DE3241039A1 - Brake power control system - Google Patents
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Abstract
Description
BremskraftregelanlageBrake force control system
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Bremskraftregelanlage nach der Gattung des Hauptanspruches.PRIOR ART The invention is based on a brake force control system according to the genre of the main claim.
Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge mit einem Antiblockiersystem sowie einem Bremskraftverstärker auszustatten.It is known to motor vehicles with an anti-lock braking system as well equip a brake booster.
Während das Antiblockiersystem die Bremskraft in kritischen Situationen so einstellt, daß ein Blockieren der Räder, insbesondere auf glattem Untergrund, vermieden wird, dient der Bremskraftverstärker im üblichen Bremsbetrieb des Kraftfahrzeuges zum Erhöhen des Fahrkomforts.While the anti-lock braking system increases the braking force in critical situations so that the wheels cannot lock, especially on a smooth surface, is avoided, the brake booster is used in the normal braking operation of the motor vehicle to increase driving comfort.
Bei einem Antiblockiersystem wird der Bremsdruck getaktet auf- bzw. abgebaut, so daß beim Einsatz des Antiblockiersystems eine relativ hohe Pumpenleistung erforderlich ist, um die Bremsflüssigkeit na-chzuliefern. Demgegenüber ist die Pumpenleistung bei wirksamem Bremskraftverstärker nur sehr gering, da die Pumpe in diesem Betriebsfall lediglich eventuelle Leckverluste der Bremsanlage kompensieren muß.With an anti-lock braking system, the brake pressure is clocked up or down. degraded, so that a relatively high pump output when using the anti-lock braking system is required to deliver the brake fluid. In contrast, the pump performance with effective Brake booster only very little, as the pump in this operating case, only compensate for any leakage losses in the brake system got to.
Bei üblichen Kraftfahrzeugen wird daher das Antiblockiersystem getrennt vom Bremskraftverstärker ausgebildet.In conventional motor vehicles, the anti-lock braking system is therefore disconnected formed by the brake booster.
Es ist jedoch, beispielsweise aus der DE-OS 29 25 478, auch bekannt, bei Kraftfahrzeugen mit einem Antiblockiersystem und einem Bremskraftverstärker ein gemeinsames Hydroaggregat mit einem Antriebsmotor zum Betreiben der Hydraulikpumpe vorzusehen. Derartige integrierte Systeme haben den Vorteil, daß Bauelemente eingespart werden und daß durch die Kompaktheit des Aufbaus eine besonders hohe Betriebssicherheit entsteht, da Verbindungsleitungen nach Anzahl und Länge minimiert werden können. Bei Verwendung eines gemeinsamen Hydroaggregates mit Antriebsmotor kann jedoch die Geräuschentwicklung des Hydroaggregates problematisch werden.However, it is also known, for example from DE-OS 29 25 478, in motor vehicles with an anti-lock braking system and a brake booster a common hydraulic unit with a drive motor to operate the hydraulic pump to be provided. Such integrated systems have the advantage that components are saved and that the compactness of the structure ensures a particularly high level of operational reliability arises because connecting lines can be minimized in terms of number and length. When using a common hydraulic unit with drive motor, however, the Noise development of the hydraulic unit can be problematic.
Wird der Antriebsmotor nämlich ständig mit der beim Wirksamwerden des Antiblockiersystems erforderlichen Leistung betrieben, ergeben sich erhebliche Geräusche, da hohe Druckpulsationen auftreten. Diese hohe Leistung ist jedoch dann nicht erforderlich, wenn lediglich der Bremskraftverstärker in Betrieb ist.If the drive motor is constantly changing when it comes into effect The performance required by the anti-lock braking system results in a considerable amount Noise, as high pressure pulsations occur. However, this high output is then not required if only the brake booster is in operation.
Zwar wäre es auch möglich, die Druckpulsationen dadurch zu vermindern, daß z.B. bei Kolbenpumpen eine große Anzahl von Pumpenkolben vorgesehen wird, diese Lösung wäre jedoch sehr aufwendig und damit störanfällig.It would also be possible to reduce the pressure pulsations by that e.g. in piston pumps a large number of pump pistons are provided, these However, the solution would be very complex and therefore prone to failure.
Das Problem der Geräuschentwicklung wird im Kraftfahrzeug zudem noch dadurch gesteigert, daß derartige Hydroaggregate üblicherweise an der Spritzwand des Kraftfahrzeuges montiert werden, ein Montageort, der im Hinblick auf Geräuschentwicklung besonders empfindlich ist.The problem of noise development also arises in the motor vehicle increased by the fact that such hydraulic units usually on the bulkhead of the motor vehicle, an assembly site that with regard to is particularly sensitive to noise.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Bremskraftregelanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat- demgegenüber den Vorteil, daß das Geräuschniveau beim Betrieb lediglich des Bremskraftverstärkers erheblich reduziert wird, so daß in diesem Betriebsfall kein höherer Geräuschpegel auftritt, als dies bei üblichen Bremskraftverstärkern der Fall ist. Demgegenüber fällt die höhere Geräuschentwicklung bei Wirksamwerden des Antiblockiersystems nicht negativ ins Gewicht, da in diesem Betriebsfall ohnehin ein erhöhter Geräuschpegel von den Reifen und Achsen als Folge der Funktion des Antiblockiersystems erzeugt wird. Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Stufenschaltung zum Betrieb des Antriebsmotors kann beispielsweise ein Leistungsverhältnis von 1 Watt zu 60 Watt bei Betrieb lediglich des Bremskraftverstärkers bzw. des Antiblockiersystems realisiert werden, woraus deutlich wird, daß die volle Leistung lediglich dann aufgebracht wird, wenn sie tatsächlich erforderlich ist.Advantages of the Invention The brake force control system according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage over that the noise level when operating only the brake booster is considerable is reduced so that no higher noise level occurs in this operating case, than is the case with conventional brake boosters. In contrast, the higher noise development when the anti-lock braking system becomes effective is not negative significant, since in this operating case an increased noise level from the Tires and axles are generated as a result of the function of the anti-lock braking system. By Use of the step circuit according to the invention for operating the drive motor For example, a power ratio of 1 watt to 60 watts when operating only the brake booster or the anti-lock braking system can be realized from what It becomes clear that the full power is only applied when they is actually required.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Bremskraftregelanlage möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Further developments of the braking force control system specified in the main claim are possible.
So wird eine besonders gute Wirkung durch Reduzierung der Antriebsdrehzahl erreicht. Insbesondere werden dadurch die Druckpulsationen erheblich geringer, wobei hierdurch weiterhin die Möglichkeit eröffnet wird, relativ einfache Pumpen einzusetzen.A particularly good effect is achieved by reducing the drive speed achieved. In particular, the pressure pulsations are thereby considerably lower, with this also opens up the possibility of using relatively simple pumps.
Dadurch, daß der Antriebsmotor mit geringerer Leistung, d.h. geringerer Stromstärke im Normalbetrieb gespeist wird, wird weiterhin eine erhebliche Reduzierung der Kontaktbelastung erzielt. Hierdurch kann die Anzahl der Kontaktschaltungen erhöht werden, was zu einer kleineren Schalthysterese des Druckschalters ausgenutzt werden kann, wodurch wiederum die Verwendung eines kleineren Hydraulikspeichers und dadurch Gewichtseinsparungen möglich werden.Because the drive motor has a lower power, i.e. lower Amperage is fed during normal operation, will continue to be a significant reduction the contact load achieved. This can increase the number of contact circuits can be used, resulting in a smaller switching hysteresis of the pressure switch can, which in turn means the use of a smaller hydraulic accumulator and thereby Weight savings become possible.
Bei Einsatz einer getakteten Stromversorgung des Antriebsmotors ist eine besonders gute Anpassung an digitale Steuerungseinrichtungen möglich. Hierdurch ergibt sich weiter die Möglichkeit, zusätzliche Fahrzeugparameter, etwa die Umgebungstemperatur in den Steuerungsvorgang mit einzubeziehen. Beispielsweise kann die Antriebsmotordrehzahl bei tieferer Temperatur erhöht werden. Entsprechendes gilt für das Druckniveau, in der Weise, daß mit abfallendem Druckniveau die Drehzahl des Antriebsmotors erhöht wird.When using a clocked power supply of the drive motor a particularly good adaptation to digital control devices is possible. Through this there is also the possibility of setting additional vehicle parameters, such as the ambient temperature to be included in the control process. For example, the drive motor speed be increased at a lower temperature. The same applies to the pressure level, in such a way that the speed of the drive motor increases as the pressure level drops will.
Ein besonders kompakter Aufbau einer erfindungsgemäßen Anlage wird dadurch möglich, daß zum Erkennen der Betriebsarten "Antiblockiersystem" bzw. "Bremskraftverstärker" ein Drucksignal am Ausgang des Antriebsmotors verwendet wird.A particularly compact structure of a system according to the invention is thereby possible that to recognize the operating modes "anti-lock braking system" or "brake booster" a pressure signal is used at the output of the drive motor.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further advantages emerge from the description and the attached Drawing.
Zeichnung Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild einer gattungsgemäßen Bremskraftregelanlage; Figuren 2 und 3 detaillierte Prinzipdarstellungen von zwei Ausführungsformen erfindungsgemäßer Bremskraftregelanlagen.Drawing The invention is illustrated in the drawing and will explained in more detail in the following description. It show figure 1 is a block diagram of a generic brake force control system; Figures 2 and 3 detailed schematic representations of two embodiments of the invention Brake force control systems.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 ist 10 ein Bremspedal eines Kraftfahrzeuges, das auf ein Antiblockiersystem 11, einen Bremskraftverstärker 12 sowie ein gemeinsames Hydroaggregat 13 einwirkt. Antiblockiersystem 11 und Bremskraftverstärker 12 sind mit Eingängen 14 bzw. 15 versehen, über die den jeweiligen Steuergeräten Fahrzeugparameter, beispielsweise Drehzahlen, Lastsignale und dgl. zuführbar sind, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.Description of the exemplary embodiments In FIG. 1, 10 is a brake pedal of a motor vehicle that has an anti-lock braking system 11, a brake booster 12 and a common hydraulic unit 13 acts. Anti-lock braking system 11 and brake booster 12 are provided with inputs 14 and 15, via which the respective control units Vehicle parameters, for example speeds, load signals and the like, can be supplied, as is known from the prior art.
Das Bremspedal 10 wirkt unmittelbar auf das gemeinsame Hydroaggregat 13 ein, dessen Funktion im einzelnen in einer ersten Betriebsart in Abhängigkeit vom Antiblockiersystem 11 und in einer zweiten Betriebsart vom Bremskraftverstärker 12 eingestellt wird, wie dies ebenfalls an sich bekannt ist. Das Hydroaggregat 13 wirkt schließlich auf eine symbolisch dargestellte Bremse 16 des Kraftfahrzeuges.The brake pedal 10 acts directly on the common hydraulic unit 13, whose function in detail in a first operating mode as a function of from the anti-lock braking system 11 and, in a second operating mode, from the brake booster 12 is set, as is also known per se. The hydraulic unit 13 finally acts on a symbolically represented brake 16 of the motor vehicle.
Wie bereits eingangs angedeutet, ist in der ersten Betriebsart beim Wirksamwerden des Antiblockiersystems 11 eine wesentlich höhere Antriebsleistung des Hydroaggregats 13 deswegen erforderlich, weil diese Betriebsart getaktet verläuft und durch ständiges Erhöhen bzw. Absenken des Bremsdruckes ein relativ hohes Fördervolumen erforderlich ist. Demgegenüber muß in der zweiten Betriebsart beim Wirksamwerden des Bremskraftverstärkers 12 lediglich eine geringe Antriebsmotorleistung aufgebracht werden, die ausreicht, um eventuelle Leckverluste der Bremse 16 bzw.As already indicated at the beginning, is in the first mode of operation Effective the anti-lock braking system 11 a significantly higher drive power of the hydraulic unit 13 is required because this operating mode is clocked and by constantly increasing or decreasing the brake pressure, a relatively high delivery volume is required. In contrast must be used in the second operating mode Only a low drive motor power becomes effective of the brake booster 12 be applied, which is sufficient to avoid any leakage losses of the brake 16 or
des Hydroaggregats 13 zu kompensieren. in einem typischen Anwendungsfall ist der Leistungsbedarf in der ersten Betriebsart 60 Watt und in der zweiten Betriebsart nur 1 Watt.of the hydraulic unit 13 to compensate. in a typical application the power requirement in the first operating mode is 60 watts and in the second operating mode only 1 watt.
Um die Ansteuerung des Hydroaggregates 13 den unterschiedlichen Leistungsanforderungen in den beiden Betriebsarten anzupassen, ist erfindungsgemäß eine Einrichtung vorgesehen, wie sie in einem ersten Ausführungsbeispiel in Figur 2 gezeigt ist. Dabei wird von einer Klemme 20 eine Betriebsspannung UB einem Antriebsmotor 21 des Hydroaggregates 13 zugeleitet.To control the hydraulic unit 13 the different performance requirements to adapt in the two operating modes, a device is provided according to the invention, as shown in a first exemplary embodiment in FIG. This is done by a terminal 20 an operating voltage UB a drive motor 21 of the hydraulic unit 13 forwarded.
Der Antriebsmotor 21 treibt eine Pumpe 22, die aus einem Vorratsbehälter 23 versorgt wird. Die Pumpe 22 arbeitet einmal auf einen Druckspeicher 24 und zum anderen auf die Bremse 16. In der Verbindungsleitung zwischen Klemme 20 und Antriebsmotor 21 ist ein Umschalter 25 angeordnet, über den die Betriebsspannung UB dem Antriebsmotor 21 in der einen Stellung über einen Vorwiderstand 26 und in der anderen Stellung direkt zugeführt werden kann. Der Umschalter 25 wird von einem Druck/Weg-Wandler 27 betätigt, dessen Druckseite an den Ausgang der Pumpe 22 angeschlossen ist.The drive motor 21 drives a pump 22 which comes from a storage container 23 is supplied. The pump 22 works once on a pressure accumulator 24 and for the other on brake 16. In the connection line between terminal 20 and drive motor 21, a changeover switch 25 is arranged, via which the operating voltage UB to the drive motor 21 in one position via a series resistor 26 and in the other position can be fed directly. The changeover switch 25 is controlled by a pressure / displacement converter 27 actuated, the pressure side of which is connected to the output of the pump 22.
Die Wirkungsweise der in Figur 2 dargestellten Einrichtung ist wie folgt: In der in Figur 2 dargestellten Stellung des Umschalters 25 befindet sich die Anlage in der zweiten Betriebsart, d.h., es ist lediglich der Bremskraftverstärker 12 wirksam. Die Betriebsspannung UB wird dem Antriebsmotor 21 nun über den Vorwiderstand 26 zugeleitet und damit die Antriebsleistung, beispielsweise die Antriebsdrehzahl entsprechend vermindert. Am Ausgang der Pumpe 22 liegt dabei nur ein verhältnismäßig geringer Druck vor, da der Druckspeicher 24 ausreicht, um die geringen Leckverluste in dieser Betriebsart auszugleichen. Entsprechend wird der Druck/Weg-Wandler 27 in der Weise beaufschlagt, daß der Umschalter 25 in der eingezeichneten Stellung ist. Gelangt nun das Fahrzeug in eine kritische Bremssituation und wird das Antiblockiersystem 11 aktiviert, entlädt sich der Druckspeicher 24 sehr schnell, da durch den getakteten Druckauf- bzw.The operation of the device shown in Figure 2 is like follows: The switch 25 is in the position shown in FIG the system in the second operating mode, i.e. it is only the brake booster 12 effective. The operating voltage UB is supplied to the drive motor 21 well fed through the series resistor 26 and thus the drive power, for example the drive speed is reduced accordingly. At the output of the pump 22 is located only a relatively low pressure before, since the pressure accumulator 24 is sufficient to to compensate for the low leakage losses in this operating mode. Accordingly the pressure / displacement converter 27 is applied in such a way that the switch 25 in the position is shown. If the vehicle now gets into a critical braking situation and if the anti-lock braking system 11 is activated, the pressure accumulator 24 is discharged very fast, because the clocked pressure or
Druckabbau ein relativ hoher Verbrauch an Druckflüssigkeit eintritt. Am Ausgang der Pumpe 22 stellt sich damit schlagartig nach Eintritt der ersten Betriebsart ein hoher Druck ein, um den Druckspeicher 24 nachzuladen und damit gerät der Druck/Weg-Wandler 27 in seinen anderen Zustand und der Schalter 25 wird umgelegt. Der Antriebsmotor 21 läuft nun solange mit erhöhter Antriebsleistung bzw. Drehzahl, bis die erste Betriebsart wieder beendet ist.Pressure reduction occurs a relatively high consumption of hydraulic fluid. At the output of the pump 22 there is thus suddenly after the occurrence of the first operating mode a high pressure to reload the pressure accumulator 24 and thus the pressure / displacement converter 27 in its other state and the switch 25 is thrown. The drive motor 21 now runs with increased drive power or speed until the first Operating mode is ended again.
Bei der in Figur 3 dargestellten weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremskraftregelanlage werden teilweise die gleichen Komponenten wie bei der aus Figur 2 verwendet, wobei insoweit gleiche Bezugszeichen vorgesehen sind.In the further embodiment of a device according to the invention shown in FIG Brake power control systems are partly made from the same components as those from Figure 2 is used, the same reference numerals being provided in this respect.
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 wird bei der Einrichtung gemäß Figur 3 eine getaktete Versorgung des Antriebsmotors 21 verwendet. Rierzu ist eine Versorgungsschaltung 30 vorgesehen, &ie über einen Taktgenerator 31, beispielsweise einen astabilen Multivibrator, über einen Verstärker 32 zum Antriebsmotor 21 führt. Der Druck/Weg-Wandler ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 durch eine Einrichtung realisiert, bei der der Druck am Ausgang der Pumpe 22 einer Bohrung 33 zugeleitet wird, in der ein Kolben 34 gegen die Kraft einer Feder 35 läuft. Der Kolben 34 trägt eine Kolbenstange 36 und diese an ihrem Ende wiederum einen Permanentmagneten 37. Der Permanentmagnet 37 steht in Wirkungsverbindung mit einem Sensorelement 38 eines Lagesensors 39, der seinerseits auf die Versorgungsschaltung 30 einwirkt.In contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 2, the device According to FIG. 3, a clocked supply of the drive motor 21 is used. Rierzu a supply circuit 30 is provided, & ie via a clock generator 31, for example an astable multivibrator, via an amplifier 32 to the drive motor 21 leads. In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the pressure / displacement converter is through An institution realized at which the pressure at the outlet of the pump 22 is fed to a bore 33 in which a piston 34 against the force of a Spring 35 is running. The piston 34 carries a piston rod 36 and this at its end again a permanent magnet 37. The permanent magnet 37 is in operative connection with a sensor element 38 of a position sensor 39, which in turn acts on the supply circuit 30 acts.
Die Wirkungsweise der in Figur 3 dargestellten Anordnung ist wie folgt: Je nach Stellung des Permanentmagneten 37 relativ zum Sensorelement 38 wird über die Versorgungsschaltung 30 im Taktgenerator 31 ein hohes bzw. niedriges Tastverhältnis eingestellt. Das Tastverhältnis kann dabei durch zusätzliche Betriebsparameter, beispielsweise die Umgebungstemperatur ib des Hydroaggregates 13 in dem Sinne beeinflußt sein, daß bei tieferer Temperatur eine höhere Drehzahl des Antriebsmotors 21 oder bei niedrigem Druck ebenfalls eine höhere Drehzahl eingestellt wird. Wie bereits zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 erläutert, ändert sich der Druck am Ausgang der Pumpe 22 schlagartig dann, wenn von einer Betriebsart in die andere umgeschaltet wird. Diese Druckänderung wird über den Kolben 34 in eine Wegänderung umgesetzt, so daß der Permanentmagnet 37 je nach vorliegender Betriebsart in Wirkungsverbindung mit dem Sensorelement 38 gerät und damit eine Umschaltung von Versorgungsschaltung 30 bzw. Taktgenerator 31 in Abhängigkeit von der jeweils vorliegenden Betriebsart möglich ist.The mode of operation of the arrangement shown in Figure 3 is as follows: Depending on the position of the permanent magnet 37 relative to the sensor element 38, over the supply circuit 30 in the clock generator 31 has a high or low duty cycle set. The duty cycle can be adjusted by additional operating parameters, for example, the ambient temperature ib of the hydraulic unit 13 influenced in the same way be that at lower temperature a higher speed of the drive motor 21 or a higher speed is also set at low pressure. As already Explained in relation to the exemplary embodiment according to FIG. 2, the pressure at the outlet changes the pump 22 suddenly when switched from one operating mode to the other will. This change in pressure is converted into a change in travel via the piston 34, so that the permanent magnet 37 is in operative connection depending on the operating mode at hand with the sensor element 38 and thus a switchover of the supply circuit 30 or clock generator 31 depending on the operating mode present in each case is possible.
Es versteht sich dabei, daß bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 2 und 3 der Umschalter 25 bzw. die Versorgungsschaltung 30 auch unmittelbar von einem elektronischen Signal betätigt werden können, das aus der elektronischen Steuereinheit des Antiblockiersystems 11 abgeleitet wird. Der Druck am Ausgang der Pumpe 22 stellt nämlich das Vorliegen der einen oder der anderen Betriebsart nur mittelbar dar. Eine Druckerhöhung am Ausgang der Pumpe 22 kann auch bei Nichtwirksamwerden des Antiblockiersystems 11 dann eintreten, wenn der Verlust im Druckspeicher 24 das übliche Maß überschreitet. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn in der Bremsanlage übermässig hohe Leckverluste auftreten, wenn der Fahrer mit dem Fuß eine sogenannte t'Stotterbremsungtt vornimmt oder wenn bei längerem Bergabfahren die Bremse übermäßig lang betätigt wird.It goes without saying that in the embodiments according to FIG 2 and 3 the changeover switch 25 and the supply circuit 30 also directly from an electronic signal coming from the electronic control unit of the anti-lock braking system 11 is derived. The pressure at the outlet of the pump 22 sets namely the existence of one or the other operating mode only indirectly. An increase in pressure at the outlet of the pump 22 can also occur when the Anti-lock braking system 11 occur when the loss in the pressure accumulator 24 the exceeds the usual level. This can be the case, for example, if in excessively high leakage losses occur in the brake system when the driver is using the Foot performs a so-called stuttering brake or when driving downhill for a long time the brake is operated for an excessive amount of time.
Eine Erhöhung der Leistung des Antriebsmotors 21 in diesen Betriebsfällen ist jedoch nicht nur unkritisch sondern sogar vorteilhaft, da durch Erhöhung der Antriebsleistung die gegenüber dem üblichen Betrieb zuviel verbrauchte Druckflüssigkeit schnellstmöglich wieder nachgefördert wird.An increase in the power of the drive motor 21 in these operating cases However, it is not only uncritical but even advantageous, since by increasing the Drive power the hydraulic fluid used too much compared to normal operation is funded again as soon as possible.
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Claims (6)
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Legal Events
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