DE10025731A1 - Elektrisch betätigbare sowie steuerbare Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung elektrisch betätigbare sowie steuerbare Feststellbremsanlage (1) für Kraftfahrzeuge. Bisherige Feststellbremsanlagen sind häufig sehr komplex aufgebaut, um zusätzliche Komfortfunktionen, wie z. B. automatische Feststellbremse etc., umzusetzen. Darüber hinaus sind die bekannten Feststellbremsanlagen nur für einen bestimmten Fahrzeugtyp ausgelegt. DOLLAR A Erfindungsgemäß umfaßt daher eine modular aufgebaute Feststellbremsanlage (1) zumindest mit ein Bedienelement (2, 2') und wenigstens eine Aktuatorvorrichtung (3, 3'), die einen integrierten Mikroprozessor (5, 5') aufweist. Optional kann noch eine übergeordnete Steuereinrichtung (9) vorgesehen sein, um die Feststellbremsanlage (1) hinsichtlich weiterer Komfortfunktionen (z. B. Anfahrhilfe, automatische Feststellbremse etc.) zu ergänzen. Durch den modularen Aufbau kann die Feststellbremsanlage (9) ohne großen Aufwand an die jeweiligen fahrzeugspezifischen Anforderungen angepaßt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch betätigba­ re sowie steuerbare Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge. Derartige Feststellbremsanlagen besitzen zumindest ein Be­ dienelement zur Erfassung des Fahrerwunsches hinsichtlich ei­ ner Betätigung einer Radbremse sowie eine elektrisch ansteu­ erbare Aktuatorvorrichtung zur Radbremsenbetätigung.

Aus der DE-A-198 36 687 ist eine elektrische Feststellbrem­ sanlage für Kraftfahrzeuge bekannt mit einer elektronischen Steuereinrichtung zur Umwandlung von Eingangssignalen in ent­ sprechende Ausgangssignale zur Ansteuerung eine Aktuatorein­ richtung, die wiederum mit zugehörigen Radbremsen zusammen­ wirkt. Dabei berücksichtigen die Eingangssignale einerseits den Betriebszustand der Betriebsbremsanlage und andererseits den Zustand einer Bedienungseinrichtung zur Erfassung des Be­ tätigungswunsches des Fahrers. Um somit eine komfortable Feststellbremsanlage umzusetzen, die auch den Fahrzustand des Kraftfahrzeuges gebührend berücksichtigt ist eine aufwendige Signalverarbeitung innerhalb der Steuereinrichtung sowie ein komplizierter Gesamtaufbau der Feststellbremsanlage erforder­ lich. Außerdem ist eine solche Feststellbremsanlage nur ziel­ gerichtet für den jeweiligen Fahrzeugtyp einsetzbar und somit grundsätzlich in ihren Einsatzmöglichkeiten wenig flexibel.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine flexibel einsetzbare Feststellbremsanlage anzugeben, die je nach den funktionalen Anforderungen an die Feststellbremsan­ lage angepaßt werden kann.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Feststellbremsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Danach umfaßt die elek­ trisch betätigbare sowie steuerbare Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge zur Betätigung der Radbremse zumindest eine Aktuatorvorrichtung, die an wenigstens eine Radbremse gekop­ pelten ist, und zur Erfassung des Fahrerwunsches hinsichtlich der Radbremsenbetätigung ein Bedienelement, wobei das Be­ dienelement und die Aktuatorvorrichtung als separat handhab­ bare Module ausgeführt sind. Mit einer solchen Anordnung läßt sich eine einfache elektrische Feststellbremsanlage realisie­ ren, die allerdings nur in geringem Maße Komfortfunktionen zuläßt. Dazu ist es erforderlich die Aktuatorvorrichtung mit einem Mikroprozessor auszustatten, zur Umsetzung eines eines an der Aktuatorvorrichtung eingehenden, einen Betätigungs- Soll-Zustand der Radbremse repräsentierenden Stellsignales in einen entsprechenden Betätigungszustand der Radbremse. Das Stellsignal wird dabei vom Bedienelement bereitgestellt, daß über zumindest eine Signalleitung mit der Aktuatorvorrichtung verbunden ist. Durch den modularen Aufbau ist es auf einfa­ chem Wege möglich die Feststellbremsanlage um eine weitere Aktuatorvorrichtung zu ergänzen zur Erreichung höherer Fest­ stellbremskräfte beispielsweise bei Fahrzeugen höheren Ge­ wichts. Gleichzeitig kann die Feststellbremsanlage durch Ver­ wendung unterschiedlicher, vorzugsweise standardisierter Ak­ tuatorvorrichtungen flexibel an verschiedene fahrzeugspezifi­ sche Randbedingungen angepaßt werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Feststellbremsanlage läßt sich dadurch erreichen, daß die Feststellbremsanlage zur Um­ setzung von Komfortfunktionen eine zusätzliche elektronische Steuervorrichtung aufweist, die als selbständig handhabbares Modul ausgeführt ist und die über jeweils mindestens eine Verbindungsleitung mit dem Bedienelement sowie mit der Aktua­ torvorrichtung gekoppelt ist. Eine solche Steuervorrichtung ist zur Realisierung einer komfortablen Feststellbremsanlage notwendig, um die zusätzlichen Komfortfunktionen, wie z. B. Anfahrhilfe, Hillholder, automatische Feststellbremse, Bloc­ kierverhinderer an den Radbremsen der Feststellbremsanlage oder ähnliches, zu steuern und zu regeln. Die Steuervorrich­ tung ergänzt damit den Mikroprozessor innerhalb der Aktuator­ vorrichtung.

Eine bevorzugte Ausführung der Feststellbremsanlage ergibt sich dadurch, daß die elektronische Steuervorrichtung als be­ reits in die Bremsanlage des Kraftfahrzeuges integrierte Steuereinheit ausgebildet ist, wie z. B. eine Steuereinheit einer ABS-, ESP-, EHB- (Elektro-Hydraulische-Bremse) oder sonstigen Brake-by-wire-Anlage. Die Steuervorrichtung braucht aufgrund des Mikroprozessors in der Aktuatorvorrichtung nicht notwendigerweise feststellbremsspezifisch ausgebildet sein. Damit kann besonders einfach auf bereits in der Betriebsbrem­ sanlage vorhandene Steuereinheiten zurückgegriffen werden.

Eine Erhöhung des Sicherheitsstandards der Feststellbremsan­ lage läßt sich dadurch realisieren, daß das Bedienelement redundant ausgebildet ist, um selbst bei einem Fehler im Be­ dienelement den Fahrerwunsch hinsichtlich der Betätigung de­ tektieren und ausführen zu können. Ein solches redundant ge­ staltetes Bedienelement ist zum unmittelbaren Datenaustausch vorzugsweise direkt an die Steuervorrichtung angeschlossen.

Um eine weitere Komfortsteigerung zu erreichen, kann vorgese­ hen sein den Fahrzustand repräsentierende Daten über entspre­ chende Sensoren zu erfassen, innerhalb der Steuervorrichtung auszuwerten und bei der Regelung bzw. Steuerung der Fest­ stellbremanlage zu berücksichtigen. Beispielsweise kann die Fahrbahnneigung, die Raddrehzahl, die Fahrersitzbelegung oder ähnliches erfaßt werden.

Eine vorteilhafte Ausführung der Feststellbremsanlage wird in der einzigen Figur dargestellt und im folgenden näher erläu­ tert.

Fig. 1 zeigt den grundlegenden Aufbau einer elektrisch betä­ tigbaren sowie steuerbaren Feststellbremsanlage 1 für Kraft­ fahrzeuge in Prinzipdarstellung. Die Feststellbremsanlage 1 umfaßt zumindest eine Bedienelement 2 sowie wenigstens eine Aktuatorvorrichtung 3, die über eine Signalleitung 4 an das Bedienelement 2 gekoppelt ist und die weiterhin mit einer Energieversorgungseinheit verbunden ist. Bedienelement 2 und Aktuatorvorrichtung 3 sind dabei als separate Module eigen­ ständig handhabbar. Das Bedienelement 2 dient der Erfassung des Fahrerwunsches hinsichtlich der Betätigung einer Radbrem­ se der Feststellbremsanlage und ist vorzugsweise als beidsei­ tig wirksamer Wechseltaster ausgeführt. Dieses Bedienelement 2 ist zumindest einfach redundant ausgebildet, so daß es mög­ lich ist auch bei einem Fehler im Bedienelement 2 das Fahr­ zeug in einen sicheren Fahrzustand zu überführen.

Die Aktuatorvorrichtung 3 umfaßt einen Mikroprozessor 5, der in der Lage ist ein vom Bedienelement 2 eingehendes Stellsi­ gnal 7, das den Betätigungs-Soll-Zustand der Radbremse reprä­ sentiert, in ein entsprechendes Ansteuersignal 6 für eine Ak­ tuatoreinheit 8 umzuwandeln. Die Aktuatoreinheit 8, die ins­ besondere als Elektromotor ausgeführt ist, wirkt direkt auf eine Radbremse ein und kann die Radbremse dosiert betätigen oder lösen. Dabei kann die Aktuatorvorrichtung 3 besonders günstig als Zentralaktuator ausgebildet sein, der gleichzei­ tig auf mehrere Radbremsen einwirkt, um den Aktuatoraufwand gering zu halten. Mittels des Bedienelementes 2 und zumindest einer Aktuatorvorrichtung 3 läßt sich also eine einfache elektrische Feststellbremsanlage 1 realisieren, die aller­ dings keine weiteren Komfortfunktionen wie z. B. Anfahrhilfe oder automatische Feststellbremse bietet. Zur Verstärkung der Haltekräfte bei einer Feststellbremsung beispielsweise bei Fahrzeugen höheren Gewichts ist es ohne großen Aufwand mög­ lich die Feststellbremsanlage um eine weitere Aktuatorvor­ richtung 3' zu ergänzen. Insbesondere bei Ausführungen mit mehreren Aktuatorvorrichtungen 3, 3' empfiehlt es sich die einzelnen Aktuatorvorrichtungen 3, 3' als dezentrale Radak­ tuatoren auszubilden, die jeweils einer einzelnen Radbremse zugeordnet sind. Die einzelnen Aktuatorvorrichtungen 3, 3' lassen sich vorteilhafterweise standardisieren bzw. identisch ausführen, so daß die Feststellbremsanlage 1 sehr flexibel an unterschiedliche fahrzeugspezifische Rahmenbedingungen ange­ paßt werden kann.

Zur Erweiterung der Funktionalität der Feststellbremsanlage 1 kann diese optional mit einer übergeordneten Steuervorrich­ tung 9 ausgestattet werden, um entsprechend zusätzliche Kom­ fortfunktionen der Feststellbremsanlage 1 koordinieren zu können. Als solche weitere Funktionalitäten sind beispiels­ weise Anfahrhilfe, Hillholder, automatische Feststellbremse, Blockierverhinderer, zusätzliche Sicherheitsfunktionen und ähnliches zu nennen. Die Steuervorrichtung 9 ist ebenfalls modular, d. h. separat handhabbar gestaltet und über entspre­ chende Verbindungsleitungen 10, 11 an das Bedienelement 2' und zumindest eine Aktuatorvorrichtung 3, 3' angeschlossen. Als Bedienelement 2' kann vorzugsweise ein mehrfach redundan­ tes Bedienelement zum Einsatz kommen, das in der Lage ist selbst bei einem Fehler im Bedienelement 2' den Fahrerwunsch hinsichtlich der Betätigung noch detektieren und ausführen zu können.

Zur Umsetzung der genannten Funktionalitäten der Feststell­ bremsanlage 1 wirkt die Steuervorrichtung 9 mit dem bzw. den Mikroprozessoren 5 zusammen, wobei der Steuervorrichtung 9 eine übergeordnete Koordinierungsfunktion zukommt. Die Steu­ ervorrichtung braucht daher nicht notwendigerweise feststell­ bremsspezifisch ausgebildet zu sein. Dies eröffnet die Mög­ lichkeit als Steuervorrichtung 9 eine bereits im Fahrzeug vorhandene Steuereinheit zu nutzen. Als geeignete derartige Steuereinheiten kommt beispielsweise eine ABS-, ESP-, EHB- (Elektro-Hydraulische-Bremse), Brake-by-wire- oder eine ähn­ liche Steuereinheit in Frage. In diesem Zusammenhang kann als Verbindungsleitung 10 zwischen Steuervorrichtung 9 und Aktua­ torvorrichtung 3, 3' ein bereits im Fahrzeug existierende CAN-Verbindung genutzt werden. Analog kann auch eine eigens installierte Festleitung Verwendung finden.

Zur Erhöhung der Sicherheit im Fehlerfall wird von der Steu­ ervorrichtung 9 zusätzlich ein Freigabesignal 12 der Aktua­ torvorrichtung 3, 3' zugeführt, um einen elektrischen Fehler im Mikroprozessor 5, 5' erkennen zu können. Nur wenn sowohl das Freigabesignal 12 als auch das vom Mikroprozessor 5, 5' generierte Ansteuersignal 6 anliegt, wird die Aktuatoreinheit 8 tätig, um den Betätigungszustand der nicht gezeigten Rad­ bremse zu verändern. Dabei ist in die Aktuatorvorrichtung 3, 3' insbesondere ein Drehwinkelsensor 13, 13' intergriert, der den Betätigungszustand der Aktuatoreinheit 8, 8' erfaßt. Da­ mit läßt sich die Radbremse genau dosiert betätigen oder lö­ sen.

Zur zusätzlichen Erweiterung der Funktionalität der Fest­ stellbremsanlage 1, kann diese um entsprechende Sensoren 14 zur Erfassung von Fahrzustandsdaten ergänzt werden. Derartige Daten, wie etwa die Raddrehzahl, die Fahrbahnneigung, die Fahrersitzbelegung etc., können über die Steuervorrichtung 9 ausgewertet und für die Steuerung bzw. Regelung der Fest­ stellbremsanlage 1 berücksichtigt werden.

Claims (6)

1. Elektrisch betätigbare sowie steuerbare Feststellbremsan­ lage für Kraftfahrzeuge mit einer an zumindest eine Rad­ bremse gekoppelten Aktuatorvorrichtung (3, 3') zur Betäti­ gung der Radbremse und mit einem Bedienelement (2, 2') zur Erfassung des Fahrerwunsches hinsichtlich der Betätigung, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (2, 2') und die Aktuatorvorrichtung (3, 3') als separat handhabbare Module ausgeführt sind, wobei die Aktuatorvorrichtung (3, 3') einen Mikroprozessor (5, 5') umfaßt, zur Umsetzung ei­ nes eines an der Aktuatorvorrichtung (3, 3') eingehenden, einen Betätigungs-Soll-Zustand der Radbremse repräsentie­ renden Stellsignales (7) in einen entsprechenden Betäti­ gungszustand der Radbremse.

2. Feststellbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bedienelement (2) über zumindest eine Signal­ leitung (4) mit der Aktuatorvorrichtung (3) verbunden ist.

3. Feststellbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellbremsanlage (1) zur Umsetzung von Komfortfunktionen eine elektronische Steuervorrichtung (9) aufweist, die als selbstständig handhabbares Modul ausgeführt ist und die über jeweils mindestens eine Verbindungsleitung (10, 11) mit dem Be­ dienelement (2') sowie mit mindestens einer Aktuatorvor­ richtung (3, 3') gekoppelt ist.

4. Feststellbremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die elektronische Steuervorrichtung (9) als be­ reits in die Bremsanlage des Kraftfahrzeuges integrierte Steuereinheit ausgebildet ist, wie z. B. eine Steuerein­ heit einer ABS-, ESP-, EHB- oder sonstigen Brake-by-wire- Anlage.

5. Feststellbremsanlage nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (2') redun­ dant ausgebildet ist, um selbst bei einem Fehler im Be­ dienelement (2') den Fahrerwunsch hinsichtlich der Betäti­ gung detektieren und ausführen zu können.

6. Feststellbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuer­ vorrichtung (9) über entsprechende Sensoren (14) Daten zum Fahrzustand des Kraftfahrzeuges erfaßt und bei der Steue­ rung der Feststellbremsanlage (1) berücksichtigt.