DE102018209472A1

DE102018209472A1 - Stromversorgungsschaltung für eine motorisierte Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102018209472A1
Application number: DE102018209472.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Donotek; Jitendra Solanki
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2019-12-19
Also published as: JP7288803B2; JP2020023303A

Abstract

Die folgende Erfindung betrifft eine Stromversorgungsschaltung für eine motorisierte Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs mit mindestens einem Speicherkondensator (58), wobei die Stromversorgungsschaltung derart an ein Fahrzeugbordnetz des Fahrzeugs und an einen Motor der motorisierten Bremsvorrichtung anbindbar oder angebunden ist, dass der mindestens eine Speicherkondensator (58) mittels eines Bordnetzstroms des Fahrzeugbordnetzes aufladbar ist und ein Versorgungsstrom von dem mindestens einen aufgeladenen Speicherkondensator (58) zumindest für eine vorgegebene Mindestzeit an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung ausgebbar ist, und einer Spule (62) mit mehreren Spulenwicklungen (64), wobei der mindestens eine Speicherkondensator (58) innerhalb eines von den Spulenwicklungen (64) der Spule (62) aufgespannten Volumens angeordnet ist. Die Stromversorgungsschaltung kann z.B. mindestens einen Superkondensator und/oder mindestens einen Hybrid-Superkondensator als den mindestens einen Speicherkondensator (58) aufweisen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine motorisierte Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Herstellungsverfahren für eine Stromversorgungsschaltung für eine motorisierte Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsschaltung für eine motorisierte Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs. Ebenso betrifft die Erfindung eine motorisierte Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Stromversorgungsschaltung für eine motorisierte Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Bestromung einer motorisierten Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs, wie z.B. eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers, zusätzlich zu einem Fahrzeugbordnetz des jeweiligen Fahrzeugs noch mindestens einen Speicherkondensator einzusetzen.
1 zeigt eine herkömmliche Schaltung mit mindestens einem Speicherkondensator, welche der Anmelderin als interner Stand der Technik bekannt ist.
Die in 1 schematisch dargestellte herkömmliche Schaltung 10 ist mit einem Schaltungsgehäuse 12, in welchem der mindestens eine Speicherkondensator 14 der herkömmlichen Schaltung 10 angeordnet ist, ausgebildet. Das Schaltungsgehäuse 12 weist ein erstes Kontaktteil 16a und ein zweites Kontaktteil 16b auf. Als motorisierte Bremsvorrichtung 18 ist ein elektromechanischer Bremskraftverstärker 18 mit einem Bremskraftverstärkergehäuse 20 über je ein an dem Bremskraftverstärkergehäuse 20 angeordnetes Kontaktteil 21a oder 21b an den Kontakteilen 16a und 16b angeschlossen.
Die herkömmliche Schaltung 10 weist eine sich von dem mindestens einen Speicherkondensator 14 zu dem ersten Kontaktteil 16a erstreckende erste Leitung 22 und eine sich von dem mindestens einen Speicherkondensator 14 zu dem zweiten Kontaktteil 16b erstreckende zweite Leitung 24 auf. Innerhalb der ersten Leitung 22 sind eine Spule L und ein erster Schalter S_a angeordnet. Außerdem sind die erste Leitung 22 und die zweite Leitung 24 über eine erste Zwischenleitung 26 mit einem innerhalb der ersten Zwischenleitung 26 eingesetzten zweiten Schalter S_b und über eine zweite Zwischenleitung 28 mit einem darin angeordneten ersten Kondensator C_a miteinander verbunden.
Einem (nicht dargestellten) Motor des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 18 ist eine B6-Brücke 30 vorgeordnet. Innerhalb des Bremskraftverstärkergehäuses 20 verlaufen eine dritte Leitung 32 von dem ersten Kontaktteil 21a des Bremskraftverstärkergehäuses 20 zu der B6-Brücke 30 und eine vierte Leitung 34 von dem zweiten Kontaktteil 21b des Bremskraftverstärkergehäuses 20 zu der B6-Brücke 30. Innerhalb der dritten Leitung 32 sind ein dritter Schalter S_c und ein vierter Schalter S_d seriell angeordnet, welche zum „Abkoppeln“ der herkömmlichen Schaltung 10 genutzt werden können. Außerdem sind die dritte Leitung 32 und die vierte Leitung 34 über eine dritte Zwischenleitung 36 und eine vierte Zwischenleitung 38 mit je einem darin eingesetzten Kondensator C_b oder C_c miteinander verbunden.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Stromversorgungsschaltung für eine motorisierte Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine motorisierte Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 5 und ein Herstellungsverfahren für eine Stromversorgungsschaltung für eine motorisierte Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung erleichtert eine Minimierung von Stromversorgungsschaltungen, bzw. einer mit einer derartigen Stromversorgungsschaltung ausgebildeten motorisierten Bremsvorrichtung. Mittels der erfindungsgemäßen Anordnung des mindestens einen Speicherkondensators innerhalb des von den Spulenwicklungen der Spule aufgespannten Volumens kann die Größe der Stromversorgungsschaltung, bzw. der damit ausgestatteten motorisierten Bremsvorrichtung, deutlich reduziert werden. Außerdem bewirkt die vorliegende Erfindung ein kompakteres Design der Stromversorgungsschaltung, bzw. der jeweiligen motorisierten Bremsvorrichtung.
Durch die Anordnung des mindestens einen Speicherkondensators innerhalb des von den Spulenwicklungen der jeweiligen Spule aufgespannten Volumens kann ein kompaktes Speicherkondensator-Spulen-Modul geschaffen werden. Ein derartiges Speicherkondensator-Spulen-Modul weist einen verglichen mit einem herkömmlichen Bauraumbedarf seiner Einzelteile deutlich verringerten Bauraumbedarf auf. Das Speicherkondensator-Spulen-Modul kann deshalb leicht in der Stromversorgungsschaltung/der motorisierten Bremsvorrichtung verbaut werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Stromversorgungsschaltung mindestens einen Superkondensator und/oder mindestens einen Hybrid-Superkondensator als den mindestens einen Speicherkondensator auf. Damit können kostengünstige, resistente und vergleichsweise wenig Bauraum benötigende Kondensatortypen als der mindestens eine Speicherkondensator eingesetzt werden. Die hier aufgezählten Kondensatortypen eignen sich auch gut zum Speichern einer zum Betreiben der motorisierten Bremsvorrichtung für zumindest die vorgegebene Mindestzeit ausreichenden Energiemenge.
Vorzugsweise ist die Stromversorgungsschaltung wahlweise zumindest in einen ersten Schaltzustand, in einen zweiten Schaltzustand und in einen dritten Schaltzustand schaltbar, wobei über die in ihrem ersten Schaltzustand vorliegende Stromversorgungsschaltung der mindestens eine Speicherkondensator mittels des Bordnetzstroms des Fahrzeugbordnetzes aufladbar ist, über die in ihrem zweiten Schaltzustand vorliegende Stromversorgungsschaltung der Bordnetzstrom des Fahrzeugbordnetzes derart an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung ausgebbar ist, dass der Motor in seinem Normalbetriebmodus betreibbar ist, und über die in ihrem dritten Schaltzustand vorliegende Stromversorgungsschaltung zumindest für die vorgegebene Mindestzeit der Versorgungsstrom von dem mindestens einen aufgeladenen Speicherkondensator derart an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung ausgebbar ist, dass der Motor zumindest für die vorgegebene Mindestzeit in dem Normalbetriebmodus oder in einem Rückfallmodus betreibbar ist. Damit kann selbst bei einer Funktionsbeeinträchtigung und/oder einem Ausfall des Fahrzeugbordnetzes der Motor der motorisierten Bremsvorrichtung wenigstens übergangsweise zumindest in dem Rückfallmodus betrieben werden, so dass ein sofortiger/sprungartiger Übergang in eine mechanische Rückfallebene vermieden ist. Damit ist ein Erschrecken oder Überfordern eines Fahrers des mit der motorisierten Bremsvorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs in einer derartigen Situation nicht zu befürchten, da der Fahrer wenigstens übergangsweise bei einem Verlangsamen oder Abbremsen seines Fahrzeugs von der motorisierten Bremsvorrichtung noch unterstützt wird und die mechanische Rückfallebene erst nach einer Vorwarnung des Fahrers vorliegt.
Bevorzugter Weise ist die Stromversorgungsschaltung wahlweise auch in einen vierten Schaltzustand schaltbar, wobei über die in ihrem vierten Schaltzustand vorliegende Stromversorgungsschaltung zumindest für die vorgegebene Mindestzeit der Versorgungsstrom von dem mindestens einen aufgeladenen Speicherkondensator und der Bordnetzstrom des Fahrzeugbordnetzes derart an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung ausgebbar sind, dass der Motor zumindest für die vorgegebene Mindestzeit in einem Hochleistungsmodus betreibbar ist. Damit können insbesondere in kritischen Fahrsituationen eine hohe und schnelle Druckaufbaudynamik mittels des Betriebs des Motors der motorisierten Bremsvorrichtung in dem Hochleistungsmodus gewährleistet werden. Durch das gleichzeitige Bestromen des Motors sowohl mittels des Versorgungsstroms als auch mittels des Bordnetzstroms steht ausreichend Energie zur Steigerung einer Leistung des Motors zur Verfügung. Damit kann insbesondere in kritischen Fahrsituationen durch die gesteigerte Leistung des Motors eine Bremswegverkürzung des mittels der motorisierten Bremsvorrichtung (mit-)abgebremsten Fahrzeugs erreicht werden. Die hier beschriebene Ausführungsform der Stromversorgungsschaltung trägt somit zur Steigerung eines Bremskomforts und zur Verbesserung eines Sicherheitsstandards des damit bestückten Fahrzeugs bei.
Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch bei einer motorisierten Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer derartigen Steuervorrichtung realisiert. Die Stromversorgungsschaltung ist in diesem Fall innerhalb eines Gehäuses der motorisierten Bremsvorrichtung angeordnet. Mittels der Integration der Stromversorgungsschaltung innerhalb des Gehäuses der motorisierten Bremsvorrichtung können ein Bauraumbedarf und ein Montageaufwand zum gemeinsamen Montieren von Stromversorgungsschaltung und weiteren Komponenten der motorisierten Bremsvorrichtung reduziert werden.
Beispielsweise kann die motorisierte Bremsvorrichtung ein hydraulisches Pumpsystem mit mindestens einer Pumpe, ein einem Hauptbremszylinder eines hydraulischen Bremssystems vorlagerbarer oder vorgelagerter elektromechanischer Bremskraftverstärker, eine motorisierte Kolben-Zylinder-Vorrichtung oder eine elektrische Feststellbremse sein. Somit können Bremssystemkomponenten, welche herkömmlicherweise bereits regelmäßig an einem Fahrzeug verbaut sind, zum Realisieren der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der motorisierten Bremsvorrichtung weist die Stromversorgungschaltung eine an die Spule angebundene erste Leitung und eine an den mindestens einen Speicherkondensator angebundene zweite Leitung auf, und eine B6-Brücke des Motors der motorisierten Bremsvorrichtung ist direkt an die erste Leitung und an die zweite Leitung angebunden, wobei innerhalb der ersten Leitung genau ein erster Schalter und ein zweiter Schalter als Schalter angeordnet sind. Damit kann eine Gesamtanzahl von benötigten Schaltern vergleichsweise niedrig sein.
Vorzugsweise ist die zweite Leitung schalterlos. Auch dies trägt zur Minimierung der hier beschriebenen Ausführungsform der motorisierten Bremsvorrichtung bei.
Ebenso kann eine erste Zwischenleitung mit einem in der ersten Zwischenleitung eingesetzten dritten Schalter sich von einem ersten Verzweigungspunkt in der ersten Leitung zu einem zweiten Verzweigungspunkt in der zweiten Leitung erstrecken, und eine zweite Zwischenleitung mit einem in der zweiten Zwischenleitung eingesetzten ersten Kondensator kann sich von einem dritten Verzweigungspunkt in der ersten Leitung zu einem vierten Verzweigungspunkt in der zweiten Leitung erstrecken. Bevorzugter Weise sind in diesem Fall der erste Schalter und der zweite Schalter zwischen dem ersten Verzweigungspunkt und dem dritten Verzweigungspunkt innerhalb der ersten Leitung angeordnet.
Als vorteilhafte Weiterbildung kann sich noch eine dritte Zwischenleitung mit einem in der dritten Zwischenleitung eingesetzten zweiten Kondensator von einem fünften Verzweigungspunkt in der ersten Leitung zu einem sechsten Verzweigungspunkt in der zweiten Leitung erstrecken. In diesem Fall können die erste Leitung und die zweite Leitung nur über die zweite Zwischenleitung und die dritte Zwischenleitung als Kondensator-bestückte Zwischenleitungen miteinander verbunden sein. Eine Gesamtanzahl von benötigten Kondensatoren kann auf diese Weise verringert werden.
Des Weiteren werden die oben beschriebenen Vorteile auch durch ein Ausführen eines korrespondierenden Herstellungsverfahrens für eine Stromversorgungsschaltung für eine motorisierte Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs geschaffen. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das Herstellungsverfahren gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen der Stromversorgungsschaltung und der motorisierten Bremsvorrichtung weiterbildbar ist.
Figurenliste
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine herkömmliche Schaltung mit mindestens einem Speicherkondensator;
2a und 2b schematische Gesamt- und Teildarstellungen einer Ausführungsform der Stromversorgungsschaltung;
3a und 3b schematische Gesamt- und Teildarstellungen einer Ausführungsform der motorisierten Bremsvorrichtung; und
4 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für eine Stromversorgungsschaltung für eine motorisierte Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs.

Ausführungsformen der Erfindung
2a und 2b zeigen schematische Gesamt- und Teildarstellungen einer Ausführungsform der Stromversorgungsschaltung.
Die in 2a schematisch wiedergegebene Stromversorgungschaltung 50 ist zur Versorgung einer motorisierten Bremsvorrichtung 52 eines Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs mit Strom ausgelegt. In dem Beispiel der 2a und 2b ist die motorisierte Bremsvorrichtung 52 beispielhaft ein elektromechanischer Bremskraftverstärker 52, welcher einem (nicht skizzierten) Hauptbremszylinder eines hydraulischen Bremssystems vorlagerbar/vorgelagert ist. Insbesondere kann die motorisierte Bremsvorrichtung 52 derart an dem Hauptbremszylinder anordbar/angeordnet sein, dass mittels eines Betriebs eines (nicht dargestellten) Motors der motorisierten Bremsvorrichtung 52 mindestens ein verstellbarer Kolben des Hauptbremszylinders derart verstellbar ist/verstellt wird, dass mindestens ein Bremsdruck in mindestens einem an dem Hauptbremszylinder angebundenen Radbremszylinder des hydraulischen Bremssystems steigerbar ist/gesteigert wird.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Einsetzbarkeit der Stromversorgungschaltung 50 nicht auf einen derartigen Typ der motorisierten Bremsvorrichtung 52 beschränkt ist. Beispielsweise kann die Stromversorgungschaltung 50 auch zur Stromversorgung eines hydraulischen Pumpsystems mit mindestens einer Pumpe, einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung oder einer elektrischen Feststellbremse als der motorisierten Bremsvorrichtung 52 ausgebildet sein. Eine Einsetzbarkeit der Stromversorgungschaltung 50 ist außerdem nicht auf einen besonderen Bremssystemtyp oder einen speziellen Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp beschränkt.
In dem Beispiel der 2a ist die Stromversorgungsschaltung 50 als Bauteil mit einem eigenen Schaltungsgehäuse 54 extern von einem Gehäuse 56 der motorisierten Bremsvorrichtung 52 eingesetzt. Die Stromversorgungschaltung 50 kann jedoch auch (als Untereinheit der motorisierten Bremsvorrichtung 52) in das Gehäuse 56 integriert sein.
Die Stromversorgungsschaltung 50 umfasst mindestens einen Speicherkondensator 58, wobei die Stromversorgungsschaltung 50 derart an ein Fahrzeugbordnetz 60 des Fahrzeugs und an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung 52 anbindbar/angebunden ist, dass der mindestens eine Speicherkondensator 58 mittels eines Bordnetzstroms 1, (mit einer Bordnetzspannung U₁ ) des Fahrzeugbordnetzes 60 aufladbar ist und ein Versorgungsstrom I₂ (mit einer Versorgungsspannung U₂ ) von dem mindestens einen aufgeladenen Speicherkondensator 58 zumindest für eine vorgegebene Mindestzeit an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung 52 ausgebbar ist. Außerdem weist die Stromversorgungsschaltung 50 (als Induktivität) eine Spule 62 mit mehreren Spulenwicklungen 64 auf, wobei der mindestens eine Speicherkondensator 58 innerhalb eines von den Spulenwicklungen 64 der Spule 62 aufgespannten Volumens angeordnet ist. Man kann dies auch damit umschreiben, dass der mindestens eine Speicherkondensator 58 zusammen mit der Spule 62 ein sogenanntes Speicherkondensator-Spulen-Modul 66 bildet. (Lediglich der besseren Übersichtlichkeit wegen sind der mindestens eine Speicherkondensator 58 und die Spule 62 in 2a als räumlich getrennte Komponenten dargestellt.)
2b zeigt eine vergrößerte Darstellung des Speicherkondensator-Spulen-Moduls 66. Erkennbar ist, dass der mindestens eine Speicherkondensator 58 innerhalb eines Spulenkerns 68 angeordnet und von den Spulenwicklungen 64 umgeben/umwickelt ist. Der mindestens eine Speicherkondensator 58 kann insbesondere mittels einer, in 2b schematisch wiedergegebenen, Fixierung 70 innerhalb des Spulenkerns 68 befestigt sein. Das Speicherkondensator-Spulen-Modul 66 kann auch als eine Induktivität-Energieverpackung umschrieben werden.
Die Anordnung des mindestens einen Speicherkondensators 58 innerhalb des von den Spulenwicklungen 64 der Spule 62 aufgespannten Volumens erleichtert eine Minimierung von Stromversorgungsschaltung 50. Zusätzlich bewirkt die Anordnung des mindestens einen Speicherkondensators 58 innerhalb der Spule 62 ein kompaktes Design des Speicherkondensator-Spulen-Moduls 66 trotz dessen vergleichsweise geringen Bauraumbedarfs. Durch die „Nutzung“ der Spulenwicklungen 64 der Spule 62 als „Speicherkondensator-Gehäuse“ des mindestens einen Speicherkondensators 58 kann ein derartiges Schutzteil problemlos eingespart werden und trotzdem ein verlässlicher Schutz des mindestens einen Speicherkondensators 58 gewährleistet werden.
Der mindestens eine Speicherkondensator 58 kann beispielsweise mindestens ein Superkondensator und/oder mindestens ein Hybrid-Superkondensator sein. Somit können Kondensatortypen mit einer relativ hohen Leistungsdichte und einer vergleichsweise hohen Energiedichte als der mindestens eine Speicherkondensator 58 in der Stromversorgungsschaltung 50 eingesetzt sein. Der mindestens eine Speicherkondensator 58 kann als Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung innerhalb des von den Spulenwicklungen 64 der Spule 62 aufgespannten Volumens angeordnet sein.
In der Ausführungsform der 2a weist das Schaltungsgehäuse 54 der Stromversorgungsschaltung 50 ein erstes Kontaktteil 71a und ein zweites Kontaktteil 71b auf. Die motorisierte Bremsvorrichtung 52 ist über ein erstes Kontaktteil 72a des Gehäuses 56 an dem ersten Kontaktteil 71a des Schaltungsgehäuses 54 und über ein zweites Kontaktteil 72b des Gehäuses 56 und eine Zwischenschaltereinrichtung 74 an dem zweiten Kontaktteil 71b des Schaltungsgehäuses 54 angebunden. Das Fahrzeugbordnetz 60 ist außerdem direkt an einem dritten Kontaktteil 72c und einem vierten Kontaktteil 72d des Gehäuses 56 der motorisierten Bremsvorrichtung 52 elektrisch angebunden.
In dem Schaltungsgehäuse 54 der Stromversorgungsschaltung 50 verläuft eine erste Leitung 76 von dem ersten Kontaktteil 71a des Schaltungsgehäuses 54 zu der Spule 62. Entsprechend verläuft eine zweite Leitung 78 von dem zweiten Kontaktteil 71b des Schaltungsgehäuses 54 zu dem mindestens einen Speicherkondensator 58. Als optionale Ergänzung ist noch ein Hochsetz- und/oder Tiefsetzsteller 80 an die erste Leitung 76 angebunden. In der Ausführungsform der 2a weist der Hochsetz- und/oder Tiefsetzsteller 80 einen in die erste Leitung 76 eingesetzten ersten MOSFET M1 und einen zweiten MOSFET M2 auf, wobei die zweite Leitung 78 über den zweiten MOSFET M2 mit der ersten Leitung 76 verbunden ist. Der erste MOSFET M1 und der zweite MOSFET M2 realisieren eine bidirektionale H-Brücke, mittels welcher die Versorgungsspannung U₂ auf ein gewünschtes/vorteilhaftes Niveau gesetzt werden kann. Die Versorgungsspannung U₂ kann insbesondere in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur variierbar sein. Auch beim Laden des mindestens einen Speicherkondensators 58 kann die an den mindestens einen Speicherkondensator 58 ausgegebene Spannung mittels des Hochsetz- und/oder Tiefsetzstellers 80 abweichend von der Bordnetzspannung U₁ eingestellt werden.
Als weitere optionale Ergänzung kann die Stromversorgungsschaltung 50 auch eine Kontrolleinrichtung 82 aufweisen, so dass ein Ladezustand des mindestens einen Speicherkondensators 58 über ein auf der Kontrolleinrichtung 82 hinterlegtes Management überwacht werden kann. Die Kontrolleinrichtung 82 kann zusätzlich dazu ausgelegt sein, mit mindestens einem internen und/oder externen Sensor 84 zu kommunizieren. Als der mindestens eine Sensor 84 können beispielsweise mindestens ein Stromstärkesensor, mindestens ein Spannungssensor und/oder mindestens ein Temperatursensor eingesetzt sein. Alternativ oder ergänzend kann die Kontrolleinrichtung 82 auch dazu ausgelegt sein, über einen Fahrzeugbus, wie beispielsweise einem CAN, Signale mit anderen Fahrzeugkomponenten auszutauschen. In dem Beispiel der 2a ist außerdem noch eine Sicherung 86 in die erste Leitung 76 eingesetzt. Des Weiteren ist die zweite Leitung 78 geerdet.
Als weitere optionale Weiterbildung weist die motorisierte Bremsvorrichtung 52 auch für die Kontaktteile 72a und 72b zum Bereitstellen des Versorgungsstroms I₂ des mindestens einen Speicherkondensators 58 und/oder die Kontaktteile 72c und 72d zum Bereitstellen des Bordnetzstroms I₁ des Fahrzeugbordnetzes 60 jeweils einen Verpolschutz 88 oder 90 auf. In dem dargestellten Beispiel, in welchem alle Kontaktteile 72a bis 72d des Gehäuses 56 mit je einer Leitung 92a bis 92d mit dem Motor der motorisierten Bremsvorrichtung 52 verbunden sind, weist der jeweilige Verpolschutz 88 oder 90 jeweils zwei in die betreffende Leitung 92a und 92c eingesetzte MOSFETs M3 und M4/M5 und M6 auf. Die MOSFETs M3 und M4/M5 und M6 des jeweiligen Verpolschutzes 88 oder 90 können insbesondere Back-to-Back verschaltet sein. Die parallel zu dem jeweiligen Verpolschutzes 88 oder 90 verlaufende Leitung 92b und 92d ist vorzugsweise geerdet.
Die Zwischenschaltereinrichtung 74 verbindet über eine Leitung 94 die Kontaktteile 71b und 72b. Außerdem weist die Zwischenschaltereinrichtung 74 eine weitere Leitung 96 auf, welche die Leitung 94 mit dem Kontaktteil 72c verbindet. In die Leitung 94 ist ein erster Schalter S1 eingesetzt, während die Leitung 96 einen zweiten Schalter S2 aufweist. Eine Gesamtschaltung aus der Stromversorgungsschaltung 50, der motorisierten Bremsvorrichtung 52 und der Zwischenschaltereinrichtung 74 benötigt somit nur eine vergleichsweise geringe Gesamtanzahl von Schaltungskomponenten.
3a und 3b zeigen schematische Gesamt- und Teildarstellungen einer Ausführungsform der motorisierten Bremsvorrichtung.
Die in 3a skizzierte motorisierte Bremsvorrichtung 100 weist eine Stromversorgungsschaltung 102 auf, bei welcher, wie in 3b schematisch wiedergegeben ist, mindestens ein Speicherkondensator 58 innerhalb eines von Spulenwicklungen 64 einer Spule 62 der Stromversorgungsschaltung 102 aufgespannten Volumens angeordnet ist. Die motorisierte Bremsvorrichtung 100 kann somit mittels der „Integration“ des mindestens einen Speicherkondensators 58 und der Spule 62 in ein gemeinsames Speicherkondensator-Spulen-Modul 66 kleiner ausgebildet werden. Dies erleichtert eine Montage der motorisierten Bremsvorrichtung 100 an und/oder in einem Fahrzeug/Kraftfahrzeug.
Eine Einsetzbarkeit der motorisierten Bremsvorrichtung 100 ist weder auf einen besonderen Bremssystemtyp noch auf einen speziellen Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp beschränkt. Die motorisierte Bremsvorrichtung 100 kann beispielsweise ein hydraulisches Pumpsystem mit mindestens einer Pumpe, ein einem Hauptbremszylinder eines hydraulischen Bremssystems vorgelagerter/vorlagerbarer elektromechanischer Bremskraftverstärker, eine motorisierte Kolben-Zylinder-Vorrichtung oder eine elektrische Feststellbremse sein. Somit können eine Vielzahl von verschiedenen zum Verlangsamen/Abbremsen eines Fahrzeugs eingesetzten motorisierten Bremsvorrichtungen 100 mittels der „Integration“ des mindestens einen Speicherkondensators 58 und der Spule 62 in das Speicherkondensator-Spulen-Modul 66 auf einfache Weise minimiert werden.
Der mindestens eine Speicherkondensator 58 kann beispielsweise mindestens ein Superkondensator und/oder mindestens ein Hybrid-Superkondensator sein. Der mindestens eine Speicherkondensator 58 kann als Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung innerhalb des von den Spulenwicklungen 64 der Spule 62 aufgespannten Volumens angeordnet sein. Auch in dem Beispiel der 3a und 3b kann der mindestens eine Speicherkondensator 58 mittels eines Bordnetzstroms eines (nicht dargestellten) Fahrzeugbordnetzes aufgeladen werden. Entsprechend ist auch ein Versorgungsstrom von dem mindestens einen aufgeladenen Speicherkondensator 58 zumindest für eine vorgegebene Mindestzeit an einen (nicht dargestellten) Motor der motorisierten Bremsvorrichtung 100 ausgebbar.
Die in 3a wiedergegebene Stromversorgungsschaltung 102 weist eine an die Spule 62 angebundene erste Leitung 104 und eine an den mindestens einen Speicherkondensator 58 angebundene zweite Leitung 106 auf. Eine B6-Brücke 107 des Motors der motorisierten Bremsvorrichtung 100 ist direkt an die erste Leitung 104 und an die zweite Leitung 106 angebunden. Innerhalb der die Spule 62 mit der B6-Brücke 107 des Motors der motorisierten Bremsvorrichtung 100 verbindenden ersten Leitung 104 sind genau/nur ein erster Schalter S_ac und ein zweiter Schalter S_d (als Schalter) angeordnet, welche wahlweise ein „Ankoppeln“ oder „Abkoppeln“ des mindestens einen Speicherkondensators 58 von dem Motor der motorisierten Bremsvorrichtung 100 ermöglichen. (Beim Design der Stromversorgungsschaltung 102 der 3a und 3b sind somit die oben beschriebenen Schalter S_a und S_c zu dem ersten Schalter S_ac „zusammengefasst“.) Eine Gesamtanzahl von innerhalb eines Leitungspfads zwischen der Spule 62 und der B6-Brücke 107 eingesetzten Schaltern S_ac und S_d ist somit gegenüber dem vorausgehend beschriebenen Stand der Technik reduziert. Damit können Kosten und ein Bauraumbedarf, welcher herkömmlicherweise noch für den bei der Stromversorgungsschaltung 102 entfallenden Schalter S_a benötigt werden, eingespart werden.
Außerdem ist die zweite Leitung 106 schalterlos. Lediglich eine erste Zwischenleitung 108, welche sich von einem ersten Verzweigungspunkt P1 in der ersten Leitung 104 zu einem zweiten Verzweigungspunkt P2 in der zweiten Leitung 106 erstreckt, weist noch einen in der ersten Zwischenleitung 108 eingesetzten dritten Schalter S_b auf. Eine Gesamtanzahl von Schaltern der Stromversorgungsschaltung 102 der 3a und 3b ist somit relativ gering.
Die Stromversorgungsschaltung 102 der 3a umfasst auch eine zweite Zwischenleitung 110 mit einem in der zweiten Zwischenleitung 110 eingesetzten ersten Kondensator Cab, wobei die zweite Zwischenleitung 110 sich von einem dritten Verzweigungspunkt P3 in der ersten Leitung 104 zu einem vierten Verzweigungspunkt P4 in der zweiten Leitung 106 erstreckt. Der erste Schalter S_ac und der zweite Schalter S_d sind vorzugsweise zwischen dem ersten Verzweigungspunkt P1 und dem dritten Verzweigungspunkt P3 innerhalb der ersten Leitung 104 angeordnet. Außerdem kann sich noch eine dritte Zwischenleitung 112 mit einem in der dritten Zwischenleitung 112 eingesetzten zweiten Kondensator C_c von einem fünften Verzweigungspunkt P5 in der ersten Leitung 104 zu einem sechsten Verzweigungspunkt P6 in der zweiten Leitung 106 erstrecken. Damit weist die Stromversorgungsschaltung 102 der 3a nur die zweite Zwischenleitung 110 und die dritte Zwischenleitung 112 als Kondensator-bestückte Zwischenleitungen 110 und 112, über welche die erste Leitung 104 mit der zweiten Leitung 106 verbunden sind, auf. Die Stromversorgungsschaltung 102 weist somit (extern von dem Speicherkondensator-Spulen-Modul 66) nur die zwei Kondensatoren Cab und C_c auf. (Beim Design der Stromversorgungsschaltung 102 der 3a und 3b sind damit die oben beschriebenen Kondensatoren C_a und C_b des Stands der Technik zu einem einzigen Kondensator Cab „zusammengefasst“.) Auch dies trägt zur Minimierung der Stromversorgungsschaltung 102 und zur Reduzierung von deren Herstellungskosten bei.
Durch die Reduzierung der Gesamtanzahl von Schaltern S_ac , S_b und S_d und der Gesamtanzahl von Kondensatoren Cab und C_d der Stromversorgungsschaltung 102 sind auch ein Lärmpegel und ein Leitungsverlust der Stromversorgungsschaltung 102 im Vergleich mit dem Stand der Technik reduziert. Zusätzlich realisiert die Stromversorgungsschaltung 102 ein gegenüber dem Stand der Technik deutlich höher integriertes Design und lässt sich deshalb leichter in die motorisierte Bremsvorrichtung 100 integrieren.
Alle oben beschriebenen Stromversorgungsschaltungen 50 und 102 sind wahlweise zumindest in einen ersten Schaltzustand, in einen zweiten Schaltzustand und in einen dritten Schaltzustand schaltbar. Über die in ihrem ersten Schaltzustand vorliegende Stromversorgungsschaltung 50 oder 102 ist/wird der mindestens eine Speicherkondensator 58 mittels des Bordnetzstroms I₁ des Fahrzeugbordnetzes 60 aufladbar/aufgeladen, während über die in ihrem zweiten Schaltzustand vorliegende Stromversorgungsschaltung 50 oder 102 der Bordnetzstrom I₁ des Fahrzeugbordnetzes 60 derart an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung 52 oder 100 ausgebbar ist, dass der Motor in seinem Normalbetriebmodus betreibbar ist.
Über die in ihrem dritten Schaltzustand vorliegende Stromversorgungsschaltung 50 oder 102 ist zumindest für die vorgegebene Mindestzeit (nur) der Versorgungsstrom I₂ von dem mindestens einen aufgeladenen Speicherkondensator 58 derart an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung 52 oder 100 ausgebbar, dass der Motor zumindest für die vorgegebene Mindestzeit in einem Normalbetriebmodus oder in einem Rückfallmodus betreibbar ist. Insbesondere kann der mittels des bereitgestellten Versorgungsstroms I₂ betriebene Motor der motorisierten Bremsvorrichtung 52 oder 100 zumindest für die vorgegebene Mindestzeit noch in einem Rückfallmodus mit einer gegenüber seinem Normalbetriebmodus reduzierten Rotationsgeschwindigkeit des Motors betreibbar sein. Die Stromversorgungsschaltung 50 oder 102 kann somit auch als eine Rückfall-Einheit (Backup-Einheit) eingesetzt werden. Sie kann insbesondere auch für Notbremsmanöver verwendet werden, welche bei einer Funktionsbeeinträchtigung oder einem Ausfall des Fahrzeugbordnetzes 60 ausgeführt werden. Durch die bei einer Funktionsbeeinträchtigung oder einem Ausfall des Fahrzeugbordnetzes 60 noch realisierte Einsetzbarkeit der motorisierten Bremsvorrichtung 52 oder 100 zumindest für die vorgegebene Mindestzeit wird ein Fahrer des mit der motorisierten Bremsvorrichtung 52 oder 100 ausgestatteten Fahrzeugs „sanft“ in eine mechanische Rückfallebene geführt. Ein plötzlicher/sprungartiger Übergang von der vollen Einsetzbarkeit der motorisierten Bremsvorrichtung 52 oder 100 in die mechanische Rückfallebene ist vermieden. Während des „sanften“ Übergangs in die mechanische Rückfallebene hat der Fahrer zusätzlich Zeit, sein Bremsverhalten der Funktionsbeeinträchtigung oder dem Ausfall des Fahrzeugbordnetzes 60 anzupassen.
Vorteilhafterweise sind alle oben beschriebenen Stromversorgungsschaltungen 50 und 102 wahlweise auch in einen vierten Schaltzustand schaltbar, wobei über die in ihrem vierten Schaltzustand vorliegende Stromversorgungsschaltung 50 oder 102 zumindest für die vorgegebene Mindestzeit der Versorgungsstrom I₂ von dem mindestens einen aufgeladenen Speicherkondensator 58 und der Bordnetzstrom I₁ des Fahrzeugbordnetzes 60 derart an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung 52 oder 100 ausgebbar sind, dass der Motor zumindest für die vorgegebene Mindestzeit in einem Hochleistungsmodus betreibbar ist. Unter dem Hochleistungsmodus ist ein Modus mit einer gegenüber dem Normalbetriebmodus gesteigerten Rotationsgeschwindigkeit des Motors zu verstehen. Man kann dies auch damit umschreiben, dass über die in ihrem vierten Schaltzustand vorliegende Stromversorgungsschaltung 50 oder 102 eine Gesamtspannung aus der Bordnetzspannung U₁ des Fahrzeugbordnetzes 60 und einer Versorgungsspannung U₂ des mindestens einen aufgeladenen Speicherkondensators 58 an den in dem Hochleistungsmodus betriebenen Motor der motorisierten Bremsvorrichtung 52 oder 100 anlegbar ist/angelegt wird. Bedarfsgerecht kann somit eine Leistung der motorischen Bremsvorrichtung 52 oder 100 durch die (gleichzeitige) Bestromung mit dem Bordnetzstrom I₁ und dem Versorgungsstrom I₂ (bzw. durch das Anlegen der Gesamtspannung gleich einer Summe der Bordnetzspannung U₁ und der Versorgungsspannung U₂ ) gesteigert werden. Insbesondere in kritischen Fahrsituationen kann durch die Steigerung der Leistung der motorisierten Bremsvorrichtung 52 oder 100 das damit ausgestattete Fahrzeug schneller und mit einem kürzeren Bremsweg in einen Stillstand gebracht werden. Dies kann auch zur Verbesserung einer Einsetzbarkeit der motorisierten Bremsvorrichtung 52 oder 100 unabhängig von Umgebungstemperaturen (bzw. selbst bei relativ tiefen Temperaturen) beitragen.
4 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für eine Stromversorgungsschaltung für eine motorisierte Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs.
In einem Verfahrensschritt S1 wird die spätere Stromversorgungsschaltung mit mindestens einem Speicherkondensator und mit einer Spule mit mehreren Spulenwicklungen derart ausgebildet, dass, nachdem die Stromversorgungsschaltung an ein Fahrzeugbordnetz des Fahrzeugs und an einen Motor der motorisierten Bremsvorrichtung angebunden ist, der mindestens eine Speicherkondensator mittels eines Bordnetzstroms des Fahrzeugbordnetzes aufladbar ist und ein Versorgungsstrom von dem mindestens einen aufgeladenen Speicherkondensator zumindest für eine vorgegebene Mindestzeit an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung ausgebbar ist.
Vor oder gemeinsam mit dem Verfahrensschritt S1 wird auch ein Verfahrensschritt S2 ausgeführt, in welchem der mindestens eine Speicherkondensator innerhalb eines von den Spulenwicklungen der Spule aufgespannten Volumens angeordnet wird. Der Verfahrensschritt S2 bewirkt somit ein vergleichsweise kompaktes Speicherkondensator-Spulen-Modul, welche mittels eines relativ geringen Arbeitsaufwands in dem Verfahrensschritt S1 verbaut wird. Damit schafft auch ein Ausführen des hier beschriebenen Herstellungsverfahrens die oben beschriebenen Vorteile. Das hier beschriebene Herstellungsverfahren kann auch als (Teil eines) Herstellungsverfahrens für eine motorisierte Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug ausgeführt werden.

Claims

Stromversorgungsschaltung (50, 102) für eine motorisierte Bremsvorrichtung (52, 100) eines Fahrzeugs mit: mindestens einem Speicherkondensator (58), wobei die Stromversorgungsschaltung (50, 102) derart an ein Fahrzeugbordnetz (60) des Fahrzeugs und an einen Motor der motorisierten Bremsvorrichtung (52, 100) anbindbar oder angebunden ist, dass der mindestens eine Speicherkondensator (58) mittels eines Bordnetzstroms (I₁) des Fahrzeugbordnetzes (60) aufladbar ist und ein Versorgungsstrom (12) von dem mindestens einen aufgeladenen Speicherkondensator (58) zumindest für eine vorgegebene Mindestzeit an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung (52, 100) ausgebbar ist; und einer Spule (62) mit mehreren Spulenwicklungen (64); dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Speicherkondensator (58) innerhalb eines von den Spulenwicklungen (64) der Spule (62) aufgespannten Volumens angeordnet ist.
Stromversorgungsschaltung (50, 102) nach Anspruch 1, wobei die Stromversorgungsschaltung (50, 102) mindestens einen Superkondensator und/oder mindestens einen Hybrid-Superkondensator als den mindestens einen Speicherkondensator (58) aufweist.
Stromversorgungsschaltung (50, 102) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stromversorgungsschaltung (50, 102) wahlweise zumindest in einen ersten Schaltzustand, in einen zweiten Schaltzustand und in einen dritten Schaltzustand schaltbar ist, wobei über die in ihrem ersten Schaltzustand vorliegende Stromversorgungsschaltung (50, 102) der mindestens eine Speicherkondensator (58) mittels des Bordnetzstroms (I₁) des Fahrzeugbordnetzes (60) aufladbar ist, über die in ihrem zweiten Schaltzustand vorliegende Stromversorgungsschaltung (50, 102) der Bordnetzstrom (I₁) des Fahrzeugbordnetzes (60) derart an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung (52, 100) ausgebbar ist, dass der Motor in seinem Normalbetriebmodus betreibbar ist, und über die in ihrem dritten Schaltzustand vorliegende Stromversorgungsschaltung (50, 102) zumindest für die vorgegebene Mindestzeit der Versorgungsstrom (12) von dem mindestens einen aufgeladenen Speicherkondensator (58) derart an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung (52, 100) ausgebbar ist, dass der Motor zumindest für die vorgegebene Mindestzeit in dem Normalbetriebmodus oder in einem Rückfallmodus betreibbar ist.
Stromversorgungsschaltung (50, 102) nach Anspruch 3, wobei die Stromversorgungsschaltung (50, 102) wahlweise auch in einen vierten Schaltzustand schaltbar ist, wobei über die in ihrem vierten Schaltzustand vorliegende Stromversorgungsschaltung (50, 102) zumindest für die vorgegebene Mindestzeit der Versorgungsstrom (12) von dem mindestens einen aufgeladenen Speicherkondensator (58) und der Bordnetzstrom (I₁) des Fahrzeugbordnetzes (60) derart an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung (52, 100) ausgebbar sind, dass der Motor zumindest für die vorgegebene Mindestzeit in einem Hochleistungsmodus betreibbar ist.
Motorisierte Bremsvorrichtung (100) für ein Fahrzeug mit einer Stromversorgungsschaltung (102) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Motorisierte Bremsvorrichtung (100) nach Anspruch 5, wobei die motorisierte Bremsvorrichtung (100) ein hydraulisches Pumpsystem mit mindestens einer Pumpe, ein einem Hauptbremszylinder eines hydraulischen Bremssystems vorlagerbarer oder vorgelagerter elektromechanischer Bremskraftverstärker, eine motorisierte Kolben-Zylinder-Vorrichtung oder eine elektrische Feststellbremse ist.
Motorisierte Bremsvorrichtung (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Stromversorgungsschaltung (102) eine an die Spule (62) angebundene erste Leitung (104) und eine an den mindestens einen Speicherkondensator (58) angebundene zweite Leitung (106) aufweist, und eine B6-Brücke (107) des Motors der motorisierten Bremsvorrichtung (100) direkt an die erste Leitung (104) und an die zweite Leitung (106) angebunden ist, und wobei innerhalb der ersten Leitung (104) genau ein erster Schalter (S_ac) und ein zweiter Schalter (S_d) als Schalter angeordnet sind.
Motorisierte Bremsvorrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei die zweite Leitung (106) schalterlos ist.
Motorisierte Bremsvorrichtung (100) nach Anspruch 7 oder 8, wobei eine erste Zwischenleitung (108) mit einem in der ersten Zwischenleitung (108) eingesetzten dritten Schalter (S_b) sich von einem ersten Verzweigungspunkt (P1) in der ersten Leitung (104) zu einem zweiten Verzweigungspunkt (P2) in der zweiten Leitung (106) erstreckt, und eine zweite Zwischenleitung (110) mit einem in der zweiten Zwischenleitung (110) eingesetzten ersten Kondensator (C_ab) sich von einem dritten Verzweigungspunkt (P3) in der ersten Leitung (104) zu einem vierten Verzweigungspunkt (P4) in der zweiten Leitung (106) erstreckt, und wobei der erste Schalter (S_ac) und der zweite Schalter (S_d) zwischen dem ersten Verzweigungspunkt (P1) und dem dritten Verzweigungspunkt (P3) innerhalb der ersten Leitung (104) angeordnet sind.
Motorisierte Bremsvorrichtung (100) nach Anspruch 9, wobei eine dritte Zwischenleitung (112) mit einem in der dritten Zwischenleitung (112) eingesetzten zweiten Kondensator (C_c) sich von einem fünften Verzweigungspunkt (P5) in der ersten Leitung (104) zu einem sechsten Verzweigungspunkt (P6) in der zweiten Leitung (106) erstreckt, und wobei die erste Leitung (104) und die zweite Leitung (106) nur über die zweite Zwischenleitung (110) und die dritte Zwischenleitung (112) als Kondensator-bestückte Zwischenleitungen (110, 112) miteinander verbunden sind.
Herstellungsverfahren für eine Stromversorgungsschaltung (50, 102) für eine motorisierte Bremsvorrichtung (52, 100) eines Fahrzeugs mit den Schritten: Ausbilden der späteren Stromversorgungsschaltung (50, 102) mit mindestens einem Speicherkondensator (58) und mit einer Spule (62) mit mehreren Spulenwicklungen (64) derart, dass, nachdem die Stromversorgungsschaltung (50, 102) an ein Fahrzeugbordnetz (60) des Fahrzeugs und an einen Motor der motorisierten Bremsvorrichtung (52, 100) angebunden ist, der mindestens eine Speicherkondensator (58) mittels eines Bordnetzstroms (I₁) des Fahrzeugbordnetzes (60) aufladbar ist und ein Versorgungsstrom (12) von dem mindestens einen aufgeladenen Speicherkondensator (58) zumindest für eine vorgegebene Mindestzeit an den Motor der motorisierten Bremsvorrichtung (52, 100) ausgebbar ist (S1); dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Speicherkondensator (58) innerhalb eines von den Spulenwicklungen (64) der Spule (62) aufgespannten Volumens angeordnet wird (S2).