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Die
Erfindung betrifft eine Feststellbremse für ein Fahrzeug mit Bremskraftverstärker.
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Feststellbremsen
(Handbremsen) für
Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen
bekannt. In jüngster Zeit
werden verstärkt
Feststellbremsen eingesetzt, welche auf einen im Fahrzeuginneren
angeordneten Handbremshebel verzichten und stattdessen eine Betätigung der
Feststellbremse mittels eines Knopfes oder Schalters erfolgt. Hierbei
ist vorgeschlagen worden, die Feststellbremse in eine Betriebsbremse des
Fahrzeugs zu integrieren. Wenn die Feststellbremse betätigt werden
soll, kann eine im Betriebsbremskreis vorhandene Pumpe, wie z.B.
eine ESP-Pumpe, betrieben werden, um die Feststellung auszuführen und
die Feststellposition der Feststellbremse kann dann mittels einer
Verriegelungseinrichtung verriegelt werden. Dadurch ist das Fahrzeug festgestellt.
Zum Lösen
der Feststellbremse muss ebenfalls wieder die Pumpe der Betriebsbremse
betätigt
werden, um die Verriegelungseinrichtung zu entriegeln, und dadurch
die Feststellbremse nach Abschalten der Pumpe und Ablassen des Drucks
im Bremskreislauf freizugeben. Bei derartigen Systemen ist jedoch
nachteilig, dass die Pumpe des Betriebsbremskreises ein sehr hohes
Geräuschniveau aufweist.
Da Feststellbremsen üblicherweise
bei stehendem Fahrzeug, insbesondere auch bei ausgeschaltetem Motor,
betätigt
werden, ist eine unangenehme Geräuschentwicklung
im Fahrzeuginnenraum zu hören.
Hierbei kann einem Fahrer ein Gefühl aufkommen, dass eine Fehlfunktion
der Feststellbremse vorliegt.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Feststellbremse
für ein
Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den
Vorteil auf, dass sie zur Betätigung
der Feststellbremse, d.h. zum Ineingriff- und Außereingriffbringen der Feststellbremse,
keine unerwünschten
Geräusche
erzeugt. Hierbei kann erfindungsgemäß darauf verzichtet werden, eine
Pumpe im Hydraulikkreis der Betriebsbremse zu betätigen. Erfindungsgemäß erfolgt
eine Betätigung der
Feststellbremse dabei über
einen Bremskraftverstärker
der Betriebsbremse. Durch die Verwendung des Bremskraftverstärkers ergeben
sich keine unerwünschten
Geräusche
beim Feststellen bzw. Lösen der
Feststellbremse. Ferner weist die erfindungsgemäße Feststellbremse dadurch
eine sehr geringe Bauteilezahl auf, da keine separate Pumpe zur
Betätigung
der Feststellbremse notwendig ist. Die erfindungsgemäße Feststellbremse
kann dabei auf bereits im Fahrzeug vorhandene Bauteile zurückgreifen.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Feststellbremse
auch in Betriebsbremsen eingesetzt werden, welche keine elektronischen
Bremssysteme, wie ESP, ABS, TCS usw., aufweisen, da für den Betrieb der
Feststellbremse keine der für
die Bremssysteme vorhandenen Pumpen notwendig ist.
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Die
Unteransprüche
zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorzugsweise
ist der Aktuator ein Unterdruckbremskraftverstärker. Derartige Bremskraftverstärker haben
sich im Einsatz bewährt
und sind relativ kostengünstig.
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Um
unabhängig
von einem Motorbetrieb des Fahrzeugs zu sein, ist vorzugsweise eine
Einrichtung zur Unterdruckerzeugung vorhanden, welche einen Unterdruck
im Unterdruckraum des Unterdruckbremskraftverstärkers erzeugt.
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Vorzugsweise
ist die Einrichtung zur Unterdruckerzeugung ein Unterdruckspeicher
und/oder eine Saugpumpe, welche mittels eines Elektromotors antreibbar
ist. Dadurch kann ein Unterdruck unabhängig von einem Betrieb des
Motors erzeugt werden, so dass die Feststellbremse zu jedem beliebigen
Zeitpunkt betätigbar
ist. Der Strom zum Antrieb des Elektromotors wird dabei vorzugsweise
aus einer Fahrzeugbatterie oder einer separaten Batterie für den Elektromotor
entnommen.
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Um
sicherzustellen, dass ein Druck im Hydraulikkreis zur Feststellung
des Fahrzeugs ausreichend ist, ist vorzugsweise ein Drucksensor
im Hydraulikkreis angeordnet.
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Eine
andere Möglichkeit
der Erfassung, ob ein Druck zur Feststellung des Fahrzeugs ausreichend
ist, kann durch Erfassung eines Drucks im Unterdruckraum des Unterdruckbremskraftverstärkers durchgeführt werden.
Der Druck im Unterdruckraum kann dabei zusätzlich zur Erfassung des Drucks
im Hydraulikkreis erfasst werden oder selbst als Indikator für die Feststellung
des Fahrzeugs verwendet werden.
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Weiter
bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Feststellbremse einen Kraftsensor
zur Erfassung einer Feststellkraft der Feststellbremse. Der Kraftsensor
kann allein oder in Kombination mit den oben erläuterten anderen Sensoren eine Überwachung
der Feststellung der Feststellbremse durchführen.
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Vorzugsweise
umfasst eine Verriegelungseinrichtung, welche zur Verriegelung einer
Feststellbremsposition der Feststellbremse dient, eine manuelle
Notlösevorrichtung.
Die Notlösevorrichtung
ermöglicht
es, die Feststellbremse aus ihrem verriegelten Zustand zu entriegeln.
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Zeichnung
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Nachfolgend
werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung Ausführungsbeispiele
der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
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1 eine
schematische Ansicht einer Feststellbremse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
schematische Ansicht einer Feststellbremse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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3 eine
schematische Ansicht einer Feststellbremse gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und
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4 eine
schematische Ansicht einer Feststellbremse gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 1 eine Feststellbremse 1 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt, ist die Feststellbremse 1 in
die normale Betriebsbremse des Fahrzeugs integriert. 1 zeigt
zwei Radbremsen 7 des Fahrzeugs. Aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit sind
die anderen Radbremsen des Fahrzeugs nicht dargestellt. Die Radbremsen 7 umfassen
jeweils eine Bremsscheibe 8, einen Bremssattel 9 und
Bremsbeläge 10.
Ferner ist ein Bremskraftverstärker 2 vorgesehen,
welcher im normalen Betriebszustand des Fahrzeugs eine Bremskraft
eines Fahrers, die über ein
Pedal 3 in den Bremskraftverstärker 2 eingegeben
wird, verstärkt.
Der Bremskraftverstärker 2 ist
ein Unterdruck-Bremskraftverstärker und
weist einen Hauptzylinder 4 und einen Unterdruckverstärker 5 auf.
Der Hauptzylinder 4 ist über den Hydraulikkreis 6 der
Betriebsbremse mit den Radbremsen 7 über Leitungen 6a, 6b verbunden.
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Die
Feststellbremse 1 umfasst ferner an jeder Radbremse 7 eine
Verriegelungseinrichtung 13. Die Verriegelungseinrichtung 13 dient
zur Verriegelung einer Feststellbremsposition der Radbremsen 7. In
diesem Ausführungsbeispiel
werden die normalen Radbremsen der Betriebsbremse gleichzeitig auch als
Feststellbremse verwendet. Dadurch kann eine Bauteilezahl für die Feststellbremse
signifikant verringert werden.
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Eine
Steuerungseinheit 12 der Feststellbremse steuert bzw. regelt
das Feststellen und das Freigeben der Feststellbremse. Wie aus 1 ersichtlich
ist, ist die Steuerungseinheit 12 über eine Leitung 14 mit
einer Betätigungseinrichtung 11 verbunden.
Die Betätigungseinrichtung 11 ist
im Inneren des Fahrzeugs angeordnet und ist beispielsweise ein Knopf
oder ein Schalter für
die Betätigung
der Feststellbremse. Die Steuerungseinheit 12 ist ferner über eine
Leitung 15 mit dem Unterdruckverstärker 5 des Bremskraftverstärkers verbunden.
Ferner ist die Steuerungseinheit 12 jeweils über eine
Leitung 16 mit der Verriegelungseinrichtung 13 der
Feststellbremse verbunden. Die Verriegelungseinrichtung 13 dient dabei
zur mechanischen Verriegelung einer Feststellposition, um ein Lösen der
Feststellbremse zu verhindern. Die Verriegelungseinrichtung 13 umfasst
einen Elektromotor, welcher optional über ein Getriebe eine Spindeleinrichtung
antreibt. Die Spindeleinrichtung wandelt die rotatorische Bewegung
einer Spindel in eine Längsbewegung
einer Mutter um, so dass mittels der Mutter mechanisch eine Feststellbremsposition
der Feststellbremse verriegelt werden kann.
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Die
Funktion der erfindungsgemäßen Feststellbremse
ist dabei wie folgt. Wenn ein Fahrer einen Feststellbremswunsch
hat, betätigt
er die Betätigungseinrichtung 11 im
Fahrzeuginneren. Dadurch wird ein entsprechendes Signal über die
Leitung 14 an die Steuerungseinheit 12 gegeben.
Die Steuerungseinheit 12 erkennt, dass ein Feststellbremswunsch
des Fahrers besteht und sendet ein entsprechendes Signal über die
Leitung 15 zum Unterdruckverstärker 5. Hierdurch
wird der Unterdruckverstärker 5 aktiviert,
so dass durch Aufbauen eines Unterdrucks ein Hydraulikdruck im Hydraulikkreis 6 der
Betriebsbremse aufgebaut wird. Durch den Aufbau des Drucks im Hydraulikkreis
wird der Druck über
die Leitungen 6a und 6b auch zu den Radbremsen 7 geführt. Dadurch
werden die Bremsbeläge 10 der
Radbremsen 7 in die Bremsscheibe 8 gedrückt. Der Druckaufbau
durch den Unterdruckverstärker 5 entspricht
dabei dem Druckaufbau während
eines normalen Bremsvorgangs der Betriebsbremse, um sicherzustellen,
dass die Bremsbeläge 10 mit
ausreichender Bremskraft an der Bremsschreibe 8 anliegen.
Anschließend
aktiviert die Steuerungseinheit 12 über die Leitungen 16 die
Verriegelungseinrichtungen 13 der Radbremsen 7,
welche die Stellung der Bremsbeläge 10 an
der Bremsscheibe 8 mechanisch verriegeln. Dadurch ist die
Feststellbremse aktiviert. Da die Bremsbeläge 10 nun über die
Verriegelungseinrichtung 13 mechanisch verriegelt sind,
wird eine ausreichende Bremskraft zum Halten des Fahrzeugs bereitgestellt.
Von daher kann der Hydraulikdruck im Hydraulikkreis 6 wieder
abgebaut werden. Die Steuerungseinheit 12 kann dabei beispielsweise über eine Überwachung
einer Strom- und/oder Spannungsaufnahme des Elektromotors der Verriegelungseinrichtung 13 überwachen,
ob die Feststellbremsposition mechanisch verriegelt ist.
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Soll
die Feststellbremsposition wieder gelöst werden, wird nochmals die
Betätigungseinrichtung 11 betätigt und über die
Leitung 14 ein entsprechendes Signal an die Steuerungseinheit 12 gegeben.
Die Steuerungseinheit 12 aktiviert über die Leitung 15 wieder
den Unterdruckverstärker 5,
so das ebenfalls wieder ein Druck im Hydraulikkreis 6 aufgebaut
wird. Dieser im Hydraulikkreis 6 aufgebaute Druck ermöglicht es
nun, dass die Verriegelungseinrichtung 13 der Radbremse 7 wieder
entriegelt werden kann. Nachdem der entsprechende Druck im Hydraulikkreis 6 aufgebaut
wurde, wird von der Steuerungseinheit 12 ein entsprechendes
Signal über
die Leitung 16 zur Verriegelungseinrichtung 13 gesandt.
Dadurch wird beispielsweise der Elektromotor in entgegengesetzter
Richtung betrieben, so dass die mechanische Verriegelung der Feststellbremsposition
gelöst
wird und die Verriegelungseinrichtung 13 wieder in ihre
Ausgangsstellung zurückgestellt
wird. Dies kann gegebenenfalls auch durch Unterstützung eines
Federelements erleichtert werden.
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Wenn
die Verriegelungseinrichtung 13 die Feststellbremsposition
freigegeben hat, kann der Druck im Hydraulikkreis 6 wieder
abgebaut werden und die Feststellbremse ist endgültig gelöst.
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Erfindungsgemäß wird somit
zum Betätigen der
Feststellbremse, d.h. zum Feststellen und Lösen der Feststellbremsposition,
ein bereits im Fahrzeug vorhandener Unterdruckbremskraftverstärker 2 verwendet.
Für die
erfindungsgemäße Feststellbremse sind
als zusätzliche
Bauteile somit nur noch die Verriegelungseinrichtung 13,
die Betätigungseinrichtung 11 und
die entsprechenden Verbindungsleitungen zwischen diesen Bauteilen
und der Steuerungseinheit 12 vorzusehen. Die Steuerungseinheit 12 für die Feststellbremse
kann dabei beispielsweise auch in eine bereits im Fahrzeug vorhandene
Steuerung, z.B. eine Steuerung der Bremsanlage, integriert sein. Erfindungsgemäß ist es
somit nicht notwendig, dass eine Hydraulikpumpe o.Ä. betätigt wird,
bei der eine unerwünschte
Geräuschentwicklung
auftreten kann. Der zum Betrieb des Unterdruckbremskraftverstärkers notwendige
Unterdruck kann dabei in bekannter Weise durch den laufenden Verbrennungsmotor
erzeugt werden. Alternativ ist es auch möglich, dass ein separater Unterdruckspeicher
vorhanden ist, welcher bei Betätigung
der Feststellbremse mit dem Unterdruckverstärker 5 verbunden wird,
um den notwendigen Unterdruck bereitzustellen. Der Unterdruck im Unterdruckspeicher
kann beispielsweise während des
normalen Betriebs des Fahrzeugs erzeugt werden.
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Nachfolgend
wird eine Feststellbremse 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Gleiche
bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen
wie im ersten Ausführungsbeispiel
bezeichnet.
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Im
Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
ist beim zweiten Ausführungsbeispiel
eine separate Unterdruckpumpe 17 vorgesehen. Die Unterdruckpumpe 17 wird
von einem Elektromotor 18 angetrieben. Die Unterdruckpumpe 17 wird über eine Leitung 19 von
der Steuerungseinheit 12 angesteuert und kann somit unabhängig von
einem Motorbetrieb des Fahrzeugs einen Unterdruck im Unterdruckverstärker 5 erzeugen.
Ansonsten entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel,
so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 3 eine Feststellbremse 1 gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile
sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen
bezeichnet.
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Das
dritten Ausführungsbeispiel
entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei im Unterschied
zum zweiten Ausführungsbeispiel
beim dritten Ausführungsbeispiel
zusätzlich noch
ein Drucksensor 20 im Hydraulikkreis 6 vorgesehen
ist. Der Drucksensor 20 ist über eine Leitung 21 mit
der Steuerungseinheit 12 verbunden und erfasst einen Druck
im Hydraulikkreis 6. Dadurch umfasst die Feststellbremse
des dritten Ausführungsbeispiels
eine Überwachungseinrichtung,
um den Druck im Hydraulikkreis 6 während der Betätigung der
Feststellbremse und während
des Lösens
der Feststellbremse zu überwachen.
Dadurch kann eine sichere Feststellung des Fahrzeugs ermöglicht werden.
Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen,
so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 4 eine Feststellbremse
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Das vierte Ausführungsbeispiel entspricht im
Wesentlichen dem dritten Ausführungsbeispiel,
wobei im Unterschied zum dritten Ausführungsbeispiel zusätzlich noch
ein Unterdrucksensor 22 vorgesehen ist. Der Unterdrucksensor 22 ist über eine
Leitung 24 mit dem Unterdruckverstärker 5 verbunden und
erfasst den im Unterdruckverstärker 5 vorhandenen
Unterdruck. Über
eine Leitung 23 ist der Unterdrucksensor 22 mit der
Steuerungseinheit 12 verbunden, um die entsprechenden Werte
der Steuerungseinheit 12 zuzuführen. Anhand des Unterdrucks
im Unterdruckverstärker 5 kann
auf einen Druck im Hydraulikkreis 6 rückgeschlossen werden, so dass
der Unterdrucksensor 22 ebenfalls für die Überwachung des Druckaufbaus
im Hydraulikkreis 6 verwendet wird.
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Weiterhin
umfasst die Feststellbremse 1 des vierten Ausführungsbeispiels
an jeder Radbremse 7 einen Kraftsensor 25. Die
Kraftsensoren 25 erfassen jeweils die an den Radbremsen 7 vorhandene
Feststellkraft zur Feststellung des Fahrzeugs. Die Kraftsensoren 25 können beispielsweise
Dehnungsmessstreifen o.Ä.
sein. Durch die Erfassung der Feststellkraft wird eine weitere Überwachungsmöglichkeit
der Feststellbremse ermöglicht.
Die entsprechenden Kraftwerte werden über Leitungen 26 zur
Steuerungseinheit 12 gesandt, welche eine entsprechende Auswertung
beispielsweise durch Abgleich mit gespeicherten Werten durchführt.
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Zu
den in den 3 und 4 beschriebenen
Feststellbremsen mit Überwachungsmöglichkeit durch
den Drucksensor 20, und/oder den Unterdrucksensor 22 und/oder
den Kraftsensor 25 sei angemerkt, dass die Steuerungseinheit
beispielsweise bei Unterschreiten eines vorbestimmten Wertes für den Druck
im Hydraulikkreis 6 und/oder bei Überschreiten eines Druckwertes
im Unterdruckverstärker 5 und/oder
bei Unterschreiten eines Wertes für die Feststellkraft an der
Radbremse jeweils ein akustisches und/oder optisches Warnsignal
an den Fahrer ausgegeben werden kann. Dies soll dem Fahrer signalisieren,
dass die Feststellbremse 1 nicht ordnungsgemäß aktiviert
wurde. Die beschriebenen Sensoren können dabei in beliebigen Kombinationen vorgesehen
werden.