DE3340134A1

DE3340134A1 - Steuerung fuer pumpeinrichtungen in fahrzeugen

Info

Publication number: DE3340134A1
Application number: DE19833340134
Authority: DE
Inventors: Akio Himeji Hyogo Matsumoto; Mitsuyoshi Yokota
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-11-12
Filing date: 1983-11-07
Publication date: 1984-07-05
Anticipated expiration: 2003-11-08
Also published as: DE3340134C3; US4524311A; DE3340134C2

Description

Steuerung für Pumpeinrichtungen in Fahrzeugen

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für Pumpen zur Anwendung in Fahrzeugen. Insbesondere betrifft sie eine verbesserte Steuerung zum Steuern einer Vakuumpumpe zum Liefern eines negativen Druckes an einen Kraftverstärker oder einen Vakuumtank wie sie im allgemeinen in einer Bremseinrichtung für Fahrzeuge enthalten sind.

Fig. 1 zeigt als Diagramm einen elektrischen Schaltkreis mit einer konventionellen Steuerungstechnik für in Fahrzeugen benutzte Pumpen. Bezüglich Fig. 1 wird die konventionelle Steuerung mit Bezug auf ihre schematische Struktur diskutiert. Die erste Funktion einer Vakuumpumpe 1 ist das Liefern eines negativen Druckes an eine Druckbetriebseinheit 10. Eine repräsentative Druckbetriebseinheit 10 weist einen Kraftverstärker oder einen Vakuumtank, wie sie allgemein in einer Fahrzeugbremseinrichtung vorhanden sind, auf. Wie beim Stand der Technik gut bekannt ist, wirkt der Kraftverstärker zur Unterstützung der Trittkraft, wenn der Fahrer auf die Bremse tritt. Der Vakuumtank speichert einen Vakuumdruck, der von der Vakuumpumpe 1 aufgebaut wird. Die Vakuumpumpe 1 wird von einem Gleichstrommotor 2 angetrieben, welcher zusammen mit der Vakuumpumpe 1 eine Fahrzeugpumpeinrichtung bildet. Der Gleichstrommotor 2 wird von einem Steuer-

Schaltkreis 3 gesteuert, der einen in Reihe mit dem Gleichstrommotor 2 geschalteten Leistungstransistor 31, einen Treibertransistor 32 zum Steuern des Betriebes des Leistungstransistors 31, äußere Basiswiderstände 33 und 34 für. die jeweiligen Transistoren 31 und 32,eine wellenschluckende "Diode 35 und einen Basis-Emitterwiderstand 36 enthält. Der Gleichstrommotor 2 wird mit einer Gleichspannung aus Batterien 5 über einen Schalter 6 betrieben. Ein Schalter 4 zum Feststellen des Druckes ist in Verbindung mit einem Kraftverstärker oder Vakuumtank vorgesehen zum Feststellen eines von der Vakuumpumpe 1 erzeugten negativen Druckes und hat einen normalerweise geschlossenen Kontakt, der geöffnet ist, wenn der negative Druck einen vorher bestimmten Wert erreicht.

Das Diagramm der Fig. 2 gibt ein besseres Verständnis des Betriebes der in Fig. 1 gezeigten konventionellen Steuerung. Der Betrieb der konventionellen Steuerung wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 1 und 2 beschrieben. Bei der Bedingung, wenn die nichtgezeigte Maschine noch nicht gestartet wurde und das Fahrzeug steht, ist der negative Druck im Kraftverstärker oder dem Vakuumtank im allgemeinen klein und ungefähr gleich dem atmosphärischen Druck. Der Kontakt des den Druck erfassenden Schalters 4 ist deshalb in der geschlossenen Stellung. Beim Schließen des Schalters 6 wird unter diesen Bedingungen der Treibertransistor 32 an seiner Basis mit einem Signal von niedrigem Pegel von dem Druck erfassenden Schalter 4 beaufschlagt und leitfähig geschaltet. Strom fließt von den Batterien in die Basis des Leistungstransistors 31 über den Leistungsschalter 6 und die Basiswiderstände 33, wodurch der Leistungstransistor 31 leitfähig wird, Infolge der Leitfähigkeit des Leistungstransistors 31 wird

die Gleichspannung von den Batterien 5 an den Gleichstrommotor 2 geliefert, welcher seinerseits rotiert und die Vakuumpumpe 1 betreibt.

Es wird bemerkt, daß der Druck im Kraftverstärker oder in dem Vakuumtank allmählich abnimmt und der negative Druck ansteigt. Falls der negative Druck im Kraftverstärker oder dem Vakuumtank einen ersten vorbestimmten Wert erreicht, wird der normalerweise geschlossene Kontakt des druckerfassenden Schalters 4 geöffnet. Der Treibertransistor 32 wird dann leitfähig als Antwort auf den von den Batterien 5 über den Schalter 6 und den Basistransistor 34 fließenden Basisstrom. Infolgedessen wird der Leistungstransistor 31 nichtleitend und der Gleichstrommotor 2 wird nicht mehr mit der Gleichspannung versorgt, so daß die Vakuumpumpe 1 zum Stehen kommt. Wenn der negative Druck im Kraftverstärker oder im Vakuumtank abnimmt und auf einen zweiten vorbestimmten Wert fällt, wird der Kontakt des druckerfassenden Schalters 4 wieder geschlossen und der Gleichstrommotor 2 wird in Betrieb gesetzt. Die oben beschriebene Betriebsfolge wird so wiederholt, daß der negative Druck im Kraftverstärker oder im Vakuumtank innerhalb des Bereiches zwischen dem ersten und dem zweiten vorherbestimmten Wert gehalten wird.

Unter der Voraussetzung, daß, wie in Fig. 2(a) gezeigt, bei der konventionellen Steuerung intermittierend gebremst wird, zeigt der negative Druck zum Aktivieren des Kraftverstärkers jedoch einen scharfen,durch die ausgezogene Linie in Fig. 2(b) gezeigten Abfall. Der Betrieb des Kraftverstärkers ist weniger wirksam und verlangt sogar eine größere Kraft zum Bremsen. Der Nachteil der konventionellen Steuerung ist die Unfähigkeit, ein sanftes Bremsen zu ermöglichen.

* * Λ Φ 4

Es ist Hauptaufgabe der Erfindung, eine Steuerung für eine Pumpeinrichtung zur Anwendung in Fahrzeugen zu schaffen, welche dazu dient, den Druck in eine Druckbetriebseinheit beim Umschalten eines Betätigungsschalters zu steigern, wodurch das Bremsen oder andere Funktionen geglättet wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Steuerung für eine Pumpeinrichtung, die einen Gleichstrommotor nach Betätigen eines Betätigungsschalters antreibt zum Aktivieren einer Pumpe, und eine Druckbetriebseinheit mit dem Druck in der Pumpe so in Betrieb setzt, daß der Druck steigt.

Gemäß der Erfindung, wobei der Gleichstrommotor zur Aktivierung der Pumpe nach Umschalten des Betätigungsschalters angetrieben wird, wird die Pumpe ständig angetrieben, um eine Steigerung des Druckes in der Pumpe immer dann sicherzustellen, wenn die Druckbetriebseinheit aktiviert werden soll. Auf diese Weise wird der Betrieb der Druckbetriebseinheit geglättet und die Bremskraft in dem Fall, daß die Druckbetriebseinheit ein Bremskraftverstärker ist, minimiert.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Druckschalter vorgesehen, welcher den Druck in der Pumpe feststellt und den Gleichstrommotor in Betrieb setzt, wenn der festgestellte Druck einen vorbestimmten Wert erreicht. Diese bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann den Druck in der Pumpe steigern, da der Gleichstrommotor immer angetrieben wird zur Aktivierung der Pumpe und zum Erzeugen eines Druckes darin, wenn der Druck in der Pumpe den vorbestimmten Wert erreicht.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben

sich aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 als Diagramm eine elektrische Schaltung einer Steuereinrichtung für eine konventionelle Pumpeinrichtung zur Verwendung in Kraftfahrzeugen;

Fig. 2 eine Darstellung zur Erklärung des Betriebes der Steuereinrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 als Diagramm eine elektrische Schaltung einer Ausführungsform der Erfindung

und

Fig. 4 als Diagramm eine elektrische Schaltung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 3 ist eine elektrische Schaltung einer Ausführungsform der Erfindung als Diagramm dargestellt. Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform ist analog der vorhergehenden Schaltungsanordnung nach Fig. 1 außer dem Steuerschaltkreis 7. Das heißt, der Steuerschaltkreis 7 wird von einem Leistungstransistor 71, einem äußeren Basiswiderstand 72, einem Basis-Emitterwiderstand 73 und einer wellenschluckenden Diode 74 gebildet. Ein Bremsenbetätigungsschalter 8 hat einen normalerweise offenen Kontakt, welcher geschlossen ist, wenn der Fahrer auf das Bremspedal tritt, und wenn der normalerweise offene Kontakt geschlossen wird, wird die Basis des Leistungstransistors 71 mit einer Gleichspannung aus den Batterien 5 durch den äußeren Basiswiderstand 72 beaufschlagt. Zusätzlich ist eine Bremsanzeigelampe mit dem Bremsbetätigungsschalter 8 zur Anzeige, daß das Bremspedal vom Fahrer getreten wurde, verbunden.

Im folgenden wird der Betrieb der in Fig. 3 gezeigten Steuerung diskutiert. Ehe gebremst wird, bleibt ein gewisser negativer Druck im Kraftverstärker oder dem Vakuumtank erhalten. Sollte unter diesen Bedingungen eine Bremsung stattfinden, wird der Kontakt des Bremsbetätigungsschalters 8 in die geschlossene Stellung gebracht, wodurch Basisstrom von den Batterien 5 in den Leistungstransistor 71 über den Bremsbetätigungsschalter 8 und den äußeren Basiswiderstand 72 fließen kann, wodurch der Leistungstransistor 71 leitfähig wird. Das Ergebnis ist, daß der Gleichstrommotor 2 rotiert zur Aktivierung der Vakuumpumpe 1, damit ein negativer Druck erzeugt wird. Falls jedoch das Bremsen unterbrochen wird, wird der Kontakt des Bremsbetätigungsschalters 8 in die offene Stellung gebracht, so daß kein Strom über die Basis des Leistungstransistors 71 fließt und der Leistungstransistor 71 nichtleitend wird mit dem Ergebnis, daß der Gleichstrommotor 2 anhält.

Da in der gezeigten Ausfiihrungsform der Gleichstrommotor 2 während des Bremsprozesses wie schon vorher dargestellt angetrieben wird, wird der negative Druck im Kraftverstärker oder dem Vakuumtank größer, was durch die gestrichelte Linie in Fig. 2(b) gezeigt ist. Das ist nützlich zur Reduzierung der Trittkraft, die auf das Bremspedal einwirkt, und zum Glätten des Bremsbetriebes.

Fig. 4 ist ein Diagramm mit einer elektrischen Schaltung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die Ausführungsform nach Fig. 4 ist so aufgebaut, daß der Gleichstrommotor 2 sogar dann rotiert, wenn der druckerfassende Schalter 4 in Betrieb tritt und ist analog der obigen Ausführungsform nach Fig. 3 außer dem Steuerschaltkreis 7. Das heißt,

" .L .I/-..--.;- 334013Λ

- ίο -

der Steuerschaltkreis 7 enthält einen Leistungstransistor 71, einen ersten Treibertransistor 75, einen zweiten Treibertransistor 76, äußere Basiswiderstände 72, 77 und 78 für die jeweiligen Transistoren 71, 75 und 76, einen Basis-Emitterwiderstand 79 für den zweiten Treibertransistor 76 und eine wellenschluckende Diode 74.

Der Betrieb der Ausführungsform nach Fig. 4 wird unten diskutiert. Beim Schließen des Kontaktes des Bremsbetätigungsschalters 8 fließt Gleichstrom in die Basis des zweiten Treibertransistors 76 über den äußeren Basiswiderstand 77, wodurch der zweite Treibertransistor 76 leitend wird. Gleichzeitig wird der erste Treibertransistor 75 nichtleitend und Gleichstrom fließt von den Batterien 5 zur Basis des Leistungstransistors 71 über den Schalter 6 und den äußeren Basiswiderstand 72, wodurch der Leistungstransistor 71 leitend wird. Infolgedessen rotiert der Gleichstrommotor 2 und aktiviert die Vakuumpumpe 1. Falls der Kontakt des Bremsbetätigungsschalters 8 geöffnet wird, wird der zweite Treibertransistor 76 nichtleitend, so daß Gleichstrom von den Batterien 5 zur Basis des ersten Treibertransistors 75 über den Leistungsschalter 6 und den äußeren Basiswiderstand 77 fließt, wodurch der erste Treibertransistor 75 leitfähig wird. Infolgedessen wird der Leistungstransistor 71 nichtleitend, wobei seine Basis auf Massepotential gehalten wird. Der Gleichstrommotor 2 hört auf zu rotieren und die Vakuumpumpe 1 wird außer Betrieb gesetzt. Falls unter diesen Bedingungen der negative Druck im Vakuumtank einen vorbestimmten Wert, wie er von dem druckerfassenden Schalter 4 erfaßt wird, erreicht, ist das Basispotential des ersten Treibertransistors 75 gleich dem Massepotential. Deshalb wird der erste Treibertransistor 75 nichtleitend und der Leistungs-

transistor 71 leitend, wodurch der Gleichstrommotor 2 rotiert und die Vakuumpumpe 1 aktiviert.

Die alternative Ausführungsform kann, wie schon erwähnt wurde, einen größeren negativen Druck im Kraftverstärker oder dem Vakuumtank erzeugen, die Leistungsfähigkeit des Bremskraftverstärkers verbessern und die Bremstrittkraft verringern, da der Gleichstrommotor 2 nicht nur wenn der Bremsbetätigungsschalter 8 betrieben wird, rotiert und die Vakuumpumpe 1 aktiviert, sondern auch wenn der druckerfassende Schalter 4 einen Abfall des negativen Druckes feststellt.

Während die Druckbetriebseinheit, die auf den Druck von der Pumpe reagiert, insbesondere mit Bezug auf den Bremskraftverstärker und den Vakuumtank in dem vorhergehenden beschrieben wurde, soll die. gegenwärtige Erfindung nicht darauf beschränkt werden. Sie ist genauso anwendbar auf Türschalteinrichtungen und andere Mechanismen.

Die Druckbetriebseinheit wurde oben als von dem negativen Druck von der Vakuumpumpe 1 betrieben beschrieben, aber sie kann auch mit einem positiven Druck von einem Kompressor aktiviert werden.

Claims

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O

FO 36-2911 P/M/hu

Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Steuerung für Pumpeinrichtungen in Fahrzeugen

PATENTANSPRÜCHE

\ 1. !steuerung für eine Pumpeinrichtung in Fahrzeugen, gekennzeichnet durch:
eine Gleichstromversorgung (5),

einen von der Gleichstromversorgung (5) mit einem gleichstromversorgten Gleichstrommotor (2),

eine Pumpeinrichtung für den Einsatz in Fahrzeugen mit einer von dem Gleichstrommotor (2) zum Erzeugen eines Druckes aktivierten Pumpe (1);

eine Druckbetriebseinheit, die mit dem Druck von der Pumpe (1) betrieben wird,

einen Betätigungsschalter (8) zum Betätigen der Druckbetriebseinheit und

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8000 MÜNCHEN 80 ■ WILLROIDERSTR. 8 · TEL. (080) 640040

eine Steuereinrichtung (7) zum Starten des Gleichstrommotors (2), wenn der Betätigungsschalter (8) geschaltet wird.
2. Steuerung für eine Pumpeinrichtung zum Einsatz in Fahrzeugen nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

ein Druckerfassungsschalter (4) vorgesehen ist zum Erfassen des Druckes in der Pumpe (1), wobei der Druckerfassungsschalter (4) dann in Betrieb geht, wenn der Druck einen vorbestimmten Wert erreicht, die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Betreiben des Gleichstrommotors (5) abhängig vom Betrieb des Druckerfassungsschalters (4) aufweist.
3. Steuerung für eine Pumpeinrichtung zum Einsatz in Fahrzeugen nach Anspruch 2,

gekennzeichnet durch:

eine erste in Reihe mit dem Gleichstrommotor (2) angeordnete Schalteinrichtung zum selektiven Anlegen der Gleichspannung von der Gleichstromquelle (5) an den Gleichstrommotor (2) durch ihren Schaltbetrieb,

eine zweite Schalteinrichtung, die als Antwort auf das Schließen des Betätigungsschalters (8) nichtleitend wird, zum Schalten der ersten Schalteinrichtung, und eine dritte Schalteinrichtung, die abhängig vom Betrieb des Druckerfassungsschalters (4) nichtleitend wird, zum Schalten der ersten Schalteinrichtung.
4. Steuerung für eine Pumpeinrichtung zum Einsatz in Fahrzeugen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Vakuumpumpe aufweist.
5. Steuerung für eine Pumpeinrichtung zum Einsatz in Fahrzeugen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1) einen Kompressor aufweist.