DE102009045003A1

DE102009045003A1 - Automatisierte Parkbremse mit zusätzlichem Pufferspeicher

Info

Publication number: DE102009045003A1
Application number: DE200910045003
Authority: DE
Inventors: Robert Kornhaas; Hubert Schweiggart
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-03-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Parkbremssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens einen Bremsaktuator (3) einer Feststellbremse, der über einen Versorgungspfad aus einer Fahrzeugbatterie (12) mit elektrischer Leistung versorgt wird. Der wenigstens eine Bremsaktuator (3) kann auch bei einem Ausfall der Fahrzeugbatterie (12) zumindest kurzfristig noch mit elektrischer Leistung versorgt werden, wenn im Versorgungspfad ein zusätzlicher elektrischer Energiespeicher (8) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisiertes Parkbremssystem mit Eigenversorgung und ein Verfahren zur Stromversorgung des Parkbremssystems.
Stand der Technik
Automatische Feststellbremsen bzw. Parkbremsen (APB) umfassen üblicherweise ein Bedienelement, wie z. B. einen Taster, mit dem die Feststellbremse 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. eine Hydraulikpumpe oder einen Elektromotor an, um an den Rädern des Fahrzeugs Bremskraft aufzubauen oder die Bremse zu lösen.
Aus dem Stand der Technik sind automatische Parkbremsen bekannt, bei denen sich Elektromotoren direkt an den Radbremsen (sog. „Motor an Caliper”) befinden. Die Elektromotoren sind dabei üblicherweise an den Rädern der Hinterachse angeordnet. Bei einigen bekannten Parkbremssystemen können diese Elektromotoren auch zur Durchführung einer Betriebsbremsung genutzt werden. Dies ist insbesondere in Notsituationen von Vorteil, in den die hydraulische Bremsanlage ausgefallen ist, um das Fahrzeug noch mittels der Feststellbremse zu bremsen. Die einzelnen Elektromotoren sind i. d. R. über einen elektrischen Versorgungspfad mit der Fahrzeugbatterie verbunden und werden von dieser mit elektrischer Leistung versorgt. Gleiches gilt auch für ein zugehöriges APB-Steuergerät, das eine Anforderung seitens des Fahrers erkennt und die Elektromotoren entsprechend ansteuert.
Ein Problem derartiger Bremsanlagen besteht darin, dass die Bremsaktuatoren und die zugehörigen Steuergeräte bei einem Ausfall der Batterie nicht mehr mit Energie versorgt werden und ebenfalls ausfallen. Aktuell werden Fahrzeug-Bordnetze entwickelt, bei denen die Batteriekontakte bei einem Unfall des Fahrzeugs automatisch abgesprengt werden, um z. B. einen Fahrzeugbrand zu verhindern. Auch in einem solchen Fall würden die Bremsaktuatoren und das zugehörige APB-Steuergerät ausfallen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kosten und Gewicht der Versorgungsleitungen für die Elektromotoren eines Parkbremssystems zu reduzieren und gleichzeitig die Ausfallsicherheit des Systems zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 8 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, im Versorgungspfad der Elektromotoren eines Parkbremssystems einen zusätzlichen elektrischen Energiespeicher vorzusehen, der wenigstens einen Elektromotor mit elektrischer Leistung versorgt, auch wenn der Versorgungspfad zur Fahrzeugbatterie unterbrochen ist. Wenn der zusätzliche Energiespeicher ausreichend groß dimensioniert ist, kann eine Aktion, z. B. das Zuspannen oder Lösen der Feststellbremse durchgeführt werden, auch wenn die Fahrzeugbatterie nicht zur Verfügung steht. Die dazu notwendige Energie wird in diesem Fall vom zusätzlichen Energiespeicher geliefert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Parkbremssystem ferner eine Ladevorrichtung zum Laden des zusätzlichen Energiespeichers. Die Ladevorrichtung ist vorzugsweise so ausgelegt, dass der Energiespeicher wahlweise geladen oder von der Fahrzeugbatterie getrennt werden kann. Der zusätzliche Energiespeicher ist im Normalbetrieb, sofern er voll geladen ist, von der Batteriespannung getrennt. Wenn die Spannung des zusätzlichen Energiespeichers unter einen vorgegebenen Schwellenwert fällt, wird vorzugsweise ein automatischer Ladevorgang durchgeführt, bis der Energiespeicher wieder aufgeladen ist.
Der Ladestrom zum Energiespeicher ist durch entsprechende Auslegung des Energiespeichers oder durch aktive Begrenzung mittels der Ladevorrichtung vorzugsweise auf einen Maximalwert, z. B. 5 A, der geringer ist als der Stromverbrauch der Elektromotoren beim Zuspannen der Feststellbremse, begrenzt. Dadurch können die elektrischen Versorgungsleitungen kleiner dimensioniert werden und sind somit leichter und kostengünstiger.
Die Ladevorrichtung ist vorzugsweise in einer Steuervorrichtung integriert. Diese Steuervorrichtung kann z. B. ein ESP-Steuergerät sein.
Der zusätzliche Energiespeicher umfasst vorzugsweise wenigstens einen Kondensator. Dies ist eine besonders einfache und kostengünstige Realisierung.
Der zusätzliche Energiespeicher ist neben dem APB-Steuergerät vorzugsweise mit wenigstens einem weiteren Verbraucher, z. B. einem anderen Steuergerät verschaltet, der ebenfalls vom Energiespeicher mit Leistung versorgt wird.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung sind mehrere separate Steuergeräte vorgesehen, von denen jeweils eines einer Radbremse zugeordnet ist. Die APB-Steuergeräte sind vorzugsweise als bauliche Einheit mit den Elektromotoren der APB realisiert. Die APB-Steuergeräte führen vorzugsweise eine Kraftregelung durch und umfassen ferner die Leistungsendstufe für den zugehörigen Elektromotor.
Die APB-Steuergeräte erzeugen vorzugsweise ein Betriebsbereit-Signal, wenn die Ausgangsspannung des zusätzlichen Energiespeichers einen vorgegebenen Wert übersteigt, und senden dieses an ein anderes Steuergerät.
Das erfindungsgemäße Parkbremssystem ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass der zusätzliche Energiespeicher über die Ladevorrichtung aufgeladen werden kann, noch bevor die Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet ist. So kann z. B. vorgesehen sein, dass der zusätzliche Energiespeicher bereits geladen wird, wenn die Verriegelung des Fahrzeugs oder eine Tür geöffnet wird. Hierzu muss lediglich eine geeignete Sensorik und Steuerung der Ladeschaltung vorgesehen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf die die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt ist, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 die System-Architektur einer automatischen Parkbremse 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und
2 ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild der Ausführungsform von 1;
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt die die System-Architektur einer automatischen Parkbremse 1 (APB) gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Parkbremssystem 1 umfasst mehrere Einheiten 2, die jeweils einen Elektromotor 4 und ein am Rad 9 angeordnetes APB-Steuergerät 3 umfassen. Die Elektromotoren 4 dienen zum Zuspannen bzw. Lösen der Parkbremse, die Steuergeräte 3 sind im Gehäuse der Elektromotoren 4 baulich integriert und steuern die Aktion der Elektromotoren in Abhängigkeit vom Fahrerwunsch. Die Parkbremse 1 wird über einen Taster 11 betätigt. Der Betätigungszustand der APB wird mittels einer Anzeigeleuchte 7 im Cockpit angezeigt.
2 zeigt ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild der APB von 1. Die an den Rädern 9 befindlichen Einheiten 3, 4, die jeweils einen Elektromotor 4 und ein APB-Steuergerät 3 umfassen, werden aus der Fahrzeugbatterie 12 mit elektrischer Leistung versorgt. Im Versorgungspfad ist ein zusätzlicher Energiespeicher 8, wie z. B. ein Kondensator, angeordnet, der die von den Radeinheiten 3, 4 benötigte Leistung kurzfristig bereitstellen kann, insbesondere für den Fall, dass die Verbindung zur Fahrzeugbatterie unterbrochen ist.
Der zusätzliche Energiespeicher 8 wird mittels einer Ladevorrichtung 5 geladen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem ESP-Steuergerät 6 untergebracht ist. Im Normalbetrieb ist der zusätzliche Energiespeicher 8, sofern er voll geladen ist, von der Batterie 12 getrennt. Bei einer Betätigung des Tasters 11 werden die Radeinheiten 3, 4 aus dem zusätzlichen Energiespeicher 8 versorgt. Wenn die Spannung des Energiespeichers 8 unter einen vorgegebenen Schwellenwert fällt, wird er aus der Batterie 12 wieder geladen.
Der Ladestrom zum Energiespeicher wird durch die Ladevorrichtung auf einen Wert geregelt, der geringer ist als der Stromverbrauch der Elektromotoren beim Zuspannen der Feststellbremse. Dadurch können die elektrischen Versorgungsleitungen kleiner dimensioniert werden und sind somit leichter und kostengünstiger.
Wenn die Spannung am Energiespeicher 8 einen bestimmten Wert, z. B. 6 V, übersteigt, gehen die APB-Steuergeräte 3 in Betrieb und senden via Datenbus 13 ihren Status an das Steuergerät 6. Übersteigt die Spannung schließlich einen Wert von z. B. 10 V, senden die APB-Steuergeräte 3 ein Betriebsbereit-Signal. Der Energiespeicher 8 ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass die Ladezeit kürzer ist als 5 s, vorzugsweise 4 s.
Der zusätzliche Energiespeicher 8 ist so mit dem ESP-Steuergerät verschaltet, dass auch letzteres vom Energiespeicher 8 mit Leistung versorgt wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die APB-Steuergeräte 3 in den Radeinheiten integriert. Wahlweise kann die Funktion der APB-Steuergeräte 3 aber auch in einem einzigen Steuergerät integriert werden. Dies kann z. B. das ESP-Steuergerät 6 oder ein anderes Steuergerät sein.

Claims

Parkbremssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens einen Bremsaktuator (3), der über einen Versorgungspfad aus einer Fahrzeugbatterie (12) mit elektrischer Leistung versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Versorgungspfad des wenigstens einen Bremsaktuators (3) ein zusätzlicher elektrischer Energiespeicher (8) vorgesehen ist.
Parkbremssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ladevorrichtung (5) zum Laden des zusätzlichen Energiespeichers (8) vorgesehen ist, mit der der Versorgungspfad zumindest unterbrochen oder geschlossen werden kann.
Parkbremssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Energiespeicher (8) einen Kondensator aufweist.
Parkbremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (5) in einer Steuervorrichtung (6) integriert ist.
Parkbremssystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (6) ein ESP-Steuergerät ist.
Parkbremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Bremsen-Steuergeräte (3) vorgesehen sind, die mit dem zusätzlichen Energiespeicher (8) elektrisch verbunden sind.
Parkbremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere separate Bremsen-Steuergeräte (3) vorgesehen sind, von denen jeweils eines einer Radbremse zugeordnet ist.
Parkbremssystem (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die Bremsen-Steuergeräte (3) ein Betriebsbereit-Signal an ein anderes Steuergerät (6) senden, wenn die Ausgangsspannung des zusätzlichen Energiespeichers (8) einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Parkbremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Energiespeicher (8) über die Ladevorrichtung (5) aufgeladen werden kann, noch bevor die Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet ist.
Parkbremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung so ausgelegt ist, dass sie den Ladestrom für den zusätzlichen Energiespeicher auf einen Wert, z. B. maximal 5 A, begrenzt, der geringer ist als der maximale Verbrauchsstrom der Bremsaktuatoren.
Parkbremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Energiespeicher (8) von der Fahrzeugbatterie (12) getrennt ist, wenn dessen Spannung größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert.
Parkbremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Energiespeicher (8) von Ladevorrichtung (12) aufgeladen wird, wenn dessen Spannung einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.