DE10328806A1

DE10328806A1 - Kraftfahrzeugbremsanlage mit einer Elektronikeinheit und mit einer Hydraulikeinheit

Info

Publication number: DE10328806A1
Application number: DE10328806A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dinkel; Günter KIEHNLE
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG; Valeo Motoren und Aktuatoren GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG; Nidec Motors and Actuators Germany GmbH
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2004-05-27

Abstract

Kraftfahrzeugbremsanlage mit einer Elektronikeinheit (ECU) und mit einer Hydraulikeinheit (HCU), umfassend einen Aufnahmekörper für hydraulische Bauelemente, wie insbesondere einePumpe, und mit einem Kommutatormotor 1 mit Permanentmagneterregung zum Antrieb der Pumpe, umfassend wenigstens zwei Hauptbürsten 3, 4 zur Bestromung von Wicklungen sowie umfassend Mittel zur Motordrehzahlbestimmung. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist eine elektrische Schaltvorrichtung 6 zwischen einer der Hauptbürsten 3, 4 und wenigstens einer am Umfang zu einer Hauptbürste 4 versetzten Nebenbürste 5 vorgesehen, wobei die Schaltvorrichtung 6 eine Wicklungsbestromung mittels einer Hauptbürste 3 und der Nebenbürste 5 oder mittels beider Hauptbürsten 3, 4 derart erlaubt, dass je nach Schaltstellung eine hohe oder eine niedrige Motordrehzahlstufe n1, n2 vorliegt, und wobei die verbleibende unbestromte Haupt- oder Nebenbürste 4, 5 zur Motordrehzahlbestimmung mittels induzierter Ströme in einer unbestromten Wicklung herangezogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbremsanlage mit einer Elektronikeinheit (ECU) und mit einer Hydraulikeinheit (HCU) umfassend einen Aufnahmekörper für hydraulische Bauelemente wie insbesondere eine Pumpe und mit einem Kommutatormotor mit Permanentmagneterregung zum Antrieb der Pumpe, umfassend wenigstens zwei Hauptbürsten zur Bestromung von Wicklungen sowie umfassend Mittel zur Motordrehzahlbestimmung.

Aus dem Gebrauchsmuster DE 88 11 964 geht eine Vorrichtung zur Motordrehzahlerfassung für einen Kommutatormotor hervor. Die Vorrichtung weist ein Hauptbürstenpaar und ein Nebenbürstenpaar auf, wobei über die Nebenbürste der in einer unbestromten Wicklung induzierte Strom zur Motordrehzahlbestimmung herangezogen wird. Eine Motordrehzahlstufung erlaubt diese Vorrichtung nicht.

Der Kommutatormotor und die davon angetriebene Kolbenpumpe einer Kraftfahrzeugbremsanlage ist mit der Besonderheit konfrontiert, dass im normalen Fahrbetrieb eine geringe Druckerhöhung bei geringer Motordrehzahl ausreicht, um die Funktion aufrecht zu erhalten. Nur in Ausnahmefällen – beispielsweise wenn beispielsweise ein völlig entleerter Druckmittelspeicher schnell gefüllt werden soll, ist eine verstärkte Druckerhöhung bei hoher Motordrehzahl erforderlich. Um das drehzahlabhängige Geräuschniveau einer Kolbenpumpe in Kraftfahrzeugen abzusenken, werden die Kommutatormotoren zur Leistungsregelung getaktet betrieben. Dies erlaubt zwar eine Drehzahlregelung, belastet aber die Elektronik bzw. den Motor mit hohen Strömen. Dies erschwert den Einsatz bei Systemen mit hohen Laufzeitanforderungen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftfahrzeugbremsanlage bereitzustellen, welche bei einfacher Motordrehzahlstufung eine gleichzeitige Motordrehzahlbestimmung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem eine elektrische Schaltvorrichtung zwischen einer der Hauptbürsten und wenigstens einer am Umfang zu einer Hauptbürste versetzten Nebenbürste vorgesehen ist, wobei die Schaltvorrichtung in einer ersten Schaltstellung eine Wicklungsbestromung mittels einer Hauptbürste und der Nebenbürste und in einer zweiten Schaltstellung eine Wicklungsbestromung mittels beider Hauptbürsten derart erlaubt, dass je nach Schaltstellung eine hohe oder eine niedrige Motordrehzahlstufe vorliegt, und wobei die verbleibende unbestromte Haupt- oder Nebenbürste zur Motordrehzahlbestimmung herangezogen wird. Vorteilhaft ist, dass erfindungsgemäß nur mindestens drei Bürsten benötigt werden, um in jeder Motordrehzahlstufe eine Motordrehzahlbestimmung zu ermöglichen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden in der Schaltstellung der hohen Motordrehzahlstufe beide Hauptbürsten bestromt, wobei zur gleichen Zeit die Nebenbürste zur Motordrehzahlbestimmung herangezogen wird.

Umgekehrt ist in der Schaltstellung der niedrigen Motordrehzahlstufe vorgesehen, dass eine Hauptbürste und die Nebenbürste bestromt werden, wobei zur gleichen Zeit die verbleibende Hauptbürste zur Motordrehzahlbestimmung herangezogen wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die beiden Hauptbürsten eine ungleiche Polung auf, und sind einander diametral gegenüberliegend angeordnet. Die Schaltvorrichtung befindet sich dabei am Pluspol.

Zur zusätzlichen Veränderung der Motordrehzahl, insbesondere in der hohen Motordrehzahlstufe, kann eine Leiterbrücke zwischen der schaltbaren Hauptbürste und der Nebenbürste vorgesehen sein.

Eine andere Lösung des Problems, bei einer Kraftfahrzeugbremsanlage mit einer Elektronikeinheit (ECU) und mit einer Hydraulikeinheit (HCU) umfassend einen Aufnahmekörper für hydraulische Bauelemente wie insbesondere eine Pumpe und mit einem Kommutatormotor mit Permanentmagneterregung zum Antrieb der Pumpe, besteht darin, dass zwei Hauptbürstenpaare zur Bestromung von Wicklungen, und ein am Umfang zu den Hauptbürstenpaaren versetztes Nebenbürstenpaar vorgesehen ist, wobei für ein Hauptbürstenpaar und ein Nebenbürstenpaar eine elektrische Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die zur Wicklungsbestromung mittels einem Hauptbürstenpaar und dem Nebenbürstenpaar oder zur Wicklungsbestromung mittels beider Hauptbürstenpaare dient, so daß je nach Schaltstellung eine hohe oder eine niedrige Motordrehzahlstufe vorliegt, und wobei das verbleibende unbestromte Haupt- oder Nebenbürstenpaar zur Motordrehzahlbestimmung herangezogen wird. Die Vorrichtung ermöglicht eine Verringerung des Bürstenverschleiß.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt,
1 eine schematische Skizze der Vorrichtung,
2 ein schematisches Schaubild zur Verdeutlichung von Motordrehzahl und Motorstrom über dem Drehmoment bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
3 ein schematisches Schaubild zu Verdeutlichung von Motordrehzahl und Motorstrom über dem Drehmoment bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und
4 eine andere Vorrichtung mit sechs Bürsten.
Gemäß 1 umfasst eine Hydraulikeinheit (HCU) einer Kraftfahrzeugbremsanlage einen nicht gezeichneten Aufnahmekörper für eine hydraulische Pumpe, welche von einem mittels Magnet(en) 2 permanenterregten Kommutatormotor 1 angetrieben wird. Der Kommutatormotor 1 umfasst zwei einander diametral gegenüberliegende Hauptbürsten 3,4 positiver sowie negativer Polung zur Bestromung von Wicklungen. Am Umfang versetzt ist eine Nebenbürste 5 vorgesehen. In einer Elektronikeinheit (ECU) wird eine Motordrehzahlbestimmung mit Hilfe von – in einer unbestromten Wicklung infolge Rotordrehung induzierten – Strömen vorgenommen. Die Hauptbürste 4 der positiven Polung und die Nebenbürste 5 sind mit einer elektrischen Schaltvorrichtung 6 verbunden, welche zwei Schaltstellungen für zwei unterschiedliche Motordrehzahlstufen aufweist. In der ersten Schaltstellung der hohen Motordrehzahlstufe werden die beiden Hauptbürsten 3, 4 bestromt, und der Stromabgriff an der Nebenbürste 5 dient zur Motordrehzahlbestimmung in der ECU. Umgekehrt erfolgt in der zweiten Schaltstellung der niedrigen Motordrehzahlstufe eine Bestromung der Hauptbürste 3 und der Nebenbürste 5, wobei die Hauptbüste 4 zur Motordrehzahlbestimmung herangezogen wird.
Der 2 sind für die Vorrichtung nach 1 stark vereinfacht die Motordrehzahl n und der elektrische Strom in Abhängigkeit von dem Drehmoment M aufgetragen. Mit steigendem Drehmoment M sinkt ganz generell die Motordrehzahl n und der Strom i steigt an. Der Index 1 unterscheidet in den 2 und 3 die Kennlinien der ersten, hohen Motordrehzahlstufe von den mit dem Index 2 gekennzeichneten Kennlinien der zweiten, niedrigen Motordrehzahlstufe.
Um die Motordrehzahl n zusätzlich zu beeinflussen, kann – wie in 1 gestrichelt dargestellt – zwischen der Hauptbürste 4 und der Nebenbürste 5 eine Leiterbrücke 7 mit elektrischen Bauelementen vorgesehen sein, so dass der in 3 beim Drehmoment Mk skizzierte Knick in der Drehzahlkennlinie n1 erzeugt werden kann.
Der mittels Magnet(en) 11 permanenterregte Kommutatormotor 10 gemäß 4 umfasst zwei einander diametral gegenüberliegende Hauptbürsten 12,13 negativer Polung. Weiteren einander diametral gegenüberliegende Hauptbürsten 14,15 mit gemäß gezeichneter Schaltstellung positiver Polung sowie ein Nebenbürstenpaar 16,17 sind an eine elektrische Schaltvorrichtung 18 angeschlossen. Die Schaltvorrichtung dient der Wicklungsbestromung mittels dem Hauptbürstenpaar und dem Nebenbürstenpaar oder zur Wicklungsbestromung mittels beider Hauptbürstenpaare, so daß je nach Schaltstellung eine hohe oder eine niedrige Motordrehzahlstufe vorliegt, und wobei das verbleibende unbestromte Haupt- oder Nebenbürstenpaar zur Motordrehzahlbestimmung herangezogen wird. Mit anderen Worten wird an der verbleibenden Bürste der induzierte Strom abgegriffen, um die betreffend 1 bereits beschriebenen Drehzahlbestimmungvorgänge durchzuführen. Durch die konsequent paarweise Anordnung der Bürsten wird der Bürstenverschleiß reduziert.

1: Kommutatormotor
2: Magnet
3: Hauptbürste
4: Hauptbürste
5: Nebenbürste
6: Schaltvorrichtung
7: Leiterbrücke
8
9
10: Kommutatormotor
11: Magnet
12: Hauptbürste
13: Hauptbürste
14: Hauptbürste
15: Hauptbürste
16: Nebenbürste
17: Nebenbürste
18: Schaltvorrichtung

Claims

Kraftfahrzeugbremsanlage mit einer Elektronikeinheit (ECU) und mit einer Hydraulikeinheit (HCU) umfassend einen Aufnahmekörper für hydraulische Bauelemente wie insbesondere eine Pumpe und mit einem Kommutatormotor (1) mit Permanentmagneterregung zum Antrieb der Pumpe, umfassend wenigstens zwei Hauptbürsten (3, 4) zur Bestromung von Wicklungen sowie umfassend Mittel zur Motordrehzahlbestimmung, gekennzeichnet durch eine elektrische Schaltvorrichtung (6) für eine der Hauptbürsten (4) und für wenigstens eine am Umfang zu einer Hauptbürste (4) versetzte Nebenbürste (5), wobei die Schaltvorrichtung (6) in einer ersten Schaltstellung eine Wicklungsbestromung mittels einer Hauptbürste (3) und der Nebenbürste (5), und in einer zweiten Schaltstellung eine Wicklungsbestromung mittels beider Hauptbürsten (3,4) derart erlaubt, dass je nach Schaltstellung eine erste oder eine zweite Motordrehzahlstufe (n1, n2) vorliegt, und wobei die verbleibende unbestromte Neben- oder Hauptbürste (5; 4) zur Motordrehzahlbestimmung herangezogen wird.
Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltstellung der ersten Motordrehzahlstufe (n1) beide Hauptbürsten (3,4) bestromt werden, und daß die Nebenbürste (5) zur Motordrehzahlbestimmung herangezogen wird.
Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltstellung der zweiten Motordrehzahlstufe (n2) eine Hauptbürste (3) und die Nebenbürste (5) bestromt werden, und dass die verbleibende Hauptbürste (4) zur Motordrehzahlbestimmung herangezogen wird.
Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hauptbürsten (3,4) eine ungleiche Polung aufweisen, und einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch eine Leiterbrücke (7) zwischen der schaltbaren Hauptbürste (4) und der Nebenbürste (5) zur zusätzlichen Veränderung der Motordrehzahl (n) in der hohen Motordrehzahlstufe (n1).
Kraftfahrzeugbremsanlage mit einer Elektronikeinheit (ECU) und mit einer Hydraulikeinheit (HCU) umfassend einen Aufnahmekörper für hydraulische Bauelemente wie insbesondere eine Pumpe und mit einem Kommutatormotor (10) mit Permanentmagneterregung zum Antrieb der Pumpe, umfassend zwei Hauptbürstenpaare (12, 13; 14, 15) zur Bestromung von Wicklungen und mit einem am Umfang zu den Hauptbürstenpaaren (12, 13; 14, 15) versetzten Nebenbürstenpaar (16, 17), wobei eine elektrische Schaltvorrichtung (18) vorgesehen ist, die zur Wicklungsbestromung mittels einem Hauptbürstenpaar (12, 13) und dem Nebenbürstenpaar (16, 17) oder zur Wicklungsbestromung mittels beider Hauptbürstenpaare (12, 13; 14, 15) dient, so daß je nach Schaltstellung eine erste oder eine zweite Motordrehzahlstufe vorliegt, und wobei das verbleibende unbestromte Haupt- oder Nebenbürstenpaar (14, 15; 16, 17) zur Motordrehzahlbestimmung herangezogen wird.