DE10206786A1

DE10206786A1 - Bremsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10206786A1
Application number: DE10206786A
Authority: DE
Inventors: Karl Mueller; Jakob Marquardt
Original assignee: Marquardt GmbH
Current assignee: Marquardt GmbH
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2003-09-04
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: DE10206786B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung (1), insbesondere eine elektrische Bremse für ein Kraftfahrzeug. Die Bremsvorrichtung (1) weist eine mechanische Radbremse (2) und einen ersten Antrieb (5) zur Betätigung der Radbremse (2) auf. Weiter besitzt die Bremsvorrichtung (1) eine Verriegelungseinrichtung (6) für die Radbremse (2), wobei die Verriegelungseinrichtung (6) mittels eines Codes zur Freigabe und/oder Sperrung der Radbremse (2) als Diebstahlschutz ansteuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Kraftfahrzeugen werden zunehmend elektrische Bremsen, sogenannte "Brake by wire"- Systeme eingesetzt.
Beispielsweise ist aus der DE 197 11 851 A1 eine in der Art einer "Brake by wire" ausgestaltete elektrische Bremse für ein Kraftfahrzeug bekannt. Diese Bremsvorrichtung weist eine mechanischen Radbremse auf, die wiederum aus einer Bremsscheibe und einem an dieser anpreßbaren Bremsbelag besteht. Zur Betätigung der Radbremse ist der Bremsbelag mittels eines elektrischen Antriebs an den Bremsbelag anpreßbar.
Kraftfahrzeuge besitzen zusätzliche Sicherheitseinrichtungen, um Diebstähle zu verhindern. Insbesondere können Lenkradverriegelungen als Diebstahlsicherung verwendet werden. Diese Sicherheitseinrichtungen erfordern einen zusätzlichen Bauraum im Kraftfahrzeug sowie erhöhte Kosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Diebstahlsicherheit für ein mit einer elektrischen Bremse ausgestattetes Kraftfahrzeug in einfacher Art zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Bremsvorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung besitzt als Diebstahlschutz eine Verriegelungseinrichtung für die Radbremse, wobei die Verriegelungseinrichtung mittels eines Codes zur Freigabe und/oder Sperrung der Radbremse ansteuerbar ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zur Betätigung der Radbremse dient ein erster Antrieb, bei dem es sich bevorzugterweise um einen Elektromotor handelt. Als besonders geeignet hat sich ein Außenläufermotor erwiesen, mit dessen Hilfe große Drehmomente zur Betätigung der Radbremse ausübbar sind. Zwischen dem ersten Antrieb und der Radbremse kann noch ein Kopplungsglied angeordnet sein kann, womit eine dem jeweiligen Bauraum im Kraftfahrzeug flexibel angepaßte Ausgestaltung erzielbar ist. Das der Kraftübertragung vom ersten Antrieb auf die Radbremse dienende Kopplungsglied läßt sich beispielsweise als Spindelantrieb ausbilden, um die erforderlichen Drehmomente übertragen zu können. Zur weiteren Erhöhung der Drehmomente kann zusätzlich ein Zwischengetriebe zwischen dem Rotor des Elektromotors und der Spindel des Spindelantriebs angeordnet sein. Zweckmäßigerweist ist das Spindelrohr des Spindelantriebs in der Bremseinrichtung axial gelagert.
In weiterer Ausbildung weist die Verriegelungseinrichtung ein Sperrelement sowie einen zweiten Antrieb auf. Das Sperrelement kann in und/oder außer Eingriff mit dem ersten Antrieb und/oder dem Kopplungsglied und/oder der Radbremse bringbar sein.
Bevorzugterweise ist das Sperrelement in Eingriff mit dem Rotor des Elektromotors bringbar. Falls es sich um einen Außenläufermotor handelt, ist in diesem Fall das Sperrglied in den Außenläuferrotor zu dessen Blockierung bringbar. In einfacher Ausgestaltung besitzt der Rotor hierzu Rastnuten, in die das Sperrglied eingreift. Bedingt durch die aufgrund der nachfolgenden Übersetzung mittels des Kopplungsglieds und/oder des Zwischengetriebes viel geringeren Kräfte am Sperrelement besitzt die verriegelbare elektrische Bremse dann eine besondere Kompaktheit.
Bevorzugterweise besteht der zweite Antrieb zur Bewegung des Sperrelementes in einfacher Weise aus einem Elektromagnet. Ebenso ist hierfür auch ein Elektromotor, ein piezoelektrischer Aktuator o. dgl. geeignet. Das Sperrelement wiederum kann als Sperrbolzen, Sperrstift, Sperriegel, Sperrwippe, Klemmelement o. dgl. ausgebildet sein.
Zur Steuerung der Bremswirkung besitzt der erste Antrieb eine erste Ansteuerelektronik. Ebenso steht der zweite Antrieb mit einer zweiten Ansteuerelektronik zu dessen Ansteuerung in Verbindung. Da zum Diebstahlschutz für das Kraftfahrzeug die Verriegelungseinrichtung lediglich mittels eines Codes betätigbar ist, wirkt bevorzugterweise die zweite Ansteuerelektronik mit einer kryptologisch arbeitenden Diebstahlschutzelektronik zusammen. Dabei kann es sich anbieten, die zweite Ansteuerelektronik über eine Bus-Verbindung mit einem, beispielsweise in der Art eines Zündstartschalters, einer Wegfahrsperre o. dgl. ausgestalteten Immobilizer direkt zu verbinden. Selbstverständlich kann dieser Immobilizer auch in die zweite Ansteuerelektronik integriert sein. Weiter kann dann der Immobilizer auch über eine Funkverbindung mit einem Identifikations(ID)-Geber in Verbindung stehen. Ein solcher ID- Geber kann, wie an sich bekannt, in der Art eines elektronischen Schlüssels, einer Chipkarte, einer Smartcard o. dgl. ausgebildet sein. Eine solche Ausführung für die elektrische Bremse läßt sich daher vorteilhafterweise erweiternd in heutige Kraftfahrzeuge einsetzen, die mit einem ID-Geber für eine sogenannte "Keyless"-Funktionalität ausgestattet sind. Bei der Keyless-Go-Funktion beispielsweise reicht es aus, daß der Benutzer den ID- Geber bei sich trägt, eine Einführung in ein Zündschloß ist nicht notwendig.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Bremsvorrichtung gleichzeitig eine erhöhte Diebstahlsicherheit bietet. Trotz der erhöhten Diebstahlsicherheit ist die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung kompakt ausgestaltet und benötigt lediglich einen kleinen Bauraum im Kraftfahrzeug. Insbesondere kann dadurch auf eine herkömmliche Lenkungsverriegelung für den Diebstahlschutz verzichtet werden, womit der Platzbedarf gegenüber der bisherigen Lösung sowie deren Kosten sogar verringert werden. Ist das Kraftfahrzeug mit einer "Keyless"-Funktionalität ausgestattet, so wird folglich kein Zündschloß mit einer Lenkungsverriegelung wie bisher benötigt, ohne daß Abstriche an der Diebstahlsicherheit notwendig wären.
Dadurch daß das Sperrelement direkt in den Elektromotor und/oder in das Kopplungsglied eingreifen kann, ist lediglich ein kleines zu blockierendes Moment durch das Sperrelement aufzubringen. Somit ist schließlich die Verriegelungseinrichtung selbst besonders einfach ausgestaltbar, eine aufwendige Auslegung ist hierfür jedenfalls nicht notwendig. Folglich ist die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung auch besonders kostengünstig.
Außerdem kann das Sperrelement vorteilhafterweise in der Art einer Feststellbremse zur Konstanthaltung des Brems-Drehmomentes an der Radbremse genutzt werden. In diesem Fall braucht der Elektromotor keine oder lediglich eine geringe zusätzliche elektrische Leistung. Damit arbeitet die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung zudem energiesparend.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die
Fig. 1 eine Bremsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug teilweise im Schnitt und
Fig. 2 schematisch ein Blockschaltbild der Bremsvorrichtung.
In Fig. 1 ist eine Bremsvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug gezeigt. Die Bremsvorrichtung 1 ist am Rad 19 des Kraftfahrzeugs, an dem wiederum die Felge 20 befestigt ist, angeordnet und mit einer mechanischen Radbremse 2 ausgestattet. Die Radbremse 2 besteht beispielsweise wiederum aus einer Bremsscheibe 3 und einem an dieser anpreßbaren Bremsbelag 4. Zur Betätigung der Radbremse 2 besitzt die Bremsvorrichtung 1 einen ersten Antrieb 5, der mittels eines Druckstiftes 21 über einen Druckpilz 22 auf den Bremsbelag 4 einwirkt. Bei der Bremsvorrichtung 1 handelt es sich um eine elektrische Bremse, wobei der erste Antrieb 5 insbesondere aus einem Elektromotor besteht. Als Diebstahlschutz für das Kraftfahrzeug ist in der Bremsvorrichtung 1 eine Verriegelungseinrichtung 6 für die Radbremse 2 angeordnet. Die Verriegelungseinrichtung 6 ist mittels eines Codes zur Freigabe und/oder Sperrung der Radbremse 2 ansteuerbar.
In Fig. 1 sind weiterhin verschiedene Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Bremsvorrichtung 1 gezeigt, die nachfolgend näher erläutert werden.
Zwischen dem ersten Antrieb 5 und der Radbremse 2 kann ein Kopplungsglied 7 angeordnet sein, so daß der erste Antrieb 5 an zweckmäßiger sowie gegebenenfalls einen gewissen Abstand zur Radbremse 2 aufweisenden Position in der Bremsvorrichtung 1 angeordnet werden kann. Es bietet sich dabei an, daß das Kopplungsglied 7 als Spindelantrieb zur Kraftübertragung vom ersten Antrieb 5 auf die Radbremse 2 ausgebildet ist. Falls notwendig, kann weiter ein Zwischengetriebe 18 zwischen dem Rotor 10 des Elektromotors und der Spindel 13 des Spindelantriebs angeordnet sein. Das Spindelrohr 14 des Spindelantriebs ist in der Bremseinrichtung 1 axial gelagert.
Die Verriegelungseinrichtung 6 weist ein Sperrelement 8 sowie einen zweiten Antrieb 9 auf. Das Sperrelement 8 ist dann in und/oder außer Eingriff mit dem ersten Antrieb 5 bringbar. Alternativ oder auch zusätzlich läßt sich das Sperrelement 8 in und/oder außer Eingriff mit dem Kopplungsglied 7 und/oder der Radbremse 2 bringen. Ist das Sperrelement 8 in und/oder außer Eingriff mit dem Antrieb 5 bringbar, wie in Fig. 1 gezeigt, so kann das Sperrelement 8 in direkten Eingriff mit dem Rotor 10 des Elektromotors bringbar sein. Der Elektromotor für den ersten Antrieb 5 besteht bevorzugterweise aus einem Außenläufermotor mit außenliegendem Rotor 10 und innenliegendem Stator 12, um in effektiver Weise große Drehmomente auf die Radbremse 2 aufbringen zu können. In diesem Fall ist somit das Sperrelement 8 in den Außenläuferrotor 10 zu dessen Blockierung bringbar. Es bietet sich dabei an, daß der Eingriff in Rastnuten 11 des Rotors 10 erfolgt.
Der zweite Antrieb 9 besteht bevorzugterweise aus einem Elektromagnet, wie in Fig. 1 zu sehen ist. Als sonstige Ausgestaltung des zweiten Antriebs 9 ist beispielsweise auch ein Elektromotor, ein piezoelektrischen Aktuator o. dgl. geeignet. Das Sperrelement 8 kann als Sperrbolzen, Sperrstift, Sperriegel, Sperrwippe, Klemmelement o. dgl. ausgebildet sein.
Dem ersten Antrieb 5 ist eine erste Ansteuerelektronik 15 zugeordnet, die in der Fig. 2 lediglich schematisch eingezeichnet ist. Ebenso steht mit dem zweiten Antrieb 9 eine schematisch eingezeichnete, zweite Ansteuerelektronik 16 in Verbindung. Bevorzugterweise wirkt die zweite Ansteuerelektronik 16 mit einer Diebstahlschutzelektronik 23, die beispielsweise in der zweiten Ansteuerelektronik 16 integriert sein kann, zusammen. Die beiden Ansteuerelektroniken 15, 16 dienen der Ansteuerung des jeweiligen Antriebs 5, 9. Die Diebstahlschutzelektronik 23 sorgt ihrerseits dafür, daß die Ansteuerelektronik 16 für die Verriegelungseinrichtung 6 lediglich bei Vorhandensein des richtigen Codes betreibbar ist.
Die zweite Ansteuerelektronik 16 ist über eine Bus-Verbindung 17 mit einem nicht weiter gezeigten Immobilizer verbunden, der beispielsweise in der Art eines Zündstartschalters, einer Wegfahrsperre o. dgl. ausgestaltet ist. Anstelle eines separat im Kraftfahrzeug angeordneten Immobilizers kann ein solcherart ausgestalteter Immobilizer auch in die zweite Ansteuerelektronik 16 integriert sein. Der Immobilizer kann, insbesondere bei "Keyless"-Funktionalitäten des Kraftfahrzeugs, wiederum über eine Funkverbindung mit einem in der Art eines elektronischen Schlüssels, einer Chipkarte, einer Smartcard o. dgl. ausgebildeten Identifikations(ID)-Geber in Verbindung stehen, was jedoch an sich bekannt ist. Zwischen dem ID-Geber und dem Immobilizer wird dann der Code ausgetauscht, nach dessen positiver Auswertung die Verriegelungseinrichtung 6 entsprechend angesteuert wird.
Wie weiter in Fig. 1 zu sehen ist, besitzt die Bremsvorrichtung 1 ein Gehäuse 24 zur Aufnahme des ersten Antriebs 5. In einem am Gehäuse 24 befindlichen Gehäuseteil 25 ist die zweite Ansteuerelektronik 16 untergebracht, wobei ein Anschlußstecker 26 zur Busverbindung 17 führt. Die erste Ansteuerelektronik 15 kann mit der zweiten Ansteuerelektronik 16 kombiniert und ebenfalls im Gehäuseteil 25 untergebracht sein.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann eine derartige Verriegelungseinrichtung nicht nur an elektromotorisch arbeitenden Bremsen eingesetzt werden sondern auch an Bremsvorrichtungen Verwendung finden, die mit hydraulischer Unterstützung o. dgl. arbeiten. Dort erfolgt dann beispielsweise der Eingriff des Sperrelements der Verriegelungseinrichtung in die Pumpe für die Hydraulikunterstützung. Bezugszeichen-Liste 1 Bremsvorrichtung
2 Radbremse
3 Bremsscheibe
4 Bremsbelag
5 (erster) Antrieb
6 Verriegelungseinrichtung
7 Kopplungselement
8 Sperrelement
9 (zweiter) Antrieb
10 Rotor/Außenläuferrotor
11 Rastnut
12 Stator
13 Spindel
14 Spindelrohr
15 (erste) Ansteuerelektronik
16 (zweite) Ansteuerelektronik
17 Busverbindung
18 Zwischengetriebe
19 Rad
20 Felge
21 Druckstift
22 Druckpilz
23 Diebstahlschutzelektronik
24 Gehäuse
25 Gehäuseteil
26 Anschlußstecker

Claims

1. Bremsvorrichtung, insbesondere elektrische Bremse für ein Kraftfahrzeug, mit einer mechanischen Radbremse (2) und mit einem ersten Antrieb (5) zur Betätigung der Radbremse (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung (1) eine Verriegelungseinrichtung (6) für die Radbremse (2) besitzt, und daß die Verriegelungseinrichtung (6) mittels eines Codes zur Freigabe und/oder Sperrung der Radbremse (2) als Diebstahlschutz ansteuerbar ist.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Antrieb (5) und der Radbremse (2) ein Kopplungsglied (7) angeordnet ist, daß vorzugsweise die Verriegelungseinrichtung (6) ein Sperrelement (8) sowie einen zweiten Antrieb (9) aufweist, und daß weiter vorzugsweise das Sperrelement (8) in und/oder außer Eingriff mit dem ersten Antrieb (5) und/oder dem Kopplungsglied (7) und/oder der Radbremse (2) bringbar ist.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Antrieb (5) aus einem Elektromotor, insbesondere aus einem Außenläufermotor besteht, daß vorzugsweise das Sperrelement (8) in Eingriff mit dem Rotor (10) des Elektromotors, insbesondere in den Außenläuferrotor (10) zu dessen Blockierung bringbar ist, und daß weiter vorzugsweise der Eingriff in Rastnuten (11) des Rotors (10) erfolgt.

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antrieb (9) aus einem Elektromotor, einem Elektromagnet, einem piezoelektrischen Aktuator o. dgl. besteht, und daß vorzugsweise das Sperrelement (8) als Sperrbolzen, Sperrstift, Sperriegel, Sperrwippe, Klemmelement o. dgl. ausgebildet ist.

5. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsglied (7) als Spindelantrieb zur Kraftübertragung vom ersten Antrieb (5) auf die Radbremse (2) ausgebildet ist, daß vorzugsweise ein Zwischengetriebe (18) zwischen dem Rotor (10) des Elektromotors und der Spindel (13) des Spindelantriebs angeordnet ist, und daß weiter vorzugsweise das Spindelrohr (14) des Spindelantriebs in der Bremsvorrichtung (1) axial gelagert ist.

6. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Ansteuerelektronik (15) mit dem ersten Antrieb (5) sowie eine zweite Ansteuerelektronik (16), die insbesondere mit einer Diebstahlschutzelektronik (23) zusammenwirkt, mit dem zweiten Antrieb (9) zu deren jeweiliger Ansteuerung in Verbindung steht.

7. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ansteuerelektronik (16) über eine Bus-Verbindung (17) mit einem, beispielsweise in der Art eines Zündstartschalters, einer Wegfahrsperre o. dgl. ausgestalteten Immobilizer verbunden ist und/oder daß ein, beispielsweise in der Art eines Zündstartschalters, einer Wegfahrsperre o. dgl. ausgestalteter Immobilizer in die zweite Ansteuerelektronik (16) integriert ist, und daß vorzugsweise der Immobilizer über eine Funkverbindung mit einem in der Art eines elektronischen Schlüssels, einer Chipkarte, einer Smartcard o. dgl. ausgebildeten Identifikations(ID)-Geber in Verbindung steht.

8. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (8) zur Konstanthaltung des Bremsmomentes für die Radbremse (2) genutzt wird, womit die elektrische Ansteuerleistung für den ersten Antrieb (5) der Radbremse (2) reduziert wird.