DE4408879A1 - Brake circuit with motor for hydraulic pump - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage mit einem Motor zum Antrieb einer Hydraulikpumpe nach dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a brake system with a Motor for driving a hydraulic pump according to the Oberbe handle of claim 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. Such a brake system is for example from the DE 40 34 113 A1 known. This brake system is too Regular interventions of both anti-lock (ABS) and of traction control (ASR) control systems in motor vehicles gene used. Such brake systems are with a Mo gate, preferably an electric motor, for driving a Hydraulic pump for the pressure build-up of such rules handles equipped. In the case of DE 40 34 113 A1 Known brake system only finds an on or off switch the motor to drive the hydraulic pump instead - Regardless of whether a control intervention of the ABS or ASR is present. This is in both ABS and ASR operation of the engine single when switched on Lich operated at a single speed, the forced is designed so that each control intervention every operating condition is performed reliably; d. H. the speed is according to the pressure requirement at the most operating conditions higher than necessary sets.
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.It is generally known that in ASR operation, however, little pressure is lower than in ABS operation and therefore in ASR operation generally a lower speed of the Motor to drive the hydraulic pump is sufficient. A lower engine speed to drive the hydraulics pump is particularly desirable in ASR operation because flow-related acoustic discomfort for the driver Interference noises occur with increasing speed get louder.
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.It is therefore also known the speed in ASR mode of the hydraulic pump drive. The reduction tion of the speed is, for example, by clocking the electrical supply connection of the motor or through Connection of a series resistor implemented. In the known systems, the reduction of Speed of the motor or the hydraulic pump drive un indirectly at the beginning of the intervention of the contractor drive slip control system. In practice, there has been pointed out that by reducing the Speed related power reduction of the drive of the Pressure in the hydraulic system increases too slowly to the mo mentally required pressure in time.
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.It is an object of the invention to begin with a brake system to improve the type mentioned so that both the Aku stik as well as the speed of the control interventions of the Traction control system are improved.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved.
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.According to the invention, during a control intervention by the operator drive slip control system the speed or the span Power supply to the motor only after a predetermined Delay time reduced. Thus, during the delay the full power of the motor to drive the Hydraulic pump provided to the desired one To reach the target speed of the hydraulic pump more quickly and thereby increase the acceleration of the inertial masses hen. After a predetermined delay time, which at for example empirically for different operating states the engine speed is reduced. It is, as surprisingly found in experiments has not only improved the acoustics, but also depending on the selected delay time faster pressure build-up than, for example, with maximum Engine performance. With reduced speed of the Motors is in the saturation range after a pressure build-up a lower pressure than that of a drive at maximum engine speed, however this is for most operating conditions in ASR operation nevertheless sufficient. Otherwise, the invention delayed reduction in the speed of both the motor Pressure build-up accelerates as well as the background noise considerably reduced.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist der Ge genstand des Patentanspruchs 2.An advantageous development of the invention is the Ge Subject matter of claim 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.Then the specified delay time is dependent speed of the viscosity of the hydraulic fluid Right. The tougher the hydraulic fluid, the higher are the friction and flow resistances associated with Be beginning of the pressure build-up. The delays However, the delivery time can only depend on the temperature of the hydraulic fluid can be determined, because the viscosity is directly related to the tempe hydraulic fluid.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 3. Another advantageous embodiment of the invention is the subject of claim 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.The specified delay time can also be dependent Battery voltage can be determined, since the Battery voltage proportional to the supply voltage of the Motors is and therefore a direct influence on it Has power or speed. Hence the delays the longer the battery voltage is.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 4.Another advantageous embodiment of the invention is the subject of claim 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.Because both the specified delay time and the extent of the reduction in engine speed after pressure build-up in the saturation range ren affects, depending on the loading operating state at the beginning of the control intervention in the ASR-Be first operated the currently required pressure requirement be correct, depending on the delay time is given.
Die Gegenstände der Patentansprüche 2, 3 und 4 sind sowohl einzeln als auch in allen möglichen Kombinationen miteinander erfindungsgemäß anwendbar.The subject matter of claims 2, 3 and 4 are both individually and in all possible combinations applicable with each other according to the invention.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 5.Another advantageous embodiment of the invention is the subject matter of claim 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.The reduction in the speed of the motor will start up again raised when it reaches the reduced speed pressure is less than the pressure currently required requirement. For example, during the rule handles the currently required pressure increase where by increasing the pressure in the saturation range pressure build-up becomes necessary. This invention Training has the advantage that initially through the Re reduction of the speed according to the given decelerations the pressure build-up is accelerated and by the later raising the reduced engine speed even faster than without reducing the speed of the ma maximum possible pressure in the saturation range that can.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung dargestellt. Es zeigtIn the drawing is an embodiment of the Erfin shown. It shows
Fig. 1 verschiedene Druckverläufe während des erfin dungsgemäßen Druckaufbaus und während des Druckaufbaus nach dem Stand der Technik, Fig. 1, various pressure curves during the pressure build-up and OF INVENTION to the invention during the pressure build-up according to the prior art,
Fig. 2 die Spannungen an der Batterie bzw. am Elektro motor und Fig. 2 shows the voltages on the battery or on the electric motor and
Fig. 3 eine mögliche elektrische Schaltung zur Reali sierung der Drehzahlreduzierung. Fig. 3 shows a possible electrical circuit for realizing the speed reduction.
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. 1, the time t is plotted on the abscissa and the pressure p of the hydraulic system of a brake system on the Or dinate. The control intervention of the ASR begins at time t = 0. The pressure curve 1 , cf. solid thin lines never represents the pressure curve according to the state of the art, in which the engine speed is not reduced. The pressure curve 1 shows a flat, ie slow, increase in pressure p over time t, but which reaches a high pressure p 1 in the saturation range. The pressure curve 2 , never shown with a thin dashed line, represents, like the pressure curve 1, the increase in pressure p over time t according to the prior art, but the battery voltage or the supply voltage of the motor is smaller than in the pressure curve 1 . This effect depends on the temperature. We who in pressure curve 1 or pressure curve 2 reduce the speed of the motor after a given delay time. The pressure curve 3 , see thick solid line, represents the increase in pressure p over time t if, after a predetermined delay time t1, the speed of the motor or the supply voltage of the motor is reduced by a predetermined value. The pressure curve 3 shows, compared to the pressure curves 1 and 2 , a steeper or faster increase in the pressure p between the times t1, ie after the predetermined delay time, and the time t2, ie at the time when the pressure curve has approximately reached saturation. In contrast, the pressure p₃ in the saturation range of the pressure curve 3 is lower than, for example, the pressure values p₁ and p₂ of the pressure curves 1 and 2 . For example, if the system recognizes at a time between t1 and t2 that the pressure requirement currently required rises above the pressure value p₃, the reduction in engine speed is preferably canceled again at time t2, as a result of which the pressure curve 3 corresponds to the pressure profile section 4 , in FIG. 1 shown in broken lines, changes. So if there is a maximum pressure requirement during the control intervention in ASR operation, this maximum pressure requirement can not only be generated according to the invention but also - if necessary depending on the temperature - be generated faster than with a speed control of the engine without reduction. Such a pressure requirement is present, for example, if increased tractive force requirements, for. B. uphill or trailer operation with black ice occurs. However, the speed is preferably only reduced if the viscosity of the hydraulic fluid or the temperature of the hydraulic fluid has fallen below a certain threshold value.
In Fig. 2 sind die jeweiligen Spannungswerte an der Bat terie, Spannung U, sowie am Elektromotor, Spannung UM, 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 = Umax. 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 Umax, der Spannungsverlauf UM aufgezeich net, durch den der Druckverlauf 3 in Fig. 1 beispiels weise erzeugt wird. Bis zum Zeitpunkt t1 bleibt die Mo torspannung UM auf dem Maximalwert Umax, 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 UM 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 Umax 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.In Fig. 2, the respective voltage values on the bat terie, voltage U, and on the electric motor, voltage U M , are shown, from which the pressure profiles according to FIG. 1 proceed. The pressure curve 1 in FIG. 1 results, for example, when the battery voltage U is maximum, U = U max . So that the pressure p₁ is the maximum possible pressure depending on the battery voltage U. The battery voltage U z. B. by fatigue of the battery to a value U₁, there is, for example, the pressure curve 2 , which has a higher gradient than the pressure curve 1 , but in the saturation range, however, a lower pressure p₂ is reached. In Fig. 2 with the bold solid line, starting at the voltage value U max , the voltage curve U M is recorded, by which the pressure curve 3 in Fig. 1 is generated for example. Up to the time t1, the engine voltage U M remains at the maximum value U max in order to initially accelerate the hydraulic pump and initially to let the pressure rise like pressure curve 1 . After the predetermined delay time, ie at time t1, the motor voltage U M is reduced to a voltage value U₂, after which the gradient of the pressure curve 3 increases in order to pass into the saturation range at time t2. Thereafter, for example, to reach a higher pressure value, the voltage value U max can alternatively be changed again, as shown in dash-dotted lines in FIG. 2, in order to achieve a changed pressure curve according to the pressure curve 4 in FIG. 1.
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.By this procedure according to the invention is at low rem pressure requirement both a faster pressure increase than attainable with the state of the art as well as the acoustics in improved in cases where a lower than that maximum pressure is required.
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 UR abfällt, und mit dem Motor M, an dem sich eine Spannung UM ergibt, in Serie geschaltet. Der Widerstand R ist mit einem Schalter S überbrückbar. Die Spannung UM ergibt sich in folgender Weise aus der Batteriespannung U und der am Widerstand R abfallenden Spannung: UM = U-UR. Die Spannung UM 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 UM 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 UM bezüg lich der Batteriespannung U um den Spannungswert UR redu ziert. Daher ergibt sich also bei geschlossenem Schalter S beispielsweise der in Fig. 2 dargestellte Motorspan nungswert Umax 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 UM 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. Fig. 3 shows a possible electrical circuit with which a reduction in the speed of the motor M can be realized. A battery B at which a voltage U is present is connected in series with a resistor R, across which a voltage U R drops, and with the motor M, across which a voltage U M results. The resistor R can be bridged with a switch S. The voltage U M results in the following manner from the battery voltage U and the voltage dropping across the resistor R: U M = UU R. The voltage U M is directly proportional to the speed of the motor M. If full speed of the motor M or the maximum possible pressure requirement is requested, the switch S is closed, ie brought into the zero position. Thus, the full battery voltage U is present as the motor voltage U M and the maximum possible speed of the motor M can be reached. If the switch S is opened, ie brought into position 1 , the motor voltage U M with respect to the battery voltage U is reduced by the voltage value U R. Therefore, say for example the motor chip shown in Fig. 2 results in voltage value U max and when the switch S of the motor voltage value U₂ shown in Fig. 2 at switch S is closed. Fig. 3, however, shows only one possible electrical circuit for reducing the speed of the motor M. It is also possible for example, either by pulsing the voltage U M to the motor M or by appropriate design of the motor M, for example. B. in the form of a three-brush motor with different windings, by switching to the corresponding winding development to reduce the speed of the motor M.
Claims (5)
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