DE102008064049A1

DE102008064049A1 - KFZ-Bremsbetätigungsanordnung mit Aufwecksensorelement

Info

Publication number: DE102008064049A1
Application number: DE102008064049A
Authority: DE
Inventors: Jens Bachon; Wolfgang Erler; Joachim Gerold; Helmut Gierl; Andreas Heise; Wolfgang Käfer; Andreas Pachur
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-01-14
Also published as: WO2010003839A1; EP2300286A1

Abstract

Kfz-Bremsbetätigungsanordnung, umfassend zumindest ein Betätigungsmittel, eine Sensoreinheit (1), welche die Position und/oder Bewegung und/oder Auslenkung des Betätigungsmittels erfassen kann, und eine elektronische Kontrolleinheit (3), die mit der Sensoreinheit (1) verbunden ist, wobei die Kfz-Bremsbetätigungsanordnung zusätzlich wenigstens ein Aufwecksensorelement (2) aufweist, welches einen Betätigungsvorgang detektiert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine KFZ-Bremsbetätigungsanordnung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 10, sowie die Verwendung der KFZ-Bremsbetätigungsanordnung in einem KFZ-Bremssystem mit wenigstens einer elektrisch angesteuerten Radbremseneinheit.
In Druckschrift DE 101 45 437 A1 wird ein Verfahren zur Bestimmung der absoluten Position eines beweglichen Elements in einer Betätigungsgebereinheit für eine Kraftfahrzeugbremsanlage, mittels einer Sensoreinheit mit einem Magnetfeldsensor, vorgeschlagen, indem diese Sensoreinheit auch bei inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs (KFZ) aktiv bleibt bzw. mit elektrischer Energie versorgt wird, wodurch die Sensoreinheit das Auftreten einer Betätigung der Betätigungsgebereinheit erfassen kann, wonach die Sensoreinheit inaktive Einheiten der Kraftfahrzeugbremsanlage, wie eine elektronische Kontrolleinheit teilweise aktiviert bzw. teilweckt. Dieses Verfahren bzw. die entsprechende KFZ-Bremsbetä-tigungsanordnung verbraucht dabei nachteilhafterweise auch bei inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs elektrische Energie, da die Sensoreinheit stets mit elektrischer Energie versorgt werden muss, um eine Betätigung der Betätigungsgebereinheit zu erkennen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diesen Energieverbrauch zu verringern oder zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die KFZ-Bremsbetätigungsanordnung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 10.
Unter der Detektion eines Betätigungsvorgangs wird bevorzugt die Detektion einer Bewegung und/oder Auslenkung des Betätigungsmittels und/oder eines damit verbundenen und mitbewegten Bauteils verstanden.
Das Betätigungsmittel umfasst vorzugsweise ein Bremspedal und insbesondere eine Druckstange eines Tandemhauptzylinders (THZ).
Die KFZ-Bremsbetätigungsanordnung ist bevorzugt Teil eines Kraftfahrzeugbremssystems und das Betätigungsmittels weist vorzugsweise ein Bremspedal auf, wobei das Kraftfahrzeugbremssystem zumindest eine Radbremseneinheit umfasst, welche elektrisch angesteuert wird bzw. als By-Wire-Radbremseneinheit ausgebildet ist und insbesondere als elektromechanische oder elektro-hydraulische Radbremseneinheit ausgebildet ist. Die Radbremseneinheiten werden zweckmäßigerweise von der elektronischen Kontrolleinheit (ECU) angesteuert.
Das Betätigungsmittel wirkt bevorzugt mit dem Tandemhauptzylinder (THZ) zusammen, insbesondere mit dessen Druckstange.
Dem Tandemhauptbremszylinder (THZ) ist zweckmäßigerweise die Sensoreinheit, insbesondere als Wegsensor, zugeordnet. Besonders bevorzugt ist die Sensoreinheit in den THZ integriert.
Die Sensoreinheit umfasst bevorzugt einen magnetischen, insbesondere permanentmagnetischen Encoder, sowie mindestens ein Magnetfeldsensorelement, welches insbesondere als Hallelement und/oder magnetoresistives Magnetfeldsensorelement, beispielsweise als AMR- und/oder GMR-Element, ausgebildet ist und welches das durch den Encoder erzeugte und/oder modulierte Magnetfeld berührungslos erfasst. Besonders bevorzugt weist der magnetische Encoder wenigstens eine inkrementelle Encoderspur auf.
Die Sensoreinheit ist zweckmäßigerweise als inkrementeller Wegsensor ausgebildet.
Der magnetische Encoder der Sensoreinheit ist zweckmäßigerweise mit dem Pedal bzw. dem Betätigungsmittel direkt oder indirekt verbunden.
Das Aufwecksensorelement ist vorzugsweise als Reedschalter oder als Hallschalter oder als andersartiger Magnetschalter ausgebildet, insbesondere als „low power hall switch”, der besonders bevorzugt nur zu definierten Zeitpunkten bzw. periodisch aktiv ist und somit einen geringen Energieverbrauch aufweist.
Die Sensoreinheit weist zweckmäßigerweise einen Winkelsensor auf, der eine Drehwinkelauslenkung des Betätigungsmittels erfasst.
Alternativ vorzugsweise umfasst die Sensoreinheit einen Linearwegsensor, insbesondere einen Differentialtransformator, besonders bevorzugt einen Linear-Variablen-Differentialtransformator (LVDT) und/oder einen PLCD-Sensor (Permanentmagnetic linear contactless displacement), welcher eine translatorische Auslenkung der Druckstange des Tandemhauptzylinders oder eine translatorische Auslenkung des Betätigungsmittels direkt oder indirekt erfasst.
Es ist bevorzugt, dass das Aufwecksensorelement mit einer Energieversorgungseinheit, der Sensoreinheit und der elektronischen Kontrolleinheit verbunden ist, wobei das Aufwecksensorelement insbesondere unabhängig von der Sensoreinheit und der elektronischen Kontrolleinheit mit der Energieversorgungseinheit verbunden ist und wobei das Aufwecksensorelement bei Detektion eines Betätigungsvorgangs die elektronische Kontrolleinheit und/oder die Sensoreinheit zumindest teilweise aktiviert, falls diese sich in einem inaktiven Zustand befinden, besonders bevorzugt indem das Aufwecksensorelement direkt oder indirekt als Energieversorgungsschalter der elektronischen Kontrolleinheit und/oder der Sensoreinheit eingesetzt wird. Das Aufwecksensorelement ist ganz besonders bevorzugt mit der Batterie bzw. entsprechenden Energieversorgungs-Klemmen des Kraftfahrzeugs (KFZ) verbunden.
Bei inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs werden zweckmäßigerweise die elektronische Kontrolleinheit und/oder die Sensoreinheit im Wesentlichen nicht mit elektrischer Energie versorgt, außer sie werden durch das Aufwecksensorelement nach einem detektierten Betätigungsvorgang zumindest teilweise aktiviert.
Es ist zweckmäßig, dass das Aufwecksensorelement in die Sensoreinheit integriert ist, aber insbesondere eine von der Sensoreinheit im Wesentlichen unabhängige Energieversorgung bzw. Energieversorgungsleitungen aufweist.
Das Aufwecksensorelement weckt bzw. aktiviert vorzugsweise direkt die elektronische Kontrolleinheit und diese aktiviert danach die Sensoreinheit.
Die KFZ-Bremsbetätigungsanordnung ist zweckmäßigerweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet und so ausgelegt, dass das Aufwecksensorelement eine zumindest teilweise Aktivierung der elektronischen Kontrolleinheit durchführt, wenn die Zündung des Kraftfahrzeugs inaktiv ist und das Betätigungsmittel bzw. das Bremspedal bzw. bewegt wird. Insbesondere wird auch bei aktiver Zündung des Kraftfahrzeugs eine Bewegungserfassung bzw. Betätigungsdetektion des Bremspedals durch das Aufwecksensorelement durchgeführt und an die elektronische Kontrolleinheit übermittelt. In Folge dessen werden der Betriebszustand und/oder die Parametrisierung der elektronischen Kontrolleinheit besonders bevorzugt angepasst bzw. geändert.
Die KFZ-Bremsbetätigungsanordnung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie bei nicht aktiver Zündung des Kraftfahrzeugs und einer zumindest teilweise inaktiven elektronischen Kontrolleinheit eine Bewegung bzw. Betätigung des Pedals bzw. des Betätigungsmittels durch das Aufwecksensorelement detektiert und danach direkt oder indirekt die elektronische Kontrolleinheit zumindest teilweise aktiviert bzw. weitergehend aktiviert.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise weiterentwickelt, indem nach der Detektion eines Betätigungsvorgangs die Sensoreinheit und/oder die elektronische Kontrolleinheit zumindest teilweise direkt oder indirekt durch das Aufwecksensorelement aktiviert werden, falls diese sich in einem inaktiven Zustand befinden. Unter einem inaktiven Zustand der Sensoreinheit wird dabei insbesondere verstanden, dass die Sensoreinheit überhaupt nicht mit elektrischer Energie versorgt wird oder nur mit einer minimalen Menge elektrischer Energie, welche ausreicht, ein besonders „verbrauchsarmes” Sensorelement, wie beispielsweise einen „low power hall switch”, als Aufwecksensorelement zu betreiben. Dieses Aufwecksensorelement bleibt besonders bevorzugt ständig aktiv und wird dabei ständig mit hinreichend elektrischer Energie versorgt.
Es ist bevorzugt, dass das Auftreten eines durch das Aufwecksensorelement detektierten Betätigungsvorgangs durch die Sensoreinheit und/oder die elektronische Kontrolleinheit überprüft wird, indem eine Positionsänderung und/oder Bewe gung und/oder Auslenkung, welche durch die Sensoreinheit erfasst wird, zur Plausibilisierung des Auftretens eines Betätigungsvorgangs herangezogen wird.
Nach der Detektion eines Betätigungsvorgangs werden zweckmäßigerweise wenigstens eine elektrisch angesteuerte, insbesondere als elektro-mechanisch oder elektro-hydraulisch ausgebildete Radbremseneinheit oder sämtliche Radbremseneinheiten des Kraftfahrzeugs aktiviert, falls diese sich in einem inaktiven Zustand befinden.
Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung der KFZ-Bremsbetätigungsanordnung in einem KFZ-Bremssystem mit wenigstens einer elektrisch angesteuerten Radbremseneinheit.
Die erfindungsgemäße KFZ-Bremsbetätigungsanordnung ist bevorzugt zur Verwendung als Bremssystemmodul bzw. Betätigungseinheit eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer elektrischen oder elektromechanischen oder elektrohydraulischen Bremseneinheit und/oder einer solchen Parkbremse, weil dadurch bei inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs die elektronische Kontrolleinheit ECU des Bremssystems aktiviert werden kann und bei Betätigung des Bremspedals die elektronische Kontrolleinheit eine entsprechende Bremsung veranlassen bzw. durchführen kann. Dies ist besonders relevant, falls eine Parkbremse das Kraftfahrzeug bei inaktiver Zündung nicht ausreichend hält und zusätzliche Bremsleistung einer elektrischen oder teilelektrischen Bremseneinheit bereitgestellt werden muss.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.
Es zeigen in schematische Darstellung
1 eine beispielhafte Bremsbetätigungsanordnung, und
2 ein Ausführungsbeispiel eines Tandemhauptzylinders.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der KFZ-Bremsbetätigungsanordnung, mit Sensoreinheit 1, in welche Aufwecksensorelement 2 integriert ist. Aufwecksensorelement 2 detektiert einen Betätigungsvorgang „actuation detected” eines nicht dargestellten Bremspedals als Betätigungsmittel, indem der Betätigungsvorgang eine Magnetfeldänderung hervorruft, durch welche Aufwecksensorelement 2 beispielsweise als Reedschalter „reed switch” ausgebildet, geschlossen wird. Hierdurch wird ein Aufwecksignal „wake-up signal” zur elektronischen Kontrolleinheit ECU, 3 eines Kraftfahrzeugbremssystems übertragen. Zusätzlich überträgt Sensoreinheit 1, beispielgemäß über eine andere Verbindungsschnittstelle, Sensorausgangssignale „sensor signal” zur ECU. Sensoreinheit 1 wird nach oder gleichzeitig mit der ECU aufgeweckt und mit elektrischer Energie versorgt und kann somit die Stärke der Betätigung bzw. die Stellung des Bremspedals erfassen, um eine wunschgemäße Bremsung zu ermöglichen. Anschluss KL 30 ist beispielhaft der Energieversorgungsanschluss, GND der Masseanschluss und IGN der Anschluss des Zündungssignals des Kraftfahrzeugs.
Es ist beispielhaft vorgesehen, dass der Reedschalter 2 einen Betätigungsvorgang detektiert und durch den Betätigungsvorgang sein Schaltzustand verändert wird, wodurch die elektrische Energieversorgung der ECU eingeschaltet wird und die ECU somit aktiviert wird. Die ECU aktiviert danach Sensoreinheit 1, welche anschließend die Auslenkung des Bremspedals direkt oder indirekt erfasst bzw. misst und den Wert dieser Auslenkung an die ECU überträgt, welche diesen Wert als Bremsvorgabewert decodiert und die nicht dargestellten Radbremseneinheiten des Kraftfahrzeugs aktiviert und entsprechend ansteuert.
In 2 ist ein beispielhafter Tandemhauptzylinder (THZ) veranschaulicht. Dieser umfasst Gehäuse 4, Primär- und Sekundärmanschetten 5, 6, SK- und DK- Kolben 7, 8, Behälterstopfen 9 und magnetischen Encoder bzw. Ringmagneten 10. Druckstange 11 ist mit einem nicht dargestellten Bremspedal verbunden und überträgt den Betätigungsvorgang eines Fahrers und dessen Bremsvorgabe. Das Auftreten eines Betätigungsvorgangs „actuation” wird durch Aufwecksensorelement 2 detektiert, indem magnetischer Encoder 10 dieses beeinflusst, beispielsweise einen Reedschalter als Aufwecksensorelement zum Schalten veranlasst, wenn magnetischer Encoder 10 an Aufwecksensorelement 2 vorbeigeführt wird. Die jeweilige Stellung bzw. Position des magnetischen Encoders 10 relativ zu Sensoreinheit 1 wird durch diese erfasst und daraus die Auslenkung des Bremspedals berechnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10145437 A1 [0002]

Claims

KFZ-Bremsbetätigungsanordnung, umfassend zumindest ein Betätigungsmittel, eine Sensoreinheit (1), welche die Position und/oder Bewegung und/oder Auslenkung des Betätigungsmittels erfassen kann, und eine elektronische Kontrolleinheit (3), die mit der Sensoreinheit (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die KFZ-Bremsbetätigungsanordnung zusätzlich wenigstens ein Aufwecksensorelement (2) aufweist, welches einen Betätigungsvorgang detektiert und anschließend ein zumindest teilweises Aufwecken der KFZ-Bremsbetätigungsanordnung durchführt und/oder veranlasst und/oder bedingt.
KFZ-Bremsbetätigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Teil eines Kraftfahrzeugbremssystems ist und das Betätigungsmittel ein Bremspedal aufweist, wobei das Kraftfahrzeugbremssystem zumindest eine Radbremseneinheit umfasst, welche elektrisch angesteuert wird und insbesondere als elektromechanische oder elektro-hydraulische Radbremseneinheit ausgebildet ist.
KFZ-Bremsbetätigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel mit einem Tandemhauptzylinder (THZ) zusammenwirkt.
KFZ-Bremsbetätigungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Auf wecksensorelement (2) als Reedschalter oder Hallschalter ausgebildet ist.
KFZ-Bremsbetätigungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (1) einen Winkelsensor aufweist, der eine Drehwinkelauslenkung des Betätigungsmittels erfasst.
KFZ-Bremsbetätigungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (1) einen Linearwegsensor, insbesondere einen Differentialtransformator, umfasst, welcher eine translatorische Auslenkung einer Druckstange (11) des Tandemhauptzylinders oder eine translatorische Auslenkung des Betätigungsmittels erfasst.
KFZ-Bremsbetätigungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufwecksensorelement (2) mit einer Energieversorgungseinheit, der Sensoreinheit (1) und der elektronischen Kontrolleinheit (3) verbunden ist, wobei das Aufwecksensorelement (2) insbesondere unabhängig von der Sensoreinheit (1) und der elektronischen Kontrolleinheit (3) mit der Energieversorgungseinheit verbunden ist und wobei das Aufwecksensorelement bei Detektion eines Betätigungsvorgangs die elektronische Kontrolleinheit (3) und/oder die Sensoreinheit (1) zumindest teilweise aktiviert, falls diese sich in einem inaktiven Zustand befinden.
KFZ-Bremsbetätigungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs die elektronische Kontrolleinheit (3) und/oder die Sensoreinheit (1) im Wesentlichen nicht mit elektrischer Energie versorgt werden, außer sie werden durch das Aufwecksensorelement (2) nach einem detektierten Betätigungsvorgang zumindest teilweise aktiviert.
KFZ-Bremsbetätigungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufwecksensorelement (2) in die Sensoreinheit (1) integriert ist, aber insbesondere eine von der Sensoreinheit im Wesentlichen unabhängige Energieversorgung aufweist.
Verfahren zur Erfassung der Betätigung einer KFZ-Bremsbetätigungsanordnung, insbesondere einer KFZ-Bremsbetätigungsanordnung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend zumindest ein Betätigungsmittel, eine Sensoreinheit (1), welche die Position und/oder Bewegung und/oder Auslenkung des Betätigungsmittels erfassen kann, und eine elektronische Kontrolleinheit (3), die mit der Sensoreinheit (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungsvorgang, insbesondere bei inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs, durch ein zusätzliches Aufwecksensorelement (2) detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Detektion eines Betätigungsvorgangs die Sensoreinheit (1) und/oder die elektronische Kontrolleinheit (3) zumindest teilweise aktiviert werden, falls diese sich in einem inaktiven Zustand befinden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftreten eines durch das Aufwecksensorelement (2) detektierten Betätigungsvorgangs durch die Sensoreinheit (1) und/oder die elektronische Kontrolleinheit (3) überprüft wird, indem eine Positionsänderung und/oder Bewegung und/oder Auslenkung, welche durch die Sensoreinheit (1) erfasst wird, zur Plausibilisierung des Auftretens eines Betätigungsvorgangs herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Detektion eines Betätigungsvorgangs wenigstens eine elektrisch angesteuerte, insbesondere als elektro-mechanisch oder elektro-hydraulisch ausgebildete, Radbremseneinheit oder sämtliche Radbremseneinheiten des Kraftfahrzeugs aktiviert werden, falls diese sich in einem inaktiven Zustand befinden.
Verwendung einer KFZ-Bremsbetätigungsanordnung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem KFZ-Bremssystem mit wenigstens einer elektrisch angesteuerten Radbremseneinheit.