DE19800643A1

DE19800643A1 - Parking brake for motor vehicle

Info

Publication number: DE19800643A1
Application number: DE1998100643
Authority: DE
Inventors: Rainer Schmid
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2018-01-10
Also published as: DE19800643C2

Abstract

A parking brake (24) has at least one first part (25) connected to a wheel and a second part (29) fixed to the vehicle chassis and which is brought into engagement with the first part in order to hold the vehicle stationary. The first part has at least one opening (28) and the second part has a protrusion (29) which is fed into the opening when the parking brake is actuated, thereby making a shape-locking connection between the wheel and the vehicle chassis.

Description

Feststellbremsen für Kraftfahrzeuge dienen dazu, ein halten des oder abgestelltes Fahrzeug gegen Wegrollen zu sichern. Insbesondere bei geneigter Fahrbahn muß das Wegrollen sicher verhindert werden. Herkömmliche Feststellbremsen sind entwe der als Trommelbremsen ausgeführt, bei denen zwei Bremsbacken mit Bremsbelägen mechanisch gegen die Innenwand der Brems trommel gedrückt werden. Im Falle von Scheibenbremsen sind die Feststellbremsen als zusätzlich angebrachte Bremssättel realisiert, die von Hand über Seilzüge und Spannhebel gegen die Bremsscheibe gedrückt und in dieser Stellung arretiert werden. Der Aufwand für solche Feststellbremsen, die aus schließlich über die Reibkraft wirken, ist relativ hoch.Parking brakes for motor vehicles serve to hold one to secure the or parked vehicle against rolling away. Rolling away must be safe, especially on sloping roads be prevented. Conventional parking brakes are either which is designed as a drum brake with two brake shoes with brake pads mechanically against the inner wall of the brake drum pressed. In the case of disc brakes the parking brakes as additional brake calipers realized by hand using cables and tension levers the brake disc pressed and locked in this position will. The effort required for such parking brakes finally act through the frictional force is relatively high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Auf wand eine zuverlässige und wirksame Feststellbremse für Kraftfahrzeuge zu schaffen.The invention is based, with little on the task turned a reliable and effective parking brake for To create motor vehicles.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Feststellbremse nach Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Er findung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.This object is achieved by the parking brake solved according to claim 1. Appropriate further training of the Er invention are laid down in the subclaims.

Die Vorteile der Erfindung kommen insbesondere bei Bremsanla gen mit elektrisch gesteuerten und betätigten Radbremsen zum Tragen. Die Steuerungen solcher Bremsanlagen erhalten laufend Informationen über die Raddrehzahlen, erkennen somit wann das Kraftfahrzeug still steht und geben dann die Feststellbremse für den Eingriff frei. Die eingerückte Feststellbremse si chert dann das Kraftfahrzeug äußerst wirksam gegen Wegrollen und zwar auch bei einem Stromausfall im Kraftfahrzeug. Bevor das Kraftfahrzeug sich in Bewegung setzt, müssen die Fest stellbremsen von der Bremsensteuerung durch ein elektrisches Steuersignal gelöst werden. Es ist gewährleistet, daß das Kraftfahrzeug sich auch bei einem Stromausfall nicht unbeab sichtigt in Bewegung setzen kann.The advantages of the invention come in particular in brake systems with electrically controlled and actuated wheel brakes for Carry. The controls of such brake systems are continuously maintained Information about the wheel speeds, thus recognize when that Motor vehicle stands still and then apply the parking brake free for the procedure. The parking brake engaged si then the motor vehicle is extremely effective against rolling away even in the event of a power failure in the motor vehicle. Before the motor vehicle starts moving, the feast Parking brakes from the brake control through an electric Control signal can be solved. It is guaranteed that Motor vehicle not inevitable even in the event of a power failure can set in motion.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below the drawing explained. Show it:

Fig. 1: eine elektrische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Feststellbremse; FIG. 1 shows an electric brake system of a motor vehicle with an inventive parking brake;

Fig. 2: ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä ßen Feststellbremse in einer auseinander geklappten Darstellung; Fig. 2: a first embodiment of a parking brake according to the invention in an expanded view;

Fig. 3: die Feststellbremse nach Fig. 2 in einer seitlichen Teilansicht; Fig. 3: The parking brake of Figure 2 in a lateral sectional view;.

Fig. 4: ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsge mäßen Feststellbremse in einer seitlichen Teilan sicht und Fig. 4: a second embodiment of a parking brake according to the invention in a side view and Teilan

Fig. 5: die Feststellbremse nach Fig. 4 in einer Teilan sicht von vorn. Fig. 5: the parking brake of FIG. 4 in a partial view from the front.

Eine Bremsanlage 1 (Fig. 1) für ein Kraftfahrzeug mit vier Rädern, das hier nicht weiter dargestellt ist, schließt vier Bremsen 2 ein, die je eine Bremsscheibe 3 und eine Betäti gungsvorrichtung in Gestalt eines Radbremsaktors 4 - im fol genden auch als Radbremsaktuator oder nur Aktor bezeichnet - aufweisen. Die Radbremsaktoren 4 sind in je einen zugehörigen Bremssattel 5 integriert, das heißt mit ihm zu einer Einheit zusammengefaßt. Der Bremssattel 5 ist als Schwimmsattel aus gebildet, über Bremsbeläge 6 wird bei Betätigung des Rad bremsaktors 4 ein Bremsmoment auf die Bremsscheibe 3 ausge übt. Die Bremsanlage 1 kann aber - ohne die Erfindung zu be einträchtigen - auch anders ausgebildet sein.A brake system 1 ( Fig. 1) for a motor vehicle with four wheels, which is not shown here, includes four brakes 2 , each with a brake disc 3 and a actuating device in the form of a wheel brake actuator 4 - in the fol lowing also as a wheel brake actuator or only called actuator - have. The wheel brake actuators 4 are each integrated in an associated brake caliper 5 , that is, combined with it to form a unit. The brake caliper 5 is formed as a floating caliper, via brake pads 6 , when the wheel brake actuator 4 is actuated, a braking torque is exerted on the brake disc 3 . However, the brake system 1 can also be designed differently without impairing the invention.

Die Radbremsaktoren 4 werden von einer Batterie 8 über Ver sorgungsleitungen 9 mit elektrischer Energie versorgt. Ein elektronisches Steuergerät (ECU) 10 wertet Signale von Rad drehzahlsensoren 12 aus, die an jedem Rad vorgesehen sind. Deren Signale gelangen über Signalleitungen 14 zu dem Steuer gerät 10.The wheel brake actuators 4 are supplied with electrical energy by a battery 8 via supply lines 9 . An electronic control unit (ECU) 10 evaluates signals from wheel speed sensors 12 , which are provided on each wheel. The signals arrive at the control device 10 via signal lines 14 .

Das Steuergerät 10 ist auch mit einem Bremswertgeber oder Pe dalsimulator 15 verbunden, der von dem Fahrer des Kraftfahr zeugs über ein Pedal 16 betätigt wird. Der Pedalkraftsimula tor 15 setzt die Bewegung des Bremspedals 16, das heißt die von dem Fahrer wie gewohnt ausgeübte Kraft, und den Pedalweg in elektrische Signale um. Die Pedalbetätigung wird durch mehrere Sensoren, zum Beispiel einem oder zwei Wegsensoren 18 und einem oder zwei Drucksensoren 19 in elektrische Signale umgewandelt, die über Signalleitungen 20 zu dem Steuergerät 10 gelangen und dort ausgewertet werden.The control unit 10 is also connected to a brake value transmitter or Pe dalsimulator 15 , which is operated by the driver of the motor vehicle via a pedal 16 . The pedal force simulator 15 converts the movement of the brake pedal 16 , that is to say the force exerted by the driver as usual, and the pedal travel into electrical signals. The pedal actuation is converted into electrical signals by a plurality of sensors, for example one or two displacement sensors 18 and one or two pressure sensors 19 , which reach control unit 10 via signal lines 20 and are evaluated there.

Das Steuergerät 10 ermittelt aus den Sensorsignalen Sollwerte für die Bremsbetätigung und übermittelt sie über Steuerlei tungen 22 an die einzelnen Radbremsaktoren 4. Zum Berechnen der Sollwerte für die Radbremsaktoren bei einem Eingriff von Antiblockier- oder Fahrstabilitätsregelungen werden von dem Steuergerät 10 weitere Sensorsignale ausgewertet, zum Bei spiel die Signale der Raddrehzahlsensoren 12 und Signale von Querbeschleunigungs- und Gierwinkelgeschwindigkeitssensoren, die hier, da sie für sich bekannt sind, nicht weiter erläu tert werden.The control unit 10 determines target values for the brake actuation from the sensor signals and transmits them via control lines 22 to the individual wheel brake actuators 4 . To calculate the target values for the wheel brake actuators in the event of an intervention of anti-lock or driving stability controls, the control unit 10 evaluates further sensor signals, for example the signals from the wheel speed sensors 12 and signals from lateral acceleration and yaw rate sensors, which are known here because they are known per se. not be explained further.

Die Radbremsaktoren 4 können an jedem Rad oder auch nur an Gruppen von Rädern vorgesehen sein. Sie werden elektrisch kontinuierlich betätigt oder gestellt und sie erzeugen für jedes Rad oder für jede Radgruppe einen unabhängigen Brems druck.The wheel brake actuators 4 can be provided on each wheel or only on groups of wheels. They are operated or set electrically continuously and they generate an independent brake pressure for each wheel or for each wheel group.

In dem elektronischen Steuergerät 10 werden auch Befehle des Fahrers ausgewertet, die dieser über einen Schalter oder der gleichen eingibt, um die Feststellbremse (siehe Fig. 2 bis 5) zu betätigen oder um sie wieder zu lösen. Bei Empfang ei nes Einrückbefehls für die Feststellbremse prüft das Steuer gerät 10, ob das Kraftfahrzeug sich nicht mehr bewegt, und gibt erst dann einen Steuerbefehl an die Feststellbremse, um diese zu betätigen oder einzurücken.In the electronic control unit 10 , commands of the driver are also evaluated, which the driver inputs via a switch or the like, in order to actuate the parking brake (see FIGS. 2 to 5) or to release it again. Upon receipt of an engagement command for the parking brake, the control device 10 checks whether the motor vehicle is no longer moving and only then issues a control command to the parking brake in order to actuate or engage it.

Bei einem ersten Beispiel einer erfindungsgemäßen Feststell bremse 24 (Fig. 2 und 3) ist die Bremsscheibe 3 an einer Radnabe 25 befestigt. Diese Radnabe weist an ihrer Stirnseite 26 entlang ihres äußeren Umfangs verteilte Vertiefungen oder Bohrungen 28 auf. Ein Verriegelungsbolzen, im folgenden als Bolzen 29 bezeichnet, wird durch eine Feder 30 in Richtung auf die Radnabe 25 gedrückt und kann in eine der Bohrungen 28 eindringen, wenn diese ihm gegenübersteht.In a first example of a parking brake 24 according to the invention (FIGS . 2 and 3), the brake disc 3 is attached to a wheel hub 25 . This wheel hub has depressions or bores 28 distributed along its outer circumference on its end face 26 . A locking bolt, hereinafter referred to as bolt 29 , is pressed by a spring 30 in the direction of the wheel hub 25 and can penetrate into one of the bores 28 if it faces it.

An einem Radträger oder Bremsenträger 34 ist ein Elektro-Hubmagnet 32 mit magnetischer Haltung befestigt, in dem der Bolzen 29 beweglich geführt ist. Der Bolzen ist gegen die ma gnetische Haltung durch die Feder 30 vorgespannt. Wird der Hubmagnet ausgelöst, drückt die Feder 30 den Bolzen 29 gegen die Radnabe 25. Trifft der Bolzen nicht direkt in eine Ver tiefung 28, kann sich das Rad nach dem Lösen der Betriebs bremse nur noch ein kleine Stück weiterdrehen, bis der feder belastete Bolzen in die nächste Bohrung 28 einrastet.On a wheel carrier or brake carrier 34 , an electric lifting magnet 32 with a magnetic posture is fastened, in which the bolt 29 is movably guided. The bolt is biased against the magnetic position by the spring 30 . If the lifting magnet is triggered, the spring 30 presses the bolt 29 against the wheel hub 25 . If the bolt does not hit a recess 28 directly, the wheel can only turn a little further after releasing the service brake until the spring-loaded bolt engages in the next bore 28 .

Die Form des Bolzens 29 und die der Vertiefungen 28 ist so ausgebildet, daß die Reibkraft zwischen Bolzen und Vertiefung zusammen mit der Druckkraft der Feder 30 ein selbsthemmendes System bilden. Damit ist gewährleistet, daß sich einerseits die Verriegelung nicht selbsttätig öffnen kann und anderer seits zum Entriegeln nur eine geringe Kraft benötigt wird, die der Hubmagnet 32 ohne weiteres aufbringen kann. Vor dem Aktivieren der Feststellbremse 24, muß das Steuergerät 10 si cher festgestellt haben, daß sich die Räder nicht mehr dre hen. Zum Lösen der Feststellbremse wird der Hubmagnet 32 ak tiviert und zieht den Bolzen 29 gegen die Federkraft aus der Vertiefung 28 heraus, um ihn dann in seiner Ruhestellung mit magnetischer Haltung zu arretieren.The shape of the bolt 29 and that of the recesses 28 is designed such that the frictional force between the bolt and the recess together with the compressive force of the spring 30 form a self-locking system. This ensures that, on the one hand, the lock cannot open automatically and, on the other hand, only a small force is required for unlocking, which the lifting magnet 32 can easily apply. Before activating the parking brake 24 , the control unit 10 must have determined that the wheels are no longer rotating. To release the parking brake, the solenoid 32 is activated and pulls the bolt 29 against the spring force out of the recess 28 in order to then lock it in its rest position with a magnetic posture.

Die Funktion magnetische Haltung in Ruhestellung und Verrie gelungskraft mit Feder kann auch umgekehrt werden, so daß die Ruhestellung durch die Federkraft gehalten und die Verriege lung durch die magnetische Haltung bewirkt wird.The magnetic position function in the rest position and lock Gelungskraft with spring can also be reversed so that the Rest position held by the spring force and the latches is caused by the magnetic posture.

Die Bremsscheibe 3 und die Radnabe 24 sind an eine Achswelle 28 befestigt und drehen sich mit dem zugehörigen (hier nicht dargestellten) Rad. Der Hubmagnet 28 und der Bolzen 26 hinge gen sind an einem sich nicht drehenden Teil des Fahrgestells, zum Beispiel an einem Radträger oder Bremsenträger 29, befe stigt.The brake disc 3 and the wheel hub 24 are fastened to an axle shaft 28 and rotate with the associated wheel (not shown here). The lifting magnet 28 and the bolt 26 are attached to a non-rotating part of the chassis, for example to a wheel carrier or brake carrier 29 , BEFE Stigt.

Bei einer anderen erfindungsgemäßen Feststellbremse 36 (Fig. 4 und 5) weist eine mit der Bremsscheibe 3 und der Achswelle 33 verbundene Radnabe 38 an ihrem äußeren Umfang eine Verzahnung 39 auf. Eine schwenkbar gelagerte Sperrklinke 40 wird durch eine Feder 41 von Außen in Richtung auf die Verzahnung 39 gedrückt. Sie weist einen Vorsprung 42 auf, der in eine Zahnlücke 44 eindringen kann, wenn er ihr gegenüber liegt. Die Sperrklinke 40 wird mit ihrem Vorsprung 42 erst dann in eine Zahnlücke 44 eindringen, wenn ein Hubmagnet mit magnetischer Haltung 45 elektrisch ausgelöst wird.In another parking brake 36 according to the invention ( FIGS. 4 and 5), a wheel hub 38 connected to the brake disc 3 and the axle shaft 33 has a toothing 39 on its outer circumference. A pivotally mounted pawl 40 is pressed by a spring 41 from the outside in the direction of the teeth 39 . It has a projection 42 which can penetrate into a tooth gap 44 if it is opposite it. The pawl 40 will only penetrate into a tooth gap 44 with its projection 42 when a lifting magnet with magnetic holder 45 is triggered electrically.

Sowohl bei der Feststellbremse 24 als auch bei der Feststell bremse 36 werden die Hubmagneten 32 bzw. 45 von dem Steuerge rät 10 gesteuert. Dieses wertet die Signale der Raddrehzahl sensoren 12 aus und ist deshalb jederzeit darüber informiert, ob sich die Räder noch drehen oder ob das Kraftfahrzeug stillsteht. Nur bei Stillstand gibt das Steuergerät 10 die Hubmagneten 32 oder 45 frei. Der Bolzen 29 wird dann durch die Feder 30 in eine der Bohrungen 28 hinein gedrückt, wo durch das Kraftfahrzeug in einfacher und wirksamer Weise ge gen ein Wegrollen gesichert ist.Both the parking brake 24 and the parking brake 36 , the solenoids 32 and 45 are advised by the Steuerge 10 . This evaluates the signals from the wheel speed sensors 12 and is therefore always informed whether the wheels are still turning or whether the motor vehicle is stationary. The control unit 10 only releases the solenoids 32 or 45 when it is at a standstill. The bolt 29 is then pressed by the spring 30 into one of the bores 28 , where ge is secured by the motor vehicle in a simple and effective manner against rolling away.

Bei der Feststellbremse 36 gibt das Steuergerät 10, wenn es einen Stillstand des Kraftfahrzeugs erkennt und einen ent sprechenden Fahrerbefehl erhält, den Hubmagneten 45 frei und damit kann der Vorsprung 42 der Sperrklinke 40 in eine Zahn lücke 44 eindrücken, wodurch das Kraftfahrzeug ebenfalls ge gen ein Wegrollen gesichert ist.In the parking brake 36 , the control unit 10 , when it detects a standstill of the motor vehicle and receives a corresponding command from the driver, releases the solenoid 45 and thus the projection 42 of the pawl 40 can press into a tooth gap 44 , which also causes the motor vehicle to be subjected to a condition Rolling away is secured.

Vor dem Wiederanfahren muß die Feststellbremse durch einen Fahrerbefehl gelöst werden. Das Steuergerät 10 empfängt den Fahrerbefehl und steuert den Hubmagneten 32 oder den Hubma gneten 45. Damit werden der Bolzen 29 oder die Sperrklinke 40 von der Radnabe 25 bzw. 38 weggezogen und das Rad kann sich wieder frei drehen.The parking brake must be released by a driver command before starting again. The control unit 10 receives the driver command and controls the solenoid 32 or the solenoid 45 . Thus, the bolt 29 or the pawl 40 are pulled away from the wheel hub 25 or 38 and the wheel can turn freely again.

In der Regel genügt es, zwei der Räder des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise die hinteren Räder, mit einer Feststellbremse 24 oder 36 zu versehen. Da der Aufwand für diese Bremsen aber gering ist, kann jedes Rad mit einer solchen Feststellbremse versehen werden.As a rule, it is sufficient to provide two of the wheels of the motor vehicle, preferably the rear wheels, with a parking brake 24 or 36 . However, since the effort for these brakes is low, each wheel can be equipped with such a parking brake.

Im Falle eines Stromausfalls im Kraftfahrzeug können die Hub magneten 32 und 45 nicht ausgelöst oder bestromt werden, die Feststellbremse bleibt eingerückt und das Kraftfahrzeug kann sich nicht ungewollt in Bewegung setzen.In the event of a power failure in the motor vehicle, the lifting magnets 32 and 45 cannot be triggered or energized, the parking brake remains engaged and the motor vehicle cannot move unintentionally.

Ein Vorteil der Feststellbremsen 24 und 36 ist, daß sie eine formschlüssige und nicht nur eine reibschlüssige Verbindung zwischen den Rädern und dem Fahrgestell ergeben, und daß da durch die Feststellbremse wartungsfrei und zuverlässiger so wie nicht so störanfällig wie herkömmliche Feststellbremsen ist. Sie kann an jeder beliebigen Stelle der Radnaben eines Kraftfahrzeugs angebracht werden. Der zusätzliche Einbau ei ner Handbremse entfällt.An advantage of the parking brakes 24 and 36 is that they provide a positive and not only a frictional connection between the wheels and the chassis, and that the parking brake is maintenance-free and more reliable and less prone to failure than conventional parking brakes. It can be attached to any location on the wheel hubs of a motor vehicle. The additional installation of a handbrake is not necessary.

Claims

1. Parking brake ( 24 ) for a motor vehicle, with at least one first part ( 25 ) connected to a wheel and a second part ( 29 ) connected in a rotationally fixed manner to the chassis of the motor vehicle, which for locking the motor vehicle with the first part ( 25 ) in Is brought into engagement, characterized in that the first part ( 25 ) is provided with at least one recess ( 28 ) and the second with a projection ( 29 ) which is inserted into the recess ( 28 ) when the parking brake is actuated and thereby a there is a positive connection between the wheel and the chassis.

2. Parking brake according to claim 1, characterized in

- That the motor vehicle with an electrically controlled loading brake ( 2 ) and an electronic control unit ( 10 ) is provided, evaluated by the wheel speed signals and who and the service brake ( 2 ) is controlled, and
- That the control unit ( 10 ) prevents the projection from engaging in the recess ( 29 , 42 ) as long as the wheels of the motor vehicle are still rotating.

3. Parking brake according to claim 1 or 2, characterized in that

- That the first part is designed as a wheel hub ( 25 ), which is distributed over the region of its circumference arranged th holes ( 28 ), and
- That the projection is designed as a bolt ( 29 ) which is pressed by a spring ( 30 ) in the direction of the wheel hub ( 25 ) and is pulled away by a lifting magnet ( 32 ) from the wheel hub ( 25 ).

4. Parking brake according to claim 1 or 2, characterized in that

- That the first part is designed as a toothing ( 39 ) provided on the outer circumference of the wheel hub, and
- That the second part is designed as a pawl ( 40 ) having a projection ( 42 ) which is pressed by a spring ( 41 ) in the direction of the toothing ( 39 ) and by a lifting magnet ( 45 ) from the toothing ( 39 ) is pulled away.

5. Parking brake according to one of the preceding claims, characterized in that the lifting magnet ( 32 , 45 ) is designed as an electromagnet with a magnetic posture.