DE4129919C2 - Feststellbremsanlage für Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch betätigte Feststellbremsanlage für Kraftwagen, insbesonde­ re Personenkraftwagen, mit einem elektronischen Steuergerät, das mit einer Bremsenbetätigungseinrichtung und einem oder mehreren Elektromotor(en) und mit Sensoren elektrisch verbunden ist und ein Spannen und Lösen der der Feststellbremsanlage zugeordneten Radbremsen in Abhängigkeit von Signalen der Bremsenbetätigungseinrichtung und/oder der Sensoren durch den oder die Elektromotor(en) steuert.

Eine derartige Feststellbremsanlage ist bspw. aus der WO 90/15743 A1 bekannt. Ferner wird noch beispielshalber auf die DE-OS 31 13 362 verwiesen, aus der es bekannt ist, bei einer als Muskelkraftbremsanlage ausgebildeten Feststellbremsanlage zusätzlich eine elektromotorische Bremsenbetätigung vorzusehen. Grundsätzlich kann bei diesen bekannten Feststellbremsanlagen ein Elektromotor, der über Seilzüge und ein Gestän­ ge mit den Seilzügen der Muskelkraftbremsanlage verbunden ist, in Abhän­ gigkeit von diversen Randbedingungen gesteuert werden. Beim Stand der Technik nach der zweitgenannten Schrift erfolgt bspw. eine Steuerung entsprechend dem Betrieb des Fahrzeugmotors derart, dass bei Stillsetzung des Fahrzeugmotors selbsttätig ein Spannen und bei Inbetriebsetzung des Fahrzeugmotors selbsttätig ein Lösen der Feststellbremse erfolgt.

Während im Stand der Technik eine elektromotorische Feststell­ bremsanlage insbesondere dem Komfort dient, d. h. mit ihren durch das elektronische Steuergerät möglichen Zusatzfunktionen dem Fahrer des Kraftwagens eine komfortable Hilfestellung bietet, soll hiermit nun aufgezeigt werden, wie eine Feststellbremsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 einer Steigerung der Sicherheit (Betriebssicherheit) des Kraftwagens dienen kann (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).

Eine Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass bei ausge­ schalteter Zündung oder bei abgezogenem Zündschlüssel die durch die Feststellbremsanlage beaufschlagten Radbremsen weiter spannbar, jedoch nicht lösbar sind.

Eine weitere Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass durch das elektronische Steuergerät bei Ausfall der Betriebs- und der Hilfsbremse mit der Feststellbremsanlage selbsttätig die maximal mögliche Bremsenspannkraft bewirkbar ist.

Wenn - wie als erste Lösung angegeben - bei ausgeschalteter Zündung oder bei abgezogenem Zündschlüssel die Radbremsen der Feststellbremsanlage weiter spannbar, jedoch nicht lösbar sind, so ist zum einen ein ungewolltes Lösen dieser Feststellbremsanlage sicher ausgeschlossen. Gelöst werden kann die Feststellbremsanlage erfindungsgemäß nämlich nur dann, wenn sich der sog. Zündschlüssel im sog. Zündschloß befindet, oder wenn die Zündung, mit welcher bekanntermaßen die Betriebsbereitschaft einer den Kraftwagen antreibenden (Brennkraft-)Maschine gesteuert wird, eingeschal­ tet ist. Dies setzt jedoch voraus, dass der Fahrer des Kraftfahrzeuges bewusst die nötigen Voraussetzungen für eine Inbetriebnahme des Kraftwa­ gens geschaffen hat.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Vorschlages liegt nun aber darin, dass die Feststellbremse auch bei abgezogenem Zündschlüssel weiter spannbar ist. Beispielweise bei einem offen abgestellten Cabriolet kann diese Funktion hilfreich sein, wenn dieses Fahrzeug auf einer leicht ab­ schüssigen Fahrbahn abgestellt ist und die Feststellbremse vom Fahrer des Kraftwagens nicht ausreichend stark angezogen wurde. Dann kann (was äußerst wünschenswert ist) bspw. ein vorbeikommender Passant die Feststellbremse mittels der Betätigungseinrichtung (üblicherweise einem sog. Handbremshebel) verstärkt spannen, wenn er eine leichte Rollbewe­ gung des Fahrzeuges feststellt, es kann jedoch niemand die Feststellbrems­ anlage unerwünscht lösen. Von Bedeutung kann diese Schutzfunktion bspw. auch dann sein, wenn sich unbeaufsichtigt ein Kind im Fahrzeug-Innenraum befindet. Mit dieser erfindungsgemäßen Schutz- oder Sicherheitsfunktion kann nun ausgeschlossen werden, dass dieses Kind ungewollt die Feststell­ bremsanlage löst, wobei andererseits die Feststellbremse (auch durch das Kind) weiter gespannt werden kann, wenn dies aus welchen Gründen auch immer erforderlich sein sollte.

Im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass durch das elektronische Steuergerät der Feststellbremse selbsttätig die maximal mögliche Bremsen­ spannkraft bewirkbar ist, wenn der zuvor stehende Kraftwagen bei ausge­ schalteter Zündung oder bei abgezogenem Zündschlüssel eine Fahrbewe­ gung beginnt. Nun ist es (im o. g. Beispiel) nicht mehr erforderlich, dass eine Person eine beginnende Wegroll-Bewegung des insbesondere auf einer Gefälle-Strecke (mit nicht ausreichend gespannter Feststellbremse) abgestellten Fahrzeuges durch weiteres Spannen der Feststellbremsanlage verhindert, sondern diese Funktion wird dann vom elektronischen Steuerge­ rät selbsttätig übernommen. Raddrehsensoren oder dgl., die entsprechende Informationen (über eine Wegroll-Bewegung) an das Steuergerät liefern, sind im Stand der Technik bekannt.

Nach einem weiteren Lösungsvorschlag ist durch das elektronische Steuer­ gerät bei Ausfall der Betriebs- und der Hilfsbremse selbsttätig die maximal mögliche Bremsenspannkraft der Feststellbremse bewirkbar. Auch ein solcher Ausfall kann dem elektronischen Steuergerät mit Hilfe einer geeigne­ ten Sensorik mitgeteilt werden. Da es sich in einem solchen, allerdings äußerst unwahrscheinlichen Fall um einen kritischen Fall handelt, erscheint es grundsätzlich gerechtfertigt, daraufhin selbsttätig die Feststellbremse mit der maximal möglichen Spannkraft zu aktivieren. Es sei jedoch nicht verschwiegen, dass vor einer Umsetzung dieser Funktion ernsthaft abzuwä­ gen ist, ob nicht aufgrund von Störungen in der Sensorik auch eine unnötige Betätigung der Feststellbremsanlage auftreten könnte, die danach selbst einen sicherheitskritischen Vorgang darstellen könnte.

Bei einer erfindungsgemäßen elektromotorischen Feststellbremsanlage kann für die entsprechende Bremsenbetätigung ein gemeinsamer Elektromotor für Radbremsen an den beiden Kraftwagenseiten vorgesehen sein. Zwischen Elektromotor und Radbremsen kann eine Bowdenzugverbindung vorgese­ hen sein. Dies ermöglicht eine Übertragung der Fremdkraft von dem Elektromotor zu den Radbremsen mit geringem Aufwand. Es ist jedoch auch möglich, voneinander gesonderte Elektromotoren für die Feststellbremse der Radbremsen an den beiden Kraftwagenseiten vorzusehen. Dies ergibt eine hohe Funktionssi­ cherheit, weil die beiden Bremsenantriebe unabhängig voneinander wirken können. Es sind nur kleinere Elektromotoren erforderlich, die wenig Platz beanspruchen und an dem Kraftwagen günstig angeordnet werden können.

Beispielsweise können die Elektromotoren der jeweils zugeordneten Radbremse benachbart angeordnet sein. Bei einer derartigen Anordnung der Elektromotoren in der Nähe der Radbremsen ist eine Einrichtung zur Kraftübertragung nur in geringem Umfang und mit geringem Aufwand erforderlich. Hierfür wird nur ein geringer Raum benötigt. Die Elektromotoren können auch eine Baueinheit mit den Radbremsen bilden, z. B. mit dem Bremssattel baulich vereinigt sein.

Grundsätzlich kann die Bremsenspannkraft der Feststellbremsen dosierbar und durch eine Bremsenbetätigungseinrichtung einstellbar sein. Dies ermöglicht, stets die den jeweiligen Betriebsbedingungen entsprechend erforderliche Bremskraft einzusetzen.

Auch ein dosierbares Lösen der Radbremsen durch entsprechende Einstellung der Betätigungseinrichtung kann bei den entsprechenden Betriebsbedingungen (Zündung ein, Zündschlüssel eingesteckt) vorgesehen sein. Dies kann beispielsweise für ein allmähliches Anfahren, insbesondere an Steigungen, vorteilhaft sein. Wenn die Bremsen­ spannkraft beim Spannen und/oder Lösen der Radbremsen dosierbar ist, ist es vorteilhaft, wenn die zugehörige Betätigungseinrichtung derart ausgebil­ det ist, daß die Betätigungskraft an dem Betätigungselement zumindest annähernd der Bremsenspannkraft entspricht, weil dadurch an dem Betätigungselement die jeweils wirksame Bremsenspannkraft spürbar ist.

Bei Kraftwagen mit einer Diebstahl-Alarmanlage kann durch das Einschalten oder Schärfen der Alarmanlage oder das Auslösen des Alarms die maximal mögliche Bremsenspannkraft bewirkbar sein. Dadurch wird die Warnfunktion durch eine Sicherungsmaßnahme ergänzt. Das vollständige Lösen der Radbremsen kann bei einer derartigen Anlage in einfacher Weise durch das Ausschalten der Alarmanlage erreicht werden.

Ferner sei noch darauf hingewiesen, dass das besagte elektronische Steuergerät für die Feststellbremsanlage bei entsprechender Programmie­ rung neben der von dem Fahrer bewirkten willkürlichen Betätigung der Feststellbremse eine Bremsenbetätigung in Abhängigkeit von weiteren als den hier in den Patentansprüchen genannten unterschiedlichen Betriebszu­ ständen des Kraftwagens erlaubt, ohne daß der Fahrer diese Betätigung willkürlich auslöst bzw. beeinflußt. Es ergibt sich eine Fahrerentlastung durch Automatisierung der Feststellbremsenbetätigung. Sowohl die willkürliche als auch die programmierte selbsttätige Bremsenbetätigung kann als Ein-Aus- Betätigung mit maximaler Spannkraft oder völliger Entspannung oder als steuerbare Betätigung mit dosierbarer Spannkraft ausgeführt sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Feststellbremsanlage mit einem Elektromotor für beide Kraftwagenseiten und

Fig. 2 eine Feststellbremsanlage mit jeweils einem Elektromotor für jede der beiden Kraftwagenseiten.

Nach Fig. 1 weist die elektromechanische Feststellbremsanlage eines nicht weiter dargestellten Personenkraftwagens als Stellmotor einen Elektromotor 1 auf, der mit einer Gewindespindel 2 mit Selbsthemmung antriebsmäßig verbunden ist. Die Gewindespindel 2 ist über einen als Spindelmutter wirkenden Waagebalken 3 mit einem Bowdenzug 4 für die linke Kraftwagen­ seite und mit einem Bowdenzug 5 für die rechte Kraftwagenseite verbunden. Die beiden Bowdenzüge 4, 5 sind jeweils mit einer Radbremse 6 verbunden, die als Duo-Servo-Trommelbremse ausgebildet ist und nicht als Betriebs- oder Hilfsbremse, sondern ausschließlich als Feststellbremse dient. Die Radbremsen 6 sind an den Rädern der als Antriebsachse ausgebildeten Hinterachse des Personenkraftwagens angeordnet.

Über Elektroleitungen ist der Elektromotor 1 mit einer Energieversorgungsanlage 7 des Fahrzeugstromnetzes verbunden, die die Fahrzeugbatterie 8 und einen Generator 9 (Lichtmaschine) umfaßt. Zur Steuerung des Elektromotors 1 ist eine Betätigungseinrichtung 15 vorgesehen, die als Sollwertgeber ein Betätigungselement 16 aufweist. Dieses ist als Handhebel ausgebildet und in Griffweite des Fahrers des Kraftwagens angeordnet. Das Betätigungselement 16 kann aus der in der Zeichnung dargestellten Ruhelage gegen die Kraft einer Feder in einem konstruktiv vorgegebenen Schwenkbereich mehr oder weniger weit in eine Wirklage verschwenkt werden. Für das Halten des Betätigungselements in der jeweils eingestellten Schwenklage ist eine von Hand lösbare Verriegelungseinrichtung vorgesehen. Das Betätigungselement 16 ist als Schleifkontakt ausgebildet, der entlang einer kreissektorförmigen Widerstandsbahn verschiebbar ist, so daß das Betätigungselement 16 und die Widerstandsbahn Teile eines Potentio­ meters bilden, das über elektrische Leitungen über ein elektronisches Steuergerät 14, auf das später noch näher eingegangen wird, letztlich mit dem Elektromotor 1 verbunden ist.

Zum Spannen der beiden Radbremsen 6 wird das Betätigungselement 16 nach Lösen der Verriegelungseinrichtung aus der Ruhelage an der Wider­ standsbahn entlang verschwenkt. Entsprechend der zugehörigen Signalver­ arbeitung im elektronischen Steuergerät 14 wird dadurch der Elektromotor 1 im Sinne eines Spannens der Radbremsen 6 in Bewegung gesetzt. Die Größe der Bremsenspannkraft wird durch den Schwenkwinkel bestimmt, um den das Betätigungselement 16 aus der Ruhelage heraus verschwenkt wird. Wird das Betätigungselement 16 um den maximal möglichen Schwenkwinkel verschwenkt, wird die maximal mögliche Bremsenspannkraft erzeugt. Bei Zwischenstellungen des Betätigungselements 16 ergibt sich eine entspre­ chend bemessene Bremsenspannkraft. Es ist ein dosierbares Bremsen möglich. Dadurch, daß das Betätigungselement 16 durch die Kraft einer Rückstellfeder beaufschlagt ist, ist an dem Betätigungselement 16 eine veränderbare Kraft spürbar, die der jeweils aktuellen Bremsenspannkraft proportional ist.

Zum Lösen der Radbremsen 6 wird das Betätigungselement 16 zurückver­ schwenkt. Dadurch wird der letztlich Elektromotor 1 im Sinne eines Lösens der Radbremsen 6 in. Bewegung gesetzt. Das Ausmaß des Lösens wird durch das Ausmaß des Zurückverschwenkens bestimmt. Auch das Lösen der Radbremsen 6 ist demgemäß dosierbar. Zum vollständigen Lösen der Radbremsen 6 wird das Betätigungselement 16 in die Ruhelage zurückver­ schwenkt.

Bezugnehmend auf das bereits genannte elektronische Steuergerät 14, das über Elektroleitungen mit dem als Stellmotor dienenden Elektromotor 1 verbunden ist, ist mit diesem elektronischen Steuergerät 14 auch die bereits genannte Betätigungseinrichtung 15 über Elektroleitungen verbunden. Die Betätigungseinrichtung 15 weist dabei - wie bereits erläutert - als Sollwertge­ ber ein als schwenkbarer Handhebel ausgebildetes Betätigungselement 16 auf, das innerhalb eines konstruktiv festgelegten Schwenkbereichs aus der in der Zeichnung dargestellten Ruhelage mehr oder weniger weit in eine Wirklage verschwenkt werden. Ein Handhebelweggeber 17 liefert ein der je­ weiligen Schwenkstellung entsprechendes Signal (Sollwert) an das elektroni­ sche Steuergerät 14. Eine nicht dargestellte Kraftmeßvorrichtung, z. B. an dem die Gewindespindel 2 aufweisenden Spindeltrieb, liefert ein der aktuell vorhandenen Bremsenspannkraft proportionales elektrisches Signal (Istwert) an das elektronische Steuergerät 14. In diesem kann demgemäß ein Vergleich von Sollwert und Istwert erfolgen und bei unzulässigem Abweichen des Istwertes von dem Sollwert ein Steuersignal zum Angleichen des Istwertes an den Sollwert ausgelöst werden.

Das elektronische Steuergerät 14 erhält ferner Informationen über eine Reihe von Betriebszuständen des Personenkraftwagens. Zu diesen gehört die Information, ob das Bremspedal 18 der Betriebsbremse aus seiner Ruhelage verschwenkt ist, ob also die Betriebsbremse betätigt ist. Ferner meldet ein Pedalweggeber 19 die Stellung des Gaspedals 20. Falls ein Kupplungspedal 21 vorhanden ist, wird an das elektronische Steuergerät gemeldet, ob sich das Kupplungspedal 21 in der Ruhelage befindet, also die Fahrkupplung geschlossen ist. Außerdem erhält das elektronische Steuerge­ rät 14 Informationen über die Motordrehzahl und über die Fahrgeschwindig­ keit und die Raddrehungen, die von Sensoren erfaßt werden. Auch die Werte eines Neigungsgebers 22, der die Längsneigung des Personenkraft­ wagens erfaßt, werden an das elektronische Steuergerät 14 geliefert.

Im übrigen ist eine von Hand betätigbare mechanische Hilfslöseeinrichtung 23 mit dem Elektromotor 1 verbunden, mit Hilfe derer - falls dessen Energie­ versorgung gestört sein sollte - ein Lösen der gespannten Radbremsen 6 durch die Hilfslöseeinrichtung 13 von Hand bewirkt werden kann.

Zusätzlich kann das Betätigen der Radbremsen 6 durch das elektronische Steuergerät 14 in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Personenkraft­ wagens gesteuert werden, wobei grundsätzlich vielfältige Betätigungen möglich sind, die weitgehend miteinander kombiniert werden können, und von denen die für die vorliegende Erfindung wesentlichen in den Patentan­ sprüchen niedergeschrieben sind und vor dieser Figurenbeschreibung ausführlich erläutert wurden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß gesonderte Elektromotoren 24, 25 für die beiden Seiten des Personenkraftwagens vorgesehen sind. Die als Stellmoto­ ren wirkenden Elektromotoren 24, 25 sind jeweils in der Nähe der zugeord­ neten Radbremse 6 in oder an dem Fahrzeugrad angeordnet. Außerdem ist ein elektronisches Steuergerät 26 vorgesehen. Dieses erhält auch ein Signal, wenn das Bremspedal 18 der Betriebsbremse bis zum Anschlag aus der Ruhelage verschwenkt ist, wozu ein Bremspedal-Endschalter 31 vorgesehen ist. Mit diesem wird ein Ausfall der hydraulischen Betriebs­ bremsanlage angezeigt. Wird dieser Endschalter 31 aktiviert, so deutet dies auf einen Ausfall der Betriebsbremsanlage hin, wonach vom elektronischen Steuergerät 26 die Feststellbremsanlage mit ihrer maximalen Spannkraft aktiviert werden kann.

Ferner ist eine Muskelkrafthilfslöseeinrichtung 27 vorgesehen, die durch ein Betätigungselement 28 einer Betätigungseinrichtung 29 betätigbar ist. Zudem ist zusätzlich eine Fremdkrafthilfslöseeinrichtung 30 vorgesehen, die durch das elektronische Steuergerät 26 steuerbar ist.

Das Spannen und Lösen der Radbremsen 6 kann durch das als Sollwertge­ ber dienende Betätigungselement 28, an dem ebenfalls eine Betätigungs­ kraft spürbar sein kann, in gleicher Weise wie durch das Betätigungselement 16 nach Fig. 1 erfolgen. Das Betätigungselement 28 kann jedoch aus seiner Ruhelage nicht nur in eine Wirklage zum Erzeugen der Bremsenspannkraft, sondern auch in entgegengesetzter Richtung verschwenkt werden und dabei die Muskelkrafthilfslöseeinrichtung 27 betätigen. Die Radbremsen 6 können auch durch die Fremdkrafthilfslöseeinrichtung 30 gelöst werden, sofern das elektronische Steuergerät 26 hierfür den Auslösebefehl gibt und eine entsprechende Schaltung auslöst.

Claims (3)

1. Elektromotorisch betätigte Feststellbremsanlage für Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, mit einem elektronischen Steuerge­ rät, das mit einer Bremsenbetätigungseinrichtung und einem oder meh­ reren Elektromotor(en) und mit Sensoren elektrisch verbunden ist und ein Spannen und Lösen der der Feststellbremsanlage zugeordneten Radbremsen in Abhängigkeit von Signalen der Bremsenbetätigungseinrichtung und/oder der Sensoren durch den oder die Elektromotoren(en) steuert, dadurch gekennzeichnet, daß bei ausgeschalteter Zündung oder bei abgezogenem Zündschlüssel die Radbremsen weiter spannbar, jedoch nicht lösbar sind.

2. Elektromotorisch betätigte Feststellbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das elektronische Steuergerät selbsttätig die maximal mögliche Bremsenspannkraft bewirkbar ist, wenn der zuvor stehende Kraftwagen bei ausgeschalteter Zündung oder bei abgezogenem Zündschlüssel eine Fahrbewegung beginnt.

3. Elektromotorisch betätigte Feststellbremsanlage für Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, mit einem elektronischen Steuerge­ rät, das mit einer Bremsenbetätigungseinrichtung und einem oder mehreren Elektromotor(en) und mit Sensoren elektrisch verbunden ist und ein Spannen und Lösen der der Feststellbremsanlage zugeordneten Radbremsen in Abhängigkeit von Signalen der Bremsenbetätigungseinrichtung und/oder der Sensoren durch den oder die Elektromotor(en) steuert, dadurch gekennzeichnet, daß durch das elektronische Steuergerät bei Ausfall der Betriebs- und der Hilfsbremse mit der Feststellbremsanlage selbsttätig die maximal mög­ liche Bremsenspannkraft bewirkbar ist.