DE10208511A1

DE10208511A1 - Device for supplying energy to an electrically assisted braking system

Info

Publication number: DE10208511A1
Application number: DE2002108511
Authority: DE
Inventors: Christof Gross; Hans-Juergen Meier; Roger Zimmermann
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-11
Also published as: WO2003072411A1

Abstract

Bei der vorliegenden Einrichtung zur Energieversorgung für ein elektrisch unterstütztes Bremssystem (22) mit einem Bordnetz (10), umfassend einen Bordnetzgenerator (12), eine Batterie (14) und Verbraucher (16), ist mindestens ein radseitig unmittelbar an den Antriebsstrang (30) gekoppelter Zusatzgenerator (24) zur Umwandlung eines Anteils der kinetischen Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zur Energieversorgung des elektrisch unterstützen Bremssystems (22) vorgesehen. Durch diese Maßnahmen wird mit nur geringem Aufwand eine im wesentlichen vom Bordnetz unabhängige Energieversorgung des elektrisch unterstützen Bremssystems (22) erreicht.In the present device for supplying power to an electrically assisted braking system (22) with a vehicle electrical system (10) comprising a vehicle electrical system generator (12), a battery (14) and consumers (16), at least one wheel side is directly connected to the drive train (30). coupled auxiliary generator (24) for converting a portion of the kinetic energy of the vehicle into electrical energy for powering the electrically assisted braking system (22) provided. As a result of these measures, a power supply of the electrically assisted braking system (22), which is essentially independent of the electrical system, is achieved with little effort.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Energieversorgung für ein elektrisch unterstütztes Bremssystem mit einem Bordnetz, umfassend einen Bordnetzgenerator, eine Batterie und Verbraucher. The invention relates to a device for power supply for an electrically assisted braking system with a On-board network, comprising a vehicle electrical system generator, a battery and Consumer.

Elektrisch unterstützte Bremssysteme erhalten die zur Bremszustellung erforderliche Energie nicht aus der Bewegung des Fahrerfußes, sondern direkt oder indirekt in elektrischer Form. Bei herkömmlichen Systemauslegungen erfolgt die elektrische Versorgung des elektrisch unterstützten Bremssystems über das Bordnetz des Fahrzeugs. Dabei ist zu berücksichtigen, dass das elektrisch unterstützte Bremssystem den Ausfallraten und Unter- bzw. Überspannungsrisiken des Bordnetzes unterliegt. Verschiedene Ansätze versuchen das Problem zu überwinden. Electrically assisted brake systems receive the Brake delivery required energy not from the movement of the Driver's foot, but directly or indirectly in electrical form. In conventional system designs, the electrical Supply of the electrically assisted braking system via the On-board network of the vehicle. It should be noted that the electrically assisted braking system reduces the failure rates and or overvoltage risks of the vehicle electrical system is subject. Different approaches try to overcome the problem.

Aus der DE 197 29 033 C1 ist ein Hybridantriebssystem für Fahrzeuge bekannt, welches wenigstens einen mit einem Antriebsrad koppelbaren Elektromotor (z. B. Radnabenmotor), eine Verbrennungskraftmaschine und eine mit der Verbrennungskraftmaschine mechanisch koppelbare und im Traktionsbetrieb als Generator betreibbare elektrische Maschine umfasst. Eine elektrische Kopplung zwischen dem Generator und den Elektromotoren wird beim Bremsen derart betrieben, dass die durch die Elektromotoren erzeugte elektrische Leistung zum Motorbetrieb des Generators genutzt und durch Einspeisung in eine mit dem Generator koppelbare Bremseinrichtung in Form eines hydrodynamischen Retarders in ein Bremsmoment umgewandelt wird. Im Zustand "Bremsen" gibt keine mechanische Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und den Rädern. Das Bremsmoment wird durch den Generator erzeugt. From DE 197 29 033 C1 is a hybrid drive system for Vehicles known which at least one with a drive wheel Coupling electric motor (eg wheel hub motor), a Internal combustion engine and one with the internal combustion engine mechanically coupled and in traction mode as a generator operable electric machine includes. An electric Coupling between the generator and the electric motors will operated during braking such that by the Electric motors generated electric power to the engine operation of Generators used and fed into one with the generator Coupling braking device in the form of a hydrodynamic Retarders is converted into a braking torque. In condition "Brakes" gives no mechanical connection between the Internal combustion engine and the wheels. The braking torque is through generates the generator.

Außerdem ist aus der DE 195 40 265 A1 eine Energieversorgungseinrichtung für eine Fahrzeugbremse bekannt, die einen Generator, einen Speicher für das Bordnetz, ein elektrisches Bremsleitungsnetz sowie einen zusätzlichen hochstromfähigen Speicher umfasst, wobei zwischen dem Bremsleitungsnetz und dem Bordnetz ein Strombegrenzer angeordnet ist. Dadurch wird gewährleistet, dass die kurzzeitig erforderliche große Bremsleistung das Bordnetz nicht überlastet. In addition, from DE 195 40 265 A1 a Power supply device for a vehicle brake known, the one Generator, a storage for the electrical system, an electrical Brake line network and an additional high-current memory comprising, wherein between the brake pipe network and the electrical system a current limiter is arranged. This will ensure that the short-term required large braking power that On-board network not overloaded.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Energieversorgung für ein elektrisch unterstütztes Bremssystem mit einem Bordnetz, umfassend einen Bordnetzgenerator, eine Batterie und Verbraucher, mit einem einfachen Aufbau und einer besonders günstigen Energieverwertung anzugeben. The invention is based on the object, a device for power supply for an electrically assisted Braking system with a vehicle electrical system, comprising a vehicle electrical system generator, a battery and consumer, with a simple design and specify a particularly favorable energy recovery.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung zur Energieversorgung für ein elektrisch unterstütztes Bremssystem mit einem Bordnetz, umfassend einen Bordnetzgenerator, eine Batterie und Verbraucher, wobei gemäß der Erfindung mindestens ein radseitig direkt an den Antriebsstrang permanent gekoppelter Zusatzgenerator zur Umwandlung eines Anteils der kinetischen Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zur Energieversorgung des elektrisch unterstützten Bremssystems vorgesehen ist. The problem is solved by a device for Power supply for an electrically assisted braking system with a On-board network, comprising a vehicle electrical system generator, a battery and Consumer, according to the invention, at least one wheel side directly coupled to the drive train permanently Additional generator for converting a portion of the kinetic energy of the Vehicle in electrical energy to power the electrically assisted braking system is provided.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Energieversorgung des elektrisch unterstützten Bremssystems wird zur Unterstützung der Fahrerbedienkraft die kinetische Energie des Fahrzeugs genutzt, d. h. diejenige Energie, die das System regeln oder in Wärme umwandeln soll. Aufgrund der unmittelbaren mechanischen Ankopplung des Zusatzgenerators an den Antriebsstrang werden keine weiteren elektrotechnischen Zusatzkomponenten für die Einrichtung zur Energieversorgung benötigt, welche die Energie für den Zusatzgenerator zur Verfügung stellen. Die Systemauslegung erweist sich somit als besonders einfach. In the inventive device for power supply of the Electrically assisted braking system is in support the driver operator the kinetic energy of the vehicle used, d. H. the energy that governs the system or in To convert heat. Due to the immediate mechanical Coupling of the additional generator to the drive train no additional electrical components for the Equipment needed for energy supply, which is the energy for the additional generator. The System design thus proves to be particularly simple.

Das herkömmliche Bordnetz dient zur Versorgung des elektrisch unterstützten Bremssystems vorrangig beim Starten des Fahrzeuges, hier wird das benötigte Spannungsniveau aufgebaut, beim Anfahren und bei kleinen Geschwindigkeiten. Beim Ausfall des Zusatzgenerators sorgt das Bordnetz für eine redundante Energieversorgung des elektrohydraulischen Bremssystems. Auch ein Parallelbetrieb von Bordnetz und Zusatzgenerator ist möglich. The conventional electrical system is used to supply the electrical supported braking system priority when starting the Vehicle, here the required voltage level is built up, at Start and at low speeds. In case of failure of Additional generator ensures the electrical system for a redundant Power supply of the electro-hydraulic brake system. Also a Parallel operation of vehicle electrical system and additional generator is possible.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben. Further advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims reproduced.

Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in der einzigen Figur näher erläutert, wobei die Figur einen Ausschnitt eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug in schematischer Darstellung zeigt. The invention will be described with reference to several embodiments in the single figure explained in more detail, the figure a Section of a drive system for a motor vehicle in schematic representation shows.

Die Figur zeigt das Antriebssystem 2 eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Verbrennungsmotor 4 und Räder 6, die über eine Kupplung 8 und einen Antriebsstrang 30 mechanisch miteinander verbunden sind. Der Antrieb des Fahrzeugs erfolgt durch den Verbrennungsmotor 4 über ein automatisches Getriebe bzw. ein Schaltgetriebe. Bei geschlossener Kupplung 8 besteht eine mechanische Verbindung zwischen den Rädern 6 und dem Verbrennungsmotor 4. The figure shows the drive system 2 of a motor vehicle, comprising an internal combustion engine 4 and wheels 6 , which are mechanically connected to each other via a coupling 8 and a drive train 30 . The vehicle is driven by the internal combustion engine 4 via an automatic transmission or a manual transmission. When the clutch 8 is closed there is a mechanical connection between the wheels 6 and the internal combustion engine 4 .

Das Bordnetz 10 umfasst einen Bordnetzgenerator 12, eine Batterie 14 und Verbraucher 16. Über ein Bremsleitungsnetz 18, in welches ein Verstärker 20 geschaltet ist, speist das Bordnetz 10 elektrische Energie in ein elektrisch unterstütztes Bremssystem 22 ein. Weitere Details zu einem elektrisch unterstützten Bremssystem sind der DE 195 40 265 A1 entnehmbar. The vehicle electrical system 10 includes a vehicle electrical system generator 12 , a battery 14 and consumers 16 . Via a brake line network 18 , in which an amplifier 20 is connected, the vehicle electrical system 10 feeds electrical energy into an electrically assisted braking system 22 . Further details of an electrically assisted braking system can be found in DE 195 40 265 A1.

Ein Zusatzgenerator 24 ist radseitig mechanisch unmittelbar an den Antriebsstrang 30 gekoppelt. Die Ankopplung erfolgt somit zwischen der Kupplung 8 und den Rädern 4 und ist vom Verbrennungsmotor 4 durch die Kupplung 8 getrennt. Der Zusatzgenerator 24 wandelt laufend einen Anteil der kinetischen Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zur Energieversorgung des elektrisch unterstützten Bremssystems 22 um. Die elektrische Energie des Zusatzgenerators 24 wird ebenfalls über das Bremsleitungsnetz 18 in das elektrisch unterstützte Bremssystem 22 eingespeist. An additional generator 24 is coupled mechanically directly to the drive train 30 on the wheel side. The coupling thus takes place between the clutch 8 and the wheels 4 and is separated from the engine 4 by the clutch 8 . The auxiliary generator 24 continuously converts a portion of the kinetic energy of the vehicle into electrical energy for powering the electrically assisted braking system 22 . The electrical energy of the additional generator 24 is also fed via the brake line network 18 in the electrically assisted brake system 22 .

Die Dimensionierung des Zusatzgenerators 24 wird durch die Stromaufnahme des zu speisenden elektrisch unterstützten Bremssystems 22 bestimmt. Die Funktion des sicherheitsrelevanten Systems ist damit von dem Zustand des Bordnetzes 10 mit der Batterie 14 unabhängig. The dimensioning of the additional generator 24 is determined by the current consumption of the electrically assisted braking system 22 to be fed. The function of the safety-relevant system is thus independent of the state of the electrical system 10 with the battery 14 .

Je nach Systemauslegung kann jeweils ein Zusatzgenerator pro Bremse, pro Bremskreis oder für die gesamte Bremsanlage vorgesehen sein. Depending on the system design, one additional generator per Brake, per brake circuit or for the entire brake system be provided.

Die Energieversorgung des elektrisch unterstützten Bremssystems 22 kann somit abhängig vom Betriebszustand über das Bordnetz und/oder über den Zusatzgenerator 24 erfolgen. In einer vorteilhaften Ausführung ist oberhalb einer vorgegebenen oberen Geschwindigkeitsschwelle des Fahrzeugs der Zusatzgenerator 24 allein für die Energieversorgung des elektrisch unterstützten Bremssystems 22 zuständig. Als obere Geschwindigkeitsschwelle kann beispielsweise ein Wert von 40 km/h vorgegeben werden. The power supply of the electrically assisted brake system 22 can thus take place depending on the operating state via the vehicle electrical system and / or via the additional generator 24 . In an advantageous embodiment, the auxiliary generator 24 alone is responsible for the energy supply of the electrically assisted brake system 22 above a predetermined upper speed threshold of the vehicle. As an upper speed threshold, for example, a value of 40 km / h can be specified.

Entsprechend ist unterhalb einer unteren Geschwindigkeitsschwelle, beispielsweise bei einem Wert von 20 km/h für die untere Geschwindigkeitsschwelle, oder bei Stillstand des Fahrzeugs eine Energieversorgung des elektrisch unterstützten Bremssystems 22 über das Bordnetz 10 vorgesehen. Accordingly, below a lower speed threshold, for example at a value of 20 km / h for the lower speed threshold, or when the vehicle is stationary, a power supply of the electrically assisted brake system 22 via the vehicle electrical system 10 is provided.

In dem Geschwindigkeitsbereich zwischen den beiden Schwellen kann ein Mischbetrieb vorgesehen sein. Obere und untere Schwelle können auch zusammenfallen. In the speed range between the two thresholds may be provided a mixed operation. Upper and lower Threshold can also coincide.

Bei einem Ausfall des Zusatzgenerators 24 übernimmt das Bordnetz 10 die Energieversorgung des elektrisch unterstützten Bremssystems 22 bis zur Überführung des Fahrzeugs in einen gesicherten Zustand. In case of failure of the auxiliary generator 24 , the electrical system 10 takes over the power supply of the electrically assisted braking system 22 to the transfer of the vehicle in a secure state.

Umgekehrt kann bei einem Ausfall des Bordnetzgenerators 12 der Zusatzgenerator 24 in einem Netzbetrieb das Bordnetz 10 speisen. Conversely, in case of failure of the electrical system generator 12 of the auxiliary generator 24 in a network operation feed the electrical system 10 .

In einem nicht weiter dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Pufferspeicher dem Zusatzgenerator parallel geschaltet, um Leistungsspitzen aufzufangen. In an embodiment not shown is a Buffer the auxiliary generator connected in parallel to To absorb power peaks.

Das eigentliche Bremsmoment wird durch die aus den herkömmlichen Bremssystemen eines Fahrzeugs bekannten Bremszangen 26 auf den Scheiben der Bremsanlage mechanisch erzeugt. Das elektrisch unterstützte Bremssystem nutzt die elektrische Energie des Zusatzgenerators nur als Energie zur Erzeugung des hydraulischen Drucks im Druckspeicher und zur Ansteuerung und Regelung der Ventile im Hydraulikkreis. The actual braking torque is generated mechanically by the known from the conventional brake systems of a vehicle brake calipers 26 on the discs of the brake system. The electrically assisted braking system uses the electrical energy of the additional generator only as energy for generating the hydraulic pressure in the pressure accumulator and for controlling and regulating the valves in the hydraulic circuit.

Claims

1. A device for supplying energy to an electrically assisted braking system ( 22 ) with an electrical system ( 10 ), comprising a vehicle electrical system generator ( 12 ), a battery ( 14 ) and consumers ( 16 ), characterized in that at least one wheel side directly to the drive train ( 10 ). 30 ) coupled auxiliary generator ( 24 ) for converting a portion of the kinetic energy of the vehicle into electrical energy for powering the electrically assisted braking system ( 22 ) is provided.

2. Device according to claim 1, characterized in that in each case an additional generator ( 24 ) is provided per brake.

3. Device according to claim 1, characterized in that in each case an additional generator ( 24 ) is provided per brake circuit.

4. Device according to claim 1, characterized in that an additional generator ( 24 ) for the entire electrically assisted braking system ( 22 ) is provided.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that above a predetermined upper speed threshold of the vehicle, the auxiliary generator ( 24 ) only provides the electrically assisted braking system ( 22 ) with energy.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that below a lower speed threshold or at standstill of the vehicle, a power supply of the electrically assisted braking system ( 22 ) via the electrical system ( 10 ).

7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that below the upper speed threshold and above the lower speed threshold, the power supply of the electrically assisted braking system ( 22 ) takes place in a mixed operation both by the electrical system generator ( 12 ) and by the additional generator ( 24 ) ,

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in case of failure of the auxiliary generator ( 24 ), the electrical system ( 10 ) takes over the power supply of the electrically assisted braking system ( 22 ).

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that in case of failure of the electrical system generator ( 12 ) of the additional generator ( 24 ) takes over the supply of the electrical system ( 10 ) with energy.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that a buffer memory to the additional generator ( 24 ) is connected in parallel.