DE102007048267A1 - Supplying circuit for supplying electrical load to electric motor of automatic parking brake, has switching device designed such that switching device is durably interconnected with polarity of direct current voltage in direction - Google Patents

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Abstract

The circuit has two supply connectors (1, 2) for feeding a direct current (DC) voltage, and a switching device (5) arranged in a supply line (11) of an electrical load (4). A third supply connector (3) feeds a control signal for switching the switching device. The switching device is designed such that the switching device is durably interconnected with a polarity of the DC voltage in a direction independent of the control signal lying in the connector (3). The switching device includes a diode (7) and a transistor (6) switched parallel to the diode.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Versorgungsschaltung zum Versorgen einer elektrischen Last, insbesondere eines Elektromotors einer automatischen Parkbremse, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine automatische Parkbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.The The invention relates to a supply circuit for supplying a electrical load, in particular an electric motor of an automatic parking brake, according to the generic term of claim 1 and an automatic parking brake according to the preamble of claim 8.

Elektrisch betätigte Feststellbremsen, die auch als automatische Parkbremsen (APB) bezeichnet werden, umfassen ein Bedienelement, wie z. B. einen Taster, mit dem die Parkbremse im Stillstand des Fahrzeugs verriegelt oder gelöst werden kann. Bei einer Betätigung des Bedienelements erkennt ein damit verbundenes Steuergerät den Feststellbremswunsch und steuert entsprechend ein Stellglied, wie z. B. einen Elektromotor, an, um an den Rädern des Fahrzeugs Bremskraft aufzubauen und somit das Fahrzeug zu halten, oder um die Bremse zu lösen.electrical actuated Parking brakes, also known as automatic parking brakes (APB) be include a control element such. As a button, with the parking brake is locked or released when the vehicle is at a standstill can. When pressed the control recognizes an associated control unit the parking brake request and controls accordingly an actuator, such. B. an electric motor, on to the wheels build up the vehicle's braking power and thus keep the vehicle or to release the brake.

Bekannte elektromechanische Systeme, auf die im Folgenden Bezug genommen wird, umfassen Elektromotoren (mit Getrieben), die sich entweder direkt an der Radbremse (sog. „motor on caliper") befinden und dort die Bremsen spannen bzw. lösen, oder die Radbremsen über einen Seilzug betätigen (sog. „cable puller").Known electromechanical systems, to which reference is made below will include electric motors (with gears) that either directly at the wheel brake (so-called "motor on caliper ") and there brace the brakes or solve, or the wheel brakes on a Operate the cable (so-called "cable puller ").

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Parkbremse beim Abstellen des Fahrzeugs automatisch – ohne dass hierzu eine Betätigung des Bedienelements notwendig wäre – anzusteuern, um das Fahrzeug im Stillstand zu sichern. Dadurch ist das Fahrzeug auch gegen Diebstahl gesichert. Zum Lösen der Parkbremse muss üblicherweise nur das Bedienelement (Taster) bedient werden, und das Fahrzeug ist wieder frei bewegbar. Bei diesen Systemen ist es relativ einfach, das Fahrzeug zu entwenden, da nur eine bestimmte Spannung (12 V) an die Elektromotoren der Parkbremse angelegt werden muss. Die Parkbremse löst sich dann von allein.Out In the prior art it is known to park the parking brake the vehicle automatically - without for this an actuation the control element would be necessary - to control, to secure the vehicle at a standstill. This is the vehicle also secured against theft. To release the parking brake usually has only the control (push button) are operated, and the vehicle is free to move again. With these systems, it is relatively easy to steal the vehicle as only a certain voltage (12 V) must be applied to the electric motors of the parking brake. The parking brake dissolves then by itself.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine automatische Parkbremse zu schaffen, die einen besseren Schutz vor unberechtigtem Lösen der Parkbremse bietet.It Now is the object of the present invention, an automatic Parking brake to provide better protection against unauthorized Solve the Parking brake offers.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patenanspruch 1 sowie Patentanspruch 8 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Is solved this task according to the invention specified by the patent claim 1 and claim 8 Characteristics. Further embodiments of the invention will become apparent the dependent claims.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, in der Versorgungsleitung wenigstens eines Elektromotors eine Schalteinrichtung vorzusehen, die über einen Steueranschluss steuerbar ist. Die Schalteinrichtung ist dabei so ausgelegt, dass sie bei Polung der Versorgungsspannung (Gleichspannung) in einer ersten Richtung dauerhaft, d. h. unabhängig von dem am Steueranschluss anliegenden Signal, durchgeschaltet ist, und bei Polung der Versorgungsspannung in der anderen Richtung mit Hilfe der Schalteinrichtung wahlweise ein- oder ausschaltbar ist. Bei Polung in der ersten Richtung – dies ist vorzugsweise die Richtung, bei der der Elektromotor die Bremse zuspannt – kann die Parkbremse unabhängig vom Steuersignal gespannt werden. Bei Polung in der anderen Richtung – dies ist vorzugsweise diejenige Richtung, bei der der Elektromotor die Bremse löst – muss dagegen ein bestimmtes Steuersignal am Steueranschluss anliegen, um den Elektromotor einzuschalten und die Bremse zu lösen. Die Parkbremse ist somit wesentlich besser gegen unberechtigtes Lösen geschützt.One essential aspect of the invention is in the supply line at least one electric motor to provide a switching device, the above a control terminal is controllable. The switching device is included designed so that when the supply voltage (DC voltage) is polarized in a first direction permanently, d. H. regardless of the at the control terminal applied signal, is turned on, and when polarity of the supply voltage in the other direction with the help of the switching device optionally can be switched on or off. When polarity in the first direction - this is preferable the direction in which the electric motor applies the brake - can the Parking brake independently be stretched by the control signal. When polarity in the other direction - this is preferably the direction in which the electric motor, the brake triggers - must against a certain control signal applied to the control terminal to the Turn on the electric motor and release the brake. The parking brake is thus much better protected against unauthorized loosening.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Schalteinrichtung eine Diode und einen parallel dazu geschalteten Transistor. Bei Polung der Versorgungsspannung in Durchlassrichtung der Diode kann die elektrische Last (Elektromotor) somit unabhängig vom Steuersignal betrieben werden. Bei umgekehrter Polung ist die elektrische Last dagegen nur über den Transistor schaltbar. Die Diode ist vorzugsweise derart verschaltet, dass deren Durchlassrichtung der Stromrichtung entspricht, bei der der Elektromotor die Bremse zuspannt.According to one preferred embodiment of Invention, the switching device comprises a diode and a parallel connected transistor. With polarity of the supply voltage in the forward direction of the diode, the electrical load (electric motor) thus independent be operated by the control signal. In reverse polarity is the electrical load, however, only about the transistor switchable. The diode is preferably connected in such a way that their passage direction corresponds to the flow direction, in the the electric motor applies the brake.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Schalteinrichtung mittels eines Spannungssignals gesteuert, das vorzugsweise einen unterschiedlichen Pegel aufweist wie die Versorgungsspannung. Das Spannungsniveau des Steuersignals ist vorzugsweise etwa 5 V bis 10 V höher als die Versorgungsspannung. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Parkbremse durch bloßes Anlegen der Betriebsspannung am Steueranschluss gelöst wird.According to one first embodiment The invention relates to the switching device by means of a voltage signal controlled, which preferably has a different level like the supply voltage. The voltage level of the control signal is preferably about 5 V to 10 V higher than the supply voltage. In this way it can be prevented that the parking brake by Sheer Applying the operating voltage is released at the control terminal.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist das Steuersignal ein kodiertes Signal, wie z. B. eine bestimmte Pulsfolge. In diesem Fall ist ein Decoder vorgesehen, der das Steuersignal decodiert. Der Decoder ist vorzugsweise mit einem Spannungsumsetzer verbunden, der im Falle eines passenden Steuersignals den zum Schalten erforderlichen Spannungspegel erzeugt. Der Spannungsumsetzer ist vorzugsweise eine Ladungspumpe (charge pump), die beispielsweise einen um 5 V bis 10 V höheren Signalpegel erzeugt. Die Ladungspumpe ist vorzugsweise mit dem Steueranschluss (z. B. dem Gate bzw. der Basis) des Transistors verbunden.According to one second embodiment the invention, the control signal is a coded signal, such. B. a specific pulse train. In this case, a decoder is provided, which decodes the control signal. The decoder is preferably with connected to a voltage converter, which in case of a matching Control signal generates the required voltage level for switching. The voltage converter is preferably a charge pump, which generates, for example, a 5 V to 10 V higher signal level. The charge pump is preferably connected to the control terminal (eg. the gate or the base) of the transistor.

Die erfindungsgemäße Versorgungsschaltung umfasst vorzugsweise auch Mittel zum Schutz der Schalteinrichtung vor Überspannungen. Eine besonders einfache Schaltung umfasst beispielsweise einen Widerstand und eine Zenerdiode, die zwischen die Versorgungsanschlüsse, parallel zur Last, in Serie geschaltet sind.The supply circuit according to the invention preferably also comprises means for protection the switching device against overvoltages. A particularly simple circuit comprises, for example, a resistor and a zener diode, which are connected in series between the supply terminals, parallel to the load.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be exemplified below with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 ein schematisches Blockschaltbild einer automatischen Parkbremse; 1 a schematic block diagram of an automatic parking brake;

2 eine Versorgungsschaltung für die Elektromotoren gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und 2 a supply circuit for the electric motors according to a first embodiment of the invention; and

3 eine Versorgungsschaltung für die Elektromotoren gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. 3 a supply circuit for the electric motors according to a second embodiment of the invention.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

1 zeigt ein Prinzipschaltbild einer automatischen Parkbremse vom Typ „motor on caliper". Die Parkbremse umfasst zwei Elektromotoren 4a, 4b, die an den Bremssätteln (engl. caliper) 21a, 21b angeordnet sind. Die zugehörigen Bremsscheiben sind mit 19a, 19b bezeichnet. Die Elektromotoren 4a, 4b werden von einem Steuergerät 15 angesteuert, um die Parkbremse zu spannen oder zu lösen. Die Versorgungsleitungen zwischen dem Steuergerät 15 und den Elektromotoren 4a, 4b sind mit den Bezugszeichen 11a, 11b bezeichnet. 1 shows a block diagram of an automatic parking brake of the type "motor on caliper." The parking brake comprises two electric motors 4a . 4b attached to calipers 21a . 21b are arranged. The associated brake discs are with 19a . 19b designated. The electric motors 4a . 4b be from a controller 15 controlled to tension or release the parking brake. The supply lines between the control unit 15 and the electric motors 4a . 4b are with the reference numerals 11a . 11b designated.

Die Parkbremse umfasst ferner ein Bedienelement (Taster 16) zum Betätigen der Parkbremse. Bei einer Betätigung des Tasters 16 erkennt das damit verbundene Steuergerät 15 den Feststellbremswunsch und steuert die Elektromotoren 4a, 4b entsprechend an. Je nachdem, ob die Bremse verriegelt oder gelöst werden soll, wird die Gleichspannung mit einer ersten Polung oder mit umgekehrter Polung durchgeschaltet. Die Elektromotoren 4a, 4b drehen sich dadurch in eine erste oder in die entgegengesetzte Richtung.The parking brake further comprises an operating element (button 16 ) for actuating the parking brake. Upon actuation of the button 16 recognizes the associated control unit 15 the parking brake request and controls the electric motors 4a . 4b accordingly. Depending on whether the brake is to be locked or released, the DC voltage is switched through with a first polarity or with reverse polarity. The electric motors 4a . 4b Turning in a first or in the opposite direction.

Eine Stellanforderung kann auch von einem anderen Steuergerät, wie z. B. dem ESP-Steuergerät 22 ausgehen, wenn das Fahrzeug z. B. abgestellt wird und die Parkbremse automatisch angezogen werden soll. Das Bremsen-Steuergerät 15 und das ESP-Steuergerät 22 stehen über einen Bus (CAN) miteinander in Verbindung. Der aktuelle Zustand der Parkbremse wird mittels einer Anzeigenleuchte 17 in der Instrumententafel angezeigt.An actuating request can also be from another control device, such. B. the ESP control unit 22 go out when the vehicle z. B. is parked and the parking brake should be automatically tightened. The brake control unit 15 and the ESP controller 22 communicate with each other via a bus (CAN). The current state of the parking brake is by means of a display light 17 displayed in the instrument panel.

2 zeigt eine Versorgungsschaltung für einen der Elektromotoren 4. Die Versorgungsschaltung hat zwei Versorgungsanschlüsse 1, 2, an denen im Betrieb eine Gleichspannung angelegt wird, sowie einen dritten Anschluss 3 (Steueranschluss), über den die Versorgung des Elektromotors 4 ein- und ausschaltbar ist. Die Versorgungsschaltung umfasst ferner eine Diebstahlschutzschaltung 5, 12 zum Verhindern des unberechtigten Lösens der Bremse. In der Versorgungsleitung 11 des Elektromotors 4 ist hierzu eine Schalteinrichtung 5 vorgesehen, die eine Diode 7 und einen parallel dazu geschalteten Transistor 6 aufweist. Der Steueranschluss 3 ist mit dem Gate des Transistors 6 verbunden. 2 shows a supply circuit for one of the electric motors 4 , The supply circuit has two supply connections 1 . 2 in which a DC voltage is applied during operation and a third connection 3 (Control terminal), via which the supply of the electric motor 4 can be switched on and off. The supply circuit further comprises an anti-theft circuit 5 . 12 for preventing the unauthorized release of the brake. In the supply line 11 of the electric motor 4 this is a switching device 5 provided that a diode 7 and a transistor connected in parallel therewith 6 having. The control connection 3 is to the gate of the transistor 6 connected.

Wenn die Versorgungsspannung (an den Klemmen Up und Um) so gepolt ist, dass das Versorgungspotential (plus) am Anschluss 2, und das Referenzpotential (Masse) am Anschluss 1 anliegt, kann der Elektromotor 4 unabhängig vom Steuersignal A betrieben werden (die Diode 7 ist in Durchlassrichtung gepolt). Der Elektromotor ist so angeschlossen, dass er bei dieser Polung die Bremse zuspannt. Bei einer Polung der Versorgungsspannung in umgekehrter Richtung – „Plus" liegt an Anschluss 1 und „Minus" an Anschluss 2 – muss der Transistor 6 durchgeschaltet werden, um den Elektromotor 4 zu bestromen. Die Parkbremse kann unabhängig vom Steuersignal A also nur zugespannt werden. Für das Lösen der Bremse muss dagegen das passende Steuersignal A anliegen. Die Schaltschwelle des Transistors 6 kann beispielsweise bei einer Gate-Source-Spannung von etwa 10 V liegen.If the supply voltage (at the terminals Up and Um) is polarized so that the supply potential (plus) at the connection 2 , and the reference potential (ground) at the terminal 1 is applied, the electric motor 4 be operated independently of the control signal A (the diode 7 is poled in the forward direction). The electric motor is connected so that it applies the brake during this polarity. If the supply voltage is reversed in the opposite direction - "plus" is connected to the connection 1 and "minus" to connection 2 - must the transistor 6 be switched through to the electric motor 4 to energize. The parking brake can thus be energized independently of the control signal A. For releasing the brake, however, the appropriate control signal A must be present. The switching threshold of the transistor 6 may for example be at a gate-source voltage of about 10V.

Zur Erzeugung des höheren Spannungsniveaus am Steueranschluss 3 ist ein Spannungshochsetzer 12 vorgesehen. Der Spannungshochsetzer 12 ist vorzugsweise mit dem Steuergerät 15 verbunden.To generate the higher voltage level at the control terminal 3 is a voltage booster 12 intended. The voltage booster 12 is preferably with the controller 15 connected.

Zum Schutz des Transistors 6 und des Motors 4 vor Überspannungen ist außerdem eine Schutzschaltung mit den Elementen 8–10 vorgesehen. Die Schutzschaltung umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Widerstand 8, eine Zenerdiode 9 und eine Diode 10, wobei die beiden Dioden 9, 10 in entgegengesetzter Richtung, jeweils in Sperrrichtung gepolt sind. Die Schutzschaltung ist zwischen den Versorgungsanschluss 1 und den Versorgungsanschluss 2, parallel zum Elektromotor 4 geschaltet.To protect the transistor 6 and the engine 4 Overvoltage is also a protection circuit with the elements 8th - 10 intended. The protection circuit comprises a resistor in this embodiment 8th , a Zener diode 9 and a diode 10 , where the two diodes 9 . 10 in the opposite direction, each poled in the reverse direction. The protection circuit is between the supply connection 1 and the supply connection 2 , parallel to the electric motor 4 connected.

Die einzelnen Anschlüsse 1–3 sind in einem Stecker 20 zusammen gefasst, der in gestrichelten Linien angedeutet ist.The individual connections 1 - 3 are in a plug 20 summarized, which is indicated in dashed lines.

3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Versorgungsschaltung für einen Elektromotor 4 einer automatischen Parkbremse. Die Versorgungsschaltung umfasst wiederum eine Diebstahlschutzschaltung mit einer Diode 7 und einem parallel dazu geschalteten Transistor 6. Im Unterschied zu 2 wird hier jedoch ein codiertes Signal genutzt, um die Parkbremse zu lösen. 3 shows a second embodiment of a supply circuit for an electric motor 4 an automatic parking brake. The supply circuit again comprises an anti-theft circuit with a diode 7 and a transistor connected in parallel thereto 6 , In contrast to 2 However, here is a coded signal used to the Parking brake to solve.

Die Versorgungsschaltung umfasst entsprechend einen Decoder 13 und eine Ladungspumpe 14 zum Bereitstellen der Steuerspannung für den Transistor 6. Der Decoder 13 ist am Steueranschluss 3 angeschlossen und decodiert das empfangene Steuersignal. Bei Erkennen eines passenden Steuersignals A erzeugt die Ladungspumpe 14 die erforderliche Spannung, die am Steueranschluss (Gate) des Transistors 6 angelegt wird. Der Decoder 13 und die Ladungspumpe 14 werden über den Versorgungsanschluss 1 und eine Diode 23 mit elektrischer Leistung versorgt. Eine weitere Diode 24 verbindet die Einheiten 13 und 14 mit dem Versorgungsanschluss 2.The supply circuit accordingly comprises a decoder 13 and a charge pump 14 for providing the control voltage for the transistor 6 , The decoder 13 is at the control terminal 3 Connects and decodes the received control signal. Upon detection of a matching control signal A, the charge pump generates 14 the required voltage at the control terminal (gate) of the transistor 6 is created. The decoder 13 and the charge pump 14 be via the supply connection 1 and a diode 23 supplied with electrical power. Another diode 24 connects the units 13 and 14 with the supply connection 2 ,

Die zweite Ausführungsform mit dem Decoder 13 bietet einen nochmals besseren Schutz.The second embodiment with the decoder 13 provides even better protection.

Claims (8)

Versorgungsschaltung zum Versorgen einer elektrischen Last (4), insbesondere eines Elektromotors (4) einer automatischen Parkbremse, umfassend zwei Versorgungsanschlüsse (1, 2) zum Anlegen einer Gleichspannung, eine in der Versorgungsleitung (11) der Last (4) angeordnete Schalteinrichtung (5) und einen dritten Anschluss (3), an dem ein Steuersignal (A) zum Schalten der Schalteinrichtung (5) anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (5) derart ausgelegt ist, dass sie bei Polung der Gleichspannung in einer ersten Richtung dauerhaft durchgeschaltet ist, unabhängig von dem am dritten Anschluss (3) anliegenden Steuersignal (A), und bei Polung der Gleichspannung in der umgekehrten Richtung wahlweise ein- oder ausschaltbar ist.Supply circuit for supplying an electrical load ( 4 ), in particular an electric motor ( 4 ) of an automatic parking brake, comprising two supply connections ( 1 . 2 ) for applying a DC voltage, one in the supply line ( 11 ) of the load ( 4 ) arranged switching device ( 5 ) and a third port ( 3 ), to which a control signal (A) for switching the switching device ( 5 ) can be applied, characterized in that the switching device ( 5 ) is designed such that it is permanently switched through when the DC voltage is polarized in a first direction, independently of that at the third terminal ( 3 ) adjacent control signal (A), and in polarity of the DC voltage in the reverse direction is selectively switched on or off. Versorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (5) eine Diode (7) und einen parallel dazu geschalteten Transistor (6) umfasst.Supply circuit according to claim 1, characterized in that the switching device ( 5 ) a diode ( 7 ) and a parallel connected transistor ( 6 ). Versorgungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (5) mittels eines Spannungssignals angesteuert wird, das einen anderen Pegel als die Gleichspannung aufweist.Supply circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the switching device ( 5 ) is driven by means of a voltage signal having a different level than the DC voltage. Versorgungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Decoder (13) vorgesehen ist, der mit dem dritten Anschluss (3) der Schalteinrichtung (5) verbunden ist und ein am dritten Anschluss (3) anliegendes Steuersignal (A) dekodiert.Supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that a decoder ( 13 ) provided with the third port ( 3 ) of the switching device ( 5 ) and one at the third port ( 3 ) decoded control signal (A). Versorgungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ladungspumpe (14) vorgesehen ist, die mit dem Decoder (13) und einem Steueranschluss (G) der Schalteinrichtung (5) verbunden ist.Supply circuit according to claim 4, characterized in that a charge pump ( 14 ) provided with the decoder ( 13 ) and a control terminal (G) of the switching device ( 5 ) connected is. Versorgungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (8–10) zum Schutz der Schalteinrichtung (5) vor Überspannung vorgesehen sind.Supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that means ( 8th - 10 ) for the protection of the switching device ( 5 ) are provided before overvoltage. Versorgungsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen Widerstand (8) und eine Zenerdiode (9) umfassen.Supply circuit according to Claim 6, characterized in that the means comprise a resistor ( 8th ) and a zener diode ( 9 ). Automatische Parkbremse mit wenigstens einem Elektromotor (4) und einer Versorgungsschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zum Versorgen des Elektromotors (4) mit elektrischer Leistung.Automatic parking brake with at least one electric motor ( 4 ) and a supply circuit according to one of the preceding claims for supplying the electric motor ( 4 ) with electrical power.
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