DE4143666C2 - Feststellbremsanlage für Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch betätigte Feststellbremsanlage für Kraftwagen, insbesondere 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 Radbremsen in Abhängigkeit von Signalen der Bremsenbetätigungseinrichtung und/oder der Sensoren durch den oder die Elektromotor(en) steuert. Erfindungsgemäß ist durch das elektronische Steuergerät selbsttätig ein vollständiges Lösen der Radbremsen bewirkbar, wenn der Kraftwagen bei eingeschalteter Zündung mit gespannten Radbremsen aus dem Stillstand eine Fahrbewegung beginnt und eine vorgegebene Fahrgeschwindigkeit erreicht oder eine vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt ist. Wenn durch das elektronische Steuergerät selbsttätig eine Bremsenspannkraft bewirkbar ist, wenn der Kraftwagen bis zum Stillstand abgebremst ist und das Betriebsbremspedal während eines vorgegebenen Zeitintervalls nach Erreichen des Stillstands in Bremsstellung gehalten wird, so ist durch das elektronische Steuergerät selbsttätig ein Lösen der Feststellradbremsen bewirkbar, wenn die Betriebsbremse (neuerlich) gespannt wird. Durch diese Maßnahme wird unnötiger Verschleiß der Feststellbremse vermieden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Feststellbremsanlage für Kraftwagen, insbesonde­ re Personenkraftwagen, nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2, d. h. mit einem elektronischen Steuergerät, das mit einer Bremsenbetäti­ gungseinrichtung und einem oder mehreren Elektromotor(en) und mit Sensoren elektrisch verbunden ist und ein Spannen und Lösen der Rad­ bremsen (der Feststellbremsanlage) in Abhängigkeit von Signalen der Bremsenbetätigungseinrichtung und/oder der Sensoren durch den oder die Elektromotoren(en) steuert.

Gemäß dem nebengeordneten Anspruch 2 ist bei dieser Feststellbremsanlage ferner durch das elektronische Steuergerät selbsttätig eine Bremsenspannkraft der Feststellbremse bewirkbar, wenn der Kraftwagen bis zum Stillstand abgebremst ist und das Betriebsbremspedal nach Erreichen des Stillstands für eine vorgegebene Zeit in Bremsstellung gehalten wird.

Derartige Feststellbremsanlagen sind bspw. aus der WO 90/15742 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 Feststellbremsanla­ gen ein Elektromotor, der über Seilzüge und ein Gestänge mit den Seilzügen der Muskelkraftbremsanlage verbunden ist, in Abhängigkeit 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 Fahrzeugmo­ tors selbsttätig ein Spannen und bei Inbetriebsetzung des Fahrzeugmotors selbsttätig ein Lösen der Feststellbremse erfolgt.

Für gewisse Anwendungsfälle - z. B. in Parkposition bergauf - kann es jedoch unerwünscht sein, die letztgenannte Funktion zu realisieren. Da beim Einleiten entsprechend hoher Vortriebskräfte in die Kraftwagen-Antriebsräder grundsätzlich - und insbesondere dann, wenn die von der Feststellbremsanlage erzeugte Bremskraft relativ gering und dennoch zum einfachen Festhalten des nicht angetriebenen Kraftwagens ausreichend ist - eine Fortbewegung des Kraftwagens erzeugt werden kann, erfolgt diese dann bei zumindest teilweise angezogener, d. h. aktivierter Feststellbremse. Dass dies einen unerwünschten Verschleiß der Radbremselemente der Feststellbremsanlage zur Folge hat, liegt auf der Hand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, Maßnahmen zur Reduzierung eines solchen Verschleißes der Radbremselemente der Feststellbremsanlage anzugeben.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dabei wird durch das elektronische Steuergerät selbsttätig ein vollständi­ ges Lösen der Radbremsen der Feststellbremsanlage bewirkt, wenn der Kraftwagen bei eingeschalteter Zündung mit gespannten Feststellbremsen aus dem Stillstand eine Fahrbewegung beginnt und eine vorgegebene Fahrgeschwindigkeit erreicht oder eine vorgegebene Wegstrecke zurückge­ legt hat.

Bei der weiteren Lösung für eine Feststell­ bremsanlage mit den aus dem gleichen Stand der Technik bekannten Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 2 ergibt sich ein verminderter Verschleiß dann dadurch, dass durch das elektronische Steuergerät selbsttätig ein Lösen der Feststellradbremsen bewirkbar ist, wenn die Betriebsbremse neuerlich gespannt wird.

Im Sinne einer vorteil­ haften Weiterbildung hierfür kann dabei ein Lösen der Feststell­ radbremsen erst dann bewirkt werden, wenn die Betriebsbremsenspannkraft größer als die Feststellbremsenspannkraft ist.

Wenn also, für das elektronische Steuergerät erkennbar, der Fahrer aufgrund einer Randbedingung ein Lösen der Feststellbremse wünschten würde, so wird nun erfindungsgemäß die Feststellbremse durch das elektronische Steuergerät selbsttätig gelöst. Demzufolge kann dann kein weiterer Verschleiß der Radbremsen der Feststellbremsanlage auftreten.

Ein derartige Randbedingung ist erfindungsgemäß die Tatsache, dass die Zündung des Kraftwagens eingeschaltet ist, d. h. dass eine Antriebsmaschine des Kraftwagens seitens des Kraftwagen-Führers bewusst in einen aktiven Zustand versetzt wurde, und dass dann der Kraftwagen eine Fahrbewegung ausführt, d. h. nach Beginn einer Fahrbewegung entweder eine gewisse Wegstrecke (bspw. 50 Meter) oder eine gewisse Geschwindigkeit (bspw. 5 km/h) erreicht hat.

Nach der weiteren Lösung kann dann, wenn durch das elektronische Steuergerät selbsttätig eine Bremsenspannkraft bewirkbar ist, wenn oder nachdem der Kraftwagen bis zum Stillstand abgebremst ist und das Betriebsbremspedal während eines vorgegebenen Zeitintervalls nach Erreichen des Stillstands in Bremsstellung gehalten wird, erfindungsgemäß das elektronische Steuergerät selbsttätig ein Lösen der Feststellradbremsen bewirken, wenn die Betriebs­ bremse neuerlich gespannt wird.

Der entsprechende gesamte Vorgang sei im folgenden in anderen Worten nochmals erläutert:
Zunächst werde der Kraftwagen mit gelöster Feststellbremse bewegt. Durch Betätigen der Betriebsbremse werde nun der Kraftwagen vom Fahrer angehalten, bspw. an einer "roten" Verkehrsampel. Für eine gewisse Zeit (von bspw. 5 Sekunden) stehe nun dieses Fahrzeug mit betätigter aktiver Betriebsbremse an dieser Verkehrsampel (insbesondere wenn es sich um einen Kraftwagen mit Automatikgetriebe handelt), wonach das elektronische Steuergerät selbsttätig die Feststellbremse aktiviert. Nun muß der Fahrer die Betriebsbremse nicht länger betätigen.

Zeigt etwas später die Verkehrampel "gelb" und bereitet sich der Fahrer somit auf ein Anfahren vor, so betätigt der Fahrer zunächst abermals die Betriebsbremse, ehe er später - wenn die Verkehrsampel "auf Grün springt" - das Gaspedal niedertritt.

Durch diese neuerliche Betätigung der Betriebsbremse wird nun erfindungsgemäß vom elektronischen Steuergerät die Feststellbremse gelöst, so dass beim darauffolgenden Anfahrvorgang des Kraftwagens kein Verschleiß derselben auftreten kann.

Im Sinne einer vorteilhaften Weiterbil­ dung hierfür kann dabei ein Lösen der Feststellradbremsen erst dann bewirkt werden, wenn die Betriebsbremsenspannkraft größer als die Feststellbremsenspannkraft ist, wodurch insbesondere bei einem Halt auf abschüssiger Fahrbahn (Gefälle oder Steigung) verhindert werden kann, dass sich der Kraftwagen nach Lösen der Feststellbremse unerwünschter­ weise in Bewegung setzt.

Grundsätzlich kann die Bremsenspannkraft der Feststellbremsen dosierbar und durch eine Bremsenbetätigungseinrichtung einstellbar sein kann. Dies ermöglicht, stets die den jeweiligen Betriebsbedingungen entsprechend erforderliche Bremskraft einzusetzen. Auch ein dosierbares Lösen der Radbremsen durch entsprechende Einstellung der Betätigungseinrichtung kann vorgesehen sein. Dies kann beispielsweise für ein allmähliches Anfahren, insbesondere an Steigungen, geeignet 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.

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 Potentiometers 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. Ferner ist eine Muskelkrafthilfslöseeinrichtung 27 vorgesehen, die durch ein Betätigungselement 28 einer Betätigungseinrich­ tung 29 betätigbar ist. Zudem ist zusätzlich eine Fremdkrafthilfslöseeinrich­ tung 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, 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 Radbremsen in Abhängigkeit von Signalen der Bremsenbetätigungseinrich­ tung und/oder der Sensoren durch den oder die Elektromotoren(en) steuert, dadurch gekennzeichnet, daß durch das elektronische Steuergerät selbsttätig ein vollständiges Lösen der Radbremsen bewirkbar ist, wenn der Kraftwagen bei eingeschalteter Zündung mit gespannten Radbremsen aus dem Stillstand eine Fahrbewegung beginnt und eine vorgegebene Fahrgeschwindigkeit er­ reicht oder eine vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt ist.

2. Elektromotorisch betätigte Feststellbremsanlage für Kraftwagen, insbesonde­ re Personenkraftwagen, mit einem elektronischen Steuergerät, das mit der Bremsenbetätigungseinrichtung und dem oder den Elektromotor(en) und mit Sensoren elektrisch verbunden ist und ein Spannen und Lösen der Radbrem­ sen in Abhängigkeit von Signalen der Bremsenbetätigungseinrichtung und/oder der Sensoren steuert,
wobei durch das elektronische Steuergerät selbsttätig eine Bremsenspannkraft bewirkbar ist, wenn der Kraftwagen bis zum Stillstand abgebremst ist und das Betriebsbremspedal während eines vorgegebenen Zeitintervalls nach Erreichen des Stillstands in Bremsstellung gehalten wird,
dadurch gekennzeichnet, daß durch das elektronische Steuergerät selbsttätig ein Lösen der Feststellradbremsen bewirkbar ist, wenn die Betriebsbremse neuerlich gespannt wird.

3. Feststellbremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lösen der Feststellradbremsen bewirkbar ist, wenn die Betriebsbremsen­ spannkraft größer als die Feststellbremsenspannkraft ist.