-
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer elektrischen Parkbremse.
-
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
WO 2005/100777 A2 beschrieben, ein Verfahren zur Steuerung des Anfahrvorganges eines Kraftfahrzeuges bekannt. Das Kraftfahrzeug wird durch eine Brennkraftmaschine angetrieben. Der Start der Brennkraftmaschine erfolgt mittels einer als Motor betreibbaren Elektromaschine. Im Antriebsstrang ist zwischen Brennkraftmaschine und Elektromaschine eine automatisiert betätigbare Kupplung angeordnet. Die Brennkraftmaschine wird bei geschlossener Kupplung während des Startvorganges durch die Elektromaschine angetrieben und in Abhängigkeit der Motordrehzahl, der Zeit oder des Drehmomentes der Elektromaschine wird die Kupplungskapazität reduziert. Das Kraftfahrzeug ist mit einer automatischen Parkbremse ausgestattet, die mit der Steuerung des Anfahrvorganges gekoppelt ist. Eine solche automatische Parkbremse ist eine Hilfsbremse, die bei stillstehendem Fahrzeug aktiviert ist und so lange aktiviert bleibt, bis am Antriebsstrang ein ausreichendes Drehmoment anliegt, um den Beschleunigungsvorgang zu beginnen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Fahrzeug mit einer elektrischen Parkbremse anzugeben.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Fahrzeug mit einer elektrischen Parkbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeug mit einer elektrischen Parkbremse ist eine Treiberstufe, insbesondere ausschließlich diese Treiberstufe, eines Steuergeräts mindestens eines Aktors der elektrischen Parkbremse mit einem 48V-Bordnetz des Fahrzeugs elektrisch gekoppelt, zumindest ausschließlich direkt elektrisch gekoppelt, wobei eine Ansteuerung der Treiberstufe, insbesondere mittels Pulsweitenmodulation, derart vorgesehen ist, dass der mindestens eine Aktor in einem Betriebspunkt arbeitet, der einer vorgegebenen konstanten Spannung entspricht. Diese vorgegebene konstante Spannung liegt vorteilhafterweise in einer oberen Hälfte eines für den Aktor zugelassenen Betriebsspannungsbereichs. Sie entspricht beispielsweise einem oberen Grenzwert einer für den Aktor zugelassenen Betriebsspannung. Insbesondere ist diese vorgegebene konstante Spannung größer als 12V. Mit Ausnahme der Treiberstufe sind alle Komponenten der elektrischen Betriebsbremse, insbesondere auch alle anderen Komponenten des Steuergeräts, auf Spannungen ausgelegt, welche insbesondere von einem 12V-Bordnetz zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise auf Spannungen von 9V bis 16V.
-
Durch diese erfindungsgemäße Lösung wird der mindestens eine Aktor mit einer konstant hohen Spannung versorgt, welche insbesondere in einem oberen Bereich einer Spannung liegt, für die der mindestens eine Aktor vorgesehen und ausgelegt ist. Dadurch wird eine kürzere Lösezeit der elektrischen Parkbremse erreicht, so dass insbesondere ein komfortableres Anfahren des Fahrzeugs aus der geschlossenen elektrischen Parkbremse ermöglicht wird. Des Weiteren kann mittels der erfindungsgemäßen Lösung auch ein Verkürzen einer Schließzeit der elektrischen Parkbremse erreicht werden, beispielsweise in einem Sicherungsfall für ein Assistenzsystem des Fahrzeugs.
-
Dadurch, dass nur die Treiberstufe direkt mit dem 48V-Bordnetz elektrisch gekoppelt ist und die anderen Komponenten der elektrischen Betriebsbremse, insbesondere auch alle anderen Komponenten des Steuergeräts, beispielsweise mit einem 12V-Bordnetz des Fahrzeugs elektrisch gekoppelt sind oder mit dem 48V-Bordnetz nur indirekt, zum Beispiel über einen Gleichspannungswandler, gekoppelt sind und daher weiterhin nur der geringen Spannung von beispielsweise 9V bis 16V ausgesetzt sind, für die sie ausgelegt sind, können hierfür bisher übliche Komponenten weiterhin verwendet werden. D. h. die Entwicklung und Verwendung neuer Komponenten mit höherer Spannungsfestigkeit ist bei der erfindungsgemäßen Lösung, mit Ausnahme der Treiberstufe, nicht erforderlich. Nur diese Treiberstufe muss an die höhere Spannung des 48V-Bordnetzes angepasst werden.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
-
Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs.
-
1 zeigt eine schematisch stark vereinfachte Darstellung eines Fahrzeugs 1, welches eine elektrische Parkbremse 2 aufweist. Bei derartigen elektrischen Parkbremsen 2 wird bisher häufig ein unkomfortables Anfahren des Fahrzeugs 1 aus der geschlossenen elektrischen Parkbremse 2 beanstandet, da es sich wie ein Fahren gegen die geschlossene elektrische Parkbremse 2 anfühlt. D. h. die elektrische Parkbremse 2 öffnet nicht schnell genug, so dass das anfahrende Fahrzeug 1 durch die noch geschlossene elektrische Parkbremse 2 gebremst wird und somit das Anfahren des Fahrzeugs 1 behindert wird. Ursache hierfür ist eine zu lange Lösezeit der elektrischen Parkbremse 2. D. h. die Zeit, bis durch die elektrische Parkbremse 2 kein Bremsmoment mehr aufgebracht wird, ist zu lang.
-
Derartige elektrische Parkbremsen 2 sind bisher für ein 12V-Bordnetz ausgelegt, d. h. sie verwenden zur Wandlung eines elektromechanisch erzeugten Drehmoments in eine auf Bremsbeläge wirkende Spannkraft mindestens einen Aktor 3, auch als Aktuator bezeichnet, der mit einer für Fahrzeuge 1, insbesondere für Personenkraftwagen, üblichen Bordnetzspannung eines solchen 12V-Bordnetzes betrieben wird. Somit liegen an einem Eingang eines Steuergeräts 4 des Aktors 3 beispielsweise 9V bis 16V an.
-
Eine Auslegung eines Elektromotors im Aktor 3 wird im Wesentlichen durch den unteren Spannungswert bestimmt, da auch bei Anliegen einer solch niedrigen Spannung noch ein ausreichend großes Drehmoment erzeugt werden muss, welches in die erforderliche minimale Spannkraft umgesetzt werden muss.
-
Um ein schnelleres Lösen der elektrischen Parkbremse 2 zu ermöglichen, ist es erforderlich, dass die elektrische Parkbremse 2 das Bremsmoment in kürzerer Zeit reduziert. Hierfür ist eine hohe Spannung hilfreich, da eine Drehzahl des Elektromotors im Aktor 3 proportional zur Spannung ansteigt.
-
Diese hohe Spannung kann von einem Bordnetz des Fahrzeugs 1 bereitgestellt werden, welches eine höhere Bordnetzspannung als das übliche Bordnetz, insbesondere das 12V-Bordnetz, aufweist, beispielsweise von einem 48V-Bordnetz 5 des Fahrzeugs 1.
-
Daher ist vorgesehen, dass das Fahrzeug 1, alternativ oder zusätzlich zu einem hier nicht dargestellten Bordnetz mit geringer Bordnetzspannung, insbesondere einem 12V-Bordnetz, ein Bordnetz mit einer höheren Bordnetzspannung, insbesondere ein 48V-Bordnetz 5, aufweist. D. h. das Fahrzeug 1 weist beispielsweise sowohl das übliche Bordnetz mit der geringen Bordnetzspannung von insbesondere 12V als auch das Bordnetz mit der höheren Bordnetzspannung von insbesondere 48 V auf, oder es weist beispielsweise nur das Bordnetz mit der höheren Bordnetzspannung auf, welche höher ist als bisher übliche Bordnetzspannungen, insbesondere ein 48V-Bordnetz 5.
-
Problematisch an der Versorgung des Aktors 3 der elektrischen Parkbremse 2 mit einer höheren Spannung ist jedoch, dass es bisher üblich ist, das Steuergerät 4, welches zur Ansteuerung der elektrischen Parkbremse 2 dient, d. h. insbesondere den Aktor 3 der elektrischen Parkbremse 2 ansteuert, mit der vom 12V-Bordnetz bereitgestellten üblichen Bordnetzspannung von 9V bis 16V zu versorgen. Dies ist für eine Auslegung aller Bauteile im Steuergerät 4 Standard und soll für die hier beschriebene Lösung, zumindest im Wesentlichen, beibehalten werden, um Kostensteigerungen zu vermeiden, da Kosten zur Erhöhung einer Spannungsfestigkeit hoch sind. D. h. selbst wenn das Fahrzeug 1 nur das Bordnetz mit der höheren Bordnetzspannung, insbesondere das 48V-Bordnetz 5, aufweist, soll eine Spannungsversorgung des Steuergeräts 4 weiterhin mit der geringen Spannung von beispielsweise 9V bis 16V erfolgen.
-
Die hier beschriebene Lösung sieht daher vorteilhafterweise vor, dass nicht das gesamte Steuergerät 4 des mindestens einen Aktors 3 oder mehrerer Aktoren 3 der elektrischen Parkbremse 2, sondern ausschließlich eine Treiberstufe 6 des Steuergeräts 4, mit dem Bordnetz mit der höheren Bordnetzspannung, insbesondere mit dem 48V-Bordnetz 5, des Fahrzeugs 1 elektrisch gekoppelt ist, zumindest ausschließlich direkt elektrisch gekoppelt ist. D. h. die hohe Bordnetzspannung, insbesondere die 48V-Bordnetzspannung, wird ausschließlich dieser Treiberstufe 6 des Steuergeräts 4 des mindestens einen Aktors 3 oder der mehreren Aktoren 3, insbesondere einer H-Brücke des Steuergeräts 4, zugeführt. Dadurch ist es lediglich erforderlich, diese Treiberstufe 6 des Steuergeräts 4 an diese höhere Spannung anzupassen, so dass das bisher übliche und standardmäßig verwendete Steuergerät 4 ansonsten unverändert weiter verwendet werden kann.
-
Eine elektrische Energieversorgung anderer Komponenten des Steuergeräts 4 erfolgt, wenn dies erforderlich ist, beispielsweise weiterhin mit der bisher üblichen Spannung von beispielsweise 9V bis 16V, beispielsweise aus dem anderen Bordnetz des Fahrzeugs 1 mit der geringeren Bordnetzspannung, d. h. beispielsweise aus dem 12V-Bordnetz, oder durch eine Wandlung der Spannung des Bordnetzes mit der höheren Bordnetzspannung, insbesondere des 48V-Bordnetzes 5, in eine entsprechend geringere Spannung, beispielsweise mittels eines Gleichspannungswandlers. Im letztgenannten Fall ist das Steuergerät 4 zur Energieversorgung der anderen Komponenten auch mit dem Bordnetz mit der höheren Bordnetzspannung, insbesondere mit dem 48V-Bordnetz 5, elektrisch gekoppelt, jedoch nicht direkt, wie die Treiberstufe 6, sondern indirekt, beispielweise über den Gleichspannungswandler.
-
Die Treiberstufe 6 wird, insbesondere durch Pulsweitenmodulation, derart angesteuert, dass der mindestens eine Aktor 3, welcher als ein üblicher Standardaktor ausgebildet ist, der auch bisher bereits in elektrischen Parkbremsen 2 verwendet wird, in einem Betriebspunkt arbeitet, der einer vorgegebenen konstanten Spannung von beispielsweise 12+xV entspricht, d. h. x Volt mehr als im 12V-Bordnetz, und somit bei einem für 9V bis 16V ausgelegten Aktor 3 beispielsweise einer konstanten Spannung von 13V oder 14V oder 15V oder 16V entspricht, d. h. insbesondere einer Spannung in einer oberen Hälfte eines für den Aktor 3 zugelassenen Betriebsspannungsbereichs entspricht, beispielsweise einem oberen Grenzwert einer für den Aktor 3 zugelassenen Betriebsspannung entspricht.
-
Abweichende Spannungen im Bordnetz mit der höheren Bordnetzspannung, insbesondere im 48V-Bordnetz 5, können durch eine Anpassung der Pulsweitenmodulation ausgeglichen werden.
-
Mittels dieser Lösung wird der Aktor 3 somit mit einer konstant hohen Spannung betrieben, vorteilhafterweise mit einer Spannung, die dem oberen Grenzwert der für den Aktor 3 zugelassenen Betriebsspannung entspricht oder in der Nähe dieses Grenzwerts liegt. Dadurch wird erreicht, dass der Aktor 3, insbesondere dessen Elektromotor, stets mit einer möglichst hohen Spannung und insbesondere stets mit einer konstant hohen Spannung betrieben wird, wodurch eine hohe Drehzahl erreicht wird und somit ein schneller Abbau des Bremsmoments und dadurch ein schnelles Lösen der elektrischen Parkbremse 2 erreicht wird. Dabei wird stets sichergestellt, dass die zulässige Spannungsgrenze nicht überschritten und der Aktor 3 somit nicht geschädigt wird.
-
Durch diese Lösung wird somit ein komfortableres Anfahren des Fahrzeugs 1 aus der geschlossenen elektrischen Parkbremse 2 ermöglicht, da eine kürzere Lösezeit der elektrischen Parkbremse 2 erreicht wird. Des Weiteren kann mittels dieser Lösung auch ein Verkürzen einer Schließzeit der elektrischen Parkbremse 2 erreicht werden, beispielsweise in einem Sicherungsfall für ein Assistenzsystem des Fahrzeugs 1.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeug
- 2
- Parkbremse
- 3
- Aktor
- 4
- Steuergerät
- 5
- 48V-Bordnetz
- 6
- Treiberstufe
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
