DE19908062A1

DE19908062A1 - Feststellbremsanlage

Info

Publication number: DE19908062A1
Application number: DE1999108062
Authority: DE
Inventors: Stefan A Drumm
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-08-31

Abstract

Bei einer Feststellbremsanlage für Fahrzeuge mit einer Betriebsbremseinrichtung und einer elektromechanisch betätigbaren Arretiervorrichtung (4) zur Realisierung einer Feststellfunktion von Radbremsen des Fahrzeugs kann der Zustandsübergang von gelöster zu zugespannter elektrischer Parkbremse dadurch stets in Anwesenheit des Fahrers erfolgen, daß die Arretiervorrichtung (4) bei einem Stillstand des Fahrzeugs automatisch betätigt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feststellbremsanlage, insbesondere für Fahrzeuge, mit einer Betriebsbremseinrichtung und einer elektromechanisch betätigbaren Arretiervorrichtung zur Realisierung einer Feststellfunktion von Radbremsen des Fahrzeugs. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Ver fahren zum Betrieb bzw. Steuerung einer Feststellbremsanlage.

Eine derartige Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge ist aus der EP 0 825 081 A1 bekannt. Die in dieser Druckschrift offen barte Feststellbremsanlage ist zur Betätigung von Reibungs bremsen vorgesehen, die sowohl durch einen hydraulischen Druckerzeuger als auch durch eine elektromechanische Stellein heit betätigbar sind, wobei die Feststellbremsanlage ferner Mittel aufweist, welche die Betätigungsart (hydraulisch oder elektromechanisch) festlegen, bzw. einen Wechsel zwischen den beiden Betätigungsarten bewirken. Ferner ist in dieser Druck schrift offenbart, daß die Feststellbremsanlage bei Nutzung des Kraftfahrzeuges grundsätzlich hydraulisch und bei abge stelltem Kraftfahrzeug grundsätzlich elektromechanisch betä tigt wird. Dabei wird unter "Nutzung des Kraftfahrzeugs" der Betrieb des Fahrzeugs verstanden, einschließlich kürzerer Fahrtunterbrechungen, während derer die Insassen im Fahrzeug bleiben. Unter "abgestelltem Kraftfahrzeug" wird hingegen ver standen, daß das Kraftfahrzeug verlassen wird.

Bei den bekannten elektromotorisch angetriebenen Parkbremsen ist der Verfahrweg der Bremse sowohl beim Zuspannen als auch beim Lösen proportional zum Verfahrweg des Antriebs. Daher be nötigen diese Parkbremsen zum Lösen eine gewisse Zeitspanne, während der ein spontanes Anfahren des Fahrzeugs durch die nur langsam abnehmende Bremswirkung behindert wird.

Mit der bekannten Parkbremse ist es nicht möglich vor einem automatischem Zuspannen derselben zu klären, ob der Fahrer sein Fahrzeug nur vorübergehend anhalten will, um gleich wie der anzufahren, oder ob er sein Fahrzeug dauerhaft parken will. Solange diese Frage nicht durch Fahreraktionen, wie bei spielsweise das Ausschalten der Zündung, beantwortet wird, bleibt nur die Möglichkeit, das Fahrzeug mit einer fremdsteu erbaren Betriebsbremse im Stehen zu halten, um danach die Bremswirkung mit der elektrischen Parkbremse zu übernehmen. Dies bedeutet, daß ein vorübergehendes Anhalten des Fahrzeu ges, z. B. im Sinne der oben erwähnten Druckschrift, als "Nutzung des Fahrzeuges" interpretiert werden muß. Dies hat jedoch den Nachteil, daß sich das Fahrzeug während dieser Zeit in einem Zustand befindet, der aus Sicherheitsgründen bedenk lich ist, und zu gefährlichen Situationen führen kann. Verläßt der Fahrer sein nur von der fremdsteuerbaren Betriebsbremse gehaltenes Fahrzeug und tritt bei der dadurch ausgelösten Zu spannung der elektrischen Parkbremse ein Fehler auf, so kann der Fahrer nicht mehr darauf reagieren bzw. Einfluß nehmen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, und insbe sondere eine Feststellbremsanlage zu schaffen, bei welcher der Zustandsübergang von gelöster zu zugespannter elektrischer Parkbremse stets in Anwesenheit des Fahrers erfolgt.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einer Feststellbremsan lage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Arre tiervorrichtung bei einem Stillstand des Fahrzeugs automatisch betätigt wird.

Vorzugsweise weist die Feststellbremsanlage eine Schnellöse vorrichtung zum Lösen der Arretiervorrichtung aus ihrer betä tigten Stellung auf. Dadurch wird eine elektrische Parkbremse mit der Fähigkeit zum schlagartigen Lösen vorgesehen, die ein spontanes Anfahren bei betätigter Parkbremse ermöglicht. Die Verwendung einer schlagartig lösbaren elektrischen Parkbremse erlaubt es, diese bei jedem Halten des Fahrzeugs automatisch zu betätigen, und so das Fahrzeug bei noch anwesendem Fahrer in einen sicheren Zustand zu bringen. Falls beim Zuspannen der Parkbremse ein Fehler auftritt, kann der Fahrer, z. B. durch Betätigen der Betriebsbremse, darauf reagieren.

Vorteilhafterweise weist die Feststellbremsanlage ein Be dienelement für die Arretiervorrichtung auf. In einer bevor zugten Ausführungsform der Erfindung löst eine Betätigung des Bedienelements der Arretiervorrichtung oberhalb einer vordefi nierten Geschwindigkeit des Fahrzeugs lediglich eine Betäti gung der Betriebsbremseinrichtung aus und eine Betätigung des Bedienelements der Arretiervorrichtung unterhalb der vordefi nierten Geschwindigkeit des Fahrzeugs löst eine Betätigung der Arretiervorrichtung aus. Dadurch kann insbesondere die Sicher heit der erfindungsgemäßen Feststellbremsanlage im Fall einer Fehlbetätigung erhöht werden.

Vorteilhafterweise ist zur Unterstützung des Bremsvorgangs bei der erfindungsgemäßen Feststellbremsanlage während der Zu spannzeit der Arretiervorrichtung zusätzlich die Betriebsbrem seinrichtung betätigt. D. h., daß eine Betätigung des Be dienelements für die Arretiervorrichtung automatisch auch die fremdsteuerbare Betriebsbremse betätigt. Dabei ist das Be dienelement für die Arretiervorrichtung allgemein als Mensch- Maschine-Schnittstelle gestaltet, wie z. B. als ein Schalter, Taster, Wipptaster oder Hebel. In Fahrzeugen, in denen elek tronische Assistenzvorrichtungen den Fahrer beim Betrieb sei nes Fahrzeuges unterstützen, kann das Bedienelement aber auch eine Schnittstelle zu ebendieser Assistenzvorrichtung aufwei sen.

Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Feststellbremsanlage eine Energieversorgungseinrichtung auf, die auch nach Abschalten einer Zündungsvorrichtung des Fahrzeuges die Feststellbremsan lage zum vollständigen Zuspannen der Arretiervorrichtung mit Energie versorgt. Die Energieversorgungseinrichtung kann bei spielsweise eine unabhängig von der Zündungsvorrichtung be treibbare Verbindunggseinrichtung zur Fahrzeugbattere oder ei ne Not- oder Hilfsbatterie sein.

Vorteilhafterweise ist eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen, die ein Warnsignal anzeigt, wenn die Feststellbremsanlage keine ausreichende Bremswirkung erzielen kann. Die Anzeigeeinrich tung kann durch entsprechende Sensoren angesteuert werden, die beispielsweise eine extreme Steigung der Fahrbahn oder einen Defekt der Feststellbremsanlage erkennen. Vorzugsweise ist die Anzeigevorrichtung als eine im Fahrgastraum angeordnete Si gnallampe ausgebildet.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Feststellbremsanlage Mittel zum Detektie ren einer gewählten Fahrtrichtung und Mittel zum Detektieren einer tatsächlichen Fahrtrichtung auf, wobei bei einer Betäti gung des Bedienelements für die Arretiervorrichtung zum Lösen der Arretiervorrichtung die Betriebsbremseinrichtung betätigt wird, wenn die tatsächliche Fahrtrichtung nicht mit der ge wählten Fahrtrichtung übereinstimmt. Somit kann in sicherheit stechnisch vorteilhafter Weise, insbesondere bei Verwendung einer schlagartig lösbaren Feststellbremse, eine ungewollte Bewegung des Fahrzeugs verhindert werden.

Bevorzugt weist die Feststellbremsanlage Mittel zur Erkennung einer Fahrersitzbelegung und Mittel zum Erkennen der Wahl ei nes Fahrerwunsches zum Losfahren auf, wobei die Schnellösevor richtung ansprechend auf entsprechende Signale der Mittel zur Erkennung einer Fahrersitzbelegung und der Mittel zur Erken nung der Wahl eines Fahrerwunsches zum Losfahren betätigt wird. Die elektrische Parkbremse kann daher in dieser Variante der Erfindung beim Anfahren automatisch und schlagartig gelöst werden. Eine ansonsten erforderliche Bedienung des Betätigung selements entfällt somit, wenn der Wille des Fahrers zum Los fahren eindeutig erkannt wird.

Zur unzweideutigen Erkennung eines Fahrerwunsches zum Losfah ren des Fahrzeugs ist bevorzugt, daß die Mittel zur Erkennung der Wahl eines Fahrerwunsches zum Losfahren eine Fahrpedalbe tätigung und eine gewählte Fahrstufe oder einen eingelegten Gang abfühlen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Be trieb einer Feststellbremsanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Arretiervorrichtung bei einem Still stand des Fahrzeugs automatisch betätigt wird.

Eine sicherheitstechnisch bevorzugte Variante der Erfindung ergibt sich dadurch, daß während der Zuspannzeit der Arretier vorrichtung zusätzlich die Betriebsbremseinrichtung betätigt wird.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestell ten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombinati on den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und zwar unab hängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Fest stellbremsanlage mit einer Arretiervorrichtung, bei der die Schnellösevorrichtung mittels Elektromagneten ausge löst wird; und

Fig. 2 eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Fest stellbremsanlage mit einer Arretiervorrichtung, die bei der Betätigung der Schnellösevorrichtung mechanisch er folgt.

In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen diesel ben bzw. entsprechende Elemente.

In Fig. 1 ist eine Radbremse 1 eines Kraftfahrzeugs mit inte grierter Arretiervorrichtung 4 schematisch dargestellt. Die Radbremse 1 ist als Scheibenbremse ausgeführt. Der Sattel 3 kann als Schwimmsattel oder Festsattel ausgelegt sein. Die Hy draulikkolben 3 der Radbremse 1 sind je nach Ausführung in ei nem oder beiden Schenkeln 16 des Radbremsgehäuses 2 angeord net. Die Arretiervorrichtung 4 für den Feststellmodus der Rad bremse 1 ist im Schenkel 16 des Radbremsgehäuses 2 integriert. Die Arretiervorrichtung 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus Elektromotor 8, Getriebe 9, Schnellösevorrichtung 5, Spin delmutter 7 und Bewegungsspindel 6 aufgebaut. Das Getriebe 9 ist auf einer Achse zwischen der Abtriebswelle des Motors 8 und der Bewegungsspindel 6 angeordnet. Die Bewegungsspindel 6 verlängert axial verschiebbar die Abtriebswelle des Getriebes 9. Die Spindelmutter 7 wird verdrehsicher im Radbremsgehäuse 2 aufgenommen und durch die Schnellösevorrichtung 5 axial arre tiert. Das freie Ende der Bewegungsspindel 6 befindet sich im Eingriff mit dem Hydraulikkolben 3. Die Arretiervorrichtung 4 ist mit einer (nicht gezeigten) Stromversorgung gekoppelt, welche beim Ausschalten der Zündung noch so lange aktiv bleibt, bis die volle Zuspannfunktionalität erreicht ist. Die Schnellösevorrichtung 5 ist aus einem Joch 14, einem Kniehebel 15 und einem Aktuator, der in Fig. 1 als Elektromagnet 11 aus gebildet ist, zusammengesetzt. Das Joch 14 der Schnellösevor richtung 5 ist im Radbremsgehäuse 2 drehbar gelagert. An sei nem, dem Drehpunkt gegenüberliegendem Ende ist ein Kniehebel 15 befestigt, der mittels einer Feder 10 automatisch in seiner Verschlußposition, in der das Joch 14 gegen die Spindelmutter 7 drückt, gehalten wird. Um das Joch 14 von der Spindelmutter 7 zu lösen, so daß die Bewegungsspindel 6 axial verschiebbar ist, wird der Kniehebel 15 mittels eines Magneten 11 geöffnet.

Die Radbremse 2 fungiert in dieser Ausführung erstens als Be triebs- und zweitens als Feststellbremse. Die Wirkungsweise der Betriebsbremse entspricht derjenigen einer normalen Schei benbremse. Die Kolben der Scheibenbremse werden hydraulisch mittels Bremsflüssigkeit betätigt und bringen dadurch die Bremsbeläge mit der Bremsscheibe in Eingriff. Von der Erfin dung wird auch umfaßt, daß während der Zuspannzeit der Fest stellbremse mit der fremdsteuerbaren Betriebsbremse gebremst wird.

Wird die Radbremse 1 als Feststellbremse betrieben, wird diese ebenfalls durch das hydraulische Bremssystem eines Fahrzeuges betätigt. Nachdem die Bremsbeläge mit der Bremsscheibe in Ein griff gebracht worden sind, werden die Hydraulikkolben 3 mit tels der Arretiervorrichtung 4 festgesetzt. Hierzu wird die Gewindespindel 6 mittels eines Elektromotors 8 fest bis zur Anlage an den Hydraulikkolben 3 herangefahren. Durch die selbsthemmende Auslegung des Spindelgewindes ist der Hydrau likkolben 3 arretiert und kann sich nicht selbständig lösen. Selbstverständlich ist es sinnvoll, die Arretiervorrichtung so auszulegen, daß sie auch in einer ausschließlich elektromecha nischen Betriebsart die Bremse ohne hydraulische Unterstützung zuspannen kann, wenn auch mit deutlich größeren Zuspannzeiten als in der für den Normalfall vorgesehenen kombinierten Be triebsart.

Im arretierten Zustand der Bremse ist die Bewegungsspindel 6 zwischen Hydraulikkolben 3 und Spindelmutter 7 verspannt. Um die Feststellbremse zu lösen, muß die Verspannung der Spindel 6 aufgehoben werden, so daß der Elektromotor 8 in der Lage ist, die Spindel 6 in ihre Ausgangsposition zurückzufahren. Dies geschieht dadurch, daß mittels eines Aktuators der Knie hebel 15 gegen die Feder 10 geöffnet wird und dadurch das Joch 14 von der Spindelmutter 7 abhebt. In dieser Position ist die Spindelmutter 7 mit der Spindel 6 frei und verschiebt sich mittels der Kolbenreaktionskraft axial auf dem freien Welle nende der Getriebewelle. Die freie Spindel 6 wird durch den Elektromotor 8 in ihre Ausgangsposition zurückgedreht.

Fig. 2 zeigt ebenfalls einen Querschnitt durch die Radbremse mit der Schnellösevorrichtung 5. In dieser Ausführungsvariante ist das Öffnen und Schließen der Schnellösevorrichtung 5 auf mechanischer Basis umgesetzt. Zum Umklappen eines Kniehebels 15 wird das Getriebe 9 herangezogen. Das Gehäuse des Getriebes 9 ist hierzu so gelagert, daß es sich um wenige Winkelgrade drehen kann, bevor es von nicht dargestellten Anschlägen ge halten wird und zusätzlich mit einem Auslösemechanismus 12 ausgestattet. Der Auslösemechanismus 12 ist am Getriebegehäuse angeordnet und ist beispielsweise als Nocken ausgeführt. Je nach Antriebsrichtung nimmt das Getriebegehäuse aufgrund des gegen die Abtriebswelle aufgebrachten Moments zwei Positionen ein. Wenn ein Getriebemoment in Richtung "Lösen" auftritt, wird der Kniehebel 15 durch den am Getriebegehäuse angeordne ten Auslösemechanismus 12 umgeklappt und damit geöffnet.

Außerdem kann der Kniehebel im Notfall, in dem sich die Schnellösevorrichtung 5 nicht mehr durch die beschriebenen Ak tuatoren öffnen läßt, mit einem Seilzug 13 gegen die Feder kraft geöffnet werden.

Die Erfindung wurde zuvor in Zusammenhang mit einem Bremssat tel beschrieben. Allerdings ist die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es z. B. möglich, die Erfindung in Verbindung mit einer Trommelbremse zu verwenden. Hierzu ist es beispielsweise denkbar, die erfinderische Schnellösevorrichtung 5 in der Trommelbremse zu integrieren und die durch das Bremssystem eines Kraftfahrzeuges betätigten Bremsbacken der Trommelbremse durch das Joch 14 der Schnellö sevorrichtung 5 festzusetzen und die Feststellfunktion dadurch zu erreichen. Das Joch kann mittels verschiedener Aktuatoren direkt oder ebenfalls mittels eines aktuatorbetriebenen Knie hebels betätigt werden.

Bezugszeichenliste

1

Radbremse

2

Radbremsgehäuse

3

Sattel oder Hydraulikkolben

4

Arretiervorrichtung

5

Schnellösevorrichtung

6

Bewegungsspindel

7

Spindelmutter

8

Elektromotor

9

Getriebe

10

Feder

11

Aktuator

12

Auslösemechanismus

13

Seilzug

14

Joch

15

Kniehebel

16

Schenkel

Claims

1. Feststellbremsanlage für Fahrzeuge, mit einer Betriebs bremseinrichtung und einer elektromechanisch betätigba ren Arretiervorrichtung (4) zur Realisierung einer Feststellfunktion von Radbremsen des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (4) bei ei nem Stillstand des Fahrzeuges automatisch betätigt wird.

2. Feststellbremsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schnellösevorrichtung (5) zum Lösen der Ar retiervorrichtung (4) aus ihrer betätigten Stellung.

3. Feststellbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, gekenn zeichnet durch ein Bedienelement für die Arretiervor richtung (4).

4. Feststellbremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Betätigung des der Arretiervorrich tung (4) oberhalb einer vordefinierten Geschwindigkeit des Fahrzeuges lediglich eine Betätigung der Betriebs bremseinrichtung auslöst, und daß eine Betätigung des Bedienelements der Arretiervorrichtung (4) unterhalb der vordefinierten Geschwindigkeit des Fahrzeuges eine Betätigung der Arretiervorrichtung (4) auslöst.

5. Feststellbremsanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Zu spannzeit der Arretiervorrichtung (4) zusätzlich die Betriebsbremseinrichtung betätigt ist.

6. Feststellbremsanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, gekennzeichnet durch eine Energieversorgungs einrichtung, die nach Abschalten einer Zündungsvorrich tung des Fahrzeuges die Feststellbremsanlage bis zum vollständigen Zuspannen der Arretiervorrichtung mit Energie versorgt.

7. Feststellbremsanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung, die ein Warnsignal anzeigt, wenn die Feststellbremsan lage keine ausreichende Bremswirkung erzielen kann.

8. Feststellbremsanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Detektieren einer gewählten Fahrtrichtung und Mittel zum Detektie ren einer tatsächlichen Fahrtrichtung, wobei bei einer Betätigung des Bedienelements für die Arretiervorrich tung (4) zum Lösen der Arretiervorrichtung (4) die Be triebsbremseinrichtung betätigt wird, wenn die tatsäch liche Fahrtrichtung nicht mit der gewählten Fahrtrich tung übereinstimmt.

9. Feststellbremsanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Erkennung ei ner Fahrersitzbelegung und durch Mittel zum Erkennen eines Fahrerwunsches zum Losfahren, wobei die Schnellö sevorrichtung (5) ansprechend auf entsprechende Signale der Mittel zur Erkennung einer Fahrersitzbelegung und der Mittel zur Erkennung des Fahrerwunsches zum Losfah ren betätigt wird.

10. Feststellbremsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mittel zur Erkennung eines Fahrerwun sches zum Losfahren eine Fahrpedalbetätigung und eine gewählte Fahrstufe oder einen eingelegten Gang sensie ren.

11. Verfahren zum Betrieb einer Feststellbremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feststellbremsanlage eine Be triebsbremseinrichtung und eine elektromechanisch betä tigbare Arretiervorrichtung (4) zur Realisierung einer Feststellfunktion von Radbremsen des Fahrzeuges auf weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrich tung (4) bei einem Stillstand des Fahrzeuges automa tisch betätigt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß während der Zuspannzeit der Arretiervorrichtung (4) zu sätzlich die Betriebsbremseinrichtung betätigt wird.