DE2128169A1

DE2128169A1 - Bremssystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE2128169A1
Application number: DE19712128169
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr. rer. nat. 6900 Heidelberg. P Wehde
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1971-06-07
Filing date: 1971-06-07
Publication date: 1972-12-14
Also published as: DE2128169C3; US3790225A; DE2128169B2

Description

Bremssystem für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug, bestehend aus auf elektrische Signale ansprechenden Mitteln, die die Bremse bei Zuführung von elektrischen Signalen zum Ansprechen bringen und einem elektrischen Stellungsgeber, der vom Fahrzeugführer beim Bremsen betätigt wird und elektrische Stellungssignale erzeugt, die die Bremsbetäi;igung auslösen.

Ein derartiges Bremssystem ist aus der deutschen Patentschrift Nr. 851 602 bekannt. Bei dem bekannten System .wird in Abhängigkeit von der Betätigung des Brömspedales ein Strom erzeugt, der einer Betätigungseinrichtung ζ. Β.■eine« Steuermagneten oder einem Motor zugeführt wird. Die lineare Bewegung des Bremsmagneten bzw. die Drehbewegung des Motors wird über einen Hebelraechanismus auf die Bremsbacken übertragen und damit die Bremse betätigt.

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Nachteilig an diesem Bremssystem ist die Verwendun belmeclianiumusses sowie die Tatsache, daß bei diesem Brems system die Bremsen unterschiedlich stark greifen. Die der

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Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die bekannte elektrische Bremse in ihrer Wirkungsweise zu verbessern. - - *

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß Jedem zu bremsenden Rad eine kleine Hydraulikeinheit, bestehend aus einem mit dem Radbremszylinder verbundenen Zylinder mit Kolben, durah dessen Verschiebung der Bremsdruck im Radbremszylinder beeinflußbar ist sowie eine auf elektrische Signale ansprechende Betätigungsvorrichtung für den Kolben zugeordnet ist,daß weiterhin jedem Rad eine Meßeinrichtung zugeordnet ist) die die auf die Bremse ausgeübte Kraft bestimmt und entsprechende elektrische Signale erzeugt und daß aus den AusgangsSignalen Jeder Meßrichtung und dem am Stellungsgeber erhaltenen Signal jeweils ein derartiges Steuersignal für die Betätigungsvorrichtung der zugehörigen Bremse gewonnen wird, daß jeder Stellung des Stellungsgebers ein bestimmter Bremsdruck an allen Bremsen entspricht.

Bei dem erfindungsgemäßen Bremssystem wird erreicht, daß bei einer bestimmten Bremspedalauslenkung an den einzelnen Bremsen nicht ein von !Toleranzen und der unterschiedlichen Bremsbelagabnutzung abhängigen Bremsdruck erzeugt wird, sondern daß an.allen Bremsen immer der vorgesehene Bremsdruck herrscht.

Man kann beispielsweise die von der Betätigungseinrichtung auf den Kolben wirkende Kraft messen und dieses. Keßergebnis als rückgeführte Größe zur Steuerung der Betätigungseinrichtung mit heranziehen. Günstiger und einfacher ist es jedoch den im Radbremszylinder herrschenden Druck zu messen und in die Steuerung ein zubeziehen.

Zur Verstellung des Kolbens kann man einen Steuermagneten benutzen, der in Abhängigkeit von seinem Steuerstrom den Kolben verstellt und damit den Druck variiert.. Günstiger ist es jedoch den Kolben mit Hilfe einer Gewinde-Spindel zu bewegen, die in ein axial feststehendes Teil eingeschraubt ist und von einem Rotor eines Motors betätigt wird. Die Rotoi"-·

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dreiiung.. wird dadurch in eine. Längsbewegung in Richtung der Spindelachse umgesetzt. Durch'entsprechende Wahl der Steigung des Spindelgewindes wird es möglich, den benötigten Bremsdruck aufzubringen, ohne einen sehr leistungsstarken Motor zu benötigen. Derartige Motoren mit Gewindespindeln sind z. B. aus der Offenlegungsschrift Ur. 1 4-58 404, Figur 8, bekannt. Dort weist der Rotor des Motors eine axiale mit Gewinde versehene Bohrung auf, in die die Spindel eingeschraubt ist. Bei der Rotordrehung bewegt sich die gegen Drehung gesicherte Spindel in axialer Richtung. Geeigneter ist eine Anordnung bei der die Spindel in eine feststehende Gewindemutter eingeschraubt ist und die Spindel vom Rotor mitgenommen wird. In axialer Richtung müssen hier Rotor und Spindel gegeneinander beweglich sein.

Als Motor wird günstigerweise ein Gleichstrommotor benutzt, der in beide Drehrichtungen sbeuerbar sein muß.Günstigerweise wird ein Schrittmotor verwendet, der in jeder Stellung ein Haltemoment für die Spindel aufweist, so daß nicht über die Gewindesteigung allein eine Selbstsperrung der Spindel bewirkt werden muß. Diese Dimensionierung hat zur Folge, daß die Drehbewegung bei der Druckabsenkung durch den auf dem Kolben lastenden Druck unterstützt wird.

In der Einrichtung zur Erzeugung der Steuersignale für dig. Betätigungsvorrichtung, die ebenfalls für gedes zu bremsende Rad vorhanden sein muß, wird mit Hilfe der Signale des Stellungsgebers und der Meßeinrichtung immer dann ein Steuersignal für die Betätigungseinrichtung erzeugt, wenn der durch die Stellung des Bremspedal6s geforderte Bremsdruck nicht vorhanden ist. Jeder Pedalstellung entspricht also ein bestimmter Bremsdruck, und zwar an allen Bremsen. Günstigerweise wird eine Brückenschaltung verwendet, deren Brückenzweigwiderstände zumindest teilweise durch den Stellungsgeber einerseits und die Meßeinrichtung andererseits beeinflußt werden. Stimmt der tatsächliche Bremsdruck nicht mit dem von der augenblicklichen Stellung des dtellungsgebers gefor-

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derten Bremsdruckes überein, so ist die Brücke verstimmt. Von den dann in den Brückendiagonalen auftretenden Signalen oder von den hiervon abgeleiteten Signalen wird dann die Betätigungseinrichtung angesteuert und entsprechend verstellt.

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Ein derartiges elektrisches Bremssystem kann in vorteilhafter Weise auch für <lie Antiblockierref^lung mitverwendet werden. Aus den von den Sensoren kommenden, die Blockierneigung anzeigenden Signalen, wie z. B. eine Raddrehverzögerun£ bestimmter Größe und/oder das Auflaufen eines bestimmten Sad-Schlupfes, können Steuersignale gewonnen werden, die als weitere Führungsgröße die Betätigungseinrichtung ebenfalls steuern können.

Anhand der Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Bremssystemes erläutert werden. Es zeigen: .

Fift-ur 1ί Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systemes in Blockdarstellung -

Figur 2a Eine mögliche Ausführungsform der Betätigungsein- und 2b t richtung in zwei Schnittdarstellungen.

In Figur 1 ist ein Bremspedal mit 1 und eine Eückstellfeder gegen deren Federkraft das Pedal bewegt werden muß mit 2 gezeichnet. Mit der Bewegung des Pedales 1 wird der Abgriff 3a eines Widerstandes 3 verstellt. Damit ist ein von der Stellung des Abgriffes 3a abhängiger Anteil des Widerstandes jj in den einen Zweig der Brückenschaltung des Gliedes 4 einbe zogen. Die beiden im Glied 4 eingezeichneten Widerstände 4a sind Festwiderstände, Komplettiert wird die Brücke durch einen Anteil.des Widerstandes 5» dessen in der Brücke wirksamen Widerstandanteiles von der Stellung des Schleifers 5£ abhängt. Ist die Brücke abgeglichen, so ist die Spannung .^wischen 'den Punkten 4b und 4c Null und der Motor 6 steht. WlTiI dagegen durch Verändern des eingeschalteten Anteiles des Widerstandes 3 das Brückengleichgewi-cht*· gestört, so baut sich

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eine Spannung zwischen den Punkten 4b und 4c auf, die je nach ihrer Polarität mit Hilfe der Torschaltung 7 dem Motor ' Impulse des Impulsgenerators 8 derart zuführt, daß sich der Motor .in die eine oder andere Richtung dreht. Diese Drehung des Rotors des Motors 6 wird, wie erwähnt, in eine Längsbewegung der Spindel 9 umgesetzt, wodurch*der Kolben 11 im Zylinder 10 in die eine oder andere Richtung bewegt wird. Auf die Bremsflüssigkeit im Zylinder 10 sowie im angeschlossenen Bremszylinder 12 wird hierdurch ein unterschiedlicher Druck ausgeübt, was eine Bewegung des Kolbens 15 des Bremszylinder und damit ein mehr oder weniger starkes Anlegen der Bremsbacken 14 zur Folge hat. In der Praxis werden der Motor 6, die Spindel 9, die Zylinder-Kolbenanordnung 10/11 zusammen mit dem Bremszylinder 12 als Einheit an der Radaufhängung befestigt. Der Bremsdruck in den Zylindern 10 und 12 wird durch den Druckmesser 15 gemessen» In der Darstellung besteht der Druckmesser 15 aus dem Zylinder 15a und dem Membran I5bv deren druckabhangige Auslenkung zur Variation des Widerstandes 5 benutzt wird. Die Stromversorgung wird durch die Batterie 16 bewirkt. Es wird somit bei Eindrücken des Bremspedales 1 solange eine Druckerhöhung" in den Zylindern 10/12, aufgrund der Motoransteuerung stattfinden, bis durch Verstellen des Schleifers 5a· ein entsprechender Widerstandsanteil des Widerstandes 5 in die Brücke eingeschaltet ist, was einen* bestimmten Bremsdruck entspricht·

Die Teile 4 -.15 sind für ^edes zu bremsende Rad getrennt vor gesehen, wks in der Figur 1 lediglich durch ein dem Glied 4 entsprechendes Glied 4¹ für ein zweites Rad angedeutet ist. Das Rad 17» dem der Bremsbacken 14 zugehört, weist außerdem noch einen Sensor 18 zur Gewinnung von Verzögerung^- und/ode? SchlupfSignalen auf. (Darauf, wie die Bezügsgröße für die Schlupfbestimmung gewonnen wird, soll hier nicht eingegangen werden.) Diese Signale werden der Logik 19 zugeführt, die bei Blockierneigung des Rades 17 eine Steuergröße erzeugt, die hier dem Glied 4 zugeführt wird und beispielsweise dessen Ausgangssignal überlagert wird, so daß z. B. trotz abgeglichener Brücke bei Blockiergefahr ein Ausgangssignal erscheint,

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das den Motor derart anlaufen IaBt, daß eine Druckabs enkiing zustande kommt.

Die Figuren 2a und 2b zeigen eine Ausführungsmöglichkeit für die Betätigungseinrichtung und zwar einen Schrittmotor mit Gewindespindel. Das Gehäuse des Motors/ist mit 20, die daran befestigten Wicklungen mit 21 bezeichnet. Aus Figur 2b geht hervor, daß die Wicklungen 21 auf Längsstegen 22 (aus magnetisierbarem Material) aufgewickelt sind. Es ist angedeutet, daß jede Wicklung zwei Stege umgreift und daß zwei Wicklungsgruppen vorgesehen sind, (radial versetzt gezeichnet. die sich überlappen und nacheinander eingeschaltet werden. Sie Wicklungen sind so aufgebracht, daß benachbarte Wicklungen einer Gruppe jeweils unterschiedlich gepolte Elektromagnete bilden. Mittels der beiden Kugellager 23 ist der Rotor 24· am Gehäuse 20 drehbar gelagert. An ihm sind in Nuten dauermagnetische Stäbe 25 befestigt, die in radialer Richtung magnetisiert sind (und von denen benachbarte unterschiedlich gepolt sind), wodurch sichergestellt ist, daß der Rotor 24 im unerregten Zustand, z. B. in der gezeichneten Raststellung, festgehalten wird. Durch entsprechende Ansteuerung der Spulengruppen erhält man eine Drehung des Rotors in die eine oder andere Richtung.

Am Gehäuse ist auch eine Gewindemutter 26 befestigt, in derer. Innengewinde die Spindel 27 mit Außengewinde eingeschraubt ist. Durch Nuten 28 des Rotors 24 und entsprechende Nuten am Spindelkopf 29 ist der Rotor 24 drehfest, jedoch axial beweglich mit der Spindel 27 verbunden. Bei Rotordrehung bewegt sich die Spindel 27 in axialer Richtung. Bei dichter . Ausführung der Schraubverbindung zwischen Spindel 27 und Gewindemutter 26 kann, das Spindelende 30 selbst als Kolben und die Kammern 31 als zugehöriger Zylinder dienen, wobei diese Teile die Zylinder-Kolbenanordnung 10/11 der Figur 1 ersetzen.

Aus Dichtungsgründen ist es günstiger, am Rotor 24 und Spindelkopf 29 je ein Gewinde anzubringen, so daß durch diese

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ineinandergreifenden Gewinde "bei Rotordrehung eine axiale Bewegung zustande kommt. In diesem FaJ-Ie muß der Rotor gegen 'Drehung gesichert sein. In diesen Falle trägt das Teil 2b und die Spindel 27 selbst kein Gewinde. Vielmehr haben diese Teile dann lediglich die Funktion eines Zylinders und.Kolbens·'' *

-Patentansprüche-

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Claims

Patentansprüche 212816"

1. Bremssystem für ein Fahrzeug, bestehend aus auf elektrische Signale ansprechenden Mitteln, die die Bremse be: Zuführung von elektrischen Signalen zum Ansprechen bringen und einem elektrischen Stellungsgeber, der vom Fahrzeugführer beim Bremsen betätigt wird und elektrische Stellungssignale erzeugt, die die Bremsbetätigung auslösen. ^du_;r^h_£ekennzej_:chn_ie^_a daß jedem zu bremsenden Rad eine kleine Hydraulikeinheit, bestehend aus einem eiiτ dem Radbremszylinder verbundenen Zylinder mit Kolben,

" durch dessen Verschiebung der Bremsdruck im Radbremszylinder beeinflußbar ist sowie eine auf elektrische Signale ansprechende Betätigungseinrichtung für den Kolben zugeordnet ist, daß w^e/terhin (jedem Rad eine Meßeinrichtung zugeordnet ist, die die auf die Bremse ausgeübte Kraft bestimmt und entsprechende elektrische Signale erzeugt und daß aus den Ausgangssignalen jeder Meßeinrichtung und dem am Stellungsgeber erhaltenen Signal jeweils ein derartiges Steuersignal für die Betätigungseinrichtung der zugehörigen Bremse gewonnen wird, daß jeder Stellung des Stellungsgeber bestimmte Bremsdrücke an den Bremsen entsprechen.

2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung jeweils ein den Druck im Radbremszylinder messender Druckmesser ist.

3. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 die Meßeinrichtung.ein die Betätigungskraft für den KoI-. ben messender Kraftmesser ist.

4. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 — 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Kolbens ein Motor und eine von dem Rotor dieses Motors axial verschiebbarο

Gewinde-Spindel dient.

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% Bremssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet}, daß die Spindel drehfest gehaltert und in eine mit Gewinde Versehene Öffnung des Rotors eingeschraubt ist, so daß durch die Rotordrehung eine axiale Bewegung der Spindel bewirkt wird,

6, Bremssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel mit einer feststehenden Gewindemutter verschraubt ist und daß die Spindel drehfest, jedoch axial beweglich mit dem Rotor des Motors verbunden ist.

7* Bremssystem nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Schrittmotor ist.

8. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes zu bremsende Rad eine Brükkenschaltung vorgesehen ist, deren Brückenzweigwiderständes zumindest teilweise einmal durch den Stellungsgeber und zum anderen durch die Heß einrichtung für die Bremskraft variiert werden und daß die in der Brückendiagonale bei Brückenverstimmung auftretenden Signale oder davon abgeleitete Signale zur Steuerung der zugehörigen Betätigungseinrichtung dienen.

9« Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 -8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schütze gegen eine Radblockierung ein Antiblockierregelsystem bestehend aus Sensoren und einer Auswertschaltung vorgesehen ist, und daß die Aus-* wertschaltung zur Steuerung, der Betätigungseinrichtung geeignete Signale erzeugt. ■

Heidelberg, den 27, Mai 1971
E/Pt-Ka/St E-219

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