DE4408879A1

DE4408879A1 - Bremsanlage mit einem Motor zum Antrieb einer Hydraulikpumpe

Info

Publication number: DE4408879A1
Application number: DE19944408879
Authority: DE
Inventors: Kurt Meier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-09-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage mit einem Motor zum Antrieb einer Hydraulikpumpe nach dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist beispielsweise aus der DE 40 34 113 A1 bekannt. Diese Bremsanlage wird zu Regeleingriffen sowohl von Antiblockier-(ABS) als auch von Antriebsschlupf-(ASR)-Regelsystemen in Kraftfahrzeu gen verwendet. Derartige Bremsanlagen sind mit einem Mo tor, vorzugsweise einem Elektromotor, zum Antrieb einer Hydraulikpumpe für den Druckaufbau derartiger Regelein griffe ausgestattet. Bei der aus der DE 40 34 113 A1 be kannten Bremsanlage findet lediglich ein Ein- bzw. Aus schalten des Motors zum Antrieb der Hydraulikpumpe statt - unabhängig davon, ob ein Regeleingriff des ABS oder des ASR vorliegt. Dadurch wird sowohl im ABS- als auch im ASR-Betrieb der Motor im eingeschalteten Zustand ledig lich mit einer einzigen Drehzahl betrieben, die zwangs weise derart ausgelegt ist, daß jeder Regeleingriff zu jeder Betriebsbedingung zuverlässig ausgeführt wird; d. h. die Drehzahl ist entsprechend des Druckbedarfs bei den meisten Betriebsbedingungen höher als notwendig ausge legt.

Es ist allgemein bekannt, daß im ASR-Betrieb jedoch weni ger Druckbedarf vorliegt als im ABS-Betrieb und damit im ASR-Betrieb im allgemeinen eine niedrigere Drehzahl des Motors zum Antrieb der Hydraulikpumpe ausreicht. Eine niedrigere Drehzahl des Motors zum Antrieb der Hydraulik pumpe ist insbesondere im ASR-Betrieb wünschenswert, da strömungsbedingt für den Fahrer unangenehme akustische Störgeräusche auftreten, die mit höher werdender Drehzahl lauter werden.

Es ist daher auch bekannt, im ASR-Betrieb die Drehzahl des Hydraulikpumpen-Antriebs zu reduzieren. Die Reduzie rung der Drehzahl wird beispielsweise durch Taktung des elektrischen Versorgungsanschlusses des Motors oder durch Zuschalten eines seriellen Vorwiderstandes realisiert. Bei den bekannten Systemen beginnt die Reduzierung der Drehzahl des Motors bzw. des Hydraulikpumpen-Antriebs un mittelbar bei Beginn des Regeleingriffs des An triebsschlupf-Regelsystems. In der Praxis hat sich dabei herausgestellt, daß durch die mit der Reduzierung der Drehzahl verbundene Leistungsreduzierung des Antriebs der Druck im Hydrauliksystem zu langsam ansteigt, um den mo mentan benötigten Druck rechtzeitig herzustellen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bremsanlage eingangs genannter Art derart zu verbessern, daß sowohl die Aku stik als auch die Schnelligkeit der Regeleingriffe des Antriebsschlupf-Regelsystems verbessert werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird bei einem Regeleingriff des An triebsschlupf-Regelsystems die Drehzahl bzw. die Span nungsversorgung des Motors erst nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit reduziert. Somit wird während der Verzö gerungszeit die volle Leistung des Motors zum Antrieb der Hydraulikpumpe zur Verfügung gestellt, um die gewünschte Solldrehzahl der Hydraulikpumpe schneller zu erreichen und damit die Beschleunigung der trägen Massen zu erhö hen. Nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit, die bei spielsweise empirisch für verschiedene Betriebszustände ermittelt wird, wird die Drehzahl des Motors reduziert. Dabei wird, wie sich in Versuchen überraschend herausge stellt hat, nicht nur die Akustik verbessert, sondern auch abhängig von der gewählten Verzögerungszeit ein schnellerer Druckaufbau als beispielsweise mit maximaler Leistung des Motors bewirkt. Mit reduzierter Drehzahl des Motors wird nach einem Druckaufbau im Sättigungsbereich zwar ein niedrigerer Druck erreicht als bei einem Antrieb mit maximaler Drehzahl des Motors, dies ist jedoch für die meisten Betriebsbedingungen im ASR-Betrieb dennoch ausreichend. Im übrigen werden durch die erfindungsgemäß verzögerte Reduzierung der Drehzahl des Motors sowohl der Druckaufbau beschleunigt als auch die Störgeräusche we sentlich vermindert.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist der Ge genstand des Patentanspruchs 2.

Danach wird die vorgegebene Verzögerungszeit in Abhängig keit von der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit be stimmt. Je zäher die Hydraulikflüssigkeit ist, umso höher sind die Reibungs- und Strömungswiderstände, die zu Be ginn des Druckaufbaus zu überwinden sind. Die Verzöge rungszeit kann jedoch auch lediglich in Abhängigkeit von der Temperatur der Hydraulikflüssigkeit bestimmt werden, da die Viskosität in direktem Zusammenhang mit der Tempe ratur der Hydraulikflüssigkeit steht.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 3.

Die vorgegebene Verzögerungszeit kann auch in Abhängig keit von der Batteriespannung bestimmt werden, da die Batteriespannung proportional zur Versorgungsspannung des Motors ist und damit einen direkten Einfluß auf dessen Leistung bzw. Drehzahl aufweist. Daher wird die Verzöge rungszeit verlängert, je niedriger die Batteriespannung ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 4.

Da sich sowohl die vorgegebene Verzögerungszeit als auch das Ausmaß der Reduzierung der Drehzahl des Motors auf den nach dem Druckaufbau im Sättigungsbereich erreichba ren Druck auswirkt, kann in Abhängigkeit von dem Be triebszustand bei Beginn des Regeleingriffs im ASR-Be trieb zunächst der momentan notwendige Druckbedarf be stimmt werden, in dessen Abhängigkeit die Verzögerungs zeit vorgegeben wird.

Die Gegenstände der Patentansprüche 2, 3 und 4 sind sowohl einzeln als auch in allen möglichen Kombinationen miteinander erfindungsgemäß anwendbar.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 5.

Die Reduzierung der Drehzahl des Motors wird wieder auf gehoben, wenn der mit der reduzierten Drehzahl erreich bare Druck kleiner ist als der momentan notwendige Druck bedarf. Beispielsweise kann sich während des Regelein griffs der momentan notwendige Druckbedarf erhöhen, wo durch ein Anheben des Druckes im Sättigungsbereich nach dem Druckaufbau notwendig wird. Diese erfindungsgemäße Weiterbildung hat den Vorteil, daß zunächst durch die Re duzierung der Drehzahl nach der vorgegebenen Verzöge rungszeit der Druckaufbau beschleunigt wird und durch das spätere Wiederanheben der reduzierten Drehzahl des Motors sogar schneller als ohne Reduzierung der Drehzahl der ma ximal mögliche Druck im Sättigungsbereich aufgebaut wer den kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 verschiedene Druckverläufe während des erfin dungsgemäßen Druckaufbaus und während des Druckaufbaus nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 die Spannungen an der Batterie bzw. am Elektro motor und

Fig. 3 eine mögliche elektrische Schaltung zur Reali sierung der Drehzahlreduzierung.

In Fig. 1 ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Or dinate der Druck p des Hydrauliksystems einer Bremsanlage aufgetragen. Zum Zeitpunkt t = 0 beginnt der Regeleingriff des ASR. Der Druckverlauf 1, vgl. durchgezogene dünne Li nie, stellt den Druckverlauf nach dem Stand der Technik dar, bei dem keine Reduzierung der Drehzahl des Motors vorgenommen wird. Der Druckverlauf 1 zeigt einen flachen, d. h. langsamen, Anstieg des Drucks p über der Zeit t auf, der jedoch einen hohen Druck p₁ im Sättigungsbereich erreicht. Der Druckverlauf 2, mit dünn gestrichelter Li nie dargestellt, stellt wie der Druckverlauf 1 den An stieg des Drucks p über der Zeit t nach dem Stand der Technik dar, wobei jedoch die Batteriespannung bzw. die Versorgungsspannung des Motors kleiner ist als beim Druckverlauf 1. Dieser Effekt ist temperaturabhängig. We der beim Druckverlauf 1 noch beim Druckverlauf 2 wird eine Reduzierung der Drehzahl des Motors nach einer vor gegebenen Verzögerungszeit vorgenommen. Der Druckverlauf 3, siehe dicke durchgezogene Linie, stellt den Anstieg des Druckes p über der Zeit t dar, wenn nach einer vorge gebenen Verzögerungszeit t1 die Drehzahl des Motors bzw. die Versorgungsspannung des Motors um einen vorgegebenen Wert reduziert wird. Der Druckverlauf 3 zeigt gegenüber den Druckverläufen 1 und 2 zwischen den Zeitpunkten t1, d. h. nach der vorgegebenen Verzögerungszeit, und dem Zeitpunkt t2, d. h. zum Zeitpunkt in dem der Druckverlauf in etwa die Sättigung erreicht hat, einen steileren bzw. schnelleren Anstieg des Druckes p. Dagegen ist der Druck p₃ im Sättigungsbereich des Druckverlaufes 3 niedriger als beispielsweise die Druckwerte p₁ und p₂ der Druckver läufe 1 und 2. Wird beispielsweise zu einem Zeitpunkt zwischen t1 und t2 vom System erkannt, daß der momentan notwendige Druckbedarf über den Druckwert p₃ ansteigt, wird vorzugsweise zum Zeitpunkt t2 die Reduzierung der Motordrehzahl wieder aufgehoben, wodurch sich der Druck verlauf 3 entsprechend des Druckverlaufabschnittes 4, in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt, ändert. Liegt also ggf. doch maximaler Druckbedarf während des Re geleingriffes im ASR-Betrieb vor, kann dieser maximale Druckbedarf erfindungsgemäß nicht nur erzeugt werden, sondern auch - ggf. temperaturabhängig - schneller er zeugt werden, als mit einer Drehzahlsteuerung des Motors ohne Reduzierung. Ein derartiger Druckbedarf liegt beispielsweise vor, wenn bei Niedrigreibwerten erhöhter Zugkraftbedarf, z. B. Bergfahrt oder Hängerbetrieb bei Glatteis, auftritt. Vorzugsweise wird die Reduzierung der Drehzahl jedoch nur dann vorgenommen, wenn die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit bzw. die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit einen bestimmten Schwellwert unter schritten hat.

In Fig. 2 sind die jeweiligen Spannungswerte an der Bat terie, Spannung U, sowie am Elektromotor, Spannung U_M, dargestellt, aus denen die Druckverläufe nach Fig. 1 her vorgehen. Der Druckverlauf 1 in Fig. 1 ergibt sich bei spielsweise, wenn die Batteriespannung U maximal ist, U = U_max. Damit ist auch der Druck p₁ der maximal mögliche Druck in Abhängigkeit von der Batteriespannung U. Sinkt die Batteriespannung U z. B. durch Ermüdung der Batterie auf einen Wert U₁ ab, ergibt sich beispielsweise der Druckverlauf 2, der gegenüber dem Druckverlauf 1 zwar eine höhere Steigung aufweist, im Sättigungsbereich je doch einen niedrigeren Druck p₂ erreicht. In Fig. 2 ist mit der fetten durchgezogenen Linie, beginnend bei dem Spannungswert U_max, der Spannungsverlauf U_M aufgezeich net, durch den der Druckverlauf 3 in Fig. 1 beispiels weise erzeugt wird. Bis zum Zeitpunkt t1 bleibt die Mo torspannung U_M auf dem Maximalwert U_max, um anfänglich die Hydraulikpumpe zu beschleunigen und den Druck zunächst wie Druckverlauf 1 ansteigen zu lassen. Nach der vorgegebenen Verzögerungszeit, d. h. zum Zeitpunkt t1, wird die Motorspannung U_M auf einen Spannungswert U₂ er niedrigt, wonach sich die Steigung des Druckverlaufes 3 erhöht, um zum Zeitpunkt t2 in den Sättigungsbereich überzugehen. Danach kann beispielsweise zum Erreichen ei nes höheren Druckwertes alternativ wieder auf den Span nungswert U_max übergegangen werden, wie in Fig. 2 strich punktiert dargestellt ist, um damit einen veränderten Druckverlauf gemäß dem Druckverlauf 4 in Fig. 1 zu errei chen.

Durch dieses erfindungsgemäße Vorgehen ist bei niedrige rem Druckbedarf sowohl ein schnellerer Druckanstieg als beim Stand der Technik erreichbar als auch die Akustik in den Fällen verbessert, in denen ein niedrigerer als der maximale Druckbedarf vorliegt.

Fig. 3 zeigt eine mögliche elektrische Schaltung, mit der eine Reduzierung der Drehzahl des Motors M realisiert werden kann. Eine Batterie B an der eine Spannung U an liegt ist mit einem Widerstand R, an dem eine Spannung U_R abfällt, und mit dem Motor M, an dem sich eine Spannung U_M ergibt, in Serie geschaltet. Der Widerstand R ist mit einem Schalter S überbrückbar. Die Spannung U_M ergibt sich in folgender Weise aus der Batteriespannung U und der am Widerstand R abfallenden Spannung: U_M = U-U_R. Die Spannung U_M ist direkt proportional zur Drehzahl des Motors M. Wird also volle Drehzahl des Motors M bzw. ma ximal möglicher Druckbedarf angefordert, wird der Schal ter S geschlossen, d. h. in die Stellung Null gebracht. Damit liegt als Motorspannung U_M die volle Batteriespan nung U an und die maximal mögliche Drehzahl des Motors M ist erreichbar. Wird der Schalter S geöffnet, d. h. in die Stellung 1 gebracht, wird die Motorspannung U_M bezüg lich der Batteriespannung U um den Spannungswert U_R redu ziert. Daher ergibt sich also bei geschlossenem Schalter S beispielsweise der in Fig. 2 dargestellte Motorspan nungswert U_max und bei geöffnetem Schalter S der in Fig. 2 dargestellte Motorspannungswert U₂. Fig. 3 zeigt jedoch nur eine mögliche elektrische Schaltung zur Reduzierung der Drehzahl des Motors M. Es ist beispielsweise auch möglich, entweder durch Taktung der Spannung U_M am Motor M oder durch entsprechende Ausführung des Motors M, z. B. in Form eines Dreibürstenmotors mit unterschiedlichen Wicklungen, durch Umschalten auf die entsprechende Wick lung die Drehzahl des Motors M zu reduzieren.

Claims

1. Bremsanlage mit einem Motor zum Antrieb einer Hydraulikpumpe für den Druckaufbau bei Regelein griffen eines Antiblockier- und/oder eines Antriebsschlupf-Regelsystems in Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Regelein griff des Antriebsschlupf-Regelsystems die Dreh zahl des Motors (M) nach einer vorgegebenen Verzö gerungszeit (t1) reduziert wird.

2. Bremsanlage nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verzögerungszeit (t1) in Abhän gigkeit von der Viskosität der Hydraulikflüssig keit bestimmt wird.

3. Bremsanlage nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit (t1) in Abhängigkeit von der Batteriespannung (U) bestimmt wird.

4. Bremsanlage nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungs zeit (t1) in Abhängigkeit von dem für den jeweili gen Regeleingriff momentan notwendigen Druckbedarf (p) bestimmt wird.

5. Bremsanlage nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierung der Drehzahl wieder aufgehoben wird, wenn der mit re duzierter Drehzahl erreichbare Druck (p₃) kleiner als der momentan notwendige Druckbedarf (p₁) ist.