Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug nach dem Oberbegriff des An spruchs 1.

Bei vielen Nutzfahrzeugen, insbesondere bei Abfallsammelfahrzeugen und Bussen, werden heutzutage typischerweise Komfort-Haltestellenbremsen eingesetzt, um die Fahrzeuge z.B. an Ladestellen oder Bushaltestellen am Wegrollen zu hindern. Da zu werden in der Regel die druckluftbetätigten Radbremsen der Fahrzeuge ver wendet.

Damit sind zwei Nachteile verbunden. Einerseits ist der Energieverbrauch für die Bereitstellung der Druckluft aufgrund der vergleichsweise geringen Wirkungsgrade von Druckluftkompressoren relativ hoch. Andererseits muss, um bei betätigter Hal tebremse wieder anzufahren,„auf Verdacht“ ein Drehmoment vom Motor erzeugt und an die Antriebswelle übertragen werden, bevor die Haltebremse gelöst wird. Der Motor arbeitet also zumindest kurzzeitig gegen die Bremse und führt so zu ei nem erhöhten Energieverbrauch. Ferner kommt es typischerweise aufgrund der fehlenden Abstimmung zwischen Bremsmoment und Antriebsmoment zu einem unangenehmen Anfahrruck beim Lösen der Haltebremse. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Nutzfahrzeug mit einer als Haltebremse fungierenden Bremsvorrichtung bereitzustellen, bei dem die vorgenannten Probleme vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Nutzfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach weist das Nutzfahrzeug eine von einer Motoreinheit rotatorisch antreibba- re Welle und eine im Bereich der Welle angeordnete Bremsvorrichtung auf. Die Bremsvorrichtung umfasst eine Steuerung, mittels welcher die Motoreinheit regel bar ist, eine mit der Welle insbesondere drehfest verbundene Bremsscheibe und einen Träger mit einem Bremssattel, wobei der Bremssattel einen Bremsbelag auf weist, der mittels eines Aktuators gegen die Bremsscheibe drückbar bzw. pressbar ist. Die Bremsvorrichtung weist einen Haltebremsenmodus auf, in welchem der Bremsbelag permanent gegen die Bremsscheibe gedrückt bzw. gepresst wird, um ein Rollen des Nutzfahrzeugs zu verhindern. Im Haltebremsenmodus fungiert die Bremsvorrichtung also als Halte- bzw. Feststellbremse, sodass das Nutzfahrzeug im Stillstand gehalten wird. Daneben ist die Bremsvorrichtung vorzugsweise eben falls als Bremse einsetzbar, mittels welcher die Geschwindigkeit des Nutzfahrzeugs während der Fahrt verringerbar ist.

Erfindungsgemäß umfasst die Bremsvorrichtung eine mit der Steuerung elektrisch verbundene Messeinrichtung, mittels welcher das im Haltebremsenmodus auftre tende momentane Bremsmoment direkt oder indirekt messbar und ein entspre chendes Signal an die Steuerung übermittelbar ist. Das Bremsmoment erzeugt die gewünschte Bremswirkung und somit das Stillhalten des Nutzfahrzeugs (bzw. bei vorzugsweise ebenfalls möglicher Verwendung der Bremsvorrichtung als normale Bremse eine Verzögerung des Nutzfahrzeugs). Auf Grundlage des gemessenen Bremsmoments ist die Motoreinheit im Haltebremsenmodus erfindungsgemäß der art ansteuerbar, dass die Welle mit einem dem Bremsmoment betragsgleichen und entgegengesetzten Drehmoment bzw. Antriebsmoment angetrieben wird. Dadurch wird auf optimale und energieeffiziente Weise das Wegrollen des Nutz fahrzeugs bei aktivierter Haltebremse, d.h. im Haltebremsenmodus, verhindert. Gleichzeitig wird ein zusätzlicher Energieverbrauch vermieden, da unter Verwen dung der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung das zur Überwindung des Brems moments notwendige Antriebsmoment genau bekannt ist und daher die Motorein heit nicht gegen die Bremse arbeiten muss, um das Bremsmoment zu überwinden. Darüber hinaus verhindert das genaue Einstellen des zum Überwinden des Bremsmoments notwendigen Antriebsmoments das Auftreten eines Anfahrrucks.

Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung bietet zusätzlich den Vorteil, dass ein Rückwärtsrollen des Nutzfahrzeugs beim Lösen der Haltebremse vollständig ver mieden werden kann. Steht das Nutzfahrzeug in Richtung Bergauffahrt (positive Steigung), so liegt durch die Hangabtriebskraft ein negatives Bremsmoment an. Die Messeinrichtung kann dies erkennen und durch eine entsprechende Ansteuerung der Motoreinheit kann ein Antriebsmoment mit dem passenden Vorzeichen bzw. der passenden Drehrichtung für die Vorwärtsfahrt an die Welle angelegt werden, bevor die Haltebremse gelöst wird.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü chen und der nachfolgenden Beschreibung.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels der Messeinrichtung das Drehmoment der drehfest an der Welle angeordneten Bremsscheibe gegenüber der Welle messbar und dadurch das im Haltebremsenmodus auftretende Brems moment direkt bestimmbar ist. Hierfür ist die Messeinrichtung idealerweise im Be reich der Bremsscheibe angeordnet. Die Messung kann während des Haltebrem senmodus kontinuierlich oder in gewissen Zeitintervallen erfolgen.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels der Messeinrich tung die im Haltebremsenmodus auf den Bremssattel und/oder den Träger wirken de Kraft messbar und dadurch das Bremsmoment bestimmbar ist. Hierzu umfasst die Messeinrichtung vorzugsweise einen Kraftaufnehmer bzw. eine Kraftmessdose. Die Messung kann während des Haltebremsenmodus kontinuierlich oder in gewis sen Zeitintervallen erfolgen.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Träger gegenüber der Welle drehbar, insbesondere konzentrisch drehbar, an der Welle gelagert ist und sich an dem der Welle beabstandeten Ende auf der Messeinrichtung direkt oder indirekt abstützt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass sich der Bremssattel auf der Messeinrichtung abstützt. Ebenfalls ist es möglich, dass der Träger nicht an der Welle, sondern einem anderen Teil des Nutzfahrzeugs montiert ist und auf grund des im Haltebremsenmodus auftretenden Bremsmoments gegen die Mess einrichtung gedrückt wird, sodass die Haltekraft und dadurch das Bremsmoment bestimmbar ist.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Messeinrichtung oder die Steuerung eingerichtet ist, aus der gemessenen Kraft und dem Abstand zwi schen Lagerung und Abstützung des Trägers das Bremsmoment zu ermitteln. Die ser Abstand entspricht der Länge des wirksamen Hebelarms und ergibt multipliziert mit der gemessenen Kraft das anliegende Bremsmoment. Der zur Umrechnung benötigte Wert des Hebelarms kann in der Messeinrichtung oder Steuerung hinter legt sein.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bremsvorrichtung ein gerichtet ist, beim Anfahren im Haltebremsenmodus die Kontaktierung der Brems scheibe durch den Bremsbelag durch eine entsprechende Betätigung bzw. Ansteu erung des Aktuators automatisch zu lösen, d.h. die Haltebremse zu lösen, sobald der Betrag des an der Welle anliegenden Drehmoments dem Betrag des Brems moments entspricht. Im Moment des Lösens der Haltebremse ist die Summe aus Bremsmoment und Antriebsmoment also genau Null, sodass es beim Anfahren zu keinem Anfahrruck kommt. ln einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bremsvorrichtung ein gerichtet ist, beim Anfahren im Haltebremsenmodus das Drehmoment der Welle solange zu erhöhen, bis der Betrag der durch die Messeinrichtung gemessenen Kraft oder des gemessenen Drehmoments Null ist und genau zu diesem Zeitpunkt die Kontaktierung der Bremsscheibe durch den Bremsbelag automatisch zu lösen, d.h. die Haltebremse zu lösen.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bremsvorrichtung ein gerichtet ist, beim Anfahren im Haltebremsenmodus direkt ein Drehmoment an der Welle anzulegen d.h. ein Antriebsmoment zu erzeugen, welches dem gemessenen Bremsmoment betragsgleich und entgegengerichtet ist.

Generell ist sowohl die Messung des Bremsmoments als auch das Einstellen bzw. Erzeugen des Antriebsmoments mit Fehlern bzw. Toleranzen behaftet, sodass das Kriterium, dass die Beträge von Brems- und Antriebsmoment im Zeitpunkt des Lö sens der Haltebremse einander gleichen, nur innerhalb eines gewissen Toleranzbe reichs erfüllt sein muss.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Bremssattel die Bremsscheibe umfasst bzw. umgreift und auf jeder Seite der Bremsscheibe min destens einen Bremsbelag aufweist. Beim Bremsen wird also die Bremsscheibe von beiden Seiten von jeweils mindestens einem Bremsbelag kontaktiert und dadurch abgebremst bzw. im Stillstand gehalten.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Aktuator mechanisch, hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch betätigbar ist. Es können auch meh rere Aktuatoren mit unterschiedlichen Betätigungsmechanismen vorgesehen sein, beispielsweise einer zur Betätigung der Haltebremse zum Stillhalten des Nutzfahr zeugs und ein anderer zur Betätigung der normalen Bremse zum Verringern der Fahrtgeschwindigkeit. All diese Aufgaben können aber auch von dem oder den gleichen Aktuator(en) übernommen werden. ln einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Aktuator durch die Steuerung steuerbar und/oder regelbar ist. Dadurch kann bei Erreichen eines defi nierten Antriebsmoments die Haltebremse automatisch durch entsprechende Betä tigung bzw. Ansteuerung des Aktuators gelöst werden, sodass das Nutzfahrzeug ruckfrei anfahren kann.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Motoreinheit einen Elektromotor umfasst.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass es sich bei dem Nutzfahr zeug um ein Abfallsammelfahrzeug oder einen Bus handelt.

Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung kann an der Hinterachse, der Vorderach se, an allen Achsen oder, bei Nutzfahrzeugen mit mehr als zwei Radachsen, an mehreren Achsen vorgesehen sein. Bei mehreren Bremsvorrichtungen können entweder alle oder aber nur eine oder einige ausgewählte Bremsvorrichtungen ei nen Haltemodus mit entsprechender Messeinrichtung aufweisen.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Bremsvorrichtung für ein erfin dungsgemäßes Nutzfahrzeug. Dabei ergeben sich offensichtlich dieselben Vorteile und Eigenschaften wie für das erfindungsgemäße Nutzfahrzeug, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet wird. Die obigen Ausführun gen hinsichtlich der möglichen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Nutzfahr zeugs betreffend die Bremsvorrichtung gelten daher entsprechend.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der einzigen Figur erläuterten Ausführungsbeispiel.

In der Figur 1 ist die Bremsvorrichtung 10 eines Ausführungsbeispiels des erfin dungsgemäßen Nutzfahrzeugs schematisch dargestellt. Das erfindungsgemäße Nutzfahrzeug, bei dem es sich insbesondere um ein Abfallsammelfahrzeug oder einen Bus handelt, weist einen von einer Steuerung regelbaren Elektromotor 12 auf, welcher eine Welle 14 rotatorisch antreibt. Bei der Welle 12 handelt es sich insbesondere um eine der Radachsen des Nutzfahrzeugs. Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung 10 kann hierbei an einer oder mehrerer der Radachsen des Nutz fahrzeugs angeordnet sein.

Mit der Welle 14 ist eine kreisrunde Bremsscheibe 16 drehfest verbunden, d.h. die Bremsscheibe 16 dreht sich mit der Welle 14 mit. Die Bremsscheibe 16 ist konzent risch zur Welle 14 angeordnet und kann im Bereich der Räder (nicht dargestellt) oder an einer anderen Position der Welle 14 angeordnet sein. Die Bremsscheibe 16 kann z.B. aus Metall oder einem kohlenstofffaserverstärkten Verbundwerkstoff ge fertigt sein.

Im Bereich der Bremsscheibe 16 ist ein als Haltearm ausgebildeter Träger 18 an der Welle 14 konzentrisch drehbar gelagert, d.h. die Welle 14 kann sich relativ zu dem Haltearm 18 um eine gemeinsame Drehachse drehen. Der Haltearm 18 er streckt sich ausgehend von der Lagerstelle an der Welle 14 radial nach außen und weist eine größere Länge als der Radius der Bremsscheibe 16 auf. Der Haltearm 18 kann so ausgebildet sein, dass er ein Lager aufweist, durch das die Welle 14 hindurchgeführt ist, welche sich in dem Lager relativ zum Haltearm 18 drehen kann.

Im äußeren Bereich der Bremsscheibe 16 ist ein Bremssattel 20 an dem Haltearm 18 montiert. Der Bremssattel 20 umfasst den äußeren Bereich der Bremsscheibe 16, wobei an jeder der zur Bremsscheibe 16 weisenden gegenüberliegenden Sei ten des Bremssattels 20 mindestens ein Bremsbelag (nicht dargestellt) angeordnet ist. Ferner ist mindestens ein Aktuator vorgesehen (nicht gezeigt), mittels welchem die Bremsbeläge des Bremssattels 20 bei Betätigung der Bremsvorrichtung 10 von beiden Seiten gegen die Bremsscheibe 16 gedrückt werden. Durch die Reibung zwischen den Bremsbelägen und den Außenseiten der Bremsscheibe 16 wird der gewünschte Feststell- bzw. Bremseffekt erzielt. Bei gelöster Bremse kann sich die Bremsscheibe 16 zwischen den beiden gegenüberliegenden Seiten des Bremssat tels 20 hindurchbewegen bzw. hindurchdrehen. Der Bremssattel 20 kann als Fest sattel, Schwimmsattel oder Pendelsattel ausgeführt sein. Die Bremsvorrichtung 10 weist einen Haltebremsenmodus auf, in dem das Nutz fahrzeug gegen ein Wegrollen gesichert ist, beispielsweise bei einem Halt an einer Steigung / Gefälle. Die Bremsvorrichtung 10 kann also als Halte- bzw. Feststell bremse verwendet werden. Im Haltebremsenmodus werden durch entsprechende Betätigung des Aktuators die Bremsbeläge des Bremssattels 20 gegen die Brems scheibe 16 gepresst, sodass diese und somit auch die Welle 14 im Stillstand gehal ten bzw. an einer Drehung gehindert wird. Zum Anfahren des Nutzfahrzeugs, d.h. im Moment des Lösens der Haltebremse, muss die Welle 14 mit einem Drehmo ment bzw. Antriebsmoment D _A angetrieben werden, welches dem Bremsmoment D _B der Haltebremse entgegengesetzt und vom Betrag mindestens ebenso groß ist.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es nun, das im Haltebremsenmodus momen tan anstehende Bremsmoment D _B zu messen und durch eine entsprechende An steuerung des Elektromotors 12 ein dem Bremsmoment D _B betragsgleiches entge gengerichtetes Antriebsmoment D _A zu erzeugen, sodass bei einem Lösen der Hal tebremse das Nutzfahrzeug ohne Ruck anfährt. Dadurch, dass das Antriebsmo ment D _A dem Bremsmoment D _B betragsmäßig angepasst wird, muss nicht auf Ver dacht ein entsprechend großes Drehmoment erzeugt und gegen die Bremse gear beitet werden, wodurch der Energieverbrauch des Elektromotors reduziert wird.

Hierzu ist erfindungsgemäß eine Messeinrichtung 30 vorgesehen, mittels welcher das momentane Bremsmoment D _B direkt oder indirekt gemessen werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Messvorrichtung 30 einen Kraftauf nehmer bzw. eine Kraftmessdose, welche so angeordnet ist, dass sich das der Welle 14 beabstandete Ende des Haltearms 18 auf der Kraftmessdose abstützt. Allerdings kann die Messeinrichtung 30 auch an einer beliebigen anderen Stelle des Haltearms 18 angeordnet sein. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass sich der Bremssattel 20 auf der Messeinrichtung 30 abstützt. Bei betätigter Halte bremse (also in einem Zustand, in dem die Bremsbeläge dauerhaft gegen die still stehende Bremsscheibe 16 gepresst sind) wird bedingt durch den Kraftschluss zwi schen der Bremsscheibe 16 und den Bremsbelägen des an dem Haltearm 18 fest montierten Bremssattels 20 der an der Welle 14 drehbar gelagerte Haltearm 18 gegen die Messeinrichtung 30 gedrückt.

Der von der Messeinrichtung 30 gemessene Wert der Haltekraft F _H dient nun zu sammen mit der Länge L des wirksamen Hebels, also vorliegend der Länge des Haltearms 18, der Berechnung des beaufschlagenden Bremsmoments D _B über die Formel D _B = F _H L. Die Berechnung kann in der Steuerung oder in einer der Mess einrichtung 30 zugeordneten Steuereinheit stattfinden. Die Messeinrichtung 30 ist mit der Steuerung elektrisch verbunden und übermittelt dieser ein der gemessenen Kraft F _H bzw. dem berechneten Bremsmoment D _B entsprechendes Signal, worauf hin der Elektromotor 12 derart geregelt wird, dass an der Welle 14 ein Antriebsmo ment D _A erzeugt bzw. angelegt wird, welches dem gemessenen Bremsmoment D _B entgegengerichtet und betragsgleich ist.

Zum Anfahren des Nutzfahrzeugs kann das Drehmoment des Elektromotors 12 bzw. das Antriebsmoment D _A so lange gesteigert werden, bis die gemessene Kraft F _H an der Messeinrichtung 30 gerade Null ist, um in diesem Moment durch ent sprechende Ansteuerung des Aktuators die Haltebremse zu lösen. Alternativ kann die gemessene Kraft F _H in der Steuerung bzw. Messeinrichtung 30 so verarbeitet werden, dass sogleich das erforderliche Anfahrmoment D _A aufgebaut und gleichzei tig die Haltebremse gelöst wird. Der Wert des Hebelarms L ist vorzugsweise in der Steuerung oder einer Speichereinheit gespeichert und zur Berechnung abrufbar.

Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung 10 ebenfalls als nor male Bremse verwendet werden, um das Nutzfahrzeug während einer Fahrt abzu bremsen, d.h. die Geschwindigkeit zu verringern.

Bezugszeichenliste:

10 Bremsvorrichtung

12 Motoreinheit

14 Welle

16 Bremsscheibe 18 Träger

20 Bremssattel

30 Messeinrichtung

D _A Drehmoment der Welle / Antriebsmoment D _B Bremsmoment

F _H Haltekraft