DE4218717A1

DE4218717A1 - Betätigungseinrichtung für eine Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE4218717A1
Application number: DE19924218717
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Nagler; Wolfgang Dipl Ing Thieler
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1992-06-06
Filing date: 1992-06-06
Publication date: 1993-12-09
Also published as: FR2691934A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs.

Herkömmliche Feststellbremsen von Kraftfahrzeugen haben üblicherweise einen vergleichsweise langen Handbremshe bel, um über mechanische Hebelgetriebe oder dergleichen ausreichend hohe Bremskräfte manuell aufbringen zu kön nen. Der Handbremshebel beansprucht entsprechend großen Bauraum, zumeist auf einer Mittelkonsole und damit Platz, den er sich mit anderen Bedienungselementen des Kraft fahrzeugs teilen muß.

Aus der DE-A-32 38 196 ist es bekannt, auf der Schwenk achse des mechanisch die Feststellbremse betätigenden Handbremshebels ein Zahnrad anzuordnen, das über eine lösbare Kupplung drehfest mit dem Handbremshebel verbun den ist und über ein Zahnradgetriebe von einem Elektromo tor zum Lösen und Anziehen der Feststellbremse in beiden Drehrichtungen antreibbar ist. Der Elektromotor wird von einer Steuerung gesteuert, die mittels eines Fahrge schwindigkeitssensors die Feststellbremse anzieht, sobald die Fahrgeschwindigkeit nahezu Stillstand erreicht hat, und die die Feststellbremse löst, sobald ein die Stellung eines Fahrpedals erfassender Schaltkontakt die Auslenkung des Fahrpedals aus dessen Ruhelage und damit eine Situa tion erfaßt, in der das Kraftfahrzeug anfahren soll.

Der Elektromotor der aus der DE-A-32 38 196 bekannten Betätigungsvorrichtung erlaubt zwar automatisiertes Anziehen der Feststellbremse bei Stillstand des Kraft fahrzeugs und ebenso automatisiertes Lösen der Feststell bremse beim Anfahren, doch genügt die bekannte Betäti gungsvorrichtung nur begrenzten Komfortansprüchen sowie Sicherheitsanforderungen. Es ist nicht sichergestellt, daß in allen Anfahrsituationen die Feststellbremse be reits vollständig gelöst ist, während das Kraftfahrzeug bereits eine beachtliche Fahrgeschwindigkeit erreicht hat, und es ist ferner nicht sichergestellt, daß die Feststellbremse beispielsweise beim Anfahren an einer Steigung so lange angezogen bleibt, bis das vom Motor erzeugte oder von der Kupplung übertragene Drehmoment ausreicht, um das Kraftfahrzeug am Zurückrollen zu hin dern.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Betätigungseinrichtung für eine Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs anzugeben, die das Kraftfahrzeug während des Stillstands automatisch bremst, beim Anfahren jedoch erhöhten Komfortbedingungen genügt und die Verschleißbelastung der Feststellbremse gering hält.

Die Erfindung geht von einer Betätigungsvorrichtung für eine Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs aus, die fol gende Merkmale umfaßt:

- einen die Feststellbremse in eine Bremsstellung und eine Lösestellung stellenden Motor, insbesondere einen Elektromotor,
- einen mittels wenigstens eines Sensors eine Anfahrsitu ation des Kraftfahrzeugs erfassenden Anfahrdetektor;
- einen mittels wenigstens eines Sensors eine zumindest angenäherte Stillstandsituation des Kraftfahrzeugs erfassenden Stillstandsdetektor;
- eine auf den Anfahrdetektor und den Stillstandsdetektor ansprechende Steuerung, die den Motor bei Erfassung der Anfahrsituation in die Lösestellung und bei Erfassung der Stillstandsituation in die Bremsstellung steuert und
- ein Bedienungselement, insbesondere in Form eines Handhebels, zur manuellen Bedienung der Feststell bremse.

Ausgehend von einer solchen Betätigungseinrichtung wird die vorstehend erläuterte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anfahrdetektor einen die Größe der Aus lenkung eines Leistungseinstellglieds des Kraftfahrzeugs aus dessen Ruhestellung, insbesondere eines Fahrpedals, erfassenden Sensor oder/und einen die Drehzahl einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs erfassenden Sensor aufweist und daß die Steuerung die Stellgeschwindigkeit, mit der der Motor die Feststellbremse in die Lösestellung steuert, mit wachsender Auslenkung des Leistungseinstell glieds bzw. wachsender Drehzahl der Brennkraftmaschine erhöht.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Feststellbremse mit einer der Fahrsituation entsprechenden Rate gelöst wird. Je weiter das Leistungseinstellglied der Brenn kraftmaschine, also das Fahrpedal oder die Drosselklappe bzw. die Einspritzpumpe aus ihrer Ruhestellung herausbe wegt wird oder je höher die Drehzahl der Brennkraftma schine ist, mit der angefahren werden soll, desto rascher soll angefahren werden und desto rascher soll die Fest stellbremse gelöst werden. Unnötig langes Fahren mit noch unzureichend gelöster Feststellbremse wird damit vermie den.

Die Anpassung der Stellgeschwindigkeit kann stetig erfol gen, der Einfachheit halber erhöht jedoch die Steuerung die Stellgeschwindigkeit in Stufen, abhängig von der Größe der Auslenkung des Leistungseinstellglieds oder/und der Drehzahl der Brennkraftmaschine.

Dem Anfahrdetektor sind zweckmäßigerweise mehrere Senso ren zugeordnet, deren Signale aus Sicherheitsgründen für die Erfassung einer Anfahrsituation logisch miteinander verknüpft werden. Zweckmäßigerweise umfaßt der Anfahrde tektor einen auf die Gangeinstellung eines Schaltgetrie bes des Kraftfahrzeugs ansprechenden Sensor und erfaßt eine Anfahrsituation, wenn der Gangstellungssensor die Einstellung eines Fahrgangs erfaßt und zugleich der die Auslenkung des Leistungseinstellglieds erfassende Sensor eine Auslenkung aus der Ruhelage oder/und der die Dreh zahl der Brennkraftmaschine erfassende Sensor eine Dreh zahl größer als die Leerlaufdrehzahl erfaßt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Feststellbremse nicht bereits bei möglicherweise zufälliger Betätigung des Fahrpedals gelöst wird, sondern erst dann, wenn auch ein das Anfahren ermöglichender Gang eingelegt ist. In ent sprechender Weise kann auch die Kupplungseinstellung einer im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs zwischen der Brennkraftmaschine und dem Schaltgetriebe angeordneten Kupplung mittels eines Sensors erfaßt und zur Bestimmung der Anfahrsituation ausgenutzt werden. Hierbei kann von der Überlegung ausgegangen werden, daß die Kupplung zu Beginn des Anfahrvorgangs ausgekuppelt ist und dann für den Anfahrvorgang sukzessive eingekuppelt wird. Der auf die Kupplungsstellung ansprechende Sensor kann die be reits vorerwähnten, die Anfahrsituation repräsentierenden Sensorsignale ergänzen, indem der Anfahrdetektor die Anfahrsituation erst dann erfaßt, wenn der Kupplungssen sor die Auskuppelstellung erfaßt oder eine von der Aus kuppelstellung zur Einkuppelstellung hin sich ändernde Kupplungsstellung meldet.

Bei der aus der DE-A-32 38 196 bekannten Betätigungsein richtung wirkt der Handbremshebel mechanisch auf die Feststellbremse. Der Elektromotor ist lediglich zur Automatisierung des Bremsvorgangs bei stillstehendem Kraftfahrzeug zusätzlich vorgesehen. Bei manueller Betä tigung der Feststellbremse muß nach wie vor die Brems kraft vom Fahrer über den Handbremshebel aufgebracht werden. Der Handbremshebel muß dementsprechend lang bemessen sein, wie dies bereits eingangs erläutert wurde. Von wesentlicher Bedeutung ist deshalb eine Ausführungs form, bei welcher der Motor mit einem die Feststellbremse betätigenden Stellgetriebe gekuppelt ist, wobei mit dem Bedienungselement und dem Stellgetriebe Positionssensoren gekuppelt sind, die die Größe der Auslenkung des Bedie nungselements und des Stellgetriebes erfassen, und wobei die Steuerung einen den Motor abhängig von den Positions sensoren durch Sollwert-Istwert-Vergleich steuernden Positionsregelkreis umfaßt. Der Motor wird auf diese Weise zur elektromechanischen Verstärkung der auf den Handbremshebel wirkenden Kräfte ausgenutzt, so daß der Handbremshebel auf Handgriffgröße oder darunter reduziert werden kann.

Die aus Platzgründen erwünschte Verkürzung des Handbrems hebels hat jedoch zur Folge, daß bei einem Ausfall des Motors oder auch der elektronischen Komponenten der Steuerung die an dem Handhebel aufbringbaren Kräfte kaum noch zur ordnungsgemäßen Betätigung der Feststellbremse ausreichen würden, wäre der Handbremshebel für die Notbe tätigung nach wie vor mechanisch mit der Feststellbremse gekuppelt, wie dies in der DE-A-32 38 196 beschrieben ist. Unter einem zweiten Aspekt ist es deshalb ferner Aufgabe der Erfindung, eine Betätigungseinrichtung für eine Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs anzugeben, die eine beträchtliche Verkleinerung eines für die manuelle Bedienung der Feststellbremse vorgesehenen Bedienungs elements erlaubt, ohne daß dies auf Kosten der Funktions sicherheit geht.

Unter dem zweiten Aspekt umfaßt die Betätigungseinrich tung

- einen die Feststellbremse in eine Bremsstellung und eine Lösestellung stellenden Motor, insbesondere einen Elektromotor, der mit einem die Feststellbremse betäti genden Stellgetriebe gekuppelt ist,
- eine den Motor steuernde Steuerung und
- ein Bedienungselement, insbesondere in Form eines Handhebels, zur manuellen Bedienung der Feststell bremse

und löst die vorstehend erläuterte Aufgabe dadurch, daß mit dem Bedienungselement und dem Stellantrieb, wie bereits erläutert, Positionssensoren gekuppelt sind, die die Größe der Auslenkung des Bedienungselements und des Stellgetriebes erfassen, daß die Steuerung einen den Motor abhängig von den Positionssensoren durch Sollwert- Istwert-Vergleich steuernden Positionsregelkreis umfaßt und daß mit dem Motor über eine insbesondere biegsame Welle ein im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs zugängliches Notbetätigungselement kuppelbar ist. Das Notbetätigungs element ist damit in Reichweite des Fahrers angeordnet und wirkt auf die Welle des Motors bzw. die mit der Motorwelle gekuppelte Eingangswelle des vorzugsweise selbsthemmenden Stellgetriebes. Die Notbetätigung setzt damit am Übergang des Antriebswegs vom Motor zur Fest stellbremse an und damit an einer Stelle, an der übli cherweise das geringste Drehmoment für die Betätigung der Feststellbremse aufzuwenden ist. Selbst bei vergleichs weise kleiner Gestaltung des Notbedienungselements können dann noch hinreichend große Betätigungskräfte manuell aufgebracht werden. Gegebenenfalls kann in den Antriebs weg der biegsamen Welle ein Untersetzungsgetriebe ge schaltet sein.

Bei dem Stellgetriebe handelt es sich bevorzugt um ein insbesondere selbsthemmend ausgebildetes Spindelgetriebe, dessen Gewindespindel mit dem Motor verbunden ist und dessen Spindelmutter mit der Feststellbremse gekuppelt ist. Das Spindelgetriebe wirkt als Drehmoment-Kraftwandler, der zugleich die Drehbewegung der Motorwelle in eine Schub- oder Zugbewegung für die Betätigung der Feststellbremse umsetzt. Das Stellgetriebe kann in dieser Ausgestaltung vergleichsweise klein gebaut sein.

Zweckmäßigerweise ist die biegsame Welle in einem rohr förmigen Mantel längsverschiebbar geführt und über eine durch die Längsverschiebung schaltbare Kupplung mit dem Motor kuppelbar. Dies hat den Vorteil, daß der Motor im normalen Betrieb die biegsame Welle und das Notbedie nungselement nicht mitbewegen muß, wodurch der Verschleiß dieser Teile gemindert wird.

Andererseits kann die Längsverschiebebewegung der biegsa men Welle zur Abschaltung des Motors bei Aktivierung des Notbetriebs ausgenutzt werden. Der Steuerung kann hierzu ein abhängig von der Längsverschiebestellung der biegsa men Welle steuerbarer Steuerschalter zugeordnet sein. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß im Notbetrieb die Feststellbremse nicht gegen die Kraft des Elektromotors manuell bedient werden muß.

Um das Notbetätigungselement einfach und in seiner Funk tion überschaubar handhaben zu können, endet die Welle zweckmäßigerweise im Bereich des Bedienungselements. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn das Bedie nungselement als Handhebel ausgebildet ist und das vor zugsweise als Handkurbel ausgebildete Notbetätigungsele ment ebenfalls an dem Handhebel angeordnet ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist hierzu vorgesehen, daß die Handkurbel einen mit der Welle klappbar verbundenen Kurbelarm und einen klappbar mit dem Kurbelarm verbunde nen Kurbelgriff aufweist und daß der Kurbelarm und der Kurbelgriff zur Längsrichtung des anschließenden Bereichs der Welle ausgerichtet in einen Führungskanal des Bedie nungselements verschiebbar aufgenommen sind. Für den normalen Betrieb ist die Handkurbel verdeckt; lediglich für den Notbetrieb wird sie aus dem Handhebel herausgezo gen. Um die Aktivierung des Notbetriebs zu erleichtern, wird die Handkurbel in dem Führungskanal von einer Feder zur wellenfernen Seite hin vorgespannt und von einer manuell lösbaren Raste verriegelt. Nach Lösen der Raste schiebt die Feder die gestreckte Handkurbel aus dem Führungskanal heraus, so daß sie aufgefaltet werden kann. Eine insbesondere am Bedienungsgriff angeordnete Signal leuchte der Steuerung zeigt dem Fahrer die Fehlfunktion der elektromotorischen Betätigungseinrichtung der Fest stellbremse an.

Betätigungseinrichtungen, die wie vorstehend erläutert elektromotorisch servounterstützt, die Feststellbremse mit Hilfe eines vergleichsweise kleinen Bedienungsele ments oder Handhebels lösen oder anziehen können, lassen unter Umständen Fehlbedienungen während der Fahrt zu. Beispielsweise kann der Fahrer beabsichtigt oder unbeab sichtigt während der Fahrt den Handhebel der Feststell bremse abrupt betätigen, da die Rückstellkraft des Hand hebels nur bedingt ein Maß für das Bremsmoment der Fest stellbremse ist. Insbesondere bei höheren Fahrgeschwin digkeiten, zum Beispiel über 40 km/h kann das abrupte Betätigen der Feststellbremse zu gefährlichen Fahrsitua tionen führen.

Unter einem dritten Aspekt der Erfindung, der ebenso wie der zweite Aspekt selbständige erfinderische Bedeutung hat, ist es Ziel der Erfindung, den Bedienungskomfort einer Betätigungseinrichtung für eine Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs zu erhöhen und zugleich erhöhten Sicherheitsanforderungen zu genügen.

Unter dem dritten Aspekt umfaßt die Betätigungseinrich tung

- einen die Feststellbremse in eine Bremsstellung und eine Lösestellung stellenden Motor, insbesondere einen Elektromotor, der mit einem die Feststellbremse betäti genden Stellgetriebe gekuppelt ist,
- einen die Fahrgeschwindigkeit erfassenden Sensor,
- eine den Motor abhängig von dem Sensor steuernde Steue rung und
- ein Bedienungselement, insbesondere in Form eines Handhebels, zur manuellen Bedienung der Feststell bremse.

Ausgehend von einer solchen Betätigungseinrichtung wird erfindungsgemäß das vorstehende Ziel dadurch erreicht, daß mit dem Bedienungselement und dem Stellgetriebe Posi tionssensoren gekuppelt sind, die die Größe der Auslen kung des Bedienungselements und des Stellglieds erfassen, daß die Steuerung einen den Motor abhängig von den Posi tionssensoren durch Sollwert-Istwert-Vergleich steuernden Positionsregelkreis umfaßt und daß die Steuerung bei einer Änderung der Auslenkung des Bedienungselements zur Bremsstellung hin den Motor mit einer ersten Stellge schwindigkeit treibt, die von der mittels des Fahrge schwindigkeitssensors erfaßte Fahrgeschwindigkeit abhängt und mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit abnimmt. Während der Servoantrieb der Feststellbremse bei niedrigen Ge schwindigkeiten vergleichsweise rasch in die an dem Bedienungselement manuell eingestellte Bremsstellung gesteuert wird, wird bei höheren Fahrgeschwindigkeiten die Feststellbremse langsamer betätigt, so daß dem Fahrer Zeit bleibt, sich entweder auf die veränderte Fahrsitua tion einzustellen oder aber die Feststellbremse wieder manuell zu lösen.

Die Anpassung der Stellgeschwindigkeit an die Fahrge schwindigkeit kann in einer oder in mehreren Stufen oder stetig erfolgen, wobei dann die zweite Stellgeschwindig keit zweckmäßigerweise umgekehrt proportional zur Fahrge schwindigkeit gemindert wird. Die Steuerung bestimmt zweckmäßigerweise eine Fahrgeschwindigkeitsschwelle, bei welcher die Stellgeschwindigkeitsminderung beginnt. Die Schwelle liegt zweckmäßigerweise oberhalb von 20 km/h, vorzugsweise bei etwa 40 km/h.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Betätigungseinrichtung für eine Feststell bremse eines Kraftfahrzeugs;

Fig. 2a bis 2d Zeitdiagramme zur Erläuterung der Wir kungsweise der Betätigungseinrichtung;

Fig. 3 einen in der Betätigungseinrichtung nach Fig. 1 verwendbaren Handhebel zur manuellen Steuerung der Feststellbremse und

Fig. 4 einen in der Betätigungseinrichtung der Fig. 1 verwendbaren elektromotorischen Stellantrieb für die Feststellbremse.

Fig. 1 zeigt schematisch den Antriebsstrang eines Kraft fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit einer Brennkraftmaschine 1, deren Einspritzpumpe bzw. Drosselklappe 3 mittels eines Fahrpedals 5 steuerbar ist. Mit der Brennkraftmaschine 1 ist über eine mittels eines Kupplungspedals 7 betätigbare Reibungskupplung 9 ein Schaltgetriebe 11 verbunden, dessen Gänge manuell mittels eines Schalthebels 13 umschaltbar sind. Anstelle des Kupplungspedals 7 und des Schalthebels 13 können in an sich bekannter Weise auch Stellantriebe vorgesehen sein, die die Kupplung 9 und das Getriebe 11 automatisieren. Auch kann ein Drehmomentwandler in Verbindung mit einem automatischen Getriebe vorgesehen sein.

Bei 15 ist eine Feststellbremse angedeutet, die bei spielsweise auf zwei Räder einer Achse des Kraftfahrzeugs wirkt. Die Feststellbremse 15 wird von einem Elektromotor 17 betätigt, dessen Welle über ein Stellgetriebe, hier in Form eines Spindelantriebs 19 auf die Feststellbremse 15 wirkt. Der Spindelantrieb 19 hat eine drehfest mit der Motorwelle gekuppelte Gewindespindel 21, auf der eine zum Beispiel über Seilzüge 23 mit Betätigungsgliedern der Feststellbremse 15 gekuppelte Spindelmutter 25 sitzt. Der Motor 17 ist drehrichtungsumkehrbar und verstellt die Feststellbremse 15 stufenlos zwischen einer Bremsstel lung, in der die Feststellbremse ein Bremsmoment erzeugt, und einer Lösestellung, in der die Feststellbremse 15 vollständig freigegeben ist.

Der Motor 17 bildet das Stellglied eines Positionsregel kreises 27, dem ein Positionssensor 29 ein der Ist-Posi tion der Spindelmutter 25 entsprechendes Ist-Positionssi gnal zuführt. Der Positionssensor 29, bei welchem es sich um einen Winkelkodierer oder ein Potentiometer handeln kann, erfaßt entweder die Drehstellung der Gewindespindel 21 bzw. der Motorwelle oder direkt die Verschiebeposition der Spindelmutter 25. Ein Soll-Positionssignal erhält der Positionsregelkreis 27 aus einem Positionssensor 31, der mit einem vom Fahrer zu bedienenden Handbremshebel 33 gekuppelt ist und die momentane Schwenkstellung des Handbremshebels 33 erfaßt. Der Positionsregelkreis 27 stellt die Feststellbremse 15 abhängig von einem Sollwert- Istwert-Vergleich auf die an dem Handbremshebel 33 einge stellte Position. Aufgrund der Servounterstützung durch den Motor 17 braucht der Handbremshebel 33 keine mechani schen Bremsbetätigungskräfte zu übertragen und kann deshalb vergleichsweise klein gestaltet werden.

Um bei einem Ausfall elektronischer Komponenten des Positionsregelkreises 27 oder einer nachfolgend noch näher erläuterten Steuerung 35 oder des Motors 17 dennoch die Feststellbremse 15 anziehen oder lösen zu können, ist mit der Gewindespindel 21 oder funktionsgleich mit der Motorwelle ein Notbetätigungselement in Form einer Hand kurbel 37 über eine biegsame Welle 39 drehfest gekuppelt. Durch Drehen der Handkurbel 37 wird der Spindelantrieb 19 und damit die Feststellbremse 15 manuell verstellt. Es bleibt zu erwähnen, daß der Spindelantrieb 19 selbsthem mend ausgebildet ist, um nicht kontinuierlich elektromo torische oder manuelle Haltekräfte aufbringen zu müssen. Ein nachfolgend noch näher erläuterter Steuerschalter der Steuerung 35 sorgt im übrigen dafür, daß bei der Notbetä tigung der Feststellbremse 15 der Elektromotor 17 abge schaltet ist, um nicht, beispielsweise bei einem Hängen bleiben des Elektromotors 17 gegen dessen Drehmoment arbeiten zu müssen.

Die Steuerung 35 erfaßt mittels eines Fahrgeschwindig keitssensors 40 die momentane Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Um zu verhindern, daß es bei abrupter Betätigung des Handbremshebels 33 während der Fahrt zu gefährlichen Fahrsituationen kommt, steuert die Steuerung 35 die Stellgeschwindigkeit, mit der der Positionsregel kreis 27 einer Änderung des Sollsignals folgt. Die Steue rung 35 mindert die Stellrate des Motors 17 umgekehrt proportional zur Fahrgeschwindigkeit. Die Anpassung der Stellgeschwindigkeit kann stetig in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit erfolgen. Es kann aber auch eine Anpassung in Stufen vorgesehen sein, bei welcher unter halb eines vorbestimmten Fahrgeschwindigkeitswerts eine größere Stellrate ermöglicht wird, als oberhalb des Geschwindigkeitswerts. Die kontinuierliche Anpassung kann auch lediglich oberhalb dieser Geschwindigkeitsschwelle vorgesehen sein, beispielsweise oberhalb einer Fahrge schwindigkeit von etwa 20 km/h.

Die Steuerung 35 erlaubt darüber hinaus eine automatische Betätigung der Feststellbremse 15 bei Stillstand des Kraftfahrzeugs. Erfaßt die Steuerung 35 mittels des Fahrgeschwindigkeitssensors 40 zumindest angenähert den Stillstand des Kraftfahrzeugs, so steuert sie selbsttätig die Feststellbremse 15 über den Positionsregelkreis 27 in die Bremsstellung. Mittels eines Schalters 41 kann die automatische Bremsbetätigung gegebenenfalls deaktiviert werden, beispielsweise um ein Einfrieren der Feststell bremse 15 im Winter zu verhindern oder wenn das Kraft fahrzeug abgeschleppt werden muß. Die Steuerung 15 er laubt beim Anfahren des Kraftfahrzeugs automatisches Lösen der Feststellbremse. Hierzu erfaßt die Steuerung 35 mittels eines Sensors 43, ob sich das Kupplungspedal 7 aus der die Kupplung 9 vollständig auskuppelnden Stellung gerade in Richtung Einkuppelstellung herausbewegt hat. Mittels eines Sensors 45 erfaßt die Steuerung 35, ob der Schalthebel 13 aus der neutralen Stellung herausbewegt, also in eine Fahrgangstellung gestellt wurde, und mittels eines Sensors 47 wird erfaßt, ob das Fahrpedal 5 aus seiner Ruhestellung ausgelenkt wurde. Die Steuerung 35 steuert die Feststellbremse 15 in die Lösestellung, wenn die Sensoren 43, 45 und 47 melden, daß das Kupplungspedal 7 aus der Auskuppelstellung kommend diese verlassen hat, das Getriebe 11 auf eine Fahrgangstellung eingestellt, d. h. nicht in neutraler Stellung sich befindet und das Fahrpedal 5 zum Anfahren gedrückt ist. Die Zeitdiagramme der Fig. 2a bis 2d zeigen ein Beispiel eines derartigen Anfahrvorgangs jeweils in Abhängigkeit vom Zeitparameter t. Fig. 2a zeigt den Pedalweg s des Kupplungspedals 7 (bzw. des Kupplungsausrückers) zwischen der vollständig eingekuppelten Position EK und der vollständig ausgekup pelten Position AK. Fig. 2b zeigt das Ausgangssignal A des Sensors 45, das in der neutralen Gangstellung N einen ersten Pegelwert und in den Fahrgängen 1 bis 5 sowie dem Rückwärtsgang einen zweiten Pegelwert hat. Fig. 2c zeigt den Auslenkwinkel α des Fahrpedals 5 und damit das Ausgangssignal des Sensors 47, der sich zwischen der Ruhestellung bei 0 und der Vollgasstellung bei 1/1 ändern kann. Fig. 2d zeigt die Bremskraft F der Feststellbremse 15 mit der Lösestellung bei 0 und der Bremsstellung bei 1/1. Soll aus dem Stillstand angefahren werden, so befin det sich die Feststellbremse 15 zunächst in ihrer Brems stellung (Fig. 2d), und das Getriebe 11 ist auf die neutrale Stellung N (Fig. 2b) eingestellt. Die Kupplung 9 ist eingekuppelt (Fig. 2a), und das Fahrpedal 5 befindet sich in Ruhestellung (Fig. 2c). Zum Zeitpunkt t₀ wird die Kupplung 9 durch Drücken des Kupplungspedals 7 ausge rückt, und zum Zeitpunkt t₁ wird der erste Gang einge legt. Zum Zeitpunkt t₃ drückt der Fahrer das Fahrpedal 5, womit die Brennkraftmaschine 1 beschleunigt, und zum Zeitpunkt t₄ wird mit dem Einkuppeln der Kupplung 9 begonnen. Zum Zeitpunkt t₄ erfaßt die Steuerung 35 auf grund der Ausgangssignale der Sensoren 43, 45 und 47, daß eine Anfahrsituation vorliegt und beginnt mit einer vorbestimmten Stellrate, die Feststellbremse 15 zu lösen, indem sie dem Positionsregelkreis 27 ein mit einer vorbe stimmten Änderungsgeschwindigkeit sich minderndes Soll wertsignal zuführt.

Die Steuerung 35 bestimmt die Änderungsgeschwindigkeit des Sollwertsignals abhängig von der Auslenkung des Fahrpedals zum Zeitpunkt t₄. Fig. 2c zeigt Kurven a, b und c für unterschiedlich starkes Auslenken des Fahrpe dals 5. Fig. 2d zeigt zugehörige Kurven a, b und c, deren Steigung die Lösegeschwindigkeit der Feststellbremse 15 repräsentiert. Je größer die Auslenkung des Fahrpedals 5 aus der Ruhestellung ist, desto höher ist die Stellge schwindigkeit der Feststellbremse 15.

Es versteht sich, daß die Steuerung 35 die Stellrate der Feststellbremse 15 auch kontinuierlich der momentanen Auslenkung des Fahrpedals 5 anpassen kann, so daß bei nachfolgender Änderung der Fahrpedalauslenkung auch die Stellgeschwindigkeit angepaßt wird.

Gestrichelt eingezeichnet ist in Fig. 1 eine Variante, bei der die Steuerung 35 die Anfahrsituation nicht abhän gig von der Auslenkung des Fahrpedals 5, sondern abhängig von der mittels eines Drehzahlsensors 49 erfaßten Dreh zahl n der Brennkraftmaschine 1 steuert. Zusätzlich zu den mittels der Sensoren 43, 45 erfaßten Kriterien wird eine Anfahrsituation erfaßt, wenn die Motordrehzahl über die Leerlaufdrehzahl des Motors hinaus anwächst. Dem Wert 0 in Fig. 2 ist hierbei die Leerlaufdrehzahl zugeordnet, während der Wert 1/1 die maximale Drehzahl repräsentiert. Sowohl abhängig von der Auslenkung des Fahrpedals 5 als auch abhängig von der Drehzahl n wird die Lösegeschwin digkeit der Feststellbremse 15 der aktuellen Fahrsitua tion angepaßt, was den Fahrkomfort erhöht und die Ver schleißbelastung der Feststellbremse 15 mindert.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Handbremshebels 33, der mit der Handkurbel 37 für die Notbetätigung zu einer Baueinheit vereinigt ist. Der Handbremshebel ist hinter einer Verkleidung 51 um eine Achse 53 schwenkbar gelagert. Über die Achse 53 ist drehfest der als Potentio meter ausgebildete Sensor 31 mit dem Handbremshebel 33 gekuppelt. Der Handbremshebel 33 ist vergleichsweise kurz. Seine Länge ist nur unwesentlich größer als die seines Griffteils 55. Die für die Notbetätigung vorgese hene Handkurbel 37 ist als Klappkurbel ausgebildet und umfaßt einen über ein Gelenk 59 an einer Welle 61 klapp bar gelagerten Kurbelarm 63, an dessen wellenfernen Ende über ein Gelenk 65 ein Kurbelgriff 67 klappbar angelenkt ist. Die Welle 61 ist längsverschiebbar in einem längs des Handhebels 33 sich erstreckenden Führungskanal 69 des Handgriffs 55 geführt, wobei der Führungskanal 69 so lang ist, daß er, wie Fig. 3 mit ausgezogenen Linien zeigt, auch den Kurbelarm 63 und den Kurbelgriff 67 im wesentli chen vollständig aufnehmen kann. In dieser vollständig eingeschobenen Ruhestellung wird die Welle 61 von einer Führungshülse 71 aufgenommen, die um ihre Längsachse drehbar an dem Bremshandgriff 33 gelagert ist. Eine zwischen der Führungshülse 71 und der Welle 61 abgestütz te Feder 73 spannt die Welle 61 zum freien Ende des Handgriffs 55 vor, wobei eine an einer Rastschulter 75 der Welle 61 angreifende, von einer Feder 77 in Ein griffsrichtung vorgespannte Rastklinke 79 die Welle 61 in der eingezogenen Position hält. Durch Drücken einer Bedienungstaste 81 der Rastklinke 79 wird die Welle 61 freigegeben und von der Feder 73 so weit aus dem Füh rungskanal 69 ausgeschoben, daß der Kurbelgriff 67 erfaßt und die Handkurbel 37 vollständig herausgezogen und in die in Fig. 3 strichpunktiert dargestellte Notbetriebs stellung geklappt werden kann.

Mit dem handkurbelfernen Ende der Führungshülse 71 ist die biegsame Welle 39 verbunden, die in üblicher Weise ein nicht rotierendes, flexibles Mantelrohr und eine in dem Mantelrohr 83 drehbar geführte, flexible Wellenseele 85 umfaßt. Die Führungshülse 71 trägt an ihrem der bieg samen Welle 39 fernen Ende ein Schlitzkupplungsstück 87, in das ein an der Welle 61 vorgesehener Kupplungsstift 89 in der Notbetriebsstellung der Handkurbel 37 eingreift und die Handkurbel 37 drehfest mit der Führungshülse 71 und damit der biegsamen Welle 39 kuppelt.

Fig. 4 zeigt Einzelheiten des Stellantriebs der Fest stellbremse 15. Der Elektromotor 17 ist zusammen mit dem Stellgetriebe 19 und dem Positionssensor 29 zu einer Baueinheit vereinigt, bei der die Gewindespindel 21 und die Motorwelle gleichachsig angeordnet sind. Der Posi tionssensor 29 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Winkelkodierer oder mehrgängiges Potentiometer ausge bildet und ebenfalls gleichachsig zur Gewindespindel 21 angeordnet. Der Positionssensor 29 kann jedoch auch als Schiebepotentiometer ausgebildet sein, welches von der auf der Gewindespindel 21 verschraubbaren Spindelmutter 25 betätigt wird. Fig. 4 zeigt auch die in flexiblen Mantelrohren 91 verschiebbar geführten Bremsseile 23. Bei 93 sind Wegausgleichsfedern der Bremsseile dargestellt.

Das motorseitige Ende der biegsamen Welle 39 ist mit der Gewindespindel 21 über eine durch Längsverschieben der Wellenseele 85 zu öffnende oder zu schließende Formschluß kupplung 94 kuppelbar. Die Formschlußkupplung 94 umfaßt ein Schlitzteil 95 am motorfernen Ende der Gewindespindel 21, dem ein Stiftteil 97 am freien Ende der Wellenseele 85 zugeordnet ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Formschlußkupplung 94 durch das Einschieben der Handkurbel 37 in den Führungskanal 69 geöffnet wird und erst bei in die Notbetriebsstellung ausgezogener Handkur bel 37 geschlossen wird. Im Normalbetrieb muß deshalb der Motor 17 die biegsame Welle 39 nicht mitdrehen, was deren Verschleiß mindert.

Der Steuerung 35 sind nicht näher dargestellte Überwa chungseinrichtungen zugeordnet, die die Steuerung 35, den Positionsregelkreis 27 und den Motor 17 auf Funktionsfä higkeit überwachen. Im Fall eines Defekts zeigt die Steuerung 35 dies mittels einer Signallampe 99 an, die, wie Fig. 3 zeigt, in die Bedienungstaste 81 der Rastklin ke 79 integriert sein kann. Mit der Aktivierung der Signallampe 99 kann automatisch der Strom des Motors 17 abgeschaltet werden, so daß für den nachfolgenden Notbe trieb nicht das Drehmoment des noch eventuell eingeschal teten Motors überwunden werden muß. Alternativ kann auch ein entweder durch die Rastklinke 79 oder durch die Verschiebebewegung der Handkurbel 37 bzw. der biegsamen Welle 39 betätigbarer, nicht näher dargestellter Schalt kontakt zur Abschaltung des Motors 17 ausgenutzt werden.

Claims

1. Betätigungseinrichtung für eine Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs, umfassend:

- einen die Feststellbremse (15) in eine Bremsstellung und eine Lösestellung stellenden Motor (17), insbe sondere einen Elektromotor,
- einen mittels wenigstens eines Sensors eine Anfahr situation des Kraftfahrzeugs erfassenden Anfahrde tektor (43-49),
- einen mittels wenigstens eines Sensors eine zumin dest angenäherte Stillstandsituation des Kraftfahr zeugs erfassenden Stillstandsdetektor (39)
- eine auf den Anfahrdetektor (43-49) und den Still standsdetektor (39) ansprechende Steuerung (27, 35), die den Motor (17) bei Erfassung der Anfahrsituation in die Lösestellung und die Erfassung der Still standsituation in die Bremsstellung steuert und
- ein Bedienungselement (33), insbesondere in Form eines Handhebels, zur manuellen Bedienung der Feststellbremse (15),

dadurch gekennzeichnet, daß der Anfahrdetektor (43-49) einen die Größe der Auslen kung eines Leistungseinstellglieds (3, 5) des Kraft fahrzeugs aus dessen Ruhestellung, insbesondere eines Fahrpedals, erfassenden Sensor (47) oder/und einen die Drehzahl einer Brennkraftmaschine (1) des Kraftfahr zeugs erfassenden Sensor (49) aufweist und daß die Steuerung (27, 35) die Stellgeschwindigkeit, mit der der Motor (17) die Feststellbremse (15) in die Löse stellung steuert, mit wachsender Auslenkung des Lei stungseinstellglieds (3, 5) bzw. wachsender Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) erhöht.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Steuerung (27, 35) die Stellge schwindigkeit in Stufen abhängig von der Größe der Auslenkung des Leistungseinstellglieds (3, 5) oder/und der Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) erhöht.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfahrdetektor (43-49) einen auf die Gangeinstellung eines Schaltgetriebes (11) des Kraftfahrzeugs ansprechenden Sensor (45) aufweist und eine Anfahrsituation erfaßt, wenn der Gangstellungs sensor (45) die Einstellung eines Fahrgangs erfaßt und zugleich der die Auslenkung des Leistungseinstell glieds (3, 5) erfassende Sensor (47) eine Auslenkung aus der Ruhelage oder/und der die Drehzahl der Brenn kraftmaschine (1) erfassende Sensor (49) eine Drehzahl größer als die Leerlaufdrehzahl erfaßt.

4. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfahrdetektor (43- 49) einen zumindest die Kupplungsstellung einer im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs zwischen der Brenn kraftmaschine (1) und einem Schaltgetriebe (11) ange ordneten Kupplung (9) erfassenden Sensor (43) aufweist und eine Anfahrsituation erfaßt, wenn der Kupplungs sensor (43) die Auskuppelstellung oder/und eine die Auskuppelstellung zur Einkuppelstellung hin verlassen de Stellung erfaßt und zugleich der die Auslenkung des Leistungseinstellglieds (3, 5) erfassende Sensor (47) oder/und der die Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) erfassende Sensor (49) eine Drehzahl größer als die Leerlaufdrehzahl erfaßt.

5. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (17) mit einem die Feststellbremse (15) betätigenden Stellge triebe (19) gekuppelt ist,
daß mit dem Bedienungselement (33) und dem Stellge triebe (19) Positionssensoren (29, 31) gekuppelt sind, die die Größe der Auslenkung des Bedienungselements (33) und des Stellgetriebes (19) erfassen
und daß die Steuerung (27, 35) einen den Motor (17) abhängig von den Positionssensoren (29, 31) durch Sollwert-Istwert-Vergleich steuernden Positionsregel kreis (27) umfaßt.

6. Betätigungsvorrichtung für eine Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs, umfassend:

- einen die Feststellbremse (15) in eine Bremsstellung und eine Lösestellung stellenden Motor (17), insbe sondere einen Elektromotor, der mit einem die Fest stellbremse (15) betätigenden, insbesondere selbst hemmenden Stellgetriebe (19) gekuppelt ist,
- eine den Motor (17) steuernde Steuerung (27, 35) und
- ein Bedienungselement (33), insbesondere in Form eines Handhebels, zur manuellen Bedienung der Feststellbremse (15),

insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Bedienungselement (33) und dem Stellantrieb (19) Positionssensoren (29, 31) gekuppelt sind, die die Größe der Auslenkung des Bedienungselements (33) und des Stellgetriebes (19) erfassen,
daß die Steuerung (27, 35) einen den Motor (17) abhän gig von den Positionssensoren (29, 31) durch Sollwert- Istwert-Vergleich steuernden Positionsregelkreis (27) umfaßt, und
daß mit dem Motor (17) über eine insbesondere biegsame Welle (39) ein im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs zugängliches Notbetätigungselement (37) kuppelbar ist.

7. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß das Stellgetriebe (19) als insbeson dere selbsthemmendes Spindelgetriebe ausgebildet ist, dessen Gewindespindel (21) mit dem Motor (17) verbun den ist und dessen Spindelmutter (25) mit der Fest stellbremse (15) gekuppelt ist.

8. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Welle (39) in einem rohrförmigen Mantel (83) längsverschiebbar geführt und über eine durch die Längsverschiebung schaltbare Kupplung (94) mit dem Motor (17) oder dem Stellgetrie be (19) kuppelbar ist.

9. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Steuerung (27, 35) einen Steuer schalter umfaßt, der in der die Welle (39) mit dem Motor (17) kuppelnden Stellung der Welle (39) den Motor (17) abschaltet.

10. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (39) im Bereich des Bedienungselements (33) endet.

11. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienungselement als Handhe bel (33) ausgebildet ist und daß das Notbetätigungs element (37) an dem Handhebel (33) angeordnet ist.

12. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Notbetätigungsele ment als Handkurbel (37) ausgebildet ist.

13. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Handkurbel (37) einen mit der Welle (39) klappbar verbundenen Kurbelarm (63) und einen klappbar mit dem Kurbelarm (63) verbundenen Kurbelgriff (67) aufweist und daß der Kurbelarm (63) und der Kurbelgriff (67) zur Längsrichtung des anschließenden Bereichs der Welle (39) ausgerichtet in einem Führungskanal (69) des Bedienungselements (33) verschiebbar aufgenommen sind.

14. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Handkurbel (37) in dem Füh rungskanal (69) von einer Feder (73) zur wellenfernen Seite hin vorgespannt und von einer manuell lösbaren Raste (79) verriegelt ist.

15. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (27, 35) eine insbesondere am Bedienungselement (33) angeordnete Signalleuchte (99) umfaßt, die eine Fehlfunktion des Motors (17) oder/und der Steuerung (27, 35) anzeigt.

16. Betätigungseinrichtung für eine Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs, umfassend:

- einen die Feststellbremse (15) in eine Bremsstellung und eine Lösestellung stellenden Motor (17), insbe sondere einen Elektromotor, der mit einem die Fest stellbremse (15) betätigenden Stellgetriebe (19) gekuppelt ist,
- einen die Fahrgeschwindigkeit erfassenden Sensor (39)
- eine den Motor (17) abhängig von dem Sensor (39) steuernde Steuerung (27, 35) und
- ein Bedienungselement (33), insbesondere in Form eines Handhebels, zur manuellen Bedienung der Feststellbremse, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,

daß mit dem Bedienungselement (33) und dem Stellgetriebe (19) Positionssensoren (29, 31) gekuppelt sind, die die Größe der Auslenkung des Bedienungselements (33) und des Stellgetriebes (19) erfassen,
daß die Steuerung (27, 35) einen den Motor (17) abhän gig von den Positionssensoren (29, 31) durch Sollwert- Istwert-Vergleich steuernden Positionsregelkreis (27) umfaßt
und daß die Steuerung (27, 35) bei einer Änderung der Auslenkung des Bedienungselements (33) zur Bremsstel lung hin den Motor (17) mit einer Stellgeschwindigkeit treibt, die von der mittels des Fahrgeschwindigkeits sensors (39) erfaßten Fahrgeschwindigkeit abhängt und mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit abnimmt.

17. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (27, 35) die Stell geschwindigkeit mit wachsender Fahrgeschwindigkeit umgekehrt proportional zur Fahrgeschwindigkeit min dert.

18. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (27, 35) die Stellgeschwindigkeit des Motors (17) oberhalb einer vorbestimmten Fahrgeschwindigkeitsschwelle von 20 km/h, vorzugsweise oberhalb von etwa 40 km/h, mindert.