DE3241039C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Bremskraftregelanlage nach der Gattung des Hauptanspruches.The invention is based on a brake force control system according to the genus of the main claim.
Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge mit einem Antiblockier system sowie einem Bremskraftverstärker auszustatten. Während das Antiblockiersystem die Bremskraft in kri tischen Situationen so einstellt, daß ein Blockieren der Räder, insbesondere auf glattem Untergrund, ver mieden wird, dient der Bremskraftverstärker im üb lichen Bremsbetrieb des Kraftfahrzeuges zum Erhöhen des Fahrkomforts.It is known to motor vehicles with an anti-lock system and a brake booster. While the anti-lock braking system in kri table situations so that blocking the wheels, especially on smooth surfaces, ver is avoided, the brake booster serves in practice Lichen brake operation of the motor vehicle to increase of driving comfort.
Bei einem Antiblockiersystem wird der Bremsdruck ge taktet auf- bzw. abgebaut, so daß beim Einsatz des Antiblockiersystems eine relativ hohe Pumpenleistung erforderlich ist, um die Bremsflüssigkeit nachzu liefern. Demgegenüber ist die Pumpenleistung bei wirk samem Bremskraftverstärker nur sehr gering, da die Pumpe in diesem Betriebsfall lediglich eventuelle Leckver luste der Bremsanlage kompensieren muß.In an anti-lock braking system, the brake pressure is ge clocks built up or down, so that when using the Anti-lock braking system has a relatively high pump output is required to replenish the brake fluid deliver. In contrast, the pump output is effective samem brake booster only very low since the pump in this case only possible leakage loss of the braking system must compensate.
Bei üblichen Kraftfahrzeugen wird daher das Antiblockier system getrennt vom Bremskraftverstärker ausgebildet. Es ist jedoch, beispielsweise aus der DE-OS 29 25 478, auch bekannt, bei Kraftfahrzeugen mit einem Antiblockier system 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 Ver bindungsleitungen nach Anzahl und Länge minimiert wer den können. Bei Verwendung eines gemeinsamen Hydro aggregates mit Antriebsmotor kann jedoch die Geräusch entwicklung des Hydroaggregates problematisch werden. Wird der Antriebsmotor nämlich ständig mit der beim Wirksamwerden des Antiblockiersystems erforderlichen Leistung betrieben, ergeben sich erhebliche Geräusche, da hohe Druckpulsationen auftreten. Diese hohe Lei stung ist jedoch dann nicht erforderlich, wenn ledig lich der Bremskraftverstärker in Betrieb ist.In conventional motor vehicles, the anti-lock is therefore system separately from the brake booster. However, it is, for example from DE-OS 29 25 478, also known in motor vehicles with an anti-lock system and a brake booster a common Hydraulic unit with a drive motor for operation the hydraulic pump. Such integrated Systems have the advantage that components are saved become and that due to the compactness of the structure a Particularly high operational reliability arises because Ver Connection lines are minimized by number and length that can. When using a common hydro aggregates with a drive motor can reduce the noise development of the hydraulic unit become problematic. If the drive motor with the The anti-lock braking system becomes effective Operated power, there is considerable noise, because high pressure pulsations occur. This high lei Stung is not necessary if single Lich 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 to reduce that z. B. a large in piston pumps Number of pump pistons provided this solution would, however, be very complex and therefore prone to failure.
Das Problem der Geräuschentwicklung wird im Kraft fahrzeug zudem noch dadurch gesteigert, daß derartige Hydroaggregate üblicherweise an der Spritzwand des Kraftfahrzeuges montiert werden, ein Montageort, der im Hinblick auf Geräuscheentwicklung besonders empfindlich ist.The problem of noise is in force vehicle also increased by the fact that such Hydro units usually on the bulkhead of the Motor vehicle be assembled, an assembly site that is particularly sensitive to noise.
Aus der DE-OS 29 52 221 ist ein Bremssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs bekannt, bei dem jedoch zwei Pumpen mit einem Antriebsmotor vorgesehen sind. Die eine Pumpe ist mit ihrem Sauganschluß ans Reservoir, die zweite mit dem ABS-Auslaßventil verbunden. Im Normalfall läuft die zweite Pumpe leer mit, im ABS-Fall fördern beide Pumpen.DE-OS 29 52 221 is a braking system with the features of the preamble known, but in which two pumps are provided with a drive motor. One pump is connected to the reservoir with its suction connection, the second with the ABS exhaust valve connected. Usually the second pump runs idle, in the case of ABS, both pumps deliver.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der Verwendung nur eines Hydroaggregats und eines Antriebsmotors die Geräuschentwicklung im Nor malfall gering zu halten.The invention has for its object, while maintaining the use only a hydraulic unit and a drive motor the noise in the Nor to keep it down.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in claim 1.
Die erfindungsgemäße Bremskraftregelanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat 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 Geräuscheentwicklung 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.The brake force control system according to the invention with the characteristic features of the main claim has the advantage that the noise level at Operation of only the brake booster is significantly reduced, so that in this operating case no higher noise level occurs than at usual brake boosters is the case. In contrast, the higher falls Noise development when the anti-lock braking system becomes effective is not negative weight, since in this operating case an increased noise level of the tires and axles as a result of the function of the anti-lock braking system becomes. By using the tap changer according to the invention to operate the Drive motor can for example have a power ratio of 1 watt to 60 watts when operating only the brake booster or the anti-lock braking system be realized, from which it becomes clear that the full performance only then is applied when it is actually required.
Durch Reduzierung der Antriebsdrehzahl werden insbesondere die Druckpulsationen erheblich geringer, wobei hierdurch weiterhin die Möglichkeit eröffnet wird, relativ einfache Pumpen einzusetzen.By reducing the drive speed the pressure pulsations in particular become considerably lower, this also opens up the possibility of relatively simple pumps to use.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiter bildungen der im Hauptanspruch angegebenen Bremskraftregelanlage möglich. The measures listed in the subclaims are advantageous further Formations of the brake force control system specified in the main claim possible.
Dadurch, daß der Antriebsmotor mit 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 ausge nutzt werden kann, wodurch wiederum die Verwendung eines kleineren Hydraulikspeichers und dadurch Ge wichtseinsparungen möglich werden.Because the drive motor with less Amperage fed during normal operation will continue to be a significant reduction in Contact load achieved. This can reduce the number of the contact circuits are increased, resulting in a smaller switching hysteresis of the pressure switch can be used, which in turn makes use a smaller hydraulic accumulator and therefore Ge weight savings will be possible.
Bei Einsatz einer getakteten Stromversorgung des An triebsmotors ist eine besonders gute Anpassung an digi tale Steuerungseinrichtungen möglich. Hierdurch ergibt sich weiter die Möglichkeit, zusätzliche Fahrzeug parameter, etwa die Umgebungstemperatur in den Steu erungsvorgang mit einzubeziehen. Beispielsweise kann die Antriebsmotordrehzahl bei tieferer Temperatur erhöht werden. Entsprechendes gilt für das Druck niveau, in der Weise, daß mit abfallendem Druckniveau die Drehzahl des Antriebsmotors erhöht wird.When using a clocked power supply of the An drive motor is a particularly good adaptation to digi tale control devices possible. This gives further the possibility of additional vehicle parameters, such as the ambient temperature in the control process. For example can drive motor speed at lower temperature increase. The same applies to printing level, in such a way that with decreasing pressure level the speed of the drive motor is increased.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further advantages result from the description and the attached drawing.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenThe invention is shown in the drawing and will explained in more detail in the following description. It demonstrate
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer gattungsgemäßen Bremskraftregelanlage; Figure 1 is a block diagram of a generic brake force control system.
Fig. 2 und 3 detaillierte Prinzipdarstellungen von zwei Ausführungsformen erfin dungsgemäßer Bremskraftregelanlagen. Fig. 2 and 3 detailed schematic representations of two embodiments OF INVENTION dung according braking force control systems.
In Fig. 1 ist 10 ein Bremspedal eines Kraftfahrzeuges, das auf ein Antiblockiersystem 11, einen Bremskraft verstärker 12 sowie ein gemeinsames Hydroaggregat 13 einwirkt. Antiblockiersysem 11 und Bremskraftver stärker 12 sind mit Eingängen 14 bzw. 15 versehen, über die den jeweiligen Steuergeräten Fahrzeugparameter, beispielsweise Drehzahlen, Lastsignale und dgl. zuführ bar sind, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.In Fig. 1 10 is a brake pedal of a motor vehicle, which acts on an anti-lock braking system 11 , a brake booster 12 and a common hydraulic unit 13 . Anti-lock braking system 11 and Bremskraftver stronger 12 are provided with inputs 14 and 15 , respectively, via which vehicle parameters, for example speeds, load signals and the like, can be supplied to the respective control units, 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 Anti blockiersystem 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 , the function of which is set in detail in a first operating mode depending on the anti-lock system 11 and in a second operating mode by the brake booster 12 , 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 Antiblockier systems 11 eine wesentlich höhere Antriebsleistung des Hydroaggregats 13 deswegen erforderlich, weil diese Betriebsart getaktet verläuft und durch stän diges Erhöhen bzw. Absenken des Bremsdruckes ein relativ hohes Fördervolumen erforderlich ist. Dem gegenüber muß in der zweiten Betriebsart beim Wirksam werden des Bremskraftverstärkers 12 lediglich eine ge ringe Antriebsmotorleistung aufgebracht werden, die aus reicht, um eventuelle Leckverluste der Bremse 16 bzw. des Hydroaggregats 13 zu kompensieren. In einem typi schen Anwendungsfall ist der Leistungsbedarf in der ersten Betriebsart 60 Watt und in der zweiten Betriebs art nur 1 Watt.As already indicated at the outset, in the first operating mode when the anti-lock braking system 11 takes effect, a significantly higher drive power of the hydraulic unit 13 is necessary because this operating mode is clocked and a relatively high delivery volume is required by constantly increasing or decreasing the brake pressure. In contrast, in the second operating mode when the brake booster 12 takes effect, only a low drive motor power must be applied, which is sufficient to compensate for any leakage losses from the brake 16 or the hydraulic unit 13 . In a typical application, the power requirement is 60 watts in the first mode and only 1 watt in the second mode.
Um die Ansteuerung des Hydroaggregates 13 den unter schiedlichen Leistungsanforderungen in den beiden Betriebsarten anzupassen, ist erfindungsgemäß eine Einrichtung vorgesehen, wie sie in einem ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 2 gezeigt ist. Dabei wird von einer Klemme 20 eine Betriebsspannung UB einem Antriebsmotor 21 des Hydroaggregates 13 zugeleitet. 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 Um schalter 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 Druck seite an den Ausgang der Pumpe 22 angeschlossen ist.In order to adapt the control of the hydraulic unit 13 to the different performance requirements in the two operating modes, a device is provided according to the invention, as shown in a first embodiment in FIG. 2. An operating voltage U B is fed from a terminal 20 to a drive motor 21 of the hydraulic unit 13 . The drive motor 21 drives a pump 22 , which is supplied from a reservoir 23 . The pump 22 works once on a pressure accumulator 24 and on the other hand on the brake 16 . In the connecting line between the terminal 20 and the drive motor 21 , a switch 25 is arranged via which the operating voltage U B can be supplied to the drive motor 21 in one position via a series resistor 26 and in the other position. The switch 25 is actuated by a pressure / displacement converter 27 , the pressure side of which is connected to the outlet of the pump 22 .
Die Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Ein richtung ist wie folgt:The mode of operation of the device shown in FIG. 2 is as follows:
In der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Umschaltes 25 befindet sich die Anlage in der zweiten Betriebsart, d. h., es ist lediglich der Bremskraftverstärker 12 wirk sam. Die Betriebsspannung UB wird dem Antriebsmotor 21 nun über den Vorwiderstand 26 zugeleitet und damit 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 Leck verluste in dieser Betriebsart auszugleichen. Ent sprechend wird der Druck/Weg-Wandler 27 in der Weise beaufschlagt, daß der Umschalter 25 in der eingezeich neten Stellung ist. Gelangt nun das Fahrzeug in eine kritische Bremssituation und wird das Antiblockier system 11 aktiviert, entlädt sich der Druckspeicher 24 sehr schnell, da durch den getakteten Druckauf- bzw. Druckabbau ein relativ hoher Verbrauch an Druckflüs sigkeit eintritt. Am Ausgang der Pumpe 22 stellt sich damit schlagartig nach Eintritt der ersten Betriebs art ein hoher Druck ein, um den Druckspeicher 24 nach zuladen und damit gerät der Druck/Weg-Wandler 27 in seinen anderen Zustand und der Schalter 25 wird umge legt. Der Antriebsmotor 21 läuft nun so lange mit er höhter Antriebsleistung bzw. Drehzahl, bis die erste Betriebsart wieder beendet ist.In the position of the switch 25 shown in FIG. 2, the system is in the second operating mode, ie it is only the brake booster 12 which is effective. The operating voltage U B is now fed to the drive motor 21 via the series resistor 26 and the drive speed is accordingly reduced accordingly. At the outlet of the pump 22 there is only a relatively low pressure, since the pressure accumulator 24 is sufficient to compensate for the low leakage losses in this operating mode. Accordingly, the pressure / displacement converter 27 is acted on in such a way that the changeover switch 25 is in the marked position. If the vehicle now comes into a critical braking situation and the anti-lock braking system 11 is activated, the pressure accumulator 24 discharges very quickly, since a relatively high consumption of pressure fluid occurs due to the clocked pressure build-up or pressure reduction. At the outlet of the pump 22 , a high pressure suddenly arises after the first mode of operation occurs, in order to reload the pressure accumulator 24 and the pressure / displacement converter 27 thus switches to its other state and the switch 25 is switched. The drive motor 21 now runs with increased drive power or speed until the first operating mode is ended again.
Bei der in Fig. 3 dargestellten weiteren Ausführungs form einer erfindungsgemäßen Bremskraftregelanlage werden teilweise die gleichen Komponenten wie bei der aus Fig. 2 verwendet, wobei insoweit gleiche Bezugszeichen vorgesehen sind.In the further embodiment of a brake force control system according to the invention shown in FIG. 3, the same components are used in part as in that of FIG. 2, the same reference numerals being provided in this respect.
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird bei der Einrichtung gemäß Fig. 3 eine getaktete Ver sorgung des Antriebsmotors 21 verwendet. Hierzu ist eine Versorgungsschaltung 30 vorgesehen, die über einen Taktgenerator 31, beispielsweise einen astabilen Multivibrator, über einen Verstärker 32 zum Antriebs motor 21 führt. Der Druck/Weg-Wandler ist beim Aus führungsbeispiel gemäß Fig. 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 Permanent magnet 37 steht in Wirkungsverbindung mit einem Sen sorelement 38 eines Lagesensors 39, der seinerseits auf die Versorgungsschaltung 30 einwirkt.In contrast to the embodiment according to FIG. 2, a clocked supply of the drive motor 21 is used in the device according to FIG. 3. For this purpose, a supply circuit 30 is provided, which leads via a clock generator 31 , for example an astable multivibrator, via an amplifier 32 to the drive motor 21 . The pressure / displacement converter is in the exemplary embodiment from FIG. 3 realized by a device in which the pressure at the outlet of the pump 22 is supplied to a bore 33 in which a piston 34 runs against the force of a spring 35 . The piston 34 carries a piston rod 36 and this in turn has a permanent magnet 37 at its end. The permanent magnet 37 is operatively connected to a sensor element 38 of a position sensor 39 , which in turn acts on the supply circuit 30 .
Die Wirkungsweise der in Fig. 3 dargestellten Anord nung ist wie folgt:The operation of the arrangement shown in FIG. 3 is as follows:
Je nach Stellung des Permanentmagneten 37 relativ zum Sensorelement 38 wird über die Versorgungsschaltung 30 im Taktgenerator 31 ein hohes bzw. niedriges Takt verhältnis eingestellt. Das Taktverhältnis kann dabei durch zusätzliche Betriebsparameter, beispielsweise die Umgebungstemperatur ϑ des Hydroaggregates 13 in dem Sinne beeinflußt sein, daß bei tieferer Tempe ratur eine höhere Drehzahl des Antriebsmotors 21 oder bei niedrigem Druck ebenfalls eine höhere Drehzahl eingestellt wird. Wie bereits zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 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 Weg änderung umgesetzt, so daß der Permanentmagnet 37 je nach vorliegender Betriebsart in Wirkungsver bindung mit dem Sensorelement 38 gerät und damit eine Umschaltung von Versorgungsschaltung 30 bzw. Takt generator 31 in Abhängigkeit von der jeweils vorlie genden Betriebsart möglich ist. Depending on the position of the permanent magnet 37 relative to the sensor element 38 , a high or low clock ratio is set via the supply circuit 30 in the clock generator 31 . The cycle ratio can be influenced by additional operating parameters, for example the ambient temperature ϑ of the hydraulic unit 13 in the sense that at a lower temperature, a higher speed of the drive motor 21 or at a lower pressure, a higher speed is also set. As already explained for the exemplary embodiment according to FIG. 2, the pressure at the outlet of the pump 22 changes suddenly when switching from one operating mode to the other. This change in pressure is implemented via the piston 34 in a path change, so that the permanent magnet 37 depending on the operating mode in effect connection with the sensor element 38 and thus a switchover of the supply circuit 30 or clock generator 31 depending on the respective operating mode is possible.
Es versteht sich dabei, daß bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 und 3 der Umschalter 25 bzw. die Versor gungsschaltung 30 auch unmittelbar von einem elektro nischen 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 an deren Betriebsart nur mittelbar dar. Eine Druckerhöhung am Ausgang der Pumpe 22 kann auch bei Nichtwirksam werden des Antiblockiersystems 11 dann eintreten, wenn der Verlust im Druckspeicher 24 das übliche Maß über schreitet. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn in der Bremsanlage übermäßig hohe Leckverluste auftreten, wenn der Fahrer mit dem Fuß eine sogenannte "Stotterbremsung" vornimmt oder wenn bei längerem Bergabfahren die Bremse übermäßig lang betätigt wird. Eine Erhöhung der Leistung des Antriebsmotors 21 in diesen Betriebsfällen ist jedoch nicht nur unkri tisch, sondern sogar vorteilhaft, da durch Erhöhung der Antriebsleistung die gegenüber dem üblichen Be trieb zuviel verbrauchte Druckflüssigkeit schnellst möglich wieder nachgefördert wird.It is understood that in the embodiments of FIGS . 2 and 3, the switch 25 or the supply circuit 30 can also be actuated directly by an electronic signal that is derived from the electronic control unit of the anti-lock braking system 11 . The pressure at the outlet of the pump 22 represents the presence of one or the other in its 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 is ineffective if the loss in the pressure accumulator 24 exceeds the usual level steps. This can be the case, for example, if excessively high leakage losses occur in the brake system, if the driver carries out a so-called "stutter braking" with the foot or if the brake is operated for an excessively long time when driving downhill. However, an increase in the power of the drive motor 21 in these operating cases is not only uncritical, but even advantageous, since by increasing the drive power the excess fluid consumed compared to the usual operation is replenished as quickly as possible.
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Legal Events
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