DE8900950U1

DE8900950U1 - Automatische Feststellbremse für Kraftfahrzeuge

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Publication number: DE8900950U1
Application number: DE8900950U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1989-01-27
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1989-11-30
Anticipated expiration: 1999-01-28

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Automatische Feststellbremse für Kraftfahrzeuge 5

Die Neuerung bezieht sich auf eine automatische Feststellbremse für Kraftfahrzeuge gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1; eine derartige Feststellbremse ist aus der US-C-3 439 782 bekannt.

Im bekannten Fall der US-C-3 439 782 ist zum Zwecke des vereinfachten sicheren Anfahrens eines Kraftfahrzeuges auf ansteigenden Straßen eine automatische Betätigung der Handv ) bremse mittels eines auf den Handbremshebel einwirkenden Elektrohubmagneten vorgesehen, dessen Betätigung durch ein den Bewegungszustand des Kraftfahrzeuges anzeigendes und ein die Stellung des Gas- und/oder Kupplungspedals überwachendes Mittel gesteuert wird.

Gemäß Aufgabe vorliegender Neuerung soll mit einfachen, jedoch sicheren Mitteln bein Abstellen bzw. vorübergehenden Verlassen des Kraftfahrzeuges ein unbeabsichtigtes Sichinbewegungsetzen des Fahrzeuges, insbesondere beim Abstellen des Fahrzeuges auf schräger Ebene, mit Sicherheit verhindert werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einer automatischen Feststellbremse der eingangs genannten Art neuerungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1) vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.

Die neuerungsgemäße Feststellbremse gewährleistet mit einfachen Mitteln durch Verwendung eines Elektromotors, insbesondere eines Getriebemotors, vorzugsweise eines als Kraftfahrzeug-Bordmotor bereits vorhandenen Fensterheber-Serienmotors das automatische Anziehen der Handbremse zur Verhinde-

( ) Bk 2 Th / 26.01.1989

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O 1 ^rung eines ungewollten Wegrollens des Kraftfahrzeuges bis zu der z.B. durch Rastung mechanisch fixierbaren Bremsstellung, wobei durch die mechanische Fixierung einerseits ohne weitere $ elektrische Leistungsaufnahme des Servoantriebs aus der Bord-Ei 5 netzbatterie die Bremsstellung selbsttätig gesichert werden kann § und andererseits ein Lösen der Handbremse von Hand möglich ist.

·> Die vorzugsweise für den Servoantrieb vorgesehenen Fenster-

¹A heber-Getriebemotoren werden serienmäßig entweder für soge-S 10 nannte Scheren-Fensterheber oder für sogenannte Seilzug-Fensterheber gefertigt; entsprechend ist nach einer Ausgestaltung der % Neuerung im ersteren Fall ein Getriebemotor mit getriebeseitigem Zahnstangen-Stellglied zum Anziehen der Handbremse in ihre Bremsstellung vorgesehen, wobei die Zahnstange mit dem Zahnrad kämmt, das beim serienmäßigen Fensterheberantrieb für einen Scheren-Fensterheber mit der Abtriebswelle gekoppelt ist. Bei Verwendung eines serienmäßigen Fensterheber-Getriebemotors für einen Seilzug-Fensterheber ist ein Getriebemotor mit getriebeseitigem Zugseil-Stellglied zum Anziehen der Handbremse in ihre Bremsstellung vorgesehen, wobei das Zugseil von einer Seilscheibe angetrieben wird, die serienmäßig mit der Abtriebswelle des Fensterheberantriebs gekoppelt ist.

Zweckmäßigerweise ist eine Servoantriebs-Rückstellung des Stellgliedes bei in Bremsstellung fixierter Handbremse vorgesehen, derart daß der Elektromotor-Servoantrieb einerseits für eine erneute automatische Feststellbremsung bereit steht und andererseits bei einem Lösen der Handbremse von Hand nicht auch das Stellglied mitbewegt werden muß.
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Der Automatisierungsgrad der neuerungsgemäßen Feststellbremse kann nach einer Ausgestaltung dar feuerung dadurch noch weiter erhöht werden, daß der Elektromotor in Abhängigkeit vom Ausschalten des Zündschalters des Kraftfahrzeuges im Sinne eines Anziehens der Handbremse in Antriebsverbindung zu dieser gestellt ist und/oder eine Elektromotor-Rückstellung des

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{ 1 Stellgliedes nach dem Verrasten der Handbremse in ihrer Bremsstellung in Abhängigkeit vom Einschalten des Zündschalters des Kraftfahrzeuges erfolgt.

Um sicherzustellen, daQ der elektromotorische Servoantrieb nach dem Anziehen der Handbremse und deren mechanischer Arretierung in ihrer Bremsstellung nicht unnötig lange das Batterie-Bordnetz belastet, ist in besonders einfacher Weise nach einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung eine zeitabhängige Betätigung des Elektromotors, insbesondere in Abhängigkeit von einem nach dem Einschalten bzw. Ausschalten des Zündschalters oder Schließen bzw. öffnen des TürschloGsystems des Kraftfahr- , zeuges erregten Zeitrelais vorgesehen. Die Vorgabezeit der Zeitsteuerung muß dabei über der bei Berücksichtigung aller Toleranzlastwerte für das Anziehen und Lösen benötigten Zeit liegen. Der Servoantrieb fährt dabei jeweils bis zum blockierten Elektromotorzustand, in dem der Handbremshebel in seiner Bremsstellung gleichzeitig mechanisch fixiert ist, und verharrt darin bis zum Abschalten über das Zeitrelais.

Die Beharrungszeit des Elektromotors im blockierten Zustand, d.h. nach Erreichen der mechanisch fixierten Bremsstellung der Handbremse kann durch eine nach einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung vorgesehene bremskraftabhängige Betätigung des Elektromotors nach dem Einschalten des Zündschalters des Kraft- ( fahrzeuges derart erreicht werden, daß z.B. durch Meldung eines Kraftsensors im Bereich des Stellgliedes bzw. des Handbremsseiles bzw. Handbremsgestänges der Bremsstellungszustand bzw. Blockierungszustand des Motors gemeldet und dieser dann von der speisenden Bordnetzbatterie abgeschaltet wird.

Auf jegliche weitere zusätzliche Bauteile in Form von Zeitrelais bzw. Kraftsensoren kann dann verzichtet werden, wenn in vorteilhafter Weise der Blockierungszustand des Elektromotors selbst, z.B. durch Kurzschlußmessung oder Drehzahlmessung als Vorgabegröße verwendet wird.

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Die Neuerung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung werden im folgenden anhand zweier schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert) darin zeigen:
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FIG 1 eine erste Ausführung einer automatischen Feststellbremse mit einem Getriebemotor-Servoantrieb mit Zahnstangen-Stellglied zur Betätigung der Handbremse; FIG 2 eine zweite Ausführung einer automatischen Feststellbremse mit einem Getriebemotor-Servoantrieb mit

Zugseil-Stellglied zur Betätigung der Handbremse j FIG 3 das Schaltbild für eine zeitabhängige Betätigung des Elektromotor-Servoantriebes für die automatische Feststellbremse;
FIG 4 in Detailausführung des Schaltbildes gemäß FIG 3 eine flankengetriggerte zeitabhängige Betätigung des Elektromotor-Servoantriebes für die automatische Feststellbremse,

FIG 1,2 zeigen eine automatische Feststellbremse mit einer Handbremse 2, die über einen in einem Drehpunkt 11 gelagerten Handbremshebel 1 und mit Hilfe einer Rückholfeder 22 angezogen bzw. gelöst werden kann. Die Stellung I des Handbremshebels bei angezogener Handbremse 2 ist mit ausgezogener Linienkontur und die Stellung II des Handbremshebels 1 bei gelöster Handbremse 2 ist mit gestrichelter Linienkontur dargestellt.

Zur Erzielung einer automatischen Feststellbremse wird gemäß FIG 1 der Handbremshebel 1 mit Hilfe eines Getriebemotors 3 über eine von diesem angetriebenes Zahnstangen-Stellglied 31 von der Stellung I in die Bremsstellung II bewegt. Diese Bremsstellung II ist mechanisch dadurch fixierbar, daß der mit dem Bremsseil 21 verbundene Schenkel des Handbremshebels 1 mit einer Rastklinke 12 in eine gehäusefeste Rastschiene 5 eingreift.

1 Gemäß FIG 2 wird zur automatischen Feststellung der Handbremse 2 ein Getriebemotor 4 mit einem Zugseil-Stellglied 41 vorgesehen, mit Hilfe dessen der Handbremshebel 1 von der Stellung I in die Bremsstellung II gebracht wird. Wie im Fall von FIG 1 wird diese Bremsstellung II dann durch mechanische Verrastung des mit dem Bremsseil 21 verbundenen Schenkels des Handbremshebels 1 mittels einer in die Rastschiene 5 eingreifenden Rastklinke 12 mechanisch fixiert.

Die Getriebemotoren 3 bzw.4 werden nach Erreichen der Bremsstellung und der mechanischen Fixierung des Betätigungshebels 1 in der Bremsstellung II abgeschaltet und dadurch von der Bord-, &ngr; netzbatterie getrennt.

Zur selbsttätigen Erkennung des Zeitpunktes, an dem der Getriebemotor 3 bzw.4 abgeschaltet werden kann, ist an dem Zahnstangen-Stellglied 31 bzw. an dem Zugseil-Stellglied 41 ein Kraftsensor 6 bzw.7 vorgesehen, der bei Erreichen der Bremsstellung II, in der der von den Stellgliedern 31 bzw.41 angetriebene Handbremshebel 1 nicht weiter bewegt werden kann, anspricht und einen entsprechenden Schaltimpuls zum Abschalten des Getriebemotors 3 bzw.4 abgibt. Anstelle der Kraftsensoren 6 bzw.7 kann in vorteilhafter Weise auch eine Erkennung der Bremsstellung II durch einen Getriebemotor-Drehzahlmesser bzw. einen Getriibemotor-Strommesser vorgesehen werden, der bei ( ) Erreichen der Drehzahl Null und damit der Kurzschluß-Blockierung des antreibenden Elektromotors einen entsprechenden Schaltimpuls an diesen bzw. dessen Steuerung abgibt.

Nach einer Ausgestaltung der Neuerung ist das Ein- bzw. Ausschalten des Getriebemotors 3 bzw.4 und damit der Antrieb des Zahnstangen-Stellgliedes 31 bzw. Zugseil-Stellgliedes 41 in der einen bzw. anderen Richtung den Kraftfahrzeug-Zündschlüsselstellungen "AUS" bzw. "EIN" eindeutig zugeordnet. Neuerungsgemäß ist dazu vorgesehen, daß bei Betätigung des Zündschlüs-

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sels in die Stellung "AUS" selbsttätig der Getriebemotor 3 b,:w.4 in die speisende Bordnetzbatterie angeschlossen wird und über das jeweilige getriebeseitige Stellglied 31 bzw.41 den Handbremshebel 1 von der Stellung I in die Bremsstellung II bewegt und daß bei Betätigung des Zündschlüssels in die Stellung "EIN" die Stellglieder 31 bzw.41 über den Getriebemotor 3 bzw.4 ohne Antriebsverbindung zum Handbremshebel 1 wieder in ihre Ausgangslage zurückgefahren werden.

Wie zuvor beschrieben, wird der Getriebemotor 3 bzw.4 nach

Erreichen der Bremsstellung II und der mechanischen Verrastung der Feststellbremse in ihrer Bremsstellung aufgrund einer Stellungsmeldung durch einen Kraftsensor oder einen Drehzahlmesser abgeschaltet, so daß die Bordnetzbatterie durch den Getriebemotor nicht weiter belastet wird; damit die Handbremse im Notfall, z.B. bei Ausfall der elektrischen Versorgung des Getriebemotors, von Hand gelöst werden kann, ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß die mechanische Reibung im Getriebe des Getriebemotors unterhalb dessen Selbsthemmung liegt, so daß die Handbremse manuell gegen die mechanische Reibung des elektromotorischen Antriebes zurückgestellt werden kann.

FIG 3 zeigt ein Schaltungsbeispiel einer automatischen Feststellbremsenbetätigung, bei der auf Kraft- bzw. Drehzahlsensoren verzichtet werden kann; dazu ist eine Getriebemotov-Betätigung über ein Zeitrelais s nach dem Einschalten bzw. Ausschalten des Zündschalters Z des Kraftfahrzeuges vorgesehen.

Für die zeitabhängige Betätigung des Getriebemotors liegt jeweils gemäß FIG 3 parallel zur speisenden Bordnetzbatterie B ein über einen Zündschalter Z und einen Hauptschalter H erregbares Zeitrelais s und parallel zum Zeitrelais s ein Motorrelais r. Die Schalter S bzw. R des Zeitrelais s bzw. des Motorrelais r liegen in Reihe in der Speiseleitung eines Getriebemotors 4.

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( 1 Bein Abziehen des Zündschlüssels und somit bei der in FIG 3 dargestellten Zundschalterstellung "AUS" fällt das Relais r ab und der zugehörige Schalter R nimmt die in FIG 3 dargestellte Stellung an. Das beim öffnen des Zundschalters Z über den Zeitraum T aktivierte Zeitrelais s hält den Schalter D in Schließstellung. Während der Zeit T ist somit der Getriebemotor 4 an die Bordnetzbatterie B angeschlossen und zieht die Handbremse 2 über das zugehörige Stellglied 31 bzw.41 bis zum Erreichen der Bremsstellung II an. Nach Ablauf der Zeit T ist der Getriebemotor 4 wieder stromlos; die Stellglieder 31 bzw.41 verbleiben in einer Stellung entsprechend der Bremsstellung II des Bremshebels 1.

&ngr; Beim Einschalten der Zündung und somit der Zundschalterstellung "EIN" werden das Zeitrelais s und damit das Motorrelais r über den Zeitraum T aktiviert. Der Schalter S des Zeitrelais s schließt und der Schalter R des Motorrelais r wechselt aus der in FIG 3 dargestellten Stellung in die Umpolstellung, so daß der Getriebemotor 4 die Stellglieder 31 bzw.41 in ihre Ausgangsstellung zurückfährt. Da bei diesem Zurückfahren der Getriebemotor 4 praktisch im Leerlauf arbeitet, kann das Zurückfahren der Stellglieder 31 bzw.41 in einer sehr kurzen Zeitspanne erfolgen. Nach Ablauf der Zeit T fällt das Zeitrelais s wieder ab und der Schalter S des Zeitrelais s öffnet wieder, so daß der Getriebemotor 4 von der Bordnetzbatterie B C getrennt ist.

FIG 4 zeigt ein bevorzugtes Schaltungsbeispiel für ein flankengetriggertes Zeitrelais s, wobei die Aktivierung des Zeitrelais s beim Einschalten des Zündschalters Z über ein erstes Monoflop Ml in Abhängigkeit von einem Spannungsanstieg an einem Pufferkondensator K, der über eine Diode D in Reihe zum Zündschalter Z und zum Hauptschalter H an die speisende Bordnetzbatterie B angeschlossen 1st, und die Aktivierung des Zeitrelais s beim Ausschalten des Zündschalters Z über ein zweites

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( &igr; 1 Monoflop M2 in Abhängigkeit von Spannungsabfall an dem Zündschalter Z erfolgt. Der Pufferkondensator K, der auch durch jeden anderen elektrischen Pufferspeicher ersetzbar ist, stellt die Spannungsversorgung des Honoflops und des Gatters G mindestens solange sicher, wie die Aktivierung des Zeitrelais s beim Ausschalten des Zündschalters Z andauern soll. Die Ausgange der Monoflops M1;M2 sind über ein ODER-Gatter G mit dem Relais verbunden j ansonsten gleicht die Schaltung gemäß FIG 3 der gemäß FIG 4.

Im einzelnen laufen beim Einschalten bzw. Auschalten des Zundschalters Z folgende Schaltvorgänge ab: Beim Abziehen des Zünd- ^ Schlüssels Z und somit bei der in FIG 4 dargestellten Zünd-■ <■ schalterstellung "AUS" fallt die Spannung am Eingang vor dem Monoflop M2 ab; Monoflop M2 löst einen Impuls der Dauer T2 aus; dadurch wird das ODER-Gatter G für einen Zeitraum T2 aktiviert und legt fur diesen Zeitraum T2 Spannung an das Relais s. Die Spannungsversorgung des zweiten Monoflops M2 und des ODER-Gatters G wird dabei vom Pufferkondensator K gedeckt. Das Relais s legt den Motor 4 über seinen Schalter S für den Zeitraum T2 in der in FIG 4 gezeigten Schalterstellung an die speisende Bordnetzbatterie B. Mit Hilfe des Getriebemotors 4 wird die Handbremse 2 über das zugehörige Stellglied 31 bzw.41 bis zum Erreichen der mechanisch fixierbaren Bremsstellung II angezogen.

Nach Ablauf des Zeitraumes T2 ist der Getriebemotor 4 wieder ( stromlos; die Stellglieder 31 bzw.41 verbleiben In einer

Stellung entsprechend der Bremsstellung II des Bremshebels 1.

Das Einschalten der Zündung und somit die Zündschalterstellung "EIN" bei geschlossenem Zündschalter Z in FIG 4 führt zur Spannungsversorgung des Monoflops Ml. Die Spannung am Pufferkondensator K steigt an und löst das flankengetriggerte Monoflop Ml aus. Für den Zeitraum Tl wird dadurch das ODER-Gatter G aktiviert und schaltet für den Zeitraum T2 über das Relais s, dessen Schalter S in Schließstellung. Durch Aktivierung des

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C) 1 Motorrelais r wechselt dessen Schalter R aus der in FIG 4 dargestellten Stellung in die Umpolstellung, so daß der Getriebemotor die Stellglieder 31 bzw.41 in ihre Ausgangsstellung zurückfährt. Der Pufferkondensator K ist voll aufgeladen, so daß seine gespeicherte elektische Energie beim zuvor geschilderten Fall des Ausschaltens der Zündung zur Verfugung steht und durch anschließenden Spannungsabfall bei ausgeschalteter Zündung das Monoflop M2 für den Zeitraum T2 wiederum auslösen kann. 10

Claims

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Schutzansprüche

1. Automatische Feststellbremse für Kraftfahrzeuge mit einer im Stillstand des Kraftfahrzeugs über einen elektrisch betätigbaren Servoantrieb in Sremsstellung bringbaren Handbremse, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektromotor (Getriebemotor 3 bzw.4) als Servoantrieb sowie Mittel vorgesehen sind, durch welche die Handbremse (2) H unabhängig von dem Servoantrieb in ihrer Bremsstellung (II) H 10 fixierbar und aus dieser Bremsstellung wieder lösbar ist.

i| 2. Automatische Feststellbremse nach Anspruch 1,

f ^ gekennzeichnet durch einen elektrischen

j J Getriebemotor (3) mit getriebeseitigem Zahnstangen-Stellglied

(31) zum Anziehen der Handbremse (2) in ihre Bremsstellung (II).

3. Automatische Feststellbremse nach Anspruch 1, gekennze lehnet durch einen elektrischen Getriebemotor (4) mit getriebeseitigem Zugseil-Stellglied (41) zum Anziehen der Handbremse (2) in ihre Bremsstellung (II).

4. Automatische Feststellbremse nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Getriebemotor-Rückstellung des Stellgliedes (31 bzw.41) bei in Bremsstellung fixierter Handbremse (2).

5. Automatische feststellbremse nach Anspruch 2 oder 3, gekennze ichnet durch einen Getriebemotor-Antrieb des Stellgliedes (31 bzw.41) im Sinne eines Anziehens der Handbremse (2) in Abhängigkeit vom Ausschalten des Zündschalters (Z) des Kraftfahrzeuges.

6. Automatische Feststellbremse nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Getriebemotor-Rückstellung des Stellgliedes (31 bzw.41) in Abhängigkeit vom Einschalten des ZUndschalters (Z) des Kraftfahrzeuges.

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( 17. Automatische Feststellbremse nach Anspruch 2 oder 3,

gekennzeichnet durch einen Getriebemotor- ||

Antrieb des Stellgliedes (31 bzw.41) im Sinne eines Anziehens der Handbremse (2) in Abhängigkeit vom Schließen des Tür-Schloßsystems des Kraftfahrzeuges.

8. Automatische Feststellbremse nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Getriebemotor-Rückstellung des Stellgliedes (31 bzw.41) in Abhängigkeit vom öffnen des Türschloßsystems des Kraftfahrzeuges.

9. Automatische Feststellbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine bremskraftabhängige Ausschaltung (Kraftsensor 6 bzw.7) des Elektromotors (Getriebemotors 3 bzw.4) nach dem Erreichen der Bremsstellung II.

10. Automatische Feststellbremse nach einem der Ansprüche 5-8, gekenn zeichnet durch eine zeitabhängige Betätigung (Zeitrelais s) des Elektromotors (Getriebemotor 3 bzw.4) nach dem Einschalten oder Ausschalten des Zündschalters (Z) bzw. Schließen oder öffnens des Türschloßsystems des Kraftfahrzeuges.

11. Feststellbremse nach Anspruch 10, g e k e &eegr; &eegr; -

zeichnet durch ein beim Einschalten oder Ausschalten f des Zündschalters (Z) bzw. Schließen oder öffnen des Türschloßsystems in Abhängigkeit von einem Spannungsanstieg bzw. Spannungsabfall ansprechendes (flankengetriggertes) Zeitrelais (s).

12. Automatische Feststellbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen an einem Puffer-Kondensator (K) beim Einschalten oder Ausschalten des Zündschalters (Z) bzw. Schließen oder öffnen des Türschloßsystems anliegenden

Spannungsanstieg bzw. Spannungsabfall.