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EP-3891030-B1 - ELECTROMAGNETIC DEVICE FOR A BRAKING SYSTEM FOR A VEHICLE, METHOD FOR OPERATING AN ELECTROMAGNETIC DEVICE FOR A BRAKING SYSTEM FOR A VEHICLE, AND BRAKING SYSTEM FOR A VEHICLE

EP3891030B1EP 3891030 B1EP3891030 B1EP 3891030B1EP-3891030-B1

Inventors

  • KAUFMANN, CHRISTIAN
  • FEUCHT, THOMAS
  • BEYSE, THORSTEN
  • Böer, Alfred
  • DAGTEKIN, NUSRET
  • Dannheim, Christian
  • HERRMANN, Günter
  • Kasakyan, Aykun
  • SCHOLL, FRANK
  • DITTMAR, CHRISTIAN

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20191125

Claims (11)

  1. Electromagnetic device (120) for a brake system (110) for a vehicle (100), wherein the electromagnetic device (120) has the following features: an armature (221) made of a magnetizable material; a bush (222), wherein the armature (221) can be at least partially received inside the bush (222); a first winding arrangement (224) having at least one winding of an electrical conductor (223) around the bush (222) and having two first electrical connections (225, 226); and a second winding arrangement (227) having at least one winding of an electrical conductor (223) around the bush (222) and having two second electrical connections (228, 229), wherein between the first winding arrangement (224) and the armature (221) and between the second winding arrangement (227) and the armature (221) an inductive coupling can be produced, characterized in that the first winding arrangement (224) and the second winding arrangement (227) are galvanically separated from each other, wherein the first winding arrangement (224) and the second winding arrangement (227) are in each case electrically connected to an individual control unit (130).
  2. Electromagnetic device (120) according to claim 1, characterized in that the device (120) is in the form of an actuator or a sensor for the brake system (110), and/or wherein the armature (221) can be at least partially received inside the bush (222) so as to be able to be moved in translation relative to the bush (222).
  3. Electromagnetic device (120) according to any one of the preceding claims, characterized by a third winding arrangement (324) having at least one winding of an electrical conductor (223) around the bush (222) and having two third electrical connections (325, 326) and by a fourth winding arrangement (327) having at least one winding of an electrical conductor (223) around the bush (222) and having two fourth electrical connections (328, 329), wherein the third winding arrangement (324) and the fourth winding arrangement (327) are galvanically separated from each other and from the first winding arrangement (224) and the second winding arrangement (227), wherein between the third winding arrangement (324) and the armature (221) and between the fourth winding arrangement (327) and the armature (221) an inductive coupling can be produced.
  4. Electromagnetic device (120) according to any one of the preceding claims, characterized in that the winding arrangements (224, 227; 324, 327) can be connected or are connected electrically in parallel and/or electrically in series.
  5. Electromagnetic device (120) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least two connections (225, 226, 228, 229; 325, 326, 328, 329) of different winding arrangements (224, 227; 324, 327) are electrically connected to each other.
  6. Electromagnetic device (120) according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrical connections (225, 226, 228, 229; 325, 326, 328, 329) are formed to be able to be contacted individually or together by means of at least one plug (140).
  7. Method (400) for operating an electromagnetic device (120) for a brake system (110) for a vehicle (100), wherein the electromagnetic device (120) has an electromagnetic device (120) according to any one of the preceding claims, wherein the method (400) has the following step: applying (410) an electrical activation signal to electrical connections (225, 226, 228, 229; 325, 326, 328, 329) of at least one of the winding arrangements (224, 227; 324, 327) in order to move the armature (221) in translation relative to the bush (222), or reading (420) an electrical detection signal of electrical connections (225, 226, 228, 229; 325, 326, 328, 329) of at least one of the winding arrangements (224, 227; 324, 327) in order to detect whether a translational relative movement between the armature (221) and the bush (222) or a movement between the device (120) and an object occurs.
  8. Method (400) according to claim 7, characterized in that in the step (410) of application the activation signal in a first operating mode of the brake system (110) is applied to electrical connections (225, 226; 228, 229) at least of a first of the winding arrangements (224; 227) and in a second operating mode of the brake system (110) is applied to electrical connections (228, 229; 325, 326, 328, 329) at least of a second of the winding arrangements (227; 324, 327) or in the step (420) of reading the detection signal in a first operating mode of the brake system (110) is read by electrical connections (225, 226; 228, 229) at least of a first of the winding arrangements (224; 227) and in a second operating mode of the brake system is read by electrical connections (228, 229; 325, 326, 328, 329) at least of a second of the winding arrangements (227; 324, 327).
  9. Brake system (110) for a vehicle (100), wherein the brake system (110) has the following features: at least one electromagnetic device (120) according to any one of claims 1 to 6; and two control units (130) which are configured to carry out and/or control the steps of the method (400) according to any one of claims 7 to 8 in corresponding units, wherein the control units (130) are electrically connected to winding arrangements (224, 227; 324, 327) of the at least one electromagnetic device (120).
  10. Computer program having program code which is stored on a machine-readable medium or storage medium and which is used to perform, implement and/or control the steps of the method according to either claims 7 to 8 when the program is carried out on a computer or a device.
  11. Machine-readable storage medium on which the computer program according to claim 10 is stored.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Vorrichtung für ein Bremssystem für ein Fahrzeug, auf ein Verfahren zum Betreiben einer elektromagnetischen Vorrichtung für ein Bremssystem für ein Fahrzeug und auf ein Bremssystem für ein Fahrzeug. Beim hochautomatisierten Fahren braucht ein Fahrer eines Fahrzeugs beispielsweise nicht permanent auf einem Fahrerplatz zu sitzen und für einen korrigierenden Eingriff zur Verfügung zu stehen. Daher können herkömmliche Rückfallebenen für kritische Situationen nicht zur Anwendung kommen. Falls ein primäres Bremssystem nicht zur Verfügung steht, sollte ein redundantes Bremssystem die Aufgabe des Fahrers übernehmen. Um diesbezüglich eine Redundanz abzubilden, können zusätzlich zu den Steuergeräten auch die Aktuatoren und Sensoren mitsamt ihrer Verkabelung redundant ausgeführt werden. Die US 6 412 613 B1 offenbart eine elektrische Motorbremse mit einer gedruckten Schaltungsplatine, welche die nötige Verdrahtung umfasst, um eine Mehrzahl elektromagnetische Spulen zu verbinden und die Statoren dieser Spulen zu erden, wobei jede einzelne Spule fest an der ringförmigen Schaltungsplatine befestigt und elektrisch mit derselben verbunden ist. In der US 2016/0265609 A1 ist eine Getriebebremse gezeigt, die einen elektromechanischen Aktor mit zwei zueinander parallel verschobenen Magnetspulen nutzt, um eine Drehbewegung einer sich drehenden Komponente mit einer Mehrzahl von Zähnen zu verhindern. Die DE 10 2008 058 865 A1 offenbart einen Anbau einer Sicherheitsbremse, vorzugsweise einer elektromagnetisch lüftenden Federdruckbremse, mit einem Spulenträger, in den zwei Magnetspulen integriert sind. Die JP 2007 157830 A bezieht sich auf ein Steuergerät für ein elektromagnetisches Ventil, welches eine Spule umfasst, die in der redundanten Struktur mit der gleichen Art von Spulen und eines dualen Systems gebildet ist. Die JP 2014 224571 A offenbart eine Magnetventilvorrichtung, die ein Magnetventil mit einer ersten Spule und einer zweiten Spule, die in Reihe zueinander geschaltet sind, und einen externen Schaltkreis zum Verbinden des Magnetventils mit einer Stromquelle umfasst. Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte elektromagnetische Vorrichtung für ein Bremssystem für ein Fahrzeug, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer elektromagnetischen Vorrichtung für ein Bremssystem für ein Fahrzeug und ein verbessertes Bremssystem für ein Fahrzeug zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine elektromagnetische Vorrichtung für ein Bremssystem für ein Fahrzeug, durch ein Verfahren zum Betreiben einer elektromagnetischen Vorrichtung für ein Bremssystem für ein Fahrzeug, durch ein Bremssystem für ein Fahrzeug und durch ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen gelöst. Gemäß Ausführungsformen können insbesondere für ein Fahrzeugbremssystem elektromagnetische Aktoren und Sensoren mit zumindest einer redundanten Spule ausgeführt werden, um eine sicherheitstechnische und zusätzlich oder alternativ spannungsebenenbezogene Redundanz bereitzustellen. Hierbei können beispielsweise um eine Magnetventilbuchse oder einen induktiven Sensor herum zumindest zwei Wicklungsanordnungen galvanisch getrennter elektrischer Leiter angeordnet sein oder werden. Somit kann im Falle eines Magnetventils insbesondere eine Kraft zum Steuern des Magnetventils galvanisch getrennt auf einen gemeinsamen Anker gebracht werden. Im Falle eines Sensors kann ein analoges Signal gleichermaßen auf beiden Wicklungsanordnungen zu Verfügung stehen, um ausgewertet zu werden. Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen insbesondere Platz bzw. Bauraum eingespart werden, da beispielsweise Magnetventile und Sensoren des Bremssystems nicht doppelt ausgeführt zu werden brauchen. Ferner können dabei auch Kosten eingespart werden, da lediglich redundante Spulen anstelle redundanter Vorrichtungen vorzusehen sind. Somit können eine Betriebssicherheit des Bremssystems und zusätzlich oder alternativ eine Einsatzbandbreite bezogen auf unterschiedliche Ebenen elektrischer Spannung, die in dem Fahrzeug zum Einsatz kommen, erhöht werden. Zudem kann vermieden werden, dass Masseversätze, welche durch Leitungswiderstände von Zuleitungen und verschiedenen Stromabnahmen von an elektromagnetischen Vorrichtungen angeschlossenen Steuergeräten hervorgerufen werden können, zu Ausgleichsströmen führen, welche abzusichern wären. Es wird eine elektromagnetische Vorrichtung für ein Bremssystem für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei die elektromagnetische Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: einen Anker aus einem magnetisierbaren Material;eine Buchse, wobei der Anker zumindest partiell innerhalb der Buchse aufnehmbar ist;eine erste Wicklungsanordnung mit mindestens einer Windung eines elektrischen Leiters um die Buchse herum und mit zwei ersten elektrischen Anschlüssen; undeine zweite Wicklungsanordnung mit mindestens einer Windung eines elektrischen Leiters um die Buchse he