DE19524952B4 - Hydraulic brake system with electrically switchable hydraulic valves - Google Patents

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Abstract

Hydraulische Bremsanlage mit elektrisch umschaltbaren Hydraulikventilen, die zur Modulation des Bremsdruckes in den Radbremsen zwecks Blockierschutzregelung, Antriebsschlupfregelung oder dergl. vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umschaltung der Hydraulikventile (5, 6) von der einen in die andere Endstellung für die Dauer der Umschaltung (t1–t2; t4–t5) ein Wechselsignal angelegt wird, das den Umschaltvorgang im Vergleich zu einem "Ein- bzw. Ausschalten" des Hydraulikventils (5, 6) verzögert, und daß nach dem Umschalten oder nach einer vorgegebenen Umschaltzeitdauer ein Dauersignal an dem Hydraulikventil anliegt.Hydraulic brake system with electrically switchable hydraulic valves, which are provided for modulating the brake pressure in the wheel brakes for the purpose of anti-lock control, traction control or the like, characterized in that for switching the hydraulic valves (5, 6) from one to the other end position for the duration of the switchover (t 1 -t 2 ; t 4 -t 5 ) an alternating signal is applied, which delays the switching process compared to "switching on or off" of the hydraulic valve (5, 6), and after switching or after a predetermined Changeover period, a continuous signal is present at the hydraulic valve.

Figure 00000001
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Description

Hydraulische Bremsanlage mit elektrisch umschaltbaren Hydraulikventilen Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Bremsanlage mit elektrisch umschaltbaren Hydraulikventilen, die zur Modulation des Bremsdruckes in den Radbremsen zwecks Blockierschutzregelung, Antriebsschlupfregelung oder dergl. vorgesehen sind.Hydraulic brake system with electrically switchable Hydraulic valves The invention relates to a hydraulic Brake system with electrically switchable hydraulic valves that for modulating the brake pressure in the wheel brakes for the purpose of anti-lock control, Traction control or the like. Are provided.

Derartige Bremsanlagen sind in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. Zur Bremsdruckmodulation werden z.B. elektromagnetisch betätigbare 2/2-Wegeventile, d.h. Hydraulikventile, die nur zwei Schaltpositionen (offen oder geschlossen) kennen, verwendet. Wird mit solchen Ventilen eine Blockierschutz- oder eine Antriebsschlupfregelung durchgeführt, läßt sich der Druckaufbau- und der Druckabbaugradient durch Ansteuerung der Hydraulikventile mit niederfrequenten Pulsfolgen und Variieren der Pulsdauer-/Pulspausenverhältnisse in der gewünschten Weise beeinflussen.Such brake systems are of various designs known. For brake pressure modulation e.g. electromagnetic actuated 2/2-way valves, i.e. Hydraulic valves that only have two switching positions know (open or closed), used. Will with such valves an anti-lock or a traction control performed, the pressure build-up and the pressure reduction gradient by controlling the hydraulic valves with low-frequency pulse trains and varying the pulse duration / pause ratio in the desired one Influence wise.

Im allgemeinen ist für jedes regelbare Rad ein Ventilpaar, nämlich ein Einlaß- und ein Auslaßventil vorgesehen, wobei das Einlaßventil, das in der Bremsleitung zwischen dem Hauptzylinder und der Radbremse eingefügt ist, zweckmäßigerweise in seiner Ruhestellung auf Durchlaß geschaltet ist und beim Anlegen einer Spannung in den Sperrzustand übergeht. Das Auslaßventil, das zum Druckabbau dient, ist dagegen in der Ruhe stellung gesperrt.Generally is for everyone adjustable wheel a pair of valves, namely an inlet and an exhaust valve provided, the inlet valve, that in the brake line between the master cylinder and the wheel brake added is, expediently is switched to passage in its rest position and when putting on a voltage passes into the blocking state. The exhaust valve, that serves to reduce pressure, however, is locked in the rest position.

Ein Nachteil der Bremsdruckregelung mit Hilfe solcher schnellschaltenden Hydraulikventile besteht darin, daß durch die schnellen Ankerbewegungen beim Übergang von der einen in die andere Endposition, durch örtliche Verzögerung und Beschleunigung der hydraulischen Flüssigkeit, Übertragung der Pulsation auf Bauteile (Körperschall) usw. Geräusche entstehen, die bei einer Blockierschutz- oder Antriebsschlupfregelung als störend empfunden werden. Die Geräuschstärke wird maßgeblich von der Umschaltgeschwindigkeit von der einen in die andere Endposition bestimmt.A disadvantage of brake pressure control with the help of such fast-switching hydraulic valves is that by the fast anchor movements during the transition from one to the other other end position, by local delay and acceleration of the hydraulic fluid, transmission of the pulsation Components (structure-borne noise) etc. noises arise with an anti-lock or traction control system as annoying be felt. The noise level will essential of the changeover speed from one end position to the other certainly.

Aus der DE 42 36 047 A1 (P 7397) ist bereits eine Bremsanlage mit Blockierschutz- und/oder Antriebsschlupfregelung bekannt, deren Hydraulikventile, wenn sie aus der Ruhelage heraus auf Sperren oder Durchlaß umgeschaltet werden sollen, mit einem Wechselsignal oder einer Pulsfolge angesteuert werden, dessen Frequenz bzw. deren Pulsdauer-/Pulspausenverhältnis auf die Charakteristik der Ventile abgestimmt ist. Der Ventilstößel nimmt unter dem Einfluß des Wechselsignals oder der Pulsfolge eine Dosierstellung ein, die wiederum durch Variieren der . Frequenz bzw. des Pulsdauer-/Pulspausenverhältnisses beeinflußt werden kann. Auf diese Weise werden die Ventilgeräusche erheblich reduziert.From the DE 42 36 047 A1 (P 7397) a brake system with anti-lock and / or traction control is already known, the hydraulic valves of which, when they are to be switched from the rest position to blocking or passage, are controlled with an alternating signal or a pulse sequence, the frequency or pulse duration thereof. / Pulse pause ratio is matched to the characteristics of the valves. The valve lifter assumes a dosing position under the influence of the alternating signal or the pulse sequence, which in turn is varied by varying the. Frequency or the pulse duration / pause ratio can be influenced. This significantly reduces valve noise.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die störenden Geräusche, die durch das schnelle Umschalten der Ventilstößel dieser Hydraulikventile von der einen in die andere Endposition hervorgerufen werden, auf einfache Weise und ohne nachteiligen Einfluß auf die Bremsdruckregelung zu mindern oder entscheidend zu verringern.The present invention lies based on the task, the disruptive Sounds, by quickly switching the valve lifters of these hydraulic valves from one end position to the other simple way and without adverse influence on the brake pressure control reduce or significantly reduce.

Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 beschriebenen Maßnahmen zu lösen ist. Das Besondere der erfindungsgemäßen Bremsanlage besteht also darin, daß die Umschaltung der Hydraulikventile bzw. des Ventilstößels von der einen in die andere Endstellung durch ein Wechselsignal bewirkt wird, das nur für die Dauer der Umschaltung anliegt und das den Umschaltvorgang im Vergleich zu einem reinen "Ein- bzw. Ausschalten" des Ventils verzögert; nach dem Umschalten oder nach einer vorgegebenen Umschaltzeitdauer liegt dann an dem Hydraulikventil wieder ein Dauersignal ('1' oder '0') an.It has been shown that this Task to be solved by the measures described in claim 1. The special feature of the brake system according to the invention is that the Switching the hydraulic valves or the valve lifter from the one in the other end position caused by an alternating signal will only for the duration of the switchover is present and the switchover process in comparison to a pure "one or turn off "the Valve delayed; after switching or after a predetermined switching period then there is again a permanent signal at the hydraulic valve ('1' or '0') on.

Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist als Wechselsignal eine Pulsfolge vorgesehen, deren Frequenz hoch ist bzw. deren Pulszeiten und Pulspausen kurz sind im Vergleich zu der für den Umschaltvorgang benötigten Zeitdauer.According to an advantageous embodiment the invention, a pulse sequence is provided as an alternating signal, the Frequency is high or the pulse times and pauses are short compared to that for the switching process needed Period of time.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildungen hervor.Further advantages and possible applications The invention is based on the following illustration of an exemplary embodiment based on the attached Illustrations.

Es zeigenShow it

1 schematisch vereinfacht und als Teildarstellung die wichtigsten hydraulischen Komponenten einer Bremsanlage nach der Erfindung und deren hydraulische Zusammenschaltung, 1 schematically simplified and as a partial representation the most important hydraulic components of a brake system according to the invention and their hydraulic interconnection,

2 im Detail ein Ausführungsbeispiel eines Einlaßventils der Bremsanlage nach 1 und 2 in detail an embodiment of an intake valve of the brake system after 1 and

3 Diagramme zur Veranschaulichung der Ansteuerung des Einlaß- oder Auslaßventils der Bremsanlage nach der Erfindung . 3 Diagrams illustrating the control of the intake or exhaust valve of the brake system according to the invention.

In 1 sind lediglich diejenigen Komponenten einer blokkiergeschützten Bremsanlage wiedergegeben, die zur Erläuterung der Erfindung erforderlich sind. Dargestellt ist der Anschluß einer Radbremse 1 an einen Bremskreis I eines Hauptzylinders 2 einer hydraulischen Bremsanlage. Der Hauptzylinder 2 wird über einen vorgeschalteten Unterdruckverstärker 3 mit Hilfe eines Bremspedals 4 betätigt. Der Druck in der Radbremse 1 wird mit Hilfe eines Einlaßventiles 5 und eines Auslaßventils 6 gesteuert. In ihrer Ruhestellung sind das Einlaßventil 5 auf Durchlaß, das Auslaßventil 6 auf Sperren geschaltet.In 1 only those components of a block-protected brake system are shown that are necessary to explain the invention. The connection of a wheel brake is shown 1 to a brake circuit I of a master cylinder 2 a hydraulic brake system. The master cylinder 2 is via an upstream vacuum booster 3 with the help of a brake pedal 4 actuated. The pressure in the wheel brake 1 is using an inlet valve 5 and an exhaust valve 6 controlled. In their rest position, the inlet valve 5 on passage, the exhaust valve 6 switched to lock.

Dargestellt ist hier ein sogen. "geschlossenes" hydraulisches System. In der Druckabbauphase wird über das Auslaßventil 6 aus der Radbremse 1 das Druckmittel in einen Niederdruckspeicher 7 geleitet, aus dem es über eine Rückförderpumpe 8 in den Bremskreis I bzw. in den Hauptzylinder 2 zurückgefördert wird.A so-called. "closed" hydraulic system. In the pressure reduction phase, the exhaust valve 6 from the wheel brake 1 the pressure medium in a low pressure accumulator 7 ge from which it passes through a return pump 8th in the brake circuit I or in the master cylinder 2 is promoted.

Den Aufbau eines Einlaßventils 5 zeigt 2. Dargestellt ist hier ein Längsschnitt durch das Ventil. Es besteht im wesentlichen aus einem Ventilanker 9, der in einem Ventilgehäuse 10 axial verschiebbar gelagert ist. Ein Ventilstößel 11 ist Bestandteil dieses Ankers 9. Der Anker 9 mit dem Ventilstößel 11 wird durch die Kraft einer Schraubenfeder 12 in seiner Ruhelage gehalten, in der eine hydraulische Verbindung von einem Hydraulikanschluß oder Eingang 13 zu einem Ausgang 14 besteht. Der Anschluß 13 führt zu dem Hauptzylinder 2, der Ausgang 14 zu der Radbremse 1.The construction of an intake valve 5 shows 2 , A longitudinal section through the valve is shown here. It essentially consists of a valve armature 9 that is in a valve body 10 is axially displaceable. A valve lifter 11 is part of this anchor 9 , The anchor 9 with the valve lifter 11 is by the force of a coil spring 12 held in its rest position in which a hydraulic connection from a hydraulic connection or input 13 to an exit 14 consists. The connection 13 leads to the master cylinder 2 , the exit 14 to the wheel brake 1 ,

Das Hydraulikventil 5 nach 2 besitzt eine Ventilbetätigungsspule 15 und einen Magnetkern 16. Der Ventilanker 9 und der Magnetkern 16 sind durch einen Luftspalt 17 getrennt, dessen Ausbildung für die Ventil-Charakteristik wesentlich ist. Die elektrischen Ventilanschlüsse sind mit 15a, 15b bezeichnet.The hydraulic valve 5 to 2 has a valve actuation coil 15 and a magnetic core 16 , The valve anchor 9 and the magnetic core 16 are through an air gap 17 separately, the training of which is essential for the valve characteristics. The electrical valve connections are with 15a . 15b designated.

Bei Ansteuerung des Ventils durch Anlegen einer Spannung an die Ventilspule 15 wird auf den Ventilanker 9 eine Kraft ausgeübt, die zur axialen Verschiebung des Ventilstößels in seine zweite Endposition führt. Der Druckmitteldurchgang von dem Eingang 13 zu Ausgang 14 wird verschlossen.When controlling the valve by applying a voltage to the valve coil 15 is on the valve anchor 9 exerted a force which leads to the axial displacement of the valve tappet into its second end position. The fluid passage from the entrance 13 to exit 14 is closed.

Die erfindungswesentliche Ansteuerung der Hydraulikventile 5, 6 durch Wechselsignale, die nur für die Dauer der Ventilumschaltung aus der Ruheposition in die zweite Endposition und für die Dauer des Rückschaltvorgangs anliegen, und die Auswirkung dieser Wechselsignale ist den Diagrammen nach 3 zu entnehmen und wird im folgenden näher erläutert.The inventive control of the hydraulic valves 5 . 6 by alternating signals which are only present for the duration of the valve switchover from the rest position to the second end position and for the duration of the downshifting process, and the effect of these alternating signals is shown in the diagrams 3 can be seen and is explained in more detail below.

Während bisher bekanntlich Hydraulikventile der hier beschriebenen Art durch Anlegen einer Spannung bzw. Ausschalten umgeschaltet wurden, wobei das entsprechende Signal nach dem Umschalten in die zweite Endposition bis zum Zurückschalten als Dauersignal aufrechterhalten wurde, wird erfindungsgemäß zum Zeitpunkt t1 ein Wechselsignal angelegt. Nach einer vorgegebenen Zeitspanne, in der der Umschaltvorgang beendet sein soll, oder nach der tatsächlichen Umschaltzeit t1–t2 geht dann das Wechselsignal in ein Dauersignal über, das das Ven til in der Umschaltstellung bzw. den Ventilstößel in der zweiten Endposition hält. Beim Zurückschalten des Ventils, das zum Zeitpunkt t4 ausgelöst wird, wird wiederum in analoger Weise ein Wechselsignal und anschließend das Dauersignal angelegt.While hydraulic valves of the type described here have hitherto been switched over by applying a voltage or switching off, the corresponding signal being maintained as a permanent signal after switching over to the second end position until switching back, an alternating signal is inventively applied at time t 1 . After a predetermined period of time in which the switching process is to be ended, or after the actual switching time t 1 -t 2 , the alternating signal then changes into a continuous signal which holds the valve in the switching position or the valve lifter in the second end position. When the valve is switched back, which is triggered at time t 4 , an alternating signal is again applied in an analog manner and then the continuous signal.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß z.B. bei einem Einlaßventil der in 2 dargestellten Art beim Anlegen der Spannung an die Spule 15 infolge der Spuleninduktivität und als Folge des bei der Stößelbewegung kleiner werdenden Luftspaltes 17 und des dadurch hervorgerufenen Anstiegs der magnetischen Feldstärke ein "schlagartiges" Schließen des Ventils bzw. Anschlagen des Stößels hervorgerufen wird. Dieses "harte" Anschlagen verursacht die störenden Umschaltgeräusche. Beim Zurückschalten des Ventils in die erste Endposition oder Ruhelage geschieht Entsprechendes.The invention is based on the consideration that, for example, in an inlet valve 2 shown type when applying the voltage to the coil 15 as a result of the coil inductance and as a result of the air gap which becomes smaller as the plunger moves 17 and the resulting increase in the magnetic field strength causes an "abrupt" closing of the valve or striking of the tappet. This "hard" striking causes the annoying switching noises. The same happens when the valve is switched back to the first end position or rest position.

Erfindungsgemäß wird daher das Umschalten mit Hilfe des Wechselsignals oder einer Pulsfolge herbeigeführt. Die Stößelbewegung wird dadurch verlangsamt. Bei dem Einlaßventil nach 2 setzt beim Anlegen der Umschaltspannung die Stößelbewegung ein. Wird nun die Spannung in der Umschaltphase reduziert – durch abnehmende Spannungsamplitude oder durch eine Pulspause – wird der Stößel durch die Rückstellfeder und durch den Druck im Hydrauliksystem abgebremst. Die erneut ansteigende Spannung oder der folgende Puls erhöhen dann wieder die auf den Stößel einwirkende Kraft in Schließrichtung. Auf diese Weise erfolgt durch das Wechselsignal ein schrittweises, insgesamt verzögertes Schließen oder Öffnen des Ventil und ein relativ "sanftes" Anschlagen in den Endpositionen. Die gestellte Aufgabe, die Ventilgeräusche entscheidend zu verringern, wird auf diese Weise gelöst.According to the invention, the switching is therefore brought about with the aid of the alternating signal or a pulse sequence. This slows down the tappet movement. At the inlet valve after 2 uses the plunger movement when the switching voltage is applied. If the tension is reduced in the changeover phase - due to a decreasing tension amplitude or a pulse pause - the ram is braked by the return spring and by the pressure in the hydraulic system. The renewed increase in tension or the following pulse then again increase the force acting on the plunger in the closing direction. In this way, the alternating signal results in a gradual, overall delayed closing or opening of the valve and a relatively "gentle" stop in the end positions. The task of reducing valve noise significantly is solved in this way.

In der oberen Kurve 'A' in 3 ist der 'Sollwert' der Ventilposition wiedergegeben. Zum Zeitpunkt t1 steht fest, daß das Ventil umschalten soll, zum Zeitpunkt t4 beginnt das Zurückschalten.In the upper curve 'A' in 3 the 'setpoint' of the valve position is shown. At time t 1 it is clear that the valve should switch over, at time t 4 the downshift begins.

Den erfindungsgemäß vorgegebenen Verlauf der an der Spule angelegten Spannung zeigt das Diagramm 'B' in 3. In der Umschaltphase t1–t2 liegt ein Wechselsignal, hier ein pulsförmiges Wechselsignal an, das zum Zeitpunkt t2, wenn der Schließvorgang beendet ist, in ein Dauersignal übergeht. In analoger Weise erfolgt das Zurückschalten; in der Zeitspanne t4 bis t5 liegen wiederum Pulse an.The diagram 'B' in FIG. 1 shows the course of the voltage applied to the coil as specified in the invention 3 , In the changeover phase t 1 -t 2 there is an alternating signal, here a pulsed alternating signal, which at time t 2 , when the closing process has ended, changes to a continuous signal. The downshift takes place in an analogous manner; in the time period t 4 to t 5 there are again pulses.

Den durch den Spannungsverlauf nach 'B' hervorgerufenen Verlauf des Stromes durch die Spule 15 (2) und den Verlauf der magnetischen Feldstärke zeigen die Diagramme 'C' und 'D' in 3. Die Stromänderung durch das Wechselsignal ist erst zum Zeitpunkt t3 bzw. t6 beendet.The course of the current through the coil caused by the voltage course according to 'B' 15 ( 2 ) and the course of the magnetic field strength are shown in diagrams 'C' and 'D' in 3 , The current change due to the alternating signal only ended at time t 3 or t 6 .

Schließlich ist in dem Diagramm 'E' der 3 noch der Ventilweg oder Stößelweg aufgetragen. Es ist ersichtlich, daß durch den Einfluß des Wechselsignals eine wesentliche Verlangsamung der Ventilstößelbewegung erreicht wird; die Zeitspannen t1 bis t2 und t4 bis t5 sind notwendig, um den Ventilstößel von der einen Endposition in die andere Endposition zu überführen.Finally, in diagram 'E' is the 3 the valve path or tappet path is also plotted. It can be seen that the influence of the alternating signal significantly slows the valve tappet movement; the time periods t 1 to t 2 and t 4 to t 5 are necessary in order to transfer the valve tappet from one end position to the other end position.

Claims (2)

Hydraulische Bremsanlage mit elektrisch umschaltbaren Hydraulikventilen, die zur Modulation des Bremsdruckes in den Radbremsen zwecks Blockierschutzregelung, Antriebsschlupfregelung oder dergl. vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umschaltung der Hydraulikventile (5, 6) von der einen in die andere Endstellung für die Dauer der Umschaltung (t1–t2; t4–t5) ein Wechselsignal angelegt wird, das den Umschaltvorgang im Vergleich zu einem "Ein- bzw. Ausschalten" des Hydraulikventils (5, 6) verzögert, und daß nach dem Umschalten oder nach einer vorgegebenen Umschaltzeitdauer ein Dauersignal an dem Hydraulikventil anliegt.Hydraulic brake system with electrically switchable hydraulic valves which are provided for modulating the brake pressure in the wheel brakes for the purpose of anti-lock control, traction control or the like, characterized in that for switching the hydraulic valves ( 5 . 6 ) an alternating signal is applied from one end position to the other for the duration of the switchover (t 1 -t 2 ; t 4 -t 5 ), which compares the switchover process to ei "Switching the hydraulic valve on or off ( 5 . 6 ) Delayed, and that a permanent signal is present at the hydraulic valve after switching or after a predetermined switching period. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselsignal eine Pulsfolge ist, deren Frequenz hoch bzw. deren Pulszeiten und Pulspausen kurz im Vergleich zu der für den Umschaltvorgang benötigten Zeitdauer sind.Brake system according to claim 1, characterized in that this Alternating signal is a pulse train whose frequency is high or whose Pulse times and pauses are short compared to that for the switching process required Duration are.
DE1995124952 1995-07-08 1995-07-08 Hydraulic brake system with electrically switchable hydraulic valves Expired - Lifetime DE19524952B4 (en)

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