DE10224688A1

DE10224688A1 - Verfahren zur Betätigung einer Feststellbremsanlage einer eine Betriebsbremsanlage und eine Feststellbremsanlage ausweisenden elektromechanischen Bremsanlage und elektromechanische Bremsanlage

Info

Publication number: DE10224688A1
Application number: DE10224688A
Authority: DE
Inventors: Frank Schumann; Georg Blosch; Frank Baehrle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2003-12-18
Also published as: JP2004010041A; ITMI20031064A1; US20040040799A1; ITMI20031064A0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betätigung einer Feststellbremsanlage (14) einer eine Betriebsbremsanlage (12) und eine Feststellbremsanlage (14) aufweisenden elektromechanischen Bremsanlage (10). Die Erfindung schlägt vor, bei Betätigung der Feststellbremsanlage (14) mittels eines Drehzahlsensors (46) festzustellen, ob sich das Fahrzeug bewegt und bei sich bewegendem Fahrzeug dieses mit der Betriebsbremsanlage (12) bis zum Stillstand abzubremsen, bevor die Feststellbremsanlage (14) betätigt wird.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betätigung einer Feststellbremsanlage einer eine Betriebsbremsanlage und eine Feststellbremsanlage aufweisenden elektromechanischen Bremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine elektromechanische Bremsanalge mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 4 zur Durchführung des Verfahrens. Die elektromechanische Bremsanlage ist insbesondere für Kraftfahrzeuge vorgesehen.

Aus der DE 199 44 876 A1 ist eine elektromechanische Bremsanlage bekannt. Die bekannte Bremsanalge weist einen Elektromotor auf, mit dem zur Erzeugung einer Bremskraft über ein Planetengetriebe als Untersetzungsgetriebe und einen Spindeltrieb ein Reibbremsbelag an einen drehbaren Bremskörper andrückbar ist.

Die bekannte Bremsanlage ist als Scheibenbremse ausgebildet, der Bremskörper ist eine Bremsscheibe. Die bekannte Bremsanlage bildet insoweit eine Betriebsbremsanlage. Zur Ausbildung als Feststellbremsanlage ist bei der bekannten Bremsanlage ein Zahnkranz drehfest an einem Rotor des Elektromotors vorgesehen, der mit einer Sperrklinke zusammenwirkt. Die Sperrklinke ist mit einem Elektromagneten in/- und außer Eingriff vom Zahnkranz bringbar. Steht die Sperrklinke mit dem Zahnkranz in Eingriff, ist der Rotor drehfest gehalten und damit die Bremsanlage insgesamt in ihrer jeweiligen Stellung arretiert. Befindet sich die Sperrklinke außer Eingriff vom Zahnkranz lässt sich die Bremsanlage mit dem Elektromotor betätigen, als sowohl zuspannen als auch lösen. Zur Verwirklichung der Feststellbremsfunktion wird die Bremsanlage zugespannt und bei zugespannter Bremsanlage die Sperrklinke in Eingriff mit dem Zahnkranz gebracht. Die beim Zuspannen aufgebrachte Bremskraft wird bei stromloser Bremsanlage aufrecht erhalten.

Erläuterung und Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sieht das Vorhandensein eines Bewegungssensors für einen zu bremsenden Gegenstand, insbesondere also für ein Kraftfahrzeug, vor. Bei Betätigung der Feststellbremsanlage wird mittels des Bewegungssensors geprüft, ob sich der Gegenstand bewegt. Sofern sich der Gegenstand bewegt wird er mit der Betriebsbremsanlage bis zum Stillstand gebremst bevor die Feststellbremsanlage betätigt wird. Dabei soll Stillstand auch eine langsame Bewegung des Gegenstandes einschließen. Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet beim Betätigen der Feststellbremsanlage während der Fahrt ein unkontrolliertes Bremsen des Fahrzeugs und insbesondere ein Blockieren eines oder mehrerer Räder des Fahrzeugs. Ein instabiler Fahrzustand wird vermieden. Die Fahrsicherheit ist erhöht. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere als Schutz bei ungewolltem Auslösen der Feststellbremsanlage während der Fahrt vorgesehen, also beispielsweise bei einem versehentlichen Auslösen der Feststellbremsanlage durch einen Fahrzeuginsassen oder bei einem Elektrik/Elektronikfehler. Selbstverständlich lässt sich ein Fahrzeug oder ein sonstiger zu bremsender Gegenstand auch gewollt durch Auslösen der Feststellbremsanlage bis zum Stillstand bremsen.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.

Zur Erhöhung der Verfügbarkeit sieht Anspruch 2 zwei Bewegungssensoren vor. Dadurch wird eine Redundanz erreicht, Fehlmessungen oder ein defekter Bewegungssensor können erkannt und korrigiert oder ignoriert werden.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug sieht Anspruch 3 die Verwendung eines oder mehrerer Drehzahlsensoren als Bewegungssensor/en vor, da Drehzahlsensoren an modernen Kraftfahrzeugen normalerweise bereits vorhanden sind.

Die erfindungsgemäße elektromechanische Bremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 4 ist zur Durchführung des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens ausgelegt. Sie weist eine Betriebsbremsanlage und eine Feststellbremsanlage auf, wobei mit der Feststellbremsanlage die Betriebsbremsanlage in betätigter, also zugespannter Stellung feststellbar ist. Zur Betätigung der Feststellbremsanalge wird zunächst die Betriebsbremsanlage betätigt und bei Stillstand des zu bremsenden Gegenstands mit der Feststellbremsanlage in betätigter Stellung festgestellt. Bewegt sich der Gegenstand bei Betätigung der Feststellbremsanlage wird der Gegenstand erst mit der Betriebsbremsanlage bis zum Stillstand gebremst bevor die Feststellbremsanlage betätigt wird. Die Feststellbremsanlage weist eine entriegelbare Verriegelungseinrichtung auf, die die Feststellbremsanlage in einer gelösten Stellung verriegelt hält und erst nach der Entriegelung frei gibt. Die Verriegelungseinrichtung erhöht die Sicherheit der Bremsanlage gegen eine unbeabsichtigte Betätigung der Feststellbremsanlage.

Zur Entriegelung der Verrieglungseinrichtung sieht Anspruch 5 einen Elektromagneten vor, zur Betätigung der Feststellbremsanlage sieht Anspruch 6 einen Elektromagneten vor.

Eine Weiterbildung gemäß Anspruch 7 sieht einen Freilauf der Feststellbremsanlage vor, der eine Betätigung der Betriebsbremsanlage bei betätigter Feststellbremsanlage zulässt und gegen ein Lösen der Feststellbremsanalge sperrt. Dadurch ist ein Zuspannen der Betriebsbremsanalge auch bei betätigter Feststellbremsanalge möglich.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Schemadarstellung einer erfindungsgemäßen Bremsanalge.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße elektromechanische Bremsanlage 10 ist zur Verwendung in einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug vorgesehen. Die Bremsanlage 10 weist eine Betriebsbremsanalge 12 und eine Feststellbremsanlage 14 auf. Die Betriebsbremsanalge 12 umfasst einen Elektromotor 16, mit dem über ein Untersetzungsgetriebe 18 ein Spindeltrieb 20 rotierend antreibbar ist. Für einen kompakten und platzsparenden Aufbau der Bremsanalge 10 kann der Elektromotor 16 als Hohlwellenmotor ausgebildet sein, in dessen Hohlwelle (Rotor) das Untersetzungsgetriebe 18, vorzugsweise in Form eines Planetengetriebes, und/oder der Spindeltrieb 20 untergebracht sind. Ein solcher Aufbau einer elektromechanischen Fahrzeugbremsanlage ist an sich bekannt und soll, da er nicht der eigentliche Gegenstand der Erfindung ist, hier nicht näher erläutert werden. Der Spindeltrieb 20 setzt die rotierende Bewegung des Elektromotors 16 in eine translatorische Bewegung, nämlich eine Axialverschiebung einer Spindel 22 des Spindeltriebs 20 um. Mit der Spindel 22ist zur Erzeugung einer Bremskraft ein Reibbremsbelag 24 an einen drehbaren Bremskörper, beispielsweise eine Bremsscheibe 26 andrückbar.
Zur Ausbildung als Feststellbremsanlage 14 weist die Bremsanlage 10 ein Zahnrad 28 auf, das drehfest mit einem Rotor des Elektromotors 16 ist. Mit dem Zahnrad 28 wirkt ein Riegel 32 zusammen, der radial zum Zahnrad 28 angeordnet und radial zum Zahnrad 28 verschiebbar ist. Mittels eines Elektromagneten 34 ist der Riegel 32 mit Zähnen des Zahnrads 28 in Eingriff bringbar. Die Zähne des Zahnrads 28 sind sägezahnförmig und ein dem Zahnrad 28 zugewandtes Ende des Riegels 32 ist komplementär geformt. Dadurch bilden das Zahnrad 28 und der Riegel 32, wenn sich der Riegel 32 in Eingriff mit dem Zahnrad 28 befindet, eine Ratsche, also einen Freilauf. Das Zahnrad 28 und mit ihm zusammen der Rotor des Elektromotors 16 sind in einer Richtung drehbar und gegen Drehen in der anderen Drehrichtung gesperrt. Die Drehrichtung ist so gewählt, dass ein Zuspannen der Bremsanlage 10, also ein Andrücken des Reibbremsbelags 24 an die Bremsscheibe 26 möglich ist. Befindet sich der Riegel 32 außer Eingriff vom Zahnrad 28 ist das Zahnrad 28 und der Rotor des Elektromotors 16 in beiden Drehrichtungen frei drehbar, die Bremsanlage 10 kann zugespannt und gelöst werden. Anstatt einer Ratsche kann auch eine andere Art eines Freilaufs gewählt sein (nicht dargestellt).
In der Figur ist der Darstellbarkeit wegen das Zahnrad 28 auf die Mutter 30 des Spindeltriebs 20 aufgesetzt anstatt mit dem in der Zeichnung nicht sichtbaren Rotor des Elektromotors 16 drehfest verbunden gezeichnet. Es sind beide Ausbildungen möglich. Eine drehfeste Verbindung des Zahnrads 28 mit dem Rotor des Elektromotors 16 hat allerdings die Vorteile, dass die Bremsanlage 10 feiner abgestuft verriegelt werden kann und dass das Drehmoment am Rotor des Elektromotors 16 wegen des zwischengeschalteten Untersetzungsgetriebes 18 kleiner ist. Die Anbringung des Zahnrads 28 am Rotor des Elektromotors 16 wird deswegen vorgezogen.
Ein Federelement 36 bringt bzw. hält den Riegel 32 außer Eingriff vom Zahnrad 28, durch Bestromen des Elektromagneten 34 wird der Riegel 32 mit dem Zahnrad 28 in Eingriff gebracht.
Des Weiteren ist eine Verriegelungseinrichtung 38 vorgesehen, die einen zweiten Riegel 40 aufweist, der mit einem Federelement 42 in Eingriff mit dem ersten Riegel 32 bewegt wird und der mit einem Elektromagneten 44 gegen die Kraft des Federelements 42 außer Eingriff vom ersten Riegel 32 bringbar ist. Steht der zweite Riegel 40 mit dem ersten Riegel 32 in Eingriff, so sperrt der zweite Riegel 40 den ersten Riegel 32 gegen ein in Eingriff bringen mit dem Zahnrad 28. Dadurch wird verhindert, dass durch unbeabsichtigtes Bestromen des Elektromagneten 34 des ersten Riegels 32 der erste Riegel 32 mit dem Zahnrad 28 in Eingriff gebracht wird. Bevor der erste Riegel 32 mit dem Zahnrad 28 in Eingriff gebracht werden kann muss der zweite Riegel 40 mit dem Elektromagneten 44 außer Eingriff vom ersten Riegel 32 gebracht werden.
Steht der erste Riegel 32 mit dem Zahnrad 28 in Eingriff und ist der Elektromagnet 44 des zweiten Riegels 40 unbestromt, so hält das Federelement 42 des zweiten Riegels 40 den zweiten Riegel 40 in Eingriff mit dem ersten Riegel 32, so dass das Federelement 36 des ersten Riegels 32 den ersten Riegel 32 nicht außer Eingriff vom Zahnrad 28 bringt. Dadurch verbleibt der erste Riegel 32 bei unbestromten Elektromagneten 34, 44 in Eingriff mit dem Zahnrad 28 und verhindert ein Lösen der Bremsanlage 10 auch wenn sie unbestromt ist. Durch Bestromen des Elektromagneten 34 des ersten Riegels 32 lässt sich die Federkraft des Federelements 42 des zweiten Riegels 40 überwinden und der zweite Riegel 40 außer Eingriff vom ersten Riegel 32 bringen, so dass ein außer Eingriff bringen des ersten Riegels 32 vom Zahnrad 28 durch Bestromen nur des Elektromagneten 34 des ersten Riegels 32 und ohne Bestromen des Elektromagneten 44 des zweiten Riegels 40 möglich ist.
Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Bremsanalge 10 mindestens einen Bewegungssensor in Form eines Drehzahlsensors 46 auf, der einem Fahrzeugrad zugeordnet ist. Aus Gründen der Redundanz sind vorzugsweise mehrere Drehzahlsensoren 46 an mehreren Fahrzeugrädern vorgesehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht bei Betätigung der Feststellbremsanlage 14 vor, dass mittels des Drehzahlsensors 46 festgestellt wird, ob sich das Fahrzeug bewegt. Falls das Fahrzeug steht wird durch Bestromen des Elektromotors 16 die Betriebsbremsanalge 12 betätigt, d. h. zugespannt bis zu einer vorgegebenen Parkbremskraft. Anschließend wird durch Bestromen des Elektromagneten 44 des zweiten Riegels 40 der zweite Riegel 40 außer Eingriff vom ersten Riegel 32 und durch Bestromen des Elektromagneten 34 des ersten Riegels 32 dieser in Eingriff mit dem Zahnrad 28 gebracht. Das Zahnrad 28 und mit ihm zusammen der Rotor des Elektromotors 16, das Untersetzungsgetriebe 18 und die Mutter 30 des Spindeltriebs 20 sind dadurch gegen Drehen in Löserichtung der Bremsanlage 10 gesperrt, die Parkbremskraft wird bei unbestromtem Elektromotor 16 aufrecht erhalten. Die Bestromung des Elektromagneten 44 des zweiten Riegels 40 wird beendet, wodurch das Federelement 42 des zweiten Riegels 40 den zweiten Riegel 40 in Eingriff mit dem ersten Riegel 32 bringt und dadurch den ersten Riegel 32 gegen die Kraft seines Federelements 36 in Eingriff mit dem Zahnrad 28 hält. Es wird nun auch die Bestromung des Elektromagneten 34 des ersten Riegels 32 beendet, die aufgebaute Parkbremskraft bleibt bei unbestromter Bremsanlage 10 aufrecht erhalten.
Bewegt sich das Fahrzeug bei Betätigung der Feststellbremsanalge 14 wird zunächst nur die Betriebsbremsanlage 12 durch Bestromen des Elektromotors 16 betätigt, so dass eine vorgegebenen Bremskraft, die von der Parkbremskraft abweichen kann, aufgebaut wird. Das Fahrzeug wird bis zum Stillstand abgebremst. Anschließend wird die Feststellbremsanlage 14 in vorstehend beschriebener Weise betätigt.

Claims

1. Verfahren zur Betätigung einer Feststellbremsanlage einer eine Betriebsbremsanlage und eine Feststellbremsanlage aufweisenden elektromechanischen Bremsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bewegungssensor (46) für einen zu bremsenden Gegenstand vorhanden ist, und dass bei sich bewegendem Gegenstand die Betriebsbremsanlage (12) betätigt wird, bis der Gegenstand zum Stillstand kommt und die Feststellbremsanlage (14) nur bei stillstehendem Gegenstand betätigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Bewegungssensoren (46) an unterschiedlichen Fahrzeugrädern vorhanden sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungssensor ein Drehzahlsensor (46) ist.

4. Elektromechanische Bremsanlage, mit einer Betriebsbremsanlage und einer Feststellbremsanlage, wobei mit der Feststellbremsanlage die Betriebsbremsanlage in betätigter Stellung feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellbremsanlage (14) eine entriegelbare Verriegelungseinrichtung (38) aufweist, die die Feststellbremsanalge (14) in einer gelösten Stellung verriegelt hält und erst nach Entriegelung freigibt.

5. Elektromechanische Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (38) einen Elektromagneten (44) aufweist, mit dem sie entriegelbar ist.

6. Elektromechanische Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichent, dass die Feststellbremsanalge (14) einen Elektromagneten (34) aufweist, mit dem sie betätigbar ist.

7. Elektromechanische Bremsanalge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellbremsanalge (14) einen Freilauf (28; 32) aufweist, der bei betätigter Feststellbremsanlage (14) eine Betätigung der Betriebsbremsanlage (12) zulässt und gegen Lösen der Feststellbremsanlage 14 sperrt.