strebe in einer Ausführungsform
eine Länge
von etwa 240 mm auf. Die Motor/Getriebeeinheit 1 wird durch eine
rechteckige Öffnung 7 in
die Strebe 4 eingeführt.
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Löcher
oder andere Befestigungsmerkmale (nicht gezeigt) an der Motor/Getriebeeinheit
1 sind mit Löchern 6 ausgerichtet
und ein Walzenstift wird durch die Löcher 6 und die Motorlöcher eingeführt, wobei
dadurch die Motor/Getriebeeinheit 1 an Strebe 4 befestigt
wird. In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Walzenstift einen Zero-Clearance-Stift, der durch
Verwendung von, zum Beispiel, einer „Spirol Gun" angewendet wird.
Der Walzenstift und die Gun sind von Spirol International Corporation
in Danielson, Connecticut kommerziell erhältlich.
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Ein Ende eines Drahtseils oder Strangseils (nicht
gezeigt) wird durch ein Loch 8 eingeführt, das in einer Endkappe 9 definiert
ist, und das andere Ende des Seils ist an dem vorstehend beschriebenen Röhrenreaktionssystem
befestigt (siehe 9).
Das Ende des Seils ist an dem Antriebsrohr 3 durch eine Walze 10 befestigt,
die ein Loch definiert, das mit der Walze 10 konzentrisch
ist. Das Ende des Seils umfasst irgendein geeignetes Befestigungselement
wie beispielsweise eine Öse,
Gesenkeinpassung, Spannschloss oder Klemme. Normalerweise umfasst das
Befestigungselement eine Gesenköseneinpassung,
die an dem Drahtseil oder Seilstrang befestigt ist. Das Befestigungselement
ist zwischen dem Antriebsrohr 3 und der Walze 10 angeordnet.
Die Walze 10 und das Befestigungselement sind an der Außenseite
des Antriebsrohrs 3 an dem Ende des Rohrs 3 distal
von der Gewindestange 2 oder Motor/Getriebeeinheit 1 befestigt.
Eine zweite Walze/Seilstift 11 wird durch die Walze 10,
das Seilbefestigungselement und in Antriebsrohr 3 bei einem
Loch 12 angetrieben, das senkrecht zu der Längsachse
des Antriebsrohrs 3 gebohrt ist. Die Endkappe 9 ist
an der Strebe 4 unter Verwendung irgendeines Expediters
befestigt, wobei das Seil frei ist, sich durch das Loch 10 und
in die Strebe 4 zu bewegen. Eine Bewegung des Seils wird
durch Tätigkeit
der Motor/Getriebeinheit 1 bestimmt, die durch das Steuermodul 13 gesteuert
wird.
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Während
irgendein geeignetes Steuermodul verwendet werden kann, umfasst
das Modul in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Ausgabe, die durch einen Hall-Effekt-Fühler erzeugt wird;
der zur Bestimmung der Drehposition des Motors verwendet wird; die
Drehung des Motors wird wiederum verwendet, um einen Wegabstand
des Antriebsrohrs 3 zu bestimmen, der durch die Drehung der
Gewindestange 2 erzeugt wird. Das Steuermodul 13 ist
mit der Motor/Getriebeeinheit 1 durch irgendein geeignetes herkömmliches
elektrisches Verbindungsmittel (z. B., Draht) elektrisch verbunden.
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2 veranschaulicht
die in 1 gezeigten Komponenten
in einer zusammengesetzten Konfiguration. Insbesondere ist die Motor/Getriebeeinheit in
einer Öffnung 7 angeordnet
und an der Strebe 4 durch einen Walzenstift 5 befestigt.
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3 ist
ein Querschnitt, der entlang Linie „A-A" von 2 genommen ist. 3 veranschaulicht die Walze 10,
die durch einen Walzenstift 11 an dem Antriebsrohr 3 befestigt
ist. 3 veranschaulicht
ebenfalls einen Kanal 14, der entlang der Längsachse
der Strebe 4 definiert ist. Der Kanal 14 definiert,
steuert und unterstützt
den Weg der Walze 10 entlang der Strebe 4.
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4 zeigt
eine andere Ansicht der Komponenten von 1 in einer zusammengebauten Konfiguration
(und eine Ansicht von 2,
die um 90 Grad in Bezug auf die horizontale Ebene, wie in 2 gezeigt, und parallel
zu der Längsachse
der Strebe 4 gedreht ist). Insbesondere veranschaulicht 4 die Elektromotor/Getriebszugeinheit
1, die in die Strebe 4 montiert ist. Montierlöcher 6 und 15 sind in
der Strebe 4 an jeder Seite der Strebe 4 definiert. Loch 6 wird
zum Montieren der Motor/Getriebeeinheit in der Strebe 4 verwendet
und das Loch 15 wird zum Befestigen des EPB Systems an
dem Fahrzeug verwendet. Die EPB ist in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ebenfalls durch Löcher 6a an dem Fahrzeug
befestigt, die in der Endkappe 9 definiert sind. Die Ausrichtung
dieser Montierlöcher
sowie Gleichgewichtskräfte
in der EPB reduzieren oder verteilen irgendwelche, an das Fahrzeug
angelegte Kräfte
beim Betätigen
der EPB.
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5 ist
eine weitere Ansicht der Komponenten von 1 in einer zusammengebauten Konfiguration
(und eine Ansicht von 2,
die um 90 Grad in Bezug auf die horizontale Ebene, wie in 2 gezeigt, und parallel
zu der Längsachse
der Strebe 4 gedreht ist). Insbesondere zeigt 5 eine Ansicht der EPB von
dem Ende, das die Motor/Getriebeeinheit 1 trägt. 5 veranschaulicht besser die Beziehung
zwischen der Strebe 4, dem Walzenstift 5 und der
Motor/Getriebeeinheit 1.
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6 ist
ein schematisches Ablaufdiagramm, das ein System und eine Vorrichtung
für die EPB
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 6 zeigt die Fahrzeugbetieibereingabevorrichtung 16,
die einen Schalter für
die Feststellbremse mit einer betätigten („Park„ bzw. „Feststeil") 16a und
einer gelösten
(„rls") 16b Position
umfasst. Die Vorrichtung 16 ist mit dem Steuermodul 13,
wie beispielsweise durch eine elektrische Verbindung, verbunden.
Wie vorstehend beschrieben, betätigt
das Steuermodul 13 zur Betätigung der Feststellbremse,
wenn das Fahrzeug parkt oder sich ansonsten nicht über einer
vorbestimmten Geschwindigkeit bewegt, nach Empfang einer Eingabe 16a die
EPB 17 (wie beispielsweise in 2 und 4 veranschaulicht)
bis eine vorbestimmte Strombelastung detektiert wird. Die EPB 17 ist
mit einem herkömmlichen
Reaktionsröhrensystem 18 (z.
B., durch ein Drahtstrang oder Seil) verbunden. Eine Bewegung der
EPB 17, wie von dem Steuermodul 13 und der Vorrichtung 16 gesteuert
und überwacht,
verursacht eine Kraft, die durch das Reaktionsröhrensystem 18 ausgeübt werden
muss, das wiederum die Bremsbeläge
veranlasst, die Bremstrommeln oder -scheiben des Bremssystems 19 zu
berühren.
Strom für
den Betrieb des Systems und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
wird durch, zum Beispiel, eine Batterie 20, wie beispielsweise
die Fahrzeugbatterie geliefert.
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Genauso löst die EPB 17, wenn
der Vorrichtung 16 eine Eingabe zur Lösung 16b der Bremse
bereitgestellt wird in Bezug auf ein Signal von dem Steuermodul 13 die
Bremse 19 einen vorbestimmten Abstand (z. B. etwa 2 Inch)
durch das Reaktionsröhrensystem
bzw. Reaction Conduit System 18. Der Wegabstand und folglich
die Anzahl an Umdrehungen des Motors zu Lösung ist in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung auf das Fahrzeug zugeschnitten, in dem
das System eingebaut ist.
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Wie ebenfalls vorstehend beschrieben,
kann die Vorrichtung 16, wenn gewünscht, ebenfalls eingesetzt
werden, um die EPB 17 durch Drehen eines Drehknopfs 16c zur
Betätigung
der EPB 17 in einer diskontinuierlichen oder graduellen
Weise in Bezug auf eine Eingabe des Betreibers als eine Hilfs- bzw. Notbremse
zu verwenden.
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Irgendwelche geeigneten herkömmlichen Materialien
und Verfahren können
zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Komponenten verwendet
werden. Während
die vorstehende Beschreibung die Betonung auf Fahrzeugfeststellbremssysteme
legt, ist die Bremse der vorliegenden Erfindung in einem breiten
Bereich von Maschinen oder Vorrichtungen mit Feststellbremsen oder
anderen bewegungsverhindernden Vorrichtungen anwendbar. Weiterhin
kann das Steuermodul durch irgendein herkömmliches System oder Vorrichtung,
wie beispielsweise durch schlüssellose
Fernaktivierung, geschaltet oder gesteuert werden.
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Wie in 7 und 8 gezeigt, umfasst eine andere
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein alternatives automatisches Selbsteinstellungsmerkmal
für die
Bremse. Wie vorstehend ' diskutiert, ist ein Einstellungsparameter
der vorliegenden Erfindung die Restspannungsmenge in dem Seil, wenn
es gelöst
ist: zu viel Restspannung wird die bremsen veranlassen, zu schleifen;
zu wenig Restspannung wird den Seilen erlauben, sich zu bewegen,
wobei Lärm
und eine mögliche
Fehlausrichtung während zukünftiger
Betätigung
erzeugt wird. In den vorstehenden Ausführungsformen wird eine Selbsteinstellung
durch Erreichen einer besonderen Referenzspannung unter Verwendung
der Motorstromentnahme, zum Beispiel, erreicht und eine geeignete
Spannungslösung
wird durch Lösung
der Bremse einen vorbestimmten Abstand, wie beispielsweise durch Motorumsteuerung,
erreicht.
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Die in 7 und 8 beschriebene Ausführungsform
betrifft eine Spannungseinstellung im Falle einer Betriebsumgebung,
in der die vollständig
betätigte
Position nicht häufig
hergestellt wird (ein Beispiel wird die Verwendung der Bremse in
Verbindung mit manueller Transmission sein, die die Bremse nicht
automatisch betätigt).
In diesem Fall ist es bevorzugt, einen Steuermechanismus bereitzustellen, der
die korrekte gelöste
Position direkt herstellt.
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Die Ausführungsform von 7 und 8 weist einen
Vorteil gegenüber
dem Stand der Technik in dem Fall auf, dass die Feststellbremse
wiederholt nur zu einem teilweise betätigten Zustand betrieben wird. In
dieser Situation wird der Referenzpunkt zum Spannen gelegentlich
hergestellt und eine bessere Steuerung wird benötigt, um die Lösungsposition
direkt herzustellen.
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Um eine zusätzliche Steuerung zur automatischen
Einstellung herzustellen, umfasst diese Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung die Verwendung einer Schalter- und Federkombination zusammen
mit einer Steuerung zum Anhalten und Umkehren des Motors, sodass
die geeignete Spannungsgrenze an die Bremse angelegt wird und ein geeigneter
Lösungsabstand
durch die Motorumsteuerung erreicht wird.
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7 zeigt
ein Beispiel eines Schalters und anderer Komponenten gemäß dieser
Ausführungsform.
In 7 ist ein Schalter 30 in
einem Kunststoffträger 30a in
einem Napf 31 eingebaut. Der Schalter 30 ist mit
dem Steuermodul (siehe 6)
zur Motorsteuerung durch Verdrahtungen 32 verbunden. Ein Walzenstift 33 ist
mit dem Napf 31 zur Verbindung mit dem Antriebsrohr 3 verbunden.
Das Seil 35 umfasst einen Knopf 36 an dem Ende
des Seils 35 zur Aktivierung des Schalters 30.
Wenn sie zusammengebaut sind, sind der Knopf 36 und das
Ende des Seils 35 in einem gedrehten Träger 37 angeordnet,
der wiederum in dem Napf 31 eingebaut ist. In dem Napf 31 sind
ebenfalls Passscheibe 32, die eine erste Hälfte des
Napfes 31, die den Schalter 30 enthält, und eine
zweite Hälfte
des Napfes 31 trennt, die den gedrehten Träger 37,
Knopf 36 und eine Feder 38 enthält.
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Bei Betrieb drückt gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Spannung der Feder 38 zwischen
dem Napf 31 und dem gedrehten Träger 37 den Knopf 36 gegen
den Schalter 30, der dem Motor erlaubt (siehe 1–5),
zu arbeiten, und erlaubt, Spannung an das Seil 35 anzulegen. Diese
Spannung auf dem Seil 35 erzeugt wiederum Spannung an der
Bremse (nicht gezeigt), was die Bremse veranlasst, zu schalten bzw.
einzugreifen. Bei vollständigem
Eingriff bzw. Schaltung erhöht sich
die Spannung in dem Seil 35 derart, dass die Spannkraft
in der Feder 38 überwunden
wird und die Feder 38 zusammengedrückt wird. Dieses Zusammendrücken der
Feder 38 veranlasst den Knopf 36, sich von dem
Schalter 30 zu trennen, wobei dadurch die Bewegung des
Motors angehalten wird.
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Der Betrieb des Systems ist danach ähnlich zu
dem für
andere Ausführungsformen.
Wenn das Fahrzeug im Stillstand ist, wenn die Bremse in Eingriff
steht, verbleibt die Bremse vollständig in Eingriff, bis die Bremse
gelöst
wird, wobei in diesem Fall das Seil einen vorbestimmten Abstand
bewegt wird, wie durch eine voreingestellte Anzahl von Motorumdrehungen.
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8 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der Schaltervorrichtung dieser Ausführungsform. Diese Ausführungsform
ist im wesentlichen ähnlich
zu der Ausführungsform
von 7, aber der Kunststoffträger 30a erfasst
den Schalter 30 vollständig,
um die Anhäufung
von Toleranzen bei Herstellung und Betrieb zu reduzieren.
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Eine andere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung umfasst eine spezielle Anordnung von Komponenten für die Bremse,
wie in 9 und 10 gezeigt. Die vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen
umfassen vier allgemeine Komponenten: 1) einen Schalter oder Schalter
zur Bestimmung der Betreiberabsicht und anderen Parametern; 2) ein elektronisches
Steuermodul, das einen gesteuerten elektrischen Strom liefert; 3)
eine Motor/Getriebeeinheit, die eine lineare Bewegung erzeugt; und
4) ein Seilsystem, das die lineare Bewegung auf die Feststellbremsarme
eines herkömmlichen
Bremssystems überträgt. Die
Ausführungsformen
von 9 und 10 betreffen insbesondere
die zwei letzteren Komponenten.
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Wie in den vorstehenden Ausführungsformen
beschrieben, umfasst eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Motoreinheit, die einen Permanentmagnetgleichstrommotor
mit einer integralen, zweistufigen Getriebeuntersetzung enthält. Die
erste Stufe besteht aus einer Schnecken/Stirnradgetriebe-Kombination
und die zweite Stufe besteht aus einer gewindeten Welle, die sich
in einem gewindeten Rohr dreht, um die erforderliche lineare Bewegung
zu erzeugen. In der vorliegenden Ausführungsform ist diese Einheit
in einem Gehäuse
verpackt, das als Druckstrebe dient, sodass der Kern des Seils in
Bezug auf die Röhre
gespannt werden kann, ohne dass irgendwelche Reaktionskräfte auf die
Fahrzeugstruktur übertragen
werden. Das Seil selbst überträgt die Belastung
durch einen Röhrenreaktionsausleger
auf die Bremsarme, wie in 9 gezeigt.
Im Gegensatz dazu ist in 10 eine
Ausführungsform
gezeigt, die ein Bremssystem darstellt, das kein Reaktionsröhrensystem
verwendet.
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Die Komponenten der in 9 gezeigten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfassen eine Motor/Getriebeeinheit zur
Herstellung einer linearen Bewegung 50, ein vorderes Seil 51,
einen ersten Röhrenverankerungspunkt 52,
eine Kupplung 53, einen Reaktionsausleger 54,
einen zweiten Röhrenverankerungspunkt 55,
zweie hintere Seilabschnitte 56 und der zwei hintere Bremsen 57, 58.
Die Ausführungsform
von 10 ist ähnlich zu
der von 9, aber umfasst
keine Kupplung 53, Reaktionsausleger 54 und nur
einen zweiten Röhrenverankerungspunkt 55 und
verwendet statt dessen eine Ausgleicheinrichtung 60 und
einen zweiten und dritten Röhrenverankerungspunkt 61, 62.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung optimiert folglich die Auslegung des in vorangehenden
Ausführungsformen
beschriebenen Systems zum Zwecke eines ökonomischen und leichten Einbaus
und ist das Resultat eines Vergleichs von einigen verschiedenen
Alternativen zur Erreichung der Auslegungsziele. Die Logik hinter
der Auslegung dieser Ausführungsform
umfasst die folgenden Betrachtungen. Um ökonomisch ausführbar zu
sein, muss eine elektrische Feststellbremse ein Ersatz und kein Zusatz
für ein
manuell angetriebenes System sein. Ein zusätzlicher Mechanismus, der die
Belastung hält
und löst,
muss vermieden werden und diese Funktionen werden durch Verwendung
einer Getriebeuntersetzung verwirklicht, die ausgelegt ist, um unfähig zu sein,
in die entgegengesetzte Richtung betrieben zu werden.
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Zusätzliche Kosteneinsparungen
sind in der in 9 gezeigten
Ausführungsform
aufgrund der Tatsache inhärent,
dass Bremskräfte
an zwei Rädern angelegt
werden müssen
und ein Motor und zwei Seile sind im allgemeinen kostengünstiger
als zwei Motoren. Um weiterhin die Kosten der Seile zu minimieren,
ist der Motor in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung so nahe wie möglich an den hinteren (gebremsten)
Rädern
angeordnet. Zudem sind die Kosten des Motors durch Verwendung eines Motors
reduziert, der nicht den Stossbelastungen, die das Rad oder ein
Aufhängungselement
erfassen oder der Korrosions/Abrasionsumgebung des Fahrzeugunterbodens
widerstehen muss.
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Gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Motor in dem hinteren Teil der
Fahrzeugkabine, wie zum Beispiel, im Kofferraum oder Ersatzradbereich
eingebaut. In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Motor ökonomisch ausgelegt, um bei
einer hohen Geschwindigkeit zu arbeiten, wobei eine Getriebeuntersetzung
verwendet wird, um die notwendige Kraft oder das notwendige Drehmoment
zu erhalten, und eine Getriebeuntersetzung in zwei Stufen verwirklicht wird,
um eine übermäßig große Verkleidung
zu vermeiden.
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In der in 9 gezeigten Ausführungsform werden, um die Bremskraft
korrekt anzulegen, zwei Seile in dem Reaktionsröhrensystem gleich gezogen. Das
Seil wird entweder durch eine drehende Trommel oder einen Abschnitt
oder durch einen linearen Aktuator in der Form einer Leitspindel
gespannt. In einer Ausführungsform
wird der Letztere aus Kosten- und Verkleidungsabmessungsgründen ausgewählt. Weiterhin
stellt eine einzelne Seilbefestigung den Vorteil bereit, eine leichteres
Ausgleichen der Belastung durch lineares Aufrechterhalten der Belastung zu
erlauben.
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Ein zusätzlicher Vorteil dieser Ausführungsform
wird durch Verwendung einer zweistufigen Getriebeuntersetzung bereitgestellt.
Die Beschränkung von
Motorgeschwindigkeit und – drehmoment,
der anzulegenden Belastung, Gewindeauslegung und gewünschte Betätigungsgeschwindigkeit
sind folglich auf eine Weise kombinierbar, die im Stand der Technik
unpraktisch ist. Eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ebenfalls eine zusätzliche Schneckengetriebestufe,
die einen Betrieb innerhalb dieser Beschränkungen erlaubt.
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Es wurden nun Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung bei der Erfüllung der vorstehenden Aufgaben
beschrieben. Es sollte klar sein, dass diese Beispiele die Erfindung
nur veranschaulichen. Viele Variationen und Modifikationen werden
dem Fachmann klar sein.