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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellbetätigung einer Fahrzeugbremsanlage eines Landfahrzeugs mit dem Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2005 022 400 A1 offenbart eine Betriebs- und Feststellbremse in Bauform einer Scheibenbremse zum Bremsen eines Fahrzeugrads. Die Erfindung ist nicht auf Scheibenbremsen beschränkt. Die bekannte Bremse weist wie für Betriebsbremsen üblich einen Kolben auf, der in einem Zylinder aufgenommen zu einer Bremsbetätigung und hydraulisch mit Druck beauschlagbar ist, um einen Reibbremsbelag gegen eine Bremsscheibe zu drücken. Zur Feststellung, auch Verriegelung genannt, in betätigter Stellung weist die bekannte Bremse einen Spindeltrieb auf, der im Zylinder angeordnet ist und mit dem der Kolben in der betätigten Stellung feststellbar ist, in der der Kolben den Reibbremsbelag gegen die Bremsscheibe drückt. Der Antrieb des Spindeltriebs erfolgt mit einem außerhalb des Zylinders angeordneten Elektromotor. Durch den Spindeltrieb ist die bekannte Betriebsbremse zusätzlich als Feststellbremse ausgebildet. Solche Feststellbremsen, die mit Fremdkraft betätigbar sind, werden auch als automatische Parkbremsen bezeichnet. Die Erfindung ist weder auf eine hydraulische Betätigung noch auf einen Spindeltrieb zur Feststellung beschränkt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung sieht vor, eine Spannkraft mindestens einer, vorzugsweise aller Fremdkraft-Feststellbremsen einer Fahrzeugbremsanlage eines Landfahrzeugs bei einer Feststellbetätigung in Abhängigkeit von einer Längsneigung einzustellen, mit der das Landfahrzeug abgestellt ist. Die Spannkraft ist die Kraft, mit die Reibbremsbeläge der Bremsen gegen einen Bremskörper, beispielsweise eine Bremsscheibe oder eine Bremstrommel, gedrückt werden. Erfindungsgemäß wird eine größere Spannkraft eingestellt, wenn das Landfahrzeug auf einer steileren Steigung oder einem steileren Gefälle abgestellt wird, bei kleinerer Längsneigung wird eine kleinere Spannkraft der Fremdkraft-Feststellbremsen eingestellt. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass Straßenfahrzeuge in etwa 70% der Fälle auf einer Steigung oder einem Gefälle von bis zu 5% und in weiteren 20% der Fälle auf einer Steigung oder einem Gefälle von über 5% bis 15% abgestellt werden. Nur in etwa 10% der Fälle ist die Steigung oder das Gefälle größer. Zu einem gegen Wegrollen sicheren Abstellen eines Straßenfahrzeugs genügt also meist eine vergleichsweise kleine Spannkraft. Die mechanische Belastung der Bremsen und ihrer Betätigungseinrichtungen und, sofern eine Fremdkraftbetätigung der Feststellbremsen elektrischen Strom benötigt, eine Belastung eines elektrischen Bordnetzes des Landfahrzeugs werden durch die Erfindung in den meisten Fällen, nämlich immer wenn die Längsneigung, mit der das Landfahrzeug abgestellt ist kleiner als beispielsweise 15% bzw. 30% ist, verringert.
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Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 gegebenen Erfindung zum Gegenstand.
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Anspruch 2 sieht vor, dass bei einer größeren Längsneigung die Spannkraft der mindestens einen Feststellbremse durch eine Betriebsbremsbetätigung der Fahrzeugbremsanlage und eine Fremdkraftbetätigung der Feststellbremse erhöht wird. Die Betriebsbremsbetätigung kann ebenfalls eine Fremdkraftbetätigung oder eine Muskelkraft- oder Hilfskraftbetätigung sein. Betriebsbremsbetätigung ist die übliche Betätigung der Bremsanlage zur Verzögerung des Landfahrzeugs im Fahrbetrieb. Bei der Erfindung erfolgt die Betriebsbremsbetätigung bei Stillstand oder bis zum Stillstand und während des Stillstands des Landfahrzeugs fortgesetzt bis zur Feststellung der mindestens einen Feststellbremse in betätigter Stellung. Es wird also beispielsweise die Fahrzeugbremsanlage hydraulisch durch Betätigung des Hauptbremszylinders und zusätzlich die mindestens eine Feststellbremse durch eine beispielsweise elektromechanische Fremdkraftbetätigung betätigt, bis die mindestens eine Feststellbremse in betätigter Stellung festgestellt wird bzw. ist. Die Betätigung des Hauptbremszylinders kann per Muskelkraft und/oder mit einem Bremskraftverstärker erfolgen. Es sind elektromechanische Bremskraftverstärker bekannt, die eine Betätigung des Hauptbremszylinders einer Fahrzeugbremsanlage ohne Muskelkraftbetätigung ermöglichen. Elektromechanische Bremskraftverstärker können auch als steuerbare Bremskraftverstärker aufgefasst werden, weil ihre Verstärkerkraft unabhängig von einer Muskelkraft zur Bremsbetätigung steuer- oder regelbar ist. Auch ein Unterdruckbremskraftverstärker kann zu einer Fremdkraftbetätigung des Hauptbremszylinders verwendet werden, wenn seine Verstärkerkraft beispielsweise durch Belüftung seiner Arbeitskammer beispielsweise mittels eines Magnetventils steuer- oder regelbar ist. Auch ein solcher Unterdruck-Bremskraftverstärker kann als steuerbarer Bremskraftverstärker aufgefasst werden. Ein Beispiel eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers offenbart die Offenlegungsschrift
DE 103 27 553 A1 . Der elektromechanische Bremskraftverstärker weist einen Elektromotor und einen Spindeltrieb zur Umsetzung einer rotatorischen Antriebsbewegung des Elektromotors in eine translatorische Abtriebsbewegung zur Betätigung eines Hauptbremszylinders bzw. zur Erhöhung einer auf den Hauptbremszylinder ausgeübten Muskelkraft auf.
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Die Betriebsbremsbetätigung der Fahrzeugbremsanlage kann, vor, nach oder auch gleichzeitig zur Fremdkraftbetätigung der Feststellbremse erfolgen. Eine Betriebsbremsbetätigung erfolgt ohnehin, wenn das Landfahrzeug durch Betriebsbremsbetätigung bis zum Stillstand abgebremst wird. Zur Feststellbetätigung genügt es, die mindestens eine Fremdkraft-Feststellbremse in der ohnehin betätigten Stellung festzustellen, wenn die Längsneigung des Landfahrzeugs nicht zu groß ist. Lediglich bei größerer Längsneigung kann eine Erhöhung der Spannkraft der Feststellbremsen notwendig sein, wenn, wie üblich, nicht alle Bremsen der Fahrzeugbremsanlage Feststellbremsen sind, so dass sich die Gesamtbremskraft aller Bremsen verringert, wenn die Feststellbetätigung beendet wird.
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Diese Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass die Fremdkraftbetätigung nur einen Teil der maximalen Spannkraft der mindestens einen Feststellbremse erzeugen muss. Eine Feststellbetätigungseinrichtung der Feststellbremse kann dementsprechend für geringere mechanische Belastung ausgelegt werden und ihr Verschleiß im Betrieb ist geringer, nicht nur wegen der geringeren mechanischen Belastung, sondern auch weil sie seltener zur Erzeugung der Spannkraft, also zur Fremdkraftbetätigung, eingesetzt wird, sondern in vielen Fällen nur zur Feststellung der Feststellbremse in betätigtem Zustand.
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Anspruch 3 sieht vor, die Längsneigung, mit der das Landfahrzeug abgestellt ist, mit einem Längsbeschleunigungssensor zu messen. Straßenfahrzeuge, die mit einer Schleuderschutzregelung wie FDR oder ESP ausgerüstet sind, weisen Längsbeschleunigungssensoren auf. Solche Längsbeschleunigungssensoren weisen vielfach eine Art Pendel oder eine Masse auf, die bei einer Längsbeschleunigung des Landfahrzeugs, also einer Beschleunigung oder Verzögerung, gegen Federkraft ausgelenkt wird. Eine Auslenkung erfolgt auch, wenn das Landfahrzeug mit Längsneigung steht, so dass mit einem Längsbeschleunigungssensor die Längsneigung des Landfahrzeugs gemessen werden kann. Diese Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass ein ohnehin vorhandener Sensor zur Messung der Längsneigung des Landfahrzeugs verwendet wird.
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Anspruch 4 sieht eine elektromechanische Betätigungs- und Feststelleinrichtung der mindestens einen Feststellbremse vor. Diese kann beispielsweise einen Spindeltrieb umfassen, der mit einem Elektromotor antreibbar ist und mit der ein Reibbremsbelag gegen einen Bremskörper drückbar ist. Der Spindeltrieb ist selbsthemmend und hält den Bremskörper bei stromlosem Elektromotor in der gegen den Bremskörper gedrückten Stellung.
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Anspruch 7 sieht eine Betätigung der Fahrzeugbremsanlage mit einer Hydropumpe zur Feststellbetätigung vor. Eine solche Hydropumpe ist in jedem Bremskreis vorhanden bei allen Fahrzeugen, die mit einer Schlupfregelung (ABS, ASR, FDR, ESP) ausgerüstet sind. Zur Feststellbremsung werden alle Bremsen der Fahrzeugbremsanlage mit der oder den Hydropumpen betätigt und die Feststellbremsen in betätigtem Zustand festgestellt. Sofern die Spannkraft nicht ausreicht, kann sie mit der beispielsweise elektromechanischen Betätigungs- und Feststelleinrichtung der Feststellbremse und/oder einem steuerbaren Bremskraftverstärker erhöht werden. Die Betätigungsreihenfolge kann auch umgekehrt oder gleichzeitig sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematisierte und vereinfachte Darstellung einer Fahrzeugbremsanlage zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ausführungsform der Erfindung
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Die in der Zeichnung in Teilen dargestellte hydraulische Zweikreis-Fahrzeugbremsanlage 1 eines nicht dargestellten Kraftwagens weist einen Zweikreis-Hauptbremszylinder 2 mit aufgesetztem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 14 auf. An den Hauptbremszylinder 2 ist eine Schlupfregeleinrichtung 3 und an diese sind Bremsen zum Bremsen von Fahrzeugrädern angeschlossen. Die Fahrzeugbremsanlage 1 weist zwei Betriebsbremsen, die nicht feststellbar sind, und zwei Feststellbremsen 4, von denen eine schematisch dargestellt ist, auf. Die beiden Feststellbremsen 4 sind einer Fahrzeugachse, entweder der Vorder- oder der Hinterachse des Kraftwagens zugeordnet. Die Anzahl und Verteilung der Bremsen und Feststellbremsen 4 ist nicht zwingend für die Erfindung, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muss mindestens eine Feststellbremse 4 vorhanden sein.
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Aufbau und Funktion von Schlupfregeleinrichtungen sind an sich bekannt und sollen hier nicht näher erläutert werden. Die Schlupfregelung 3 weist für jeden Bremskreis I, II eine Hydropumpe 5 auf, die oft auch als Rückförderpumpe bezeichnet wird. Außerdem sind weitere Komponenten, beispielsweise Magnetventile 6 für die Schlupfregeleinrichtungen 3 vorhanden. Zu einer Schleuderschutzregelung (ESP, FDR) ist ein Längsbeschleunigungssensor 7 vorhanden, mit dem eine Beschleunigung und Verzögerung des Kraftwagens messbar ist.
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Die Fahrzeugbremsanlage 1 ist eine Hilfskraft-Bremsanlage, die per Muskelkraft mit einem Bremspedal 8 und/oder mit einem Bremskraftverstärker 9 betätigbar ist, die beide auf den Hauptbremszylinder 2 bzw. einen Primär- oder Stangenkolben des Hauptbremszylinders 2 wirken. Bei einer Betriebsbremsung verstärkt der Bremskraftverstärker 9 eine über das Bremspedal 8 ausgeübte Betätigungskraft. Der Bremskraftverstärker 9 ist steuerbar, was bedeutet, dass seine Kraftverstärkung steuer- oder regelbar ist und dass er auch ohne Betätigung des Bremspedals 8 eine Verstärkerkraft auf den Hauptbremszylinder 2 bzw. den Primär- oder Stangenkolben ausüben kann. Zur Steuerbarkeit kann ein üblicher Unterdruck-Bremskraftverstärker modifiziert werden, indem seine Arbeitskammer mit einem Magnetventil unabhängig von der Betätigung durch das Bremspedal 8 belüftbar ist, so dass der Unterdruck-Bremskraftverstärker eine Verstärkerkraft auf den Hauptbremszylinder 2 ausübt, ohne dass das Bremspedal 8 betätigt wird (nicht dargestellt). Eine andere Möglichkeit ist ein elektromechanischer Bremskraftverstärker 9, der eine Rotationsbewegung eines Elektromotors über einen Spindeltrieb in eine translatorische Bewegung zur Betätigung des Hauptbremszylinders 2 wandelt. Es kann auch ein Linearmotor oder ein Elektromagnet zur Erzeugung der Verstärkerkraft vorhanden sein, die Aufzählung ist nicht abschließend.
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Die Feststellbremsen 4 sind modifizierte hydraulische Scheibenbremsen, die zu einer Betriebsbremsung in üblicher Weise hydraulisch betätigbar sind. Zusätzlich weisen die Feststellbremsen 4 eine elektromechanische Betätigungs- und Feststelleinrichtung 10 mit einem Elektromotor 11 und einem Spindeltrieb 12 auf, der beispielsweise wie dargestellt auf einen Kolben 13 der Feststellbremse 4 oder auch unmittelbar auf einen Reibbremsbelag der Feststellbremse 4 (nicht dargestellt) wirkt. Der Aufbau der Betätigungs- und Feststelleinrichtung 10 ist nicht zwingend für die Erfindung, es ist noch nicht einmal eine elektromechanische Betätigungs- und Feststelleinrichtung 10 zwingend, sie kann auch in anderer Weise als elektromechanisch betätigt werden. Mit der Betätigungs- und Feststelleinrichtung 10 ist die Feststellbremse 4 betätigbar und in betätigtem Zustand feststellbar. Feststellung bedeutet, dass die Feststellbremse 4 druck- und stromlos und allgemein ohne Zufuhr von Energie in betätigtem Zustand verbleibt. Die Feststellung wird auch als Verriegelung bezeichnet. Eine Betätigung der Feststellbremse 4 mit der elektromechanischen Betätigungs- und Feststelleinrichtung 10 ist eine Fremdkraftbetätigung der Feststellbremse 4, weswegen diese auch als Fremdkraft-Feststellbremse 4 bezeichnet werden kann. Fremdkraft-Feststellbremsen werden auch als automatische Parkbremsen bezeichnet. Wie bereits gesagt ist die Feststellbremse 4 auch hydraulisch als Betriebsbremse betätigbar.
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Bei einem Feststellbremswunsch (Parkbremswunsch) eines Fahrzeugführers werden die Feststellbremsen 4 der Fahrzeugbremsanlage 1 betätigt und in betätigtem Zustand mit der Betätigungs- und Feststelleinrichtung 10 festgestellt. Ist die Fahrzeugbremsanlage 1 bereits per Hilfskraft, also durch Betätigung des Bremspedals 8 und mit dem Bremskraftverstärker 9 betätigt, weil beispielsweise ein Fahrzeugführer den Kraftwagen zum Stillstand abgebremst hat und das Bremspedal 8 getreten hält, werden die Feststellbremsen 4 in der hydraulisch betätigten Stellung mit der Betätigungs- und Feststelleinrichtung 10 festgestellt. Auch wenn die Fahrzeugbremsanlage 1 gelöst wird bleiben die Feststellbremsen 4 betätigt. Sind die Feststellbremsen 4 nicht betätigt, wenn der Feststellbremswunsch geäußert wird, erfolgen die Betätigung und Feststellung der Feststellbremsen 4 mit der elektromechanischen Betätigungs- und Feststelleinrichtung 10.
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Erfindungsgemäß wird bei einem Feststellbremswunsch eine Längsneigung des Kraftwagens gemessen, d. h. ob der Kraftwagen auf einer Steigung oder auf einem Gefälle steht und wie steil sie bzw. es ist. Die Messung erfolgt mit dem Längsbeschleunigungssensor 7, der beispielsweise eine Masse aufweist, die nicht nur bei einer Längsbeschleunigung (Beschleunigung oder Verzögerung) des Kraftwagens gegen ein Federelement ausgelenkt wird, sondern durch Schwerkraft auch dann, wenn der Kraftwagen mit einer Längsneigung auf einer Steigung oder einem Gefälle steht. Ist die Längsneigung des Kraftwagens nicht größer als beispielsweise 5%, genügt eine verhältnismäßig kleine Spannkraft der Feststellbremsen 4, um den Kraftwagen zuverlässig gegen Wegrollen zu sichern. Ist die Längsneigung des Kraftwagens größer, wird die Spannkraft der Feststellbremsen 4 erhöht, bei einer Längsneigung von über beispielsweise 15% wird die Spannkraft der Feststellbremsen 4 stärker erhöht. Die Spannkraft der Feststellbremsen 4 kann in Stufen oder auch stetig in Abhängigkeit von der Längsneigung des Kraftwagens eingestellt werden. Die Spannkraft ist die Kraft, mit der Reibbremsbeläge der Feststellbremsen 4 gegen einen Bremskörper, beispielsweise eine Bremsscheibe oder eine Bremstrommel gedrückt werden.
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Die elektromechanische Betätigungs- und Feststelleinrichtung 10 ist lediglich für eine niedrige Spannkraft für eine Längsneigung des Kraftwagens von beispielsweise bis zu 5% oder für eine mittlere Spannkraft für eine Längsneigung des Kraftwagens von beispielsweise bis zu 15% ausgelegt. Eine Erhöhung der Spannkraft der Feststellbremsen 4 erfolgt durch kombinierte hydraulische Betätigung der Feststellbremsen 4 mit der Fahrzeugbremsanlage 1 und mit den Betätigungs- und Feststelleinrichtungen 10 der Feststellbremsen 4. Die hydraulische Betätigung der Feststellbremsen 4 erfolgt wie bereits beschrieben durch eine Hilfskraftbetätigung der Fahrzeugbremsanlage 1 mit dem Bremspedal 8 und dem elektromechanischen Bremskraftverstärker 9, per Fremdkraft mit dem Bremskraftverstärker 9 ohne Muskelkraftbetätigung des Bremspedals 8 und/oder ebenfalls per Fremdkraft mit den Hydropumpen 5. Es kann zuerst der hydraulische Druck aufgebaut und die Spannkraft der Feststellbremsen 4 mit den Betätigungs- und Feststelleinrichtungen 10 erhöht, umgekehrt können zuerst die Feststellbremsen 4 mit den Betätigungs- und Feststelleinrichtungen 10 betätigt und die Spannkraft anschließend hydraulisch in einer der vorstehend beschriebenen Weisen mit der Fahrzeugbremsanlage 1 erhöht werden oder die Spannkraft der Feststellbremsen 4 wird gleichzeitig mit den Feststell- und Betätigungseinrichtungen 10 und hydraulisch mit der Fahrzeugbremsanlage 1 aufgebaut.
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Die Magnetventile 6 der Schlupfregelung 3 ermöglichen bei einem hydraulischen Druckaufbau für eine Feststellbremsung ein hydraulisches Trennen der Betriebsbremsen, die keine Feststelleinrichtung aufweisen, von der Fahrzeugbremsanlage 1, so dass ein Druckaufbau nur in den Feststellbremsen 4 erfolgt. Auch ist es möglich, einen hydraulischen Druck zunächst in allen Bremsen aufzubauen und dann unter Druck stehende Bremsflüssigkeit aus den Betriebsbremsen mit der bzw. den Hydropumpen 5 in die Feststellbremsen 4 zu fördern. Das hat den Vorteil, dass die Hydropumpen 5 nicht den vollen hydraulischen Druck aufbauen müssen, sondern zunächst einen Teildruck, den sie anschließend erhöhen. Eine weitere Möglichkeit zur Entlastung der Hydropumpen 5 bzw. zum Aufbau eines höheren Drucks ist eine Betätigung des Hauptbremszylinders 2 mit dem Bremskraftverstärker 9 oder dem Bremspedal 8 und dem Bremskraftverstärker 9 und eine Erhöhung des Hauptbremszylinderdrucks mit den Hydropumpen 5.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005022400 A1 [0002]
- DE 10327553 A1 [0005]
