DE1144755B

DE1144755B - Device for braking a vehicle driven by electric motors

Info

Publication number: DE1144755B
Application number: DEA35923A
Authority: DE
Inventors: Roger Fagel
Original assignee: ACEC; Ateliers de Constructions Electriques de Charleroi SA
Current assignee: ACEC; Umicore NV SA
Priority date: 1959-11-18
Filing date: 1960-11-02
Publication date: 1963-03-07
Also published as: CH365102A; BE597198A; AT225302B; FR1254931A; SE182041C1

Description

Vorrichtung zur Bremsung eines Fahrzeugs, das durch Elektromotoren angetrieben wird Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bremsung eines Fahrzeugs, das durch Elektromotoren angetrieben wird, die durch ein aus einem elektrischen Stromerzeuger und einem Verbrennungsmotor gebildetes Aggregat gespeist werden, wobei die durch die Elektromotoren bewirkte elektrische Bremsung und eine mechanische Bremse durch ein einziges Betätigungsorgan gesteuert werden, welches bei Beginn der Bremsbetätigung außerdem die Bremsschaltung für die elektrische Bremsung durch die Elektromotoren herstellt.Device for braking a vehicle driven by electric motors The invention relates to a device for braking a Vehicle that is powered by electric motors that are powered by one from an electric Power generator and an internal combustion engine formed aggregate are fed, wherein the electrical braking brought about by the electric motors and a mechanical one Brake can be controlled by a single actuator, which at the beginning brake actuation also applies the brake circuit for electrical braking which manufactures electric motors.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art wird die elektrische Bremsung in einem ersten Winkelbereich und die mechanische Bremse in einem zweiten Winkelbereich des Bremsfußhebels betätigt, wobei sich die beiden Winkelbereiche überlappen.In known devices of this type, the electrical braking in a first angular range and the mechanical brake in a second angular range of the brake pedal operated, whereby the two angular ranges overlap.

Bei anderen bekannten Vorrichtungen wird die elektrische Bremsung in üblicher Weise durch einen Fahrbremsschalter gesteuert. Dieser Fahrbremsschalter wirkt bei einem Nocken außerdem noch auf die mechanische Steuerung einer elektromagnetisch betätigten mechanischen Bremse ein. Die mechanische Bremse wird zusätzlich durch eine vom Fahrstrom abhängige Magnetkraft beeinflußt.In other known devices, the electrical braking controlled in the usual way by a travel brake switch. This driving brake switch In the case of a cam, it also acts on the mechanical control of an electromagnetic one applied mechanical brake. The mechanical brake is additionally through influences a magnetic force dependent on the driving current.

Diese bekannten Vorrichtungen ergeben keine be- friedigende Lösung des Problems, eine stetige und feinfühlige Steuerung der elektrischen Bremsung und einen glatten übergang zur mechanischen Bremsung zu ermöglichen. Sie sind daher insbesondere für Straßenfahrzeuge ungeeignet. Für solche Bremsen wird gefordert, daß sie sehr feinfühlig steuerbar sein müssen, da bei plötzlichen Bremswirkungen und schlechten Witterungs- und Straßenverhältnissen das Fahrzeug sehr leicht ins Gleiten gerät. Darüber hinaus ist es erwünscht, daß die Bremsvorrichtungen sich in ihrer Wirkung für den Fahrer nicht wesentlich von den sonst üblichen mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Bremsen unterscheiden.These known devices found no loading friedigende solution to the problem, a steady and sensitive control of the electric braking, and a smooth transition to the mechanical brake to allow. They are therefore particularly unsuitable for road vehicles. For such brakes it is required that they must be controllable very sensitively, since the vehicle can slide very easily in the event of sudden braking effects and poor weather and road conditions. In addition, it is desirable that the braking devices do not differ significantly in their effect on the driver from the mechanical, pneumatic or hydraulic brakes that are otherwise customary.

Nach der Erfindung wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die auf die mechanische Bremse einwirkende Betätigungskraft gleichzeitig auf eine Vorrichtung zur Änderung des Erregerstroms der Elektromotoren einwirkt, die so ausgeführt ist, daß sie eine Änderung des Erregerstroms bis zu seinem Höchstwert bei Werten der Betätigungskraft bewirkt, die unter einem Schwellenwert liegen, und daß die mechanische Bremse so ausgeführt ist, daß sie erst oberhalb des Schwellenwertes der Betätigungskraft anspricht.According to the invention, this problem is solved in that the on the mechanical brake acting on a device at the same time acts to change the excitation current of the electric motors, which is designed in such a way that that they cause a change in the excitation current up to its maximum value at values of the Actuating force causes that are below a threshold, and that the mechanical Brake is designed so that it is only above the threshold value of the actuation force appeals to.

Bei der nach der Erfindung ausgeführten Vorrichtung hängt sowohl die elektrische als auch die mechanische Bremsung von der für den Fahrer spürbaren Betätigungskraft ab. Wenn der Fahrer auf das Betätigungsorgan, beispielsweise einen Bremsfußhebel, eine wachsende Kraft ausübt, nimmt zunächst die elektrische Bremswirkung zu, bis diese ihren Höchstwert erreicht. Wenn die Betätigungskraft noch weiter ansteig setzt nun zusätzlich die mechanische Bremsung ein. Jeder Stellung des Bremsfußhebels entspricht dabei eine bestimmte Bremswirkung, so daß für den Fahrer die Wirkung weitgehend die gleiche wie bei einer rein mechanischen Bremse ist.In the device executed according to the invention, both the electrical as well as mechanical braking from the actuation force perceptible to the driver away. If the driver clicks on the actuator, for example a brake pedal, exerts an increasing force, the electrical braking effect initially increases until this has reached its maximum. If the actuation force continues to increase now also the mechanical braking. Corresponds to every position of the brake pedal thereby a certain braking effect, so that the effect largely for the driver is the same as with a purely mechanical brake.

Eine bevorzugte Ausführungsforin der Erfindung besteht darin, daß bei hydraulischer oder pneumatischer mechanischer Bremse der vom Betätigungsorgan gesteuerte Druck auf einen im Erregerstromkreis der Elektrornotoren liegenden einstellbaren Widerstand einwirkt.A preferred embodiment of the invention is that in the case of a hydraulic or pneumatic mechanical brake, that of the actuator controlled pressure on an adjustable one lying in the excitation circuit of the electric motors Resistance acts.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann noch die Maßnahme getroffen werden, daß im Fahrstromkreis der Elektromotoren ein normalerweise kurzgeschlossener Bremswiderstand liegt, und daß mit dem Betätigungsorgan ein Schalter verbunden ist, der bei Beginn der Bremsbetätigung den Kurzschluß des Bremswiderstands unterbricht.According to a further development of the invention, the measure can also be taken be that in the driving circuit of the electric motors a normally short-circuited Braking resistor is, and that a switch is connected to the actuator, which interrupts the short circuit of the braking resistor at the beginning of the brake actuation.

Die Erfindung bezweckt, diesen toten Hub in der Bremsvorrichtung zur Betätigung einer elektrischen Bremsung auszunutzen. Hierfür weist die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung eine Schaltvorrichtung auf, welche durch die Kraft zur Betätigung der mechanischen Bremsen betätigt wird, wobei diese Schaltvorrichtung einen Bremswiderstand in den die Elektromotoren mit dem Stromerzeuger verbindenden Stromkreis einschaltet und eine Veränderung des Erregerstroms der Elektromotoren entsprechend der Betätigungskraft der mechanischen Bremsen bewirkt.The invention aims at this dead stroke in the braking device To exploit actuation of electrical braking. For this purpose, the inventive Braking device on a switching device, which is actuated by the force the mechanical Brakes are applied, this switching device a braking resistor in which the electric motors connect to the power generator Circuit turns on and a change in the excitation current of the electric motors effected according to the actuation force of the mechanical brakes.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert, deren einzige Abbildung schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung zeigt.The invention is described below by way of example with reference to the drawing explained, the single figure shows schematically an arrangement according to the invention.

In der Zeichnung ist ein Stromerzeuger 1 dargestellt, welcher zwei Elektromotoren 2 und 3 mit Fremderregerwicklungen 4 und 5 speist. Diese Motoren treiben die Räder eines nicht dargestellten Fahrzeugs an. In den den Stromerzeuger 1 mit den Elektromotoren 2 und 3 verbindenden Stromkreis ist ein Widerstand 6 eingeschaltet, welcher während des normalen Betriebs des Fahrzeugs durch ein Schütz 7 kurzgeschlossen ist.The drawing shows a power generator 1 which feeds two electric motors 2 and 3 with separate excitation windings 4 and 5. These motors drive the wheels of a vehicle, not shown. A resistor 6 , which is short-circuited by a contactor 7 during normal operation of the vehicle, is switched on in the circuit connecting the power generator 1 to the electric motors 2 and 3.

Zur Bremsung des Fahrzeugs ist ein Bremspedal 8 einerseits mit einem Druckluftbehälter über eine Rohrleitung 9 und andererseits mit einer mechanischen Bremsvorrichtung 10 und einer elektrischen Bremsvorrichtung verbunden. Die elektrische Bremsvorrichtung enthält einen Schalter 11, welcher es gestattet, mittels des Schützes 7 den Bremswide-rstand 6 in den Stromkreis, der den Stromerzeuger 1 mit den Elektromotoren 2 und 3 verbindet, einzuschalten. Ferne,r enthält die Bremsvorrichtung eine pneumatische Vorrichtung 12, welche einen veränderlichen Widerstand betätigt, welcher z. B. durch einen Kohlenscheibenstapel 13 gebildet wird und die Veränderung des Erregerstroms in den Wicklungen 4 und 5 der Motoren 2 und 3 ermöglicht.To brake the vehicle, a brake pedal 8 is connected on the one hand to a compressed air tank via a pipe 9 and on the other hand to a mechanical braking device 10 and an electrical braking device. The electrical braking device contains a switch 11, which allows the braking resistor 6 to be switched on by means of the contactor 7 in the circuit which connects the power generator 1 to the electric motors 2 and 3. Further, the braking device includes a pneumatic device 12 which operates a variable resistor which e.g. B. is formed by a coal disk stack 13 and the change in the excitation current in the windings 4 and 5 of the motors 2 and 3 is made possible.

Bei Treten auf das Bremspedal 8 betätigt der Schalter 11 das Schütz 7, welches den Bremswiderstand 6 einschaltet. Der in der zu den Vorrichtungen 10 und 12 führenden Rohrleitung herrschende Druck hängt von der Stellung des Pedals 8 ab. Während die zur Betätigung der mechanischen Bremsvorrichtung nötige Kraft über einem Schwellenwert liegen muß, ist die Vorrichtung 12 so ausgebildet, daß sie bei Betätigungskräften anspricht, welche unter dem Schwellenwert liegen. Wenn man daher nur leicht auf das Bremspedal tritt, wirkt die elektrische Bremsung allein. Der Widerstand 13 ändert sich entsprechend dem Druck in der pneumatischen Vorrichtung 12. Der Widerstand 13 ist so ausgebildet, daß er um so mehr abnimmt, je stärker man auf das Pedal tritt, so daß der Erregerstrom in den Wicklungen 4 und 5 zunimmt. Da in diesem Augenblick die Vorrichtung zur Beschleunigung des Fahrzeugs losgelassen ist, so daß der Stromerzeuger 1 praktisch keine Spannung mehr hefert, wird die Leistung der als Stromerzeuger arbeitenden Motoren 2 und 3 in dem Widerstand 6 verbraucht. Von einer gewissen Bremsbetätigungskraft an hat der Erregerstrom seinen Höchstwert. Diese Bremsbetätigungskraft ist so gewählt, daß sie in der Nähe des Schwellenwertes und vorzugsweise noch unter dem Schwellenwert liegt, jenseits welchem die mechanischen Bremsen betätigt werden, welche die vollständige Stillsetzung des Fahrzeugs ermöglichen,When the brake pedal 8 is stepped on, the switch 11 actuates the contactor 7, which switches on the braking resistor 6. The pressure prevailing in the pipeline leading to the devices 10 and 12 depends on the position of the pedal 8 . While the force required to actuate the mechanical braking device must be above a threshold value, the device 12 is designed so that it responds to actuation forces which are below the threshold value. So if you just lightly step on the brake pedal, the electric braking works alone. The resistor 13 changes according to the pressure in the pneumatic device 12. The resistor 13 is designed so that it decreases the more the pedal is stepped on, so that the excitation current in the windings 4 and 5 increases. Since the device for accelerating the vehicle is released at this moment, so that the power generator 1 practically no longer delivers any voltage , the power of the motors 2 and 3 working as power generators in the resistor 6 is consumed. From a certain brake actuation force onwards, the excitation current has its maximum value. This brake actuation force is selected so that it is close to the threshold value and preferably still below the threshold value beyond which the mechanical brakes are actuated, which enable the vehicle to be completely stopped,

Claims

P.ATFNTANSPROCHE: 1. Device for braking a vehicle which is driven by electric motors which are fed by a unit made up of an electric generator and an internal combustion engine, the electric braking caused by the electric motors and a mechanical brake being controlled by a single actuator be, which also produces the brake circuit for the electrical braking by the electric motors at the beginning of the brake actuation, characterized in that the actuating force acting on the mechanical brake acts simultaneously on a device for changing the excitation current of the electric motors, which is designed so that it a Changes the excitation current up to its maximum value at values of the actuating force which are below a threshold value, and that the mechanical brake is designed so that it only responds above the threshold value of the actuating force.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the case of a hydraulic or pneumatic mechanical brake, the pressure controlled by the actuator acts on an adjustable resistance located in the excitation circuit of the electric motors. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that there is a normally short-circuited braking resistor in the driving circuit of the electric motors, and that a switch is connected to the actuator which interrupts the short-circuit »of the braking resistor at the beginning of the brake actuation.

Considered publications: German Patent Specifications Nos. 645 560, 723 506; German interpretative document No. 1033 240.