DE3241039A1

DE3241039A1 - Bremskraftregelanlage

Info

Publication number: DE3241039A1
Application number: DE19823241039
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-11-06
Filing date: 1982-11-06
Publication date: 1984-05-10
Also published as: JPS5996037A; DE3241039C2

Description

Bremskraftregelanlage
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Bremskraftregelanlage nach der Gattung des Hauptanspruches.
Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge mit einem Antiblockiersystem sowie einem Bremskraftverstärker auszustatten.
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.
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.
Bei üblichen Kraftfahrzeugen wird daher das Antiblockiersystem getrennt vom Bremskraftverstärker ausgebildet.
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.
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.
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.
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.
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.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Bremskraftregelanlage möglich.
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.
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.
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.
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.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Leerseite

Claims

Ansprüche 1. Bremskraftregelanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Antiblockiersystem (ii) und einem Bremskraftverstärker (12), bei der ein gemeinsames Hydroaggregat (13) mit einem Antriebsmotor (21) vorgesehen ist, das in einer ersten Betriebsart den Bremsdruck in Abhängigkeit von dem Antiblockiersystem (11) und in einer zweiten Betriebsart in Abhängigkeit von dem Bremskraftverstärker (12) einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stufenschaltung vorgesehen ist, die in dem Antriebsmotor (21) in der ersten Betriebsart eine hohe und in der zweiten Betriebsart eine niedrigere Antriebsleistung einstellt.
2. Bremskraftregelanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Betriebsart die Antriebsdrehzahl gegenüber der ersten Betriebsart reduziert ist.
3. Bremskraftregelanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Betriebsart ein Vorwiderstand (26) zwischen eine Betriebsspannung (UB) und den Antriebsmotor (21) geschaltet wird.
4. Bremskraftregelanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (21) getaktet mit Betriebsspannung versorgt wird und das Tastverhältnis der Betriebsspannung abhängig von der Betriebsart einstellbar ist.
5. Bremskraftregelanlage nach Anspruch 4), dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis zusätzlich von weiteren Betriebsparametern, vorzugsweise der Temperatur (4h ) oder des Druckes des Hydroaggregates (13) einstellbar ist.
6. Bremskraftregelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenschaltung einen Umschalter (25) aufweist, der in Abahängigkeit von dem Druck betätigbar ist, der im Verbindungspunkt des Ausganges eine von dem Antriebsmotor (21) angetriebenen Pumpe (22) mit einem Druckspeicher (24) und einer Bremse (16) herrscht.

Bremskraftregelanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Verbindungspunkt einem Stellkolben (34) zugeführt wird, dessen Kolbenstange (36) einen in Wirkungsverbindung mit einem magnetfeldempfindlichen Sensorelement (38) stehenden Magneten (37) trägt.