DE10025731B4

DE10025731B4 - Betriebsbremsanlage mit einer integrierten elektrischen Feststellbremsanlage

Info

Publication number: DE10025731B4
Application number: DE10025731.3A
Authority: DE
Inventors: Alfred Eckert; Enno Kelling; Robert Baier
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1999-05-29
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2016-02-11
Anticipated expiration: 2020-05-26
Also published as: DE10025731A1

Abstract

Betriebsbremsanlage mit einer integrierten elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge, umfassend zumindest eine Aktuatorvorrichtung (3, 3') mit einem Elektromotor für wenigstens eine Radbremse, wobei ein erstes Bedienelement (2) mit der Radbremse verbunden ist, und zur Betätigung der Radbremse dient, und wobei zumindest ein zweites Bedienelement (2') mit einer Steuereinheit (9) einer elektro-hydraulischen Betriebsbremsanlage (ABS-, ESP-, EHB-Steuereinheit) verbunden ist, die Sensoren (14) zur Erfassung von Fahrzustandsdaten aufweist, und weiterhin mit der Aktuatorvorrichtung (3, 3') verbunden ist, wobei das zweite Bedienelement (2') redundant ausgebildet ist, und wobei die Bedienelemente (2, 2') und die Aktuatorvorrichtung (3, 3') als separat handhabbare Module ausgebildet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betriebsbremsanlage mit einer integrierten elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge. Betriebsbremsanlagen für Kraftfahrzeuge besitzen eine elektro-hydraulische ESP-Steuereinheit sowie Sensoren und ein Bedienelement zur Umsetzung vom Bremswunsch hinsichtlich Betriebsbremsbetätigung durch hydraulische Radbremsen. Zur Feststellradbremsbetätigung ist eine elektrisch ansteuerbare, stromlos selbsthemmende, Aktuatorvorrichtung vorgesehen, die von einer gesonderten elektronischen EPB-Steuereinheit über ein Bedienelement angesteuert ist.
Die nicht vorveröffentlichte DE 198 61 144 A1 beschreibt ein elektromechanisches Bremssystem vom Typ brake-by-wire für ein Kraftfahrzeug, welches 6 Messwerte für einen Betriebsbremswunsch und 4 Messwerte für einen Feststellbremswunsch nach dem Majoritätsprinzip integral miteinander koordiniert, und das mittels redundant vorgesehener Mikrorechner einer Steuereinheit, eine gemittelte Führungsgröße für eine mittlere Zuspannkraft bzw. ein Bremsmoment eines Rades zum passenden Gesamtbremswunsch abgleicht und zur Verfügung stellt, wodurch eine hohe Systemverfügbarkeit ohne großen Hardwareaufwand sichergestellt sei. Dabei sind die Bedienelemente zur Erfassung von Betriebsbremswunsch und Feststellbremswunsch stets mit den Mikrorechnern von der elektrischen Steuereinheit verbunden, also ohne Durchgriff auf einen Radbremsaktuator.
Aus der DE 198 36 687 A1 ist eine elektrische Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge bekannt mit einer elektronischen Steuereinrichtung zur Umwandlung von Eingangssignalen in entsprechende Ausgangssignale zur Ansteuerung eine Aktuatoreinrichtung, die wiederum mit zugehörigen Radbremsen zusammenwirkt. Dabei berücksichtigen die Eingangssignale einerseits den Betriebszustand der Betriebsbremsanlage und andererseits den Zustand einer Bedienungseinrichtung zur Erfassung des Betätigungswunsches 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 erforderlich. Außerdem ist eine solche Feststellbremsanlage nur zielgerichtet 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 Feststellbremsanlage angepasst werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe durch Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 durch eine Betriebsbremsanlage mit einer integrierten elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge, umfassend zumindest eine Aktuatorvorrichtung mit einem Elektromotor für wenigstens eine Radbremse, wobei ein erstes Bedienelement mit der Radbremse verbunden ist, und zur Betätigung der Radbremse dient, und wobei zumindest ein zweites Bedienelement mit einer Steuereinheit einer elektro-hydraulischen Betriebsbremsanlage (ABS-, ESP-, EHB-Steuereinheit) verbunden ist, die Sensoren zur Erfassung von Fahrzustandsdaten aufweist, und weiterhin mit der Aktuatorvorrichtung verbunden ist, wobei das zweite Bedienelement redundant ausgebildet ist, und wobei die Bedienelemente und die Aktuatorvorrichtung als separat handhabbare Module ausgebildet sind. Weil die elektronische Steuereinheit dabei als elektrohydraulische Steuereinheit einer ABS-, ESP-, EHB- (Elektro-Hydraulische-Bremse) ausgebildet ist, gestaltet sich die erfindungsgemäße Integration überraschend einfach.
Mit einer solchen Anordnung läßt sich eine einfache elektrische Feststellbremsanlage realisieren, die durch Einbezug der Steuereinheit Komfortfunktionen zulässt. Das Stellsignal wird dabei vom Bedienelement bereitgestellt, das über zumindest eine Signalleitung mit der Aktuatorvorrichtung verbunden ist. Durch den modularen Aufbau ist es auf einfachem Wege möglich die Feststellbremsanlage um eine weitere Aktuatorvorrichtung zu ergänzen zur Erreichung höherer Feststellbremskräfte beispielsweise bei Fahrzeugen höheren Gewichts. Gleichzeitig kann die Feststellbremsanlage durch Verwendung unterschiedlicher, vorzugsweise standardisierter Aktuatorvorrichtungen flexibel an verschiedene fahrzeugspezifische Randbedingungen angepaßt werden.
Wenn die elektronische Steuervorrichtung als selbständig handhabbares Modul ausgeführt ist, die über jeweils mindestens eine Verbindungsleitung mit dem Bedienelement sowie mit der Aktuatorvorrichtung gekoppelt ist, kann eine solche Steuervorrichtung zur Realisierung einer komfortablen Feststellbremsanlage dienen, um die zusätzlichen Komfortfunktionen, wie z. B. Anfahrhilfe, Hillholder, automatische Feststellbremse, Blockierverhinderer an den Radbremsen der Feststellbremsanlage oder ähnliches, zu steuern und zu regeln. Die Steuervorrichtung kann einen Mikroprozessor innerhalb der Aktuatorvorrichtung ergänzen.
Eine Erhöhung des Sicherheitsstandards der Feststellbremsanlage ist realisiert, indem das Bedienelement redundant ausgebildet ist, um selbst bei einem Fehler im Bedienelement den Fahrerwunsch hinsichtlich der Betätigung detektieren und ausführen zu können. Ein solches redundant gestaltetes Bedienelement ist zum unmittelbaren Datenaustausch vorzugsweise direkt an die Steuervorrichtung angeschlossen.
Um eine weitere Komfortsteigerung zu erreichen, kann vorgesehen sein den Fahrzustand repräsentierende Daten über entsprechende Sensoren zu erfassen, innerhalb der Steuervorrichtung auszuwerten und bei der Regelung bzw. Steuerung der Feststellbremanlage 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 erläutert.
1 zeigt den grundlegenden Aufbau einer elektrisch betätigbaren sowie steuerbaren Feststellbremsanlage 1 für Kraftfahrzeuge 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 eigenstandig handhäbbar. Das Bedienelement 2 dient der Erfassung des Fahrerwunsches hinsichtlich der Betätigung einer Radbremse der Feststellbremsanlage und ist vorzugsweise als beidseitig wirksamer Wechseltaster ausgeführt. Dieses Bedienelement 2 ist zumindest einfach redundant ausgebildet, so daß es möglich ist auch bei einem Fehler im Bedienelement 2 das Fahrzeug in einen sicheren Fahrzustand zu überführen.
Die Aktuatorvorrichtung 3 umfaßt einen Mikroprozessor 5, der in der Lage ist ein vom Bedienelement 2 eingehendes Stellsignal 7, das den Betätigungs-Soll-Zustand der Radbremse repräsentiert, in ein entsprechendes Ansteuersignal 6 für eine Aktuatoreinheit 8 umzuwandeln. Die Aktuatoreinheit 8, die insbesondere als Elektromotor ausgeführt ist, wirkt direkt auf eine Radbremse ein und kann die Radbremse dosiert betätigen oder losen. Dabei kann die Aktuatorvorrichtung 3 besonders gunstig als Zentralaktuator ausgebildet sein, der gleichzeitig 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 allerdings keine weiteren Komfortfunktionen wie z. B. Anfahrhilfe oder automatische Feststellbremse bietet. Zur Verstärkung der Haltekrafte bei einer Feststellbremsung beispielsweise bei Fahrzeugen hoheren Gewichts ist es ohne großen Aufwand möglich die Feststellbremsanlage um eine weitere Aktuatorvorrichtung 3' zu ergänzen. Insbesondere bei Ausführungen mit mehreren Aktuatorvorrichtungen 3, 3' empfiehlt es sich die einzelnen Aktuatorvorrichtungen 3, 3' als dezentrale Radaktuatoren 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 angepaßt werden kann.
Zur Erweiterung der Funktionalität der Feststellbremsanlage 1 kann diese optional mit einer ubergeordneten Steuervorrichtung 9 ausgestattet werden, um entsprechend zusätzliche Komfortfunktionen der Feststellbremsanlage 1 koordinieren zu können. Als solche weitere Funktionalitäten sind beispielsweise Anfahrhilfe, Hillholder, automatische Feststellbremse, Blockierverhinderer, zusatzliche Sicherheitsfunktionen und ahnliches zu nennen. Die Steuervorrichtung 9 ist ebenfalls modular, d. h. separat handhabbar gestaltet und über entsprechende Verbindungsleitungen 10, 11 an das Bedienelement 2' und zumindest eine Aktuatorvorrichtung 3, 3' angeschlossen. Als Bedienelement 2' kann vorzugsweise ein mehrfach redundantes Bedienelement zum Einsatz kommen, des in der Lage ist selbst bei einem Fehler im Bedienelement 2' den Fahrerwunsch hinsichtlich der Betatigung noch detektieren und ausführen zu können.
Zur Umsetzung der genannten Funktionalitäten der Feststellbremsanlage 1 wirkt die Steuervorrichtung 9 mit dem bzw. den Mikroprozessoren 5 zusammen, wobei der Steuervorrichtung 9 eine ubergeordnete Koordinierungsfunktion zukommt. Die Steuervorrichtung braucht daher nicht notwendigerweise feststellbremsspezifisch ausgebildet zu sein. Dies eröffnet die Möglichkeit 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 ähnliche Steuereinheit in Frage. In diesem Zusammenhang kann als Verbindungsleitung 10 zwischen Steuervorrichtung 9 und Aktuatorvorrichtung 3, 3' ein bereits im Fahrzeug existierende CAN-Verbindung genutzt werden. Analog kann auch eine eigens installierte Festleitung Verwendung finden.
Zur Erhohung der Sicherheit im Fehlerfall wird von der Steuervorrichtung 9 zusätzlich ein Freigabesignal 12 der Aktuatorvorrichtung 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 tatig, um den Betätigungszustand der nicht gezeigten Radbremse zu verändern. Dabei ist in die Aktuatorvorrichtung 3, 3' insbesondere ein Drehwinkelsensor 13, 13' intergriert, der den Betätigungszustand der Aktuatoreinheit 8, 8' erfaßt. Damit laßt sich die Radbremse genau dosiert betätigen oder lösen.
Zur zusätzlichen Erweiterung der Funktionalität der Feststellbremsanlage 1, kann diese um entsprechende Sensoren 14 zur Erfassung von Fahrzustandsdaten ergänzt werden. Derartige Daten, wie etwa die Raddrehzahl, die Fahrbahnneigung, die Fahrersitzbelegung etc., konnen uber die Steuervorrichtung 9 ausgewertet und für die Steuerung bzw. Regelung der Feststellbremsanlage 1 berucksichtigt werden.

Claims

Betriebsbremsanlage mit einer integrierten elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge, umfassend zumindest eine Aktuatorvorrichtung (3, 3') mit einem Elektromotor für wenigstens eine Radbremse, wobei ein erstes Bedienelement (2) mit der Radbremse verbunden ist, und zur Betätigung der Radbremse dient, und wobei zumindest ein zweites Bedienelement (2') mit einer Steuereinheit (9) einer elektro-hydraulischen Betriebsbremsanlage (ABS-, ESP-, EHB-Steuereinheit) verbunden ist, die Sensoren (14) zur Erfassung von Fahrzustandsdaten aufweist, und weiterhin mit der Aktuatorvorrichtung (3, 3') verbunden ist, wobei das zweite Bedienelement (2') redundant ausgebildet ist, und wobei die Bedienelemente (2, 2') und die Aktuatorvorrichtung (3, 3') als separat handhabbare Module ausgebildet sind.
Betriebsbremsanlage mit einer integrierten elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatorvorrichtung (3, 3') jeweils als standardisierter, dezentraler Radaktuator ausgebildet ist.
Betriebsbremsanlage mit einer integrierten elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatorvorrichtung (3, 3') über eine Signalleitung (4) an das erste Bedienelement (2) angeschlossen ist, und dass die Aktuatorvorrichtung (3, 3') mit Verbindungsleitungen (10, 11) über die Steuervorrichtung (9) an das zweite Bedienelement (2') angeschlossen ist.
Betriebsbremsanlage mit einer integrierten elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Aktuatorvorrichtung (3, 3') einen Mikroprozessor (5, 5') umfaßt, der dazu dient, ein an der Aktuatorvorrichtung (3, 3') eingehendes, einen Betätigungs-Soll-Zustand der Radbremse repräsentierendes, Stellsignal (7) in einen entsprechenden Betätigungszustand der Radbremse, umzusetzen.
Betriebsbremsanlage mit einer integrierten elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bedienelement (2) wenigstens einfach redundant ausbildet ist, und dass das zweite Bedienelement (2') wenigstens mehrfach redundant ausbildet ist.
Betriebsbremsanlage mit einer integrierten elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsleitung (10) eine bereits im Fahrzeug vorhandene CAN-Verbindung oder eine eigens installierte Festleitung vorgesehen ist.
Betriebsbremsanlage mit einer integrierten elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (9) der Betriebsbremsanlage zur übergeordneten Koordinierung von Komfortfunktionen mit den Mikropozessoren (5, 5') zusammenwirkt.
Betriebsbremsanlage mit einer integrierten elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatorvorrichtung (3, 3') einen integrierten Drehwinkelsensor (13, 13') aufweist.
Betriebsbremsanlage mit einer integrierten elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (2, 2') als Wechseltaster ausgebildet ist.