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Vorliegend werden eine Wegfahrsperrenanordnung, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Wegfahrsperrenanordnung beschrieben.
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Wegfahrsperren sind Einrichtungen an Kraftfahrzeugen, die verhindern sollen, dass diese unbefugt in Betrieb genommen werden können.
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In vielen Ländern sind elektronische Wegfahrsperren gesetzlich vorgeschrieben. Bei diesen elektronischen Wegfahrsperren sind unter anderem sogenannte Dreikreisunterbrechungen bekannt, die Zündung, Treibstoffzufuhr und Anlasser mit Hilfe eines Relais überbrücken. Des Weiteren sind elektronische Wegfahrsperren bekannt, die in das Motorsteuergerät eingreifen und eine Freigabe erteilen, ohne die der Motor nicht anspringt. Die Kommunikation entsprechender Freigaben erfolgt meist über ein Bussystem des Kraftfahrzeugs und ist verschlüsselt. Wegfahrsperren werden häufig durch Funksender entsperrt, die in der Regel in Schlüsseln - in der umgangssprachlichen Bedeutung - des Kraftfahrzeugs integriert sind, welche als Transponder fungieren. Die Kommunikation kann verschlüsselt oder unverschlüsselt erfolgen.
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Wegfahrsperren können zudem auch eine mechanische Komponente aufweisen, beispielsweise eine über die Wegfahrsperrensteuerung gesteuerte Sperrvorrichtung eines Lenkrades, durch das ein Betätigen einer Lenkung des entsprechenden Kraftfahrzeugs nicht möglich ist.
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Das Vorsehen einer mechanischen Wegfahrsperre bedingt eine erhöhte Fahrzeugkomplexität, die den Entwicklungsaufwand sowie die Kosten eines entsprechend ausgestatteten Kraftfahrzeugs erhöhen.
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In der
DE 10 2016 004 218 A1 wird eine Wegfahrsperrenanordnung eines Kraftfahrzeugs beschrieben, mit einer Bremse, die von wenigstens einem Motor elektrisch betätigbar ist, wobei der wenigstens eine Motor von einer Bremssteuerung gesteuert wird, und einer Wegfahrsperrensteuerung zum Aktivieren und Deaktivieren der Wegfahrsperre des Kraftfahrzeugs, die zum Empfang einer Autorisierung über eine Benutzeridentifikationsvorrichtung zum Aufheben der Wegfahrsperre ausgebildet ist, wobei die Bremse als Wegfahrsperre dient, wobei wenigstens ein Strompfad zum Betätigen des Motors vorgesehen ist, der mit der Wegfahrsperrensteuerung gekoppelt ist, wobei eine Filterschaltung in wenigstens einen Bremssattel und/oder den Motor der Bremse integriert ist.
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Die zuvor beschriebene Filterschaltung ist über ein Bussystem in die Fahrzeugkommunikation eingebunden. Dies erhöht den Konstruktions- und Herstellungsaufwand.
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Somit stellt sich die Aufgabe, Wegfahrsperrenanordnungen, Kraftfahrzeuge und Verfahren zur Betätigung einer Wegfahrsperrenanordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine kostengünstigere mechanische Wegfahrsperrenlösung als bislang möglich ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Wegfahrsperrenanordnung gemäß Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 5 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Wegfahrsperrenanordnung gemäß dem nebengeordneten Anspruch 6. Weiterführende Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Nachfolgend wird eine Wegfahrsperrenanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer Feststellbremse beschrieben, die von wenigstens einem Motor elektrisch betätigbar ist, wobei der wenigstens eine Motor von einer Bremsensteuerung gesteuert ist, und einer separat zur Feststellbremse angeordneten Wegfahrsperrensteuerung zur Aktivierung und Deaktivierung der Wegfahrsperre des Kraftfahrzeugs, die zum Empfang einer Autorisierung über eine Benutzeridentifikationsvorrichtung und bei erfolgreicher Autorisierung zum Aufheben der Wegfahrsperre ausgebildet ist, wobei die Feststellbremse als Wegfahrsperre dient, wobei Feststellbremse und Bremsensteuerung über ein zweiadriges Kabel zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung oder Diagnosespannung für die Feststellbremse miteinander verbunden sind, wobei in der Feststellbremse ein Mikrocontroller zur Steuerung des wenigstens einen Motors vorgesehen ist, wobei die Bremsensteuerung dazu ausgebildet ist, ein codiertes Signal auf die Versorgungsspannung oder Diagnosespannung aufzumodulieren, wobei der Mikrocontroller dazu ausgebildet ist, das codierte Signal zu lesen und eine Aktivierung des wenigstens einen Motors erst nach erfolgreicher Authentifizierung zuzulassen.
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Eine Versorgungsspannung dient zur Bereitstellung der zum Betrieb notwendigen Energie, wohingegen eine Diagnosespannung zur Systemprüfung dient. Diagnosespannungen haben in der Regel geringere Spannungsamplituden Als Versorgungsspannungen und sind hochohmiger.
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Mithilfe der vorliegend beschriebenen Wegfahrsperrenanordnung kann einerseits auf die Anbindung der Feststellbremse an ein Bussystem zur Kommunikation mit einer Wegfahrsperrensteuerung verzichtet werden, was die Kosten einer entsprechenden Wegfahrsperrenanordnung senkt. Des Weiteren ist die vorliegend beschriebene Wegfahrsperrenanordnung manipulationssicher, sodass ein Umgehen der Wegfahrsperre erheblich erschwert ist.
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Viele Kraftfahrzeuge weisen bereits heute elektrisch betätigbare Feststellbremsen auf. Der entsprechende Motor, oft Aktuator bezeichnet, kann dabei zentral für mehrere Bremsen, zum Beispiel beide Bremsen der Hinterachse, vorgesehen sein, wobei die Bremsen in diesem Fall häufig über einen Seilzug mit dem Motor gekoppelt sind. Es sind alternativ auch Bremsanlagen bekannt, bei denen ein Aktuator einer einzelnen Radbremse zugeordnet ist. Es ist bekannt, solche Aktuatoren direkt am bzw. im Bremssattel anzuordnen. Entsprechende Systeme sind in aller Regel zusätzlich zu hydraulischen Bremssystemen vorgesehen.
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Durch das Koppeln des entsprechenden, die Bremse betätigenden Motors mit der Wegfahrsperrensteuerung kann die entsprechende Bremse als mechanische Wegfahrsperre verwendet werden, sodass ein Bewegen des Kraftfahrzeugs bereits mechanisch verhindert wird. Der Bauteilmehraufwand einer solchen Lösung ist minimal. Dadurch, dass der Strompfad von dem Mikrocontroller beeinflusst wird, kann ein Stromfluss, der zum Lösen der entsprechenden Bremse notwendig ist, unterbrochen gehalten werden, solange kein Freigabesignal vorliegt. Liegt ein entsprechendes Freigabesignal vor, das nach Empfang einer Autorisierung über die Benutzeridentifikationsvorrichtung zum Aufheben der Wegfahrsperre empfangen wurde, kann die entsprechende Bremse zum Wegfahren des Kraftfahrzeugs gelöst werden. Dabei ist der Mikrocontroller in die Feststellbremse integriert.
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Eine entsprechende Benutzeridentifikationsvorrichtung kann beispielsweise in Form eines Senders ausgebildet sein, insbesondere in Form eines Funksenders, wobei ein entsprechender Funksender auch andere Funktionen übernehmen kann, beispielsweise ein Entriegeln oder Verriegeln von Türschlössern eines entsprechenden Kraftfahrzeugs sowie ein Zulassen eines Startens des Kraftfahrzeugs. Entsprechende Funksender werden häufig umgangssprachlich als Schlüssel bezeichnet. Die Autorisierung kann in unverschlüsselter oder insbesondere in verschlüsselter Form erfolgen und von der Wegfahrsperrensteuerung abhängig vom Übertragungsweg auf geeignete Weise empfangen werden, beispielsweise als Kommunikation über ein Bussystem, wodurch die Wegfahrsperre den Strompfad zum Betätigen des Motors der Bremse freigeben kann.
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In einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Mikrocontroller zusammen mit dem Motor in einem Gehäuse der Feststellbremse angeordnet ist. Mit einer Kapselung von Motor und Mikrocontroller in einem gemeinsamen Gehäuse wird eine unbefugte Bestromung des Motors verhindert oder zumindest erheblich erschwert. Entsprechende Feststellbremsen werden meist entweder als Aktuatormodul konzipiert, sodass in diesem Fall ein entsprechender Mikrocontroller gemäß der vorliegenden Ausgestaltung in das Modul integriert werden kann, oder als Motor im Bremssattel, sodass in diesem Fall ein entsprechender Mikrocontroller gemäß der vorliegenden Ausgestaltung entweder in ein Motorgehäuse oder in einen Bremssattel integriert werden kann.
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In einer weiterführenden Ausgestaltung kann der Mikrocontroller eingegossen sein, sodass eine zerstörungsfreie Zugänglichkeit des Mikrocontrollers ausgeschlossen ist.
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In einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Mikrocontroller mit einem Energiespeicher, insbesondere einem Kondensator, zur Energieversorgung des Mikrocontrollers verbunden ist. Auf diese Weise kann der Mikrocontroller eine Weile lang ohne externe Stromversorgung aktiv bleiben, beispielsweise zum Überbrücken stromloser Zeitabschnitte, zum Beispiel wenn die Bremsensteuerung von einer Steuerungsphase zur nächsten wechselt. Sobald die in dem Energiespeicher gespeicherte Energie aufgebraucht ist, wird der Mikrocontroller inaktiv.
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In einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Mikrocontroller mit einem Schalter verbunden ist, wobei der Mikrocontroller zur Betätigung des Schalters ausgebildet ist, wobei der Schalter in einer ersten Stellung einen Stromfluss zwischen Bremsensteuerung und Motor unterbricht, wobei der Schalter in einer zweiten Stellung einen Stromfluss zwischen Bremsensteuerung und Motor zulässt. Auf diese Weise kann der Mikrocontroller eine Betätigung des Motors ohne Aufhebung der Wegfahrsperre unterbinden. Der Schalter kann beispielsweise als MOSFET, Relais oder Ähnliches ausgebildet sein.
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Ein erster unabhängiger Gegenstand betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Wegfahrsperrenanordnung der vorgenannten Art.
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Ein weiterer unabhängiger Gegenstand betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Wegfahrsperrenanordnung, insbesondere einer Wegfahrsperrenanordnung der vorgenannten Art, wobei die Wegfahrsperrenanordnung durch eine Benutzeridentifikationsvorrichtung entsperrt wird, wobei eine Wegfahrsperrensteuerung ein codiertes Signal an eine Bremsensteuerung einer Feststellbremse übersendet, wobei ein Mikrocontroller in der Bremsensteuerung das codierte Signal prüft und bei erfolgreicher Prüfung eine Ansteuerung eines Motors der Feststellbremse zum Lösen der Feststellbremse freigibt.
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Eine erste weiterführende Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass mittels der Wegfahrsperrensteuerung vor Übersendung des codierten Signals eine Aufweckspannung bereitgestellt wird, sodass der Mikrocontroller starten bzw. hochfahren kann.
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Gemäß einer anderen weiterführenden Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Mikrocontroller einen Energiespeicher lädt, insbesondere einen Kondensator. Auf diese Weise kann der Mikrocontroller stromlose Phasen überbrücken, z.B. um während eines Wechsel verschiedener Betriebsphasen der Wegfahrsperrensteuerung in Betrieb zu bleiben.
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In einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das codierte Signal in Form eines Spannungsverlaufs oder eines PWM-Signals übermittelt wird. Entsprechende Codierungsverfahren funktionieren zuverlässig und lassen sich auf Betriebs- bzw. Versorgungsspannungen oder Diagnosespannungen aufprägen.
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In einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Mikrocontroller bei Erstinbetriebnahme das codierte Signal der Wegfahrsperrensteuerung speichert. Auf diese Weise können Wegfahrsperrensteuerung und Mikrocontroller in der Produktion einfach gepaart werden.
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Ein weiterer unabhängiger Gegenstand betrifft eine Vorrichtung zum Betrieb einer Wegfahrsperrenanordnung, insbesondere einer Wegfahrsperrenanordnung der vorgenannten Art, wobei eine Entsperrvorrichtung zum Entsperren der Wegfahrsperrenanordnung durch eine Benutzeridentifikationsvorrichtung vorgesehen ist, wobei eine Übermittlungsvorrichtung zum Übersenden eines codierten Signals von der Wegfahrsperrensteuerung an eine Bremsensteuerung vorgesehen ist, wobei ein Mikrocontroller in der Bremssteuerung vorgesehen ist, der zum Prüfen des codierten Signals ausgebildet ist, wobei der Mikrocontroller dazu ausgebildet ist, bei erfolgreicher Prüfung eine Ansteuerung eines Motors der Feststellbremse zum Lösen der Feststellbremse freizugeben.
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In einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer Aufweckspannung vorgesehen ist, um den Mikrocontroller vor Übersendung des codierten Signals zu starten.
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Des Weiteren kann in einer weiterführenden Ausgestaltung ein Energiespeicher, insbesondere ein Kondensator, vorgesehen sein, wobei der Mikrocontroller dazu ausgebildet ist, den Energiespeicher zu laden.
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In einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, das codierte Signal in Form eines Spannungsverlaufs oder eines PWM-Signals zu übermitteln.
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In einer darüber hinausgehenden weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Mikrocontroller dazu eingerichtet ist, bei Erstinbetriebnahme das codierte Signal der Wegfahrsperrensteuerung zu speichern.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei zeigen schematisch:
- 1 ein Kraftfahrzeug mit einer Wegfahrsperrenanordnung, sowie
- 2A - 2E die Wegfahrsperrenanordnung aus 1 in mehreren Phasen des Betriebs.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 2 mit einer Wegfahrsperrenanordnung 4 (gestrichelt umrahmt).
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Die Wegfahrsperrenanordnung 4 wirkt auf die Hinterradbremsen 6. Pro Rad ist je eine Hinterradbremse 6 vorgesehen. Die Hinterradbremsen 6 weisen jeweils Bremszangen 8 auf, die einerseits als Betriebsbremsen hydraulisch und andererseits mittels je einer Motoreinheit 10 betätigbar sind.
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Die Motoreinheiten 10 ermöglichen die Verwendung der Hinterradbremsen 6 als Feststellbremse. Die Feststellbremse wird zum Abstellen des Kraftfahrzeugs 2 benutzt, um dieses gegen Wegrollen zu sichern. Dazu wird die jeweilige Motoreinheit 10 in eine Schließrichtung betätigt, um Bremsbacken der Hinterradbremsen 6 an zugehörige Bremsscheiben oder -trommeln zu pressen. Zum Losfahren des Kraftfahrzeugs 2 ist es erforderlich, die Hinterradbremsen 6 zu lösen, wozu die Motoreinheit in 10 in eine Öffnungsrichtung betätigt werden müssen.
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Die Motoreinheiten 10 können darüber hinaus je nach Ausstattung des Kraftfahrzeugs 2 dazu verwendet werden, einen Rückrollschutz beim Anfahren zu verwirklichen.
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Die Motoreinheiten 10 sind mit einer Wegfahrsperrensteuerung 12 verbunden, die ein Lösen der Hinterradbremsen 6 unterbindet, solange die Wegfahrsperre nicht entsperrt ist. Beim Abstellen des Kraftfahrzeugs 2 veranlasst die Wegfahrsperrensteuerung 12, dass die Hinterradbremsen 6 mittels der Motoreinheiten 10 angezogen werden. Dies kann beispielsweise mittels einer Benutzeridentifikationsvorrichtung 14 (Funkschlüssel) geschehen.
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Die 2A bis 2E zeigen die Wegfahrsperrenanordnung 4 in unterschiedlichen Betriebsphasen. Dabei werden bestromte Leitungen durchgezogen, unbestromte Leitungen gestrichelt dargestellt.
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2A zeigt die Wegfahrsperrenanordnung 4 in einem Ausgangszustand vor Freigabe der Wegfahrsperre zu einem Zeitpunkt t0.
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Die Motoreinheit 10 weist ein Gehäuse 16 auf, in dem ein Motor 18, eine Bremsensteuerung 20 (gestrichelt umrahmt) sowie ein Mikrocontroller 22 angeordnet sind.
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Der Mikrocontroller 22 steuert einen Schalter 24, der einen Stromfluss zum Motor 18 ermöglicht oder unterbindet.
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Der Mikrocontroller 22 ist des Weiteren mit einem Kondensator 26 verbunden, der durch den Mikrocontroller 22 geladen werden kann.
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Die Wegfahrsperrensteuerung 12 ist über ein zweiadriges Kabel 28 mit der Motoreinheit 10 verbunden.
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2B zeigt die Wegfahrsperrenanordnung 4 nach einer Aufweckphase zu einem Zeitpunkt t1.
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Zu diesem Zeitpunkt hat die Wegfahrsperrensteuerung 12 eine Aufweckspannung 30 bereitgestellt, die zum Hochfahren des Mikrocontrollers 22 reicht. Zudem hat der Mikrocontroller durch die Aufweckspannung 30 genügend Energie erhalten, um den Kondensator 26 zu laden.
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2C zeigt die Wegfahrsperrenanordnung 4 während der Freigabe der Wegfahrsperre zu einem Zeitpunkt t2.
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Die Wegfahrsperrensteuerung 12 hat ein einzigartiges codiertes Signal 32 erzeugt und über das zweiadrige Kabel 28 an die Bremsensteuerung 20 übermittelt. Das codierte Signal 32 wird von den Mikrocontroller 22 gelesen und mit einem im Mikrocontroller 22 gespeicherten Signal verglichen.
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Bei Übereinstimmung des codierten Signals 32 mit dem im Mikrocontroller 22 gespeicherten Signal wird der Schalter 24 vom Mikrocontroller 22 betätigt, sodass der Motor 18 mit Strom versorgt werden kann, um die Hinterradbremse 6 zu lösen.
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2D zeigt die Wegfahrsperrenanordnung 4 während des Lösens der Hinterradbremse 6 zu einem Zeitpunkt t3.
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Durch die Freigabe des Schalters 24 kann eine Versorgungsspannung 34 von der Wegfahrsperrensteuerung 12 zum Motor 18 fließen, sodass der Motor 18 betätigt wird.
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2E zeigt die Wegfahrsperrenanordnung 4 in einem Moment kurz nach Lösen der Wegfahrsperre zu einem Zeitpunkt t4.
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Zu diesem Zeitpunkt wieder Mikrocontroller 22 noch durch im Kondensator 26 gespeicherte Energie in Betrieb gehalten. Sobald die im Kondensator 26 gespeicherte Energie aufgebraucht ist, wird der Mikrocontroller 22 stromlos und dadurch inaktiv, wodurch der in 2A gezeigte Ausgangszustand wieder erreicht ist.
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Obwohl der Gegenstand im Detail durch Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kraftfahrzeug
- 4
- Wegfahrsperrenanordnung
- 6
- Hinterradbremse
- 8
- Bremszange
- 10
- Motoreinheit
- 12
- Wegfahrsperrensteuerung
- 14
- Benutzeridentifikationsvorrichtung
- 16
- Gehäuse
- 18
- Motor
- 20
- Bremsensteuerung
- 22
- Mikrocontroller
- 24
- Schalter
- 26
- Kondensator
- 28
- zweiadriges Kabel
- 30
- Aufweckspannung
- 32
- codiertes Signal
- 34
- Versorgungsspannung oder Diagnosespannung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016004218 A1 [0006]
