DE102006035913A1

DE102006035913A1 - Kombinierte Fahrzeugbremsanlage mit hydraulisch und elektromechanisch betätigbaren Radbremsen

Info

Publication number: DE102006035913A1
Application number: DE102006035913A
Authority: DE
Inventors: Andreas Heise; Matthias Marcks
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2005-08-02
Filing date: 2006-07-31
Publication date: 2007-03-08
Also published as: EP1912841A1; WO2007014952A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kombinierte Fahrzeugbremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit hydraulisch betätigbaren Radbremsen an einer ersten Achse und mit elektromechanisch betätigbaren Radbremsen an einer zweiten Achse, wobei die elektromechanisch betätigbaren Radbremsen nach Maßgabe des in den hydraulisch betätigbaren Radbremsen eingesteuerten hydraulischen Drucks und/oder nach Maßgabe von Ausgangssignalen eines Pedalwegsensors, der den Betätigungsweg eines Bremspedals ermittelt, betätigbar sind, und wobei die elektromechanisch betätigbaren Radbremsen eine Feststellbremsvorrichtung umfassen, die mit Hilfe eines Bedienelementes ansteuerbar ist. DOLLAR A Um die Anzahl der Signalleitungen zu reduzieren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sowohl die Ausgangssignale des Pedalwegsensors (11) als auch die Ansteuersignale des Bedienelementes (13) über dieselbe Signalleitung (14) den elektromechanisch betätigbaren Radbremsen (2) an der zweiten Achse zugeführt werden. Durch diese einfache Ausführung muss lediglich eine Leitung für zwei Signale gelegt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kombinierte Fahrzeugbremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit hydraulisch oder elektromechanisch betätigbaren Radbremsen an einer ersten Achse und mit elektromechanisch betätigbaren Radbremsen an einer zweiten Achse, wobei die elektromechanisch betätigbaren Radbremsen nach Maßgabe der Bremsanforderung in der ersten Achse und/oder nach Maßgabe von Ausgangssignalen eines Pedalwegsensors, der den Betätigungsweg eines Bremspedals ermittelt, betätigbar sind, und wobei die elektromechanisch betätigbaren Radbremsen eine Feststellbremsvorrichtung umfassen, die mit Hilfe eines Bedienelementes ansteuerbar ist.

Eine derartige kombinierte Fahrzeugbremsanlage ist bei- spielsweise aus der EP 1 175 322 B1 bekannt. Bei der vorbekannten Fahrzeugbremsanlage ist ein erster Bremskreis und ein zweiter Bremskreis jeweils einer Vorderrad-Radbremseinrichtung zugeordnet während ein dritter Bremskreis elektrische Aktuatoren aufweist. Angesteuert werden diese elektromechanischen Radbremseinheiten entweder direkt durch eine Fahrerwunscherfassung oder über den Bremsdruck der Vorderachse. Ferner ist eine Feststellbremse vorgesehen, welche auf die elektromechanischen Hinterrad-Radbremseinheiten wirkt. Die vorbekannte Fahrzeugbremsanlage führt also zwei separate Leitungen, eine Leitung für den Fahrerwunsch und eine weitere Leitung für die Feststell bremse, an die Hinterrad-Radbremseinheiten, was relativ aufwändig ist.

Außerdem ist aus der US 2004/0135432 A1 eine kombinierte Fahrzeugbremsanlage mit hydraulisch betätigbaren Radbremsen an der Vorderachse und mit elektromechanisch betätigbaren Radbremsen an der Hinterachse bekannt. Bei der vorbekannten Fahrzeugbremsanlage ist in einem weiteren Notbremskreis eine Feststellbremse angeordnet, über eine separate, elektrisch isolierte Leitung mit den Hinterachs-Radbremsen verbunden ist, was ebenfalls relativ aufwendig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kombinierte Fahrzeugbremsanlage der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, dass deren Aufbau und insbesondere der Leitungsaufwand reduziert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass sowohl die Ausgangssignale des Pedalwegsensors als auch die Ansteuersignale des Bedienelementes über dieselbe Signalleitung den elektromechanisch betätigbaren Radbremsen an der zweiten Achse zugeführt werden. Durch diese Maßnahme muss lediglich eine Leitung für zwei Signale gelegt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar. So ist in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes vorgesehen, dass den elektromechanisch betätigbaren Radbremsen jeweils eine eigene Steuer- und Regeleinheit zugeordnet ist und dass ein Datenbus zur Kommunikation zwischen den Steuer- und Regeleinheiten vorgesehen ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass die Ausgangssignale des Pedalwegsensors und die Ansteuersignale des Bedienelementes derart übertragen werden, dass sie von den Steuer- und Regeleinheiten unterscheidbar sind.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass der Pedalwegsensor als redundantes Potentiometer oder redundanter Analogwertgeber ausgebildet ist, dessen Ausgangssignale in zwei gegenläufige Spannungswerte umkodiert werden. Bei einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Ausgangssignale in komplementäre Stromwerte umkodiert werden.

Zur Durchführung einer Plausibilitätsprüfung der erhaltenen Signale wird das erhaltene Signal mit dem Signal der anderen Steuer- und Regeleinheit verglichen.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass die Steuer- und Regeleinheiten eine Überwachung der Signalleitung, die die Ausgangssignale des Pedalwegsensors als auch die Ansteuersignale des Bedienelementes den elektromechanisch betätigbaren Radbremsen an der zweiten Achse zuführt, auf Drahtbruch und/oder Kurzschluss durchführen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage mit hydraulisch und elektromechanisch betätigbaren Radbremsen;
2 ein Schaltplan einer ersten Ausführung der Erfindung mit einem Pedalwegpotentiometer, welches eine Spannung als Ausgangssignal liefert und
3 ein Schaltplan einer zweiten Ausführung der Erfindung mit einem Pedalwegsensor, der einen Strom einprägt.
Ein Schaltplan der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage ist in 1 dargestellt. Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage weist einerseits hydraulisch betätigbare Radbremsen 1 und andererseits elektromechanisch betätigbare Radbremsen 2 aus. Die hydraulisch betätigbaren Radbremsen 1 sind an einer ersten Achse des Kraftfahrzeugs, der Vorderachse, angeordnet und werden mit Hilfe eines pedalbetätigten Vakuum-Bremskraftverstärker 4 mit nachgeschaltetem Hauptzylinder 5 mit hydraulischem Druckmittel beaufschlagt. Zu diesem Zweck sind die hydraulisch betätigbaren Radbremsen 1 unter Zwischenschaltung von Einlassventilen 8 über eine Hydraulikleitung 6 mit dem Hauptzylinder 5 verbunden. Bei einem Druckabbau wird das eingesteuerte Druckmittel über Auslassventile 7 in einen drucklosen Druckmittelvorratsbehälter 9 abgelassen. Zur Ermittlung des eingesteuerten hydraulischen Drucks und zur Durchführung von Regelvorgängen, wie etwa Blockierschutzregelungen, sind mehrere Drucksensoren 10 vorgesehen.
Wie 1 weiterhin entnehmbar ist, sind an einer zweiten Achse, der Hinterachse des Kraftfahrzeugs, elektromechanisch betätigbare Radbremsen 2 angeordnet, die nach Maßgabe des in den hydraulisch betätigbaren Radbremsen 1 eingesteuerten hydraulischen Drucks betätigbar sind. Wie bereits erwähnt wird der in die hydraulisch betätigbaren Radbremsen 1 eingesteuerte Druck mit Hilfe der Drucksensoren 10 ermittelt. Auf Grundlage dieses Druckwertes werden die elektromechanisch betätigbaren Radbremsen 2 an der Hinterachse angesteuert, d.h. unter Berücksichtigung einer Bremskraftverteilungsfunktion zwischen Vorder- und Hinterachse wird eine Zuspannkraft der elektromechanisch betätigbaren Radbremsen 2 eingestellt. Außerdem können die elektromechanisch betätigbaren Radbremsen 2 nach Maßgabe des Betätigungsweges des Bremspedals 3, das bedeutet gemäß dem Wunsch des Fahrzeugführers, angesteuert werden. Dazu wird der Betätigungsweg des Bremspedals 3 mit Hilfe eines Pedalwegsensors 11 ermittelt. Die Ansteuerung der elektromechanisch betätigbaren Radbremsen 2 wird dezentral durch zwei elektronische Steuer- und Regeleinheiten 15 vorgenommen, die je einer elektromechanisch betätigbaren Radbremse 2 zugeordnet sind.
Wie in 1 lediglich schematisch angedeutet ist, weisen die elektromechanisch betätigbaren Radbremsen 2 eine Feststellbremsvorrichtung 12 auf, mit der die Radbremsen zur Durchführung einer Feststellbremsung im zugespannten Zustand verriegelbar sind. Die Feststellbremsvorrichtung 12 ist mit Hilfe eines Bedienelementes 13 ansteuerbar. Das Bedienelement 13 ist als Taster ausgebildet und weist drei Schaltstellungen für die Befehle „Spannen", „Neutral" und „Lösen" auf, wobei lediglich die mittlere Neutralstellung eine stabile Schaltstellung darstellt.
Die vorliegende Erfindung sieht nun vor, dass die Ausgangssignale des Pedalwegsensors 11 über eine Signalleitung 14 auf das Bedienelement 13 gegeben werden, wobei die Signalleitung 14 weiter zu den an den elektromechanisch betätigbaren Radbremsen 2 angebrachten Steuer- und Regeleinheiten 15 geführt wird und auch die Befehle des Bedienelementes 13 überträgt. Mit anderen Worten werden sowohl die Ausgangssignale des Pedalwegsensors 11 als auch die Ansteuersignale des Bedienelementes 13 über dieselbe Signalleitung 14 den elektromechanisch betätigbaren Radbremsen 2 zugeführt. Es handelt sich also um einen kombinierten Signaleingang. Der Signaleingang dient zur Übermittlung der Information von dem Bedienelement 13 und gleichzeitig zur Übermittlung der Information über die Stellung des Bremspedals 3. Durch die doppelte Nutzung der Signalleitung zu jeder Steuer- und Regeleinheit 15 am Rad ergibt sich als Nebeneffekt noch die Überwachung der Signalleitung 14 selber auf Drahtbruch und Kurzschluss. Die Plausibilität der Signale wird durch eine redundante Ausführung des Pedalwegsensors 11 und des Bedienelementes 13 gewährleistet, wobei jeweils eine Information nur einer Steuer- und Regeleinheit 15 am Rad zugeführt wird. Die Steuer- und Regeleinheit 15 kommunizieren untereinander über einen seriellen Datenbus, der in 1 nicht dargestellt ist. Über diesen Datenbus werden auch Informationen über die eben erwähnten Ausgangssignale des Pedalwegsensors 11 und des Bedienelementes 13 ausgetauscht und diese mit dem jeweils anderen plausibilisiert. Die Steuer- und Regeleinheiten 15 führen also eine Plausibilitätsprüfung der erhaltenen Signale durch, indem das erhaltene Signal mit dem Signal der anderen Steuer- und Regeleinheit 15 verglichen wird.
Bei der in 2 dargestellten, ersten Ausführungsform ist der Pedalwegsensor 11 als Potentiometer ausgebildet, welches eine Spannung als Ausgangssignal liefert. Wie bereits erwähnt wird das Ausgangssignal des Pedalwegsensors 11 und das Ausgangssignal des Bedienelements 13 über dieselbe Signalleitung 14 an die beiden Steuer- und Regeleinheiten 15 übertragen. Die Steuer- und Regeleinheiten 15 sind mit ECU-rechts und ECU-links bezeichnet, wobei ECU für Electronic Control Unit steht und die Ortsangabe Aufschluss darüber gibt, ob es sich um die Steuer- und Regeleinheit 15 am linken oder rechten Hinterrad des Kraftfahrzeugs handelt. Wie bereits erwähnt stehen beide Steuer- und Regeleinheiten 15 über einen seriellen Datenbus 16 miteinander in Verbindung. Außerdem weisen sie jeweils einen A/D-Wandler 17 auf. In 2 sind außerdem die Versorgungsleitung, die mit KL30 gekennzeichnet ist und das Massepotential, das mit GND für „Ground" bezeichnet ist, dargestellt. Der Zustand der Zündung des Kraftfahrzeuges liegt an einer Leitung an, die mit IGN für „Ignition" gekennzeichnet ist.
Bei der ersten Ausführung gemäß 2 wird die Pedalweg-Information in zwei gegenläufige Spannungen umkodiert, die sich beispielsweise zwischen 1/3 KL30-Potential und 2/3 KL30-Potential bewegen. Diese Spannungen werden durch das Bedienelement 13 in Neutralstellung zu den Steuer- und Regeleinheiten 15 durchgeschleift und dort analog ausgewertet. Im Falle der Betätigung des Bedienelementes 13 werden Masse- und KL30-Potential sehr niederohmig auf die Steuer- und Regeleinheiten 15 geschaltet. Auch bei Potentialversätzen zwischen den einzelnen Elementen ist aufgrund des nachfolgend beschriebenen Impedanztests immer noch unterscheid bar, ob es sich um eine Pedalweginformation oder Bedienelementinformation handelt. Jede Steuer- und Regeleinheit 15 kann einen Impedanztest durchführen, indem das Signal wechselweise nach Masse und KL30 belastet wird. Aus dem sich einstellenden Potentialsprung kann auf Betätigung des Bedienelements 13 im niederohmigen Bereich oder auf ein Ausgangssignal des Pedalwegsensors 11 im hochohmigen Bereich geschlossen werden. Erst, wenn alle Informationen zusammen passen, wird das entsprechende Kommando ausgeführt.
Bei der in 2 dargestellten, zweiten Ausführung wird ein Pedalwegsensor 11 mit komplementären Stromausgängen verwendet. Die vom Pedalwegsensor 11 ausgegebenen Stromwerte werden ebenso durch das Bedienelement 13 hindurchgeleitet. Das Bedienelement 13 in 3 weist noch eine dritte Schaltebene auf, die durch ein weiteres Steuergerät gelesen werden kann. Durch einen kombinierten Wandler, einen sogenannten I/U → U-Wandler, wird in der Strombetriebsart des Pedalwegsensors 11 dem A/D-Wandler 17 ein stromproportionales Spannungssignal geliefert und die Spannung an den Signalleitungen ungefähr auf KL30/2 gehalten. Wird das Bedienelement 13 betätigt, so wird der nominale Wandlungsbereich des kombinierten I/U → U-Wandlers unter- oder überschritten und die entsprechende Spannung am Eingang wird in logische Signale umgesetzt, die eine Betätigung des Bedienelementes 13 anzeigen.
Beide Ausführungen haben gemeinsam, dass Informationen über den Weg des Bremspedals 3 nur dann zur Verfügung stehen, wenn das Bedienelement 13 nicht betätigt wird. Dieser Informationsmangel ist funktional jedoch keine Einschränkung, da die Pedalweginformation bei der Betätigung des Bedien elementes 13 im Stillstand des Kraftfahrzeuges irrelevant ist: Das Kraftfahrzeug steht bereits und wird mit dem aktuellen Bremsdruck gehalten. Bei einer Betätigung des Bedienelementes 13 während der Fahrt handelt es sich dagegen um eine Notbremssituation und die Bremsung wird dann alleine über das Bedienelement 13 gesteuert. Auch in diesem Fall bedeutet der eben beschriebene Informationsmangel funktional keine Einschränkung.
Durch die anhand von 2 und 3 beschriebenen Anordnungen werden ein Sensorelement und ein Bedienelement, die jeweils nur zeitlich nacheinander benötigt werden, so kombiniert, dass die Summe der nötigen Signalleitungen minimal wird. Die technischen Vorteile der beschriebenen Ausführungen liegen in der Einfachheit der Anordnung und der Tatsache, dass zu jeder Steuer- und Regeleinheit 15 am Rad nur eine Signalleitung 14 für zwei Signale gelegt werden muss.

1: hydraulisch betätigbare Radbremsen
2: elektromechanisch betätigbare Radbremsen
3: Bremspedal
4: Bremskraftverstärker
5: Hauptzylinder
6: hydraulische Leitung
7: Auslassventile
8: Einlassventile
9: Druckmittelvorratsbehälter
10: Drucksensor
11: Pedalwegsensor
12: Feststellbremsvorrichtung
13: Bedienelement
14: Signalleitung
15: Steuer- und Regeleinheit
16: Datenbus
17: A/D-Wandler
18: Wandler

Claims

Kombinierte Fahrzeugbremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit elektromechanisch oder hydraulisch betätigbaren Radbremsen (1) an einer ersten Achse und mit elektromechanisch betätigbaren Radbremsen (2) an einer zweiten Achse, wobei die elektromechanisch betätigbaren Radbremsen (2) nach Maßgabe der an den Radbremsen (1) eingesteuerten Bremsanforderung bzw. daraus abgeleiteter Daten über einen Fahrzeugbus (z.B. CAN) und/oder nach Maßgabe von Ausgangssignalen eines Pedalwegsensors (11), der den Betätigungsweg eines Bremspedals (3) ermittelt, betätigbar sind, und wobei die elektromechanisch betätigbaren Radbremsen (2) eine Feststellbremsvorrichtung (12) umfassen, die mit Hilfe eines Bedienelementes (13) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Ausgangssignale mindestens eines Pedalwegsensors (11) als auch die Ansteuersignale des Bedienelementes (13) über dieselbe Signalleitung (14) den elektromechanisch betätigbaren Radbremsen (2) an der zweiten Achse zugeführt werden.
Kombinierte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den elektromechanisch betätigbaren Radbremsen (2) jeweils eine eigene Steuer- und Regeleinheit (15) zugeordnet ist und dass ein Datenbus (16) zur Kommunikation zwischen den Steuer- und Regeleinheiten (15) vorgesehen ist.
Kombinierte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale des Pedalwegsensors (11) und die Ansteuersignale des Bedien elementes (13) derart übertragen werden, dass sie von den Steuer- und Regeleinheiten (15) unterscheidbar sind.
Kombinierte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pedalwegsensor (11) als Potentiometer oder Analogwertgeber ausgebildet ist, dessen Ausgangssignale in zwei gegenläufige Spannungswerte umkodiert werden.
Kombinierte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pedalwegsensor (11) als Potentiometer oder Analogwertgeber ausgebildet ist, dessen Ausgangssignale in komplementäre Stromwerte umkodiert werden.
Kombinierte Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinheiten (15) eine Plausibilitätsprüfung der erhaltenen Signale durchführen, indem das erhaltene Signal mit dem Signal der anderen Steuer- und Regeleinheit (15) verglichen wird.
Kombinierte Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinheiten (15) eine Überwachung der Signalleitung, die die Ausgangssignale des Pedalwegsensors (11) als auch die Ansteuersignale des Bedienelementes (13) den elektromechanisch betätigbaren Radbremsen (2) an der zweiten Achse zuführt, auf Drahtbruch und/oder Kurzschluss durchführen.