DE19908061B4 - Energy supply device for an electrically actuated vehicle brake - Google Patents

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    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive

Abstract

Energieversorgungseinrichtung für eine elektrisch betätigbare Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Energiequelle (4), die mit mindestens einem Aktuator (52) zur Betätigung einzelner Radbremsen (50) verbunden ist, wobei elektrische Mittel vorgesehen sind, die bei nicht ausreichender Leistung der Energiequelle (4) eine ausreichende Energieversorgung des Aktuators (52) sicherstellen und wobei die elektrischen Mittel durch eine elektrische Schaltung (20) gebildet sind, die einen Gleichspannungswandler (44) aufweist, der beim Unterschreiten eines Schwellenwertes der Spannung der Energiequelle (4) eingeschaltet wird und eine Mindestspannung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltung (20) einen Umschalter (30) aufweist, der entweder eine direkte Verbindung (26) oder eine Verbindung (28) über den Gleichspannungswandler (44) zwischen der Energiequelle (4) und dem Aktuator (52) schaltet, wobei der Umschalter (30) ein Relais (32) ist, dessen Elektromagnet (34) mit der Spannung der Energiequelle (4) erregt wird und gegen die Kraft einer Feder (38) arbeitet.Energy supply device for an electrically actuated brake system for motor vehicles with an energy source (4) which is connected to at least one actuator (52) for actuating individual wheel brakes (50), electrical means being provided which, if the power source (4) does not have sufficient power, Ensure sufficient energy supply to the actuator (52) and the electrical means are formed by an electrical circuit (20) which has a DC voltage converter (44) which is switched on when the voltage of the energy source (4) falls below a threshold value and generates a minimum voltage, characterized in that the electrical circuit (20) has a changeover switch (30) which switches either a direct connection (26) or a connection (28) via the DC voltage converter (44) between the energy source (4) and the actuator (52) , wherein the switch (30) is a relay (32), the electromagnet (34) with the Span tion of the energy source (4) is excited and works against the force of a spring (38).

Description

Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungseinrichtung für eine elektrisch betätigbare Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Energiequelle, die mit mindestens einem Aktuator zur Betätigung einzelner Radbremsen verbunden ist, wobei elektrische Mittel vorgesehen sind, die bei nicht ausreichender Leistung der Energiequelle eine ausreichende Energieversorgung des Aktuators sicherstellen und wobei die elektrischen Mittel durch eine elektrische Schaltung gebildet sind, die einen Gleichspannungswandler aufweist, der beim Unterschreiten eines Schwellenwertes der Spannung der Energiequelle eingeschaltet wird und eine Mindestspannung erzeugt.The invention relates to a power supply device for an electrically operated brake system for motor vehicles with a power source which is connected to at least one actuator for actuating individual wheel brakes, wherein electrical means are provided which ensure sufficient power supply of the actuator at insufficient power of the power source and wherein the electrical means are formed by an electrical circuit having a DC-DC converter, which is turned on when falling below a threshold value of the voltage of the power source and generates a minimum voltage.

In der EP 0 770 531 A1 ist eine Energieversorgungseinrichtung für eine elektrische Fahrzeugbremse beschrieben. Bei der bekannten Energieversorgungseinrichtung ist ein Strombegrenzer zwischen die Energiequelle und die Aktuatoren der Bremsanlage geschaltet, der dafür sorgt, daß der Energiequelle nur eine vorgegebene maximale Leistung von der Bremsanlage entnommen wird. Die Energiequelle versorgt üblicherweise neben der Bremsanlage auch andere Verbraucher, wie z. B. die Elektronik des Motormanagements.In the EP 0 770 531 A1 a power supply device for an electric vehicle brake is described. In the known power supply device, a current limiter is connected between the power source and the actuators of the brake system, which ensures that the power source is taken only a predetermined maximum power from the brake system. The power source usually supplies in addition to the brake system and other consumers, such. As the electronics of the engine management.

Nach dem bekannten Stand der Technik erfolgt bei einem Spannungsabfall der Energieversorgung zuerst bei einem höheren Spannungswert ein Ausfall der elektrisch betätigbaren Bremsanlage, bevor bei einem weiteren Spannungsabfall die Elektronik des Motormanagements ausfällt und der Verbrennungsmotor dadurch abschaltet.According to the known state of the art, a voltage drop of the power supply first results in a failure of the electrically operable brake system at a higher voltage value, before the electronics of the engine management fail in the event of a further voltage drop and the internal combustion engine thereby shuts down.

Da die ordnungsgemäße Funktion der Bremsanlage jedoch eine höhere Sicherheitsrelevanz als der Betrieb des Verbrennungsmotors für das Kraftfahrzeug besitzt, muß sichergestellt werden, daß die elektrisch betätigbare Bremsanlage bei einem Spannungsabfall der Energieversorgung möglichst lange vollständig funktionsfähig bleibt und andere an die Energiequelle angeschlossene Verbraucher zuerst ausfallen.However, since the proper function of the brake system has a higher safety relevance than the operation of the internal combustion engine for the motor vehicle, it must be ensured that the electrically actuated brake system remains fully functional for a long time at a voltage drop of the power supply and fail other consumers connected to the power source first.

Aus der DE 195 40 265 A1 ist eine Energieversorgungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Bei dem vorbekannten System wird hauptsächlich darauf geachtet, dass eine Überlastung des Bordnetzes in jedem Fall vermieden wird.From the DE 195 40 265 A1 is a power supply device according to the preamble of claim 1 known. In the known system is mainly paid attention that an overload of the electrical system is avoided in any case.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Energieversorgungseinrichtung für eine elektrisch betätigbare Bremsanlage derart weiterzubilden, daß die elektrische Energieversorgung bei einem Absinken der Spannung möglichst lange gewährleistet ist.Object of the present invention is therefore to develop a power supply device for an electrically actuated brake system such that the electrical power supply is guaranteed as long as possible with a drop in voltage.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Energieversorgungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei sind elektrische Mittel vorgesehen, die bei nicht ausreichender Leistung der Energiequelle eine ausreichende Energieversorgung des Aktuators sicherstellen.This object is achieved by a power supply device with the features of claim 1. In this case, electrical means are provided which ensure a sufficient power supply of the actuator at insufficient power of the power source.

Die Mittel sind durch eine elektrische Schaltung gebildet, die einen Gleichspannungswandler aufweist, der beim Unterschreiten eines Schwellenwertes der Spannung der Energiequelle eingeschaltet und eine für den Betrieb der Aktuatoren notwendige Mindestspannung erzeugt. Elektrische Schaltungen sind nicht dem Verschleiß unterworfen und müssen nicht in sehr kurzen Zeitabständen erneuert oder gewartet werden, wie dies z. B. bei elektrochemischen Energiespeichern der Fall ist. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr wartungsarme Ausgestaltung.The means are formed by an electrical circuit having a DC-DC converter which turns on when falling below a threshold value of the voltage of the power source and generates a necessary for the operation of the actuators minimum voltage. Electrical circuits are not subject to wear and must not be renewed or maintained in very short time intervals, as z. B. in electrochemical energy storage is the case. In this way, a very low-maintenance design.

Die elektrische Schaltung weist erfindungsgemäß einen Umschalter auf, der entweder eine direkte Verbindung oder eine Verbindung über den Gleichspannungswandler zwischen der Energiequelle und dem Aktuator schaltet. Auf diese Weise werden bei ausreichender Spannungsversorgung die Aktuatoren direkt mit der von der Energiequelle gelieferten Spannung betrieben. Eine zusätzliche Belastung der Energiequelle z. B. durch thermische Verluste im Gleichspannungswandler wird zudem vermieden, wenn noch genügend Leistung der Energiequelle zum fehlerfreien Betrieb des Aktuators vorhanden ist.The electrical circuit according to the invention comprises a switch which switches either a direct connection or a connection via the DC-DC converter between the power source and the actuator. In this way, with sufficient power supply, the actuators are operated directly with the voltage supplied by the power source. An additional burden on the energy source z. B. by thermal losses in the DC-DC converter is also avoided if there is still enough power of the power source for error-free operation of the actuator is present.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Umschalter ein Relais, dessen Elektromagnet mit der Spannung der Energiequelle erregt wird und gegen die Kraft einer Feder arbeitet. Dies stellt eine einfache und kostengünstige Ausführung des Umschalters dar.In a preferred embodiment, the switch is a relay whose solenoid is energized with the voltage of the power source and operates against the force of a spring. This represents a simple and inexpensive design of the switch.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die elektrische Schaltung einen elektrischen Speicher auf, der während des Umschaltvorgangs des Umschalters die Energieversorgung des Aktuators sicherstellt. Der elektrische Speicher kann z. B. ein Akkumulator oder ein ausreichend dimensionierter Kondensator sein.In an advantageous embodiment of the invention, the electrical circuit has an electrical memory, which ensures the power supply of the actuator during the switching operation of the switch. The electrical storage can, for. As an accumulator or a sufficiently sized capacitor.

Vorzugsweise kann die elektrische Schaltung eine Signaleinrichtung zur Anzeige des Zustandes der Energiequelle aufweisen. Spannungsschwankungen werden dem Fahrer dadurch gemeldet. Der Fahrer wird uber den Zustand der elektrischen Energieversorgung informiert und kann sich auf ein moglicherweise eintretendes verandertes Bremsverhalten des Fahrzeuges einstellen.Preferably, the electrical circuit may comprise a signaling device for indicating the state of the energy source. Voltage fluctuations are reported to the driver. The driver is informed about the state of the electrical power supply and can adjust to a possibly occurring changed braking behavior of the vehicle.

Weitere Vorteile und Besonderheiten der Erfindung werden im folgenden anhand von einer Zeichnung beispielhaft naher erlautert. In der Zeichnung ist ein Schaltbild der erfindungsgemaßen Energieversorgungseinrichtung fur eine elektrisch betatigbare Fahrzeugbremse gezeigt.Further advantages and features of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing example. The drawing shows a circuit diagram of the inventive power supply device for an electrically actuated vehicle brake.

Eine die Strom- und Spannungsversorgung des Kraftfahrzeugs sicherstellende Energiequelle 4 kann einen nicht dargestellten elektrischen Speicher in Form eines Akkumulators und einen ebenso nicht dargestellten Generator aufweisen. An die Energiequelle 4 ist unter Zwischenschaltung einer elektrischen Schaltung 20 eine elektrisch betatigbare Radbremse 50 mit einem Aktuator 52 angeschlossen. An die Energiequelle 4 konnen zusatzlich zahlreiche weitere, nicht gezeigte Verbraucher des Kraftfahrzeugs angeschlossen sein, wie z. B. eine Elektronik des Motormanagements des Verbrennungsmotors. Die Energiequelle 4 und ein Eingang 22 der elektrischen Schaltung 20 sind durch eine erste elektrische Leitung 2 miteinander verbunden. Eine zweite elektrische Leitung 6 verbindet einen Ausgang 24 der elektrischen Schaltung 20 mit dem Aktuator 52. Die elektrische Schaltung 20 weist einen Umschalter 30 auf, der den Eingang 22 mit dem Ausgang 26 entweder uber eine dritte elektrische Leitung 26 oder eine vierte elektrische Leitung 28 verbindet. In die vierte elektrische Leitung 28 ist ein Gleichspannungswandler 44 eingefugt. Der Umschalter 30 ist ein Relais 32, dessen Elektromagnet 34 einen Kontakt 36 betatigt, der entweder eine Verbindung zu der dritten elektrischen Leitung 26 oder der vierten elektrischen Leitung 28 eingeht und gegen die Kraft einer Feder 38 arbeitet. An dem Elektromagneten 34 liegt die Spannung der Energiequelle 4 an. Zwischen dem Gleichspannungswandler 44 und dem Ausgang 24 ist eine Verbindung 46 zu einem elektrischer Speicher 48 eingefugt, der z. B. eine Pufferbatterie oder ein Kondensator sein kann. An den Ausgang 24 der elektrischen Schaltung 20 ist zudem eine nicht naher beschriebene Signaleinrichtung 49 angeschlossen, die die Ausgangsspannung der elektrischen Schaltung (20) auswertet und den Zustand der Energiequelle anzeigt.A power source and power supply of the motor vehicle ensuring energy source 4 may comprise an electric memory, not shown, in the form of a rechargeable battery and a generator, also not shown. To the energy source 4 is with the interposition of an electrical circuit 20 an electrically actuated wheel brake 50 with an actuator 52 connected. To the energy source 4 In addition, numerous other, not shown consumers of the motor vehicle may be connected, such. B. an electronic engine management of the engine. The energy source 4 and an entrance 22 the electrical circuit 20 are through a first electrical line 2 connected with each other. A second electrical line 6 connects an exit 24 the electrical circuit 20 with the actuator 52 , The electrical circuit 20 has a switch 30 on top of the entrance 22 with the exit 26 either via a third electrical line 26 or a fourth electrical line 28 combines. In the fourth electrical line 28 is a DC-DC converter 44 pasted. The switch 30 is a relay 32 , whose electromagnet 34 a contact 36 operated, either a connection to the third electrical line 26 or the fourth electrical line 28 enters and against the power of a spring 38 is working. At the electromagnet 34 is the voltage of the energy source 4 at. Between the DC-DC converter 44 and the exit 24 is a connection 46 to an electrical storage 48 inserted, the z. B. may be a backup battery or a capacitor. At the exit 24 the electrical circuit 20 is also a signal device not described in detail 49 connected to the output voltage of the electrical circuit ( 20 ) and displays the state of the energy source.

Die elektrische Schaltung 20 funktioniert wie folgt:
Bei einer Eingangsspannung, die uber einem Schwellenwert liegt, zieht der Elektromagnet 34 den Kontakt 36 an und uberwindet dabei die von der Feder 38 aufgebrachte Kraft. Dadurch erfolgt eine Verbindung zwischen der Energiequelle 4 und dem Aktuator 52 uber die dritte elektrische Leitung 26. Dadurch ist die Ausgangsspannung der elektrischen Schaltung 20 gleich ihrer Eingangsspannung. Der Aktuator 52 der Radbremse 50 wird daher mit der Spannung der Energiequelle 4 betrieben. Unterschreitet die Eingangsspannung den Schwellenwert, z. B. durch eine Uberlastung der Energiequelle 4 durch andere Verbraucher und/oder Ausfall des Generators, dann kann der Elektromagnet 34 nicht die notwendige Kraft gegen die Feder 38 aufbringen und es erfolgt ein Umschalten von der dritten elektrischen Leitung 26 auf die vierte elektrische Leitung 28. Durch die Wirkung des Gleichspannungswandlers 44 liefert nun die Schaltung 20 eine Ausgangsspannung, die hoher als ihre Eingangsspannung ist. Durch diese höhere Spannung wird weiterhin ein einwandfreier Betrieb des Aktuators 52 ermoglicht. Durch den elektrischen Speicher 48 konnen kurzzeitige Energieabfalle an dem Ausgang 24 während des Umschaltvorgangs des Relais 32 zudem kompensiert werden. Auf diese Weise ist eine großtmogliche Sicherheit der elektrischen Energieversorgung des Aktuators 52 gewahrleistet und es wird der Radbremse 50 bei einem Absinken der Spannung der Energiequelle 4 dennoch die zum fehlerfreien Betrieb notwendige Mindestspannung bereitgestellt. Die fur das Fahrzeug äußerst sicherheitsrelevante Bremsfunktion wird dadurch bei einem drohenden Ausfall der elektrischen Energieversorgung moglichst lange gewahrleistet.
The electrical circuit 20 works as follows:
At an input voltage that is above a threshold, the electromagnet pulls 34 the contact 36 and overcomes that of the spring 38 applied force. This creates a connection between the energy source 4 and the actuator 52 over the third electrical line 26 , This is the output voltage of the electrical circuit 20 equal to their input voltage. The actuator 52 the wheel brake 50 is therefore with the voltage of the energy source 4 operated. If the input voltage falls below the threshold, z. B. by an overload of the power source 4 by other consumers and / or failure of the generator, then the electromagnet 34 not the necessary force against the spring 38 Apply and there is a switch from the third electrical line 26 on the fourth electrical line 28 , Due to the effect of the DC-DC converter 44 Now deliver the circuit 20 an output voltage higher than its input voltage. By this higher voltage continues to operate properly the actuator 52 allows. Through the electrical storage 48 can short-term energy drops at the output 24 during the switching process of the relay 32 be compensated. In this way, the greatest possible safety of the electrical power supply of the actuator 52 ensures and it becomes the wheel brake 50 at a decrease in the voltage of the power source 4 nevertheless provided the minimum voltage necessary for error-free operation. The extremely safety-relevant braking function for the vehicle is thereby ensured as long as possible in the event of an impending failure of the electrical power supply.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
erste elektrische Leitungfirst electrical line
44
Energiequelleenergy
66
zweite elektrische Leitungsecond electrical line
2020
elektrische Schaltungelectrical circuit
2222
Eingangentrance
2424
Ausgangoutput
2626
dritte elektrische Leitungthird electrical line
2828
vierte elektrische Leitungfourth electrical line
3030
Umschalterswitch
3232
Relaisrelay
3434
Elektromagnetelectromagnet
3636
KontaktContact
3838
Federfeather
4444
GleichspannungswandlerDC converter
4646
Verbindungconnection
4848
elektrischer Speicherelectrical storage
4949
Signaleinrichtungsignaling device
5050
Radbremsewheel brake
5252
Aktuatoractuator

Claims (3)

Energieversorgungseinrichtung für eine elektrisch betätigbare Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Energiequelle (4), die mit mindestens einem Aktuator (52) zur Betätigung einzelner Radbremsen (50) verbunden ist, wobei elektrische Mittel vorgesehen sind, die bei nicht ausreichender Leistung der Energiequelle (4) eine ausreichende Energieversorgung des Aktuators (52) sicherstellen und wobei die elektrischen Mittel durch eine elektrische Schaltung (20) gebildet sind, die einen Gleichspannungswandler (44) aufweist, der beim Unterschreiten eines Schwellenwertes der Spannung der Energiequelle (4) eingeschaltet wird und eine Mindestspannung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltung (20) einen Umschalter (30) aufweist, der entweder eine direkte Verbindung (26) oder eine Verbindung (28) über den Gleichspannungswandler (44) zwischen der Energiequelle (4) und dem Aktuator (52) schaltet, wobei der Umschalter (30) ein Relais (32) ist, dessen Elektromagnet (34) mit der Spannung der Energiequelle (4) erregt wird und gegen die Kraft einer Feder (38) arbeitet.Power supply device for an electrically operated brake system for motor vehicles with an energy source ( 4 ) with at least one actuator ( 52 ) for actuating individual wheel brakes ( 50 ), wherein electrical means are provided which, when the power source is insufficient, ( 4 ) an adequate power supply of the actuator ( 52 ) and wherein the electrical means are controlled by an electrical circuit ( 20 ) are formed, which a DC-DC converter ( 44 ), which falls below a threshold value of the voltage of the energy source ( 4 ) is turned on and generates a minimum voltage, characterized in that the electrical circuit ( 20 ) a switch ( 30 ) having either a direct connection ( 26 ) or a connection ( 28 ) via the DC-DC converter ( 44 ) between the energy source ( 4 ) and the actuator ( 52 ), the switch ( 30 ) a relay ( 32 ), whose electromagnet ( 34 ) with the voltage of the energy source ( 4 ) and against the force of a spring ( 38 ) is working. Energieversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltung (20) einen elektrischen Speicher (48) aufweist, der während des Umschaltvorgangs des Umschalters (30) die Energieversorgung des Aktuators (52) sicherstellt.Power supply device according to Claim 1, characterized in that the electrical circuit ( 20 ) an electrical memory ( 48 ) during the switching operation of the switch ( 30 ) the power supply of the actuator ( 52 ). Energieversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltung (20) eine Signaleinrichtung (49) zur Anzeige des Zustandes der Energiequelle (4) aufweist.Power supply device according to Claim 1 or 2, characterized in that the electrical circuit ( 20 ) a signaling device ( 49 ) for indicating the state of the energy source ( 4 ) having.
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