DE1788077B2

DE1788077B2 - Hydraulische bremsbetaetigungsanlage fuer strassenfahrzeuge mit elektkrischem antrieb

Info

Publication number: DE1788077B2
Application number: DE19681788077
Authority: DE
Inventors: Otto 6380 Bad Horn bürg Oberthur Heinrich 6050 Offen bach Deppenheuer
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1968-09-28
Filing date: 1968-09-28
Publication date: 1972-10-19
Also published as: JPS4928933B1; US3621929A; DE1788077A1; GB1276170A; SE352574B; FR2019134A1

Description

irisches Steuergeräts, das für den Fährbetrieb über das Fahrpedal U mechanisch in Betneb gesetzt wiro, mit der Batterie 1 verbunden. Der Motor kann in Abhängigkeit von der Fußkraft am Fahrpedal11 g-regeit 5 werden, es ist ein Motor mit Mischbetneb und dem Charakter eines Hauptschlußmotors.

Die hyd aulische Bremsanlage besteht aus dem durch das Bremspedal 12 beaufschlagten Tandem-Hauptzylinder 6, der mit den Radbremszylmdeni9

Fig. 4 ein Diagramm, aus dem die geforderte io der Vorderachsräder direkt und mit denRadbremszyremskraftverteilung an Vorder- und Hinterachse zu lindern 10 der Hinterachsräder über das Ausgieicns-

ventil 7 verbunden ist, das beaufschlagt vom hydraulischen Motor-Bremsmoment-Aufnehmer 8 den. ψ-draulischen Druck in den Radbremszylindern 10 der Hinterachsräder in Abhängigkeit vom elektrischen Bremsmoment Steuer Das Motor-Bremsmoment wird durch die hydraulisch Abstützung des Motors festgestellt, deren Prinzip in l^: i g. 3 genauer darge-

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 das Schema eines Bremssystems für ein Elektrofahrzeug mit Hinterradantrieb,

Fig.2 das Schema eines Bremssystems für ein Elektrofahrzeug mit Allradantrieb,

Fig.3 schematisch die hydraulische Abstützung des Elektromotors,

Brems!

ersehen ist Der mögliche Verlauf der Kennlinie der elektromotorischen Abbremsung an der Hinterachse ist eingezeichnet, aber im Verlauf der Gesamtdbbremsung nicht berücksichtigt;

F i g. 5 zeigt ein Diagramm der geforderten Bremskrsftverteilung unter Berücksichtigung der elektromotorischen Abbremsung an der Hvtterachse eines Elektrofahrzeuge mit Hinterradantrieb,

stellt ist.

Fig.6 ein Diagramm der geforderten Bremskraft- 20 Wird nämlich der Motor2 zur Farm angetrieben, verteilung eines Elektrofahrzeuge mit Allradantrieb. fo wird das auftretende Drehmoment an einer resten

Lagerung aufgefangen, wird dagegen die elektrische Bremse betätigt, läuft also der Motor als Generator,

tritt ein Drehmoment in entgegengesetzter Rich-

der das Ausgleichsventil 7 entsprechend betätigt, d. h. mehr oder weniger ansteuert.

Außerdem ist mit dem Tandem-Hauptzylinder 6

der Batterie 1 verbunden und in Abhängigkeit von der am Fahrpedal wirkenden Fußkraft geregelt. Der Motor überträgt die ihm zugetührte elektrische unerwünschter 40 Energie als mechanische Energie auf den Hinterradantrieb.

Bei Betätigung des Bremspedals 12 wird über den Tandem-Hauptzylinder 6 hydraulischer Druck in den Radbremszylindern 9 der Vorderachse aufgebaut. In

Jeder Elektromotor kann, wenn er von seiner Versorgung abgetrennt wird, als Generator betrieben werden, wobei elektrische Energie gewonnen wird und __

eine Bremswirkung entsteht. Die elektrische Energie, 25 tung auf, wobei über eine hyd^raulische Abstützung ein

die der als Generator betriebene Elektromotor abgibt, dem Moment proportionaler Druck aufgebaut wird,

soll nicht wie sonst in vielen Fällen in Widerstünden " ~ ' -■-·---* ■* *· vernichtet, sondern in die Coterie eingespeist werden.

Das Diagramm gemäß Fig. 4 zeigt den Anteil der

Bremsung an Vorder- und Hinterachse an der Ge- 30 über ein Wechselventil 13 das elektrische Steuergesamtbremsung, rät 4 für den Motorbremsbetrieb und der Fahrbrems-

Eingezeichnet ist die mögliche Abbremsung durch unterbrecher 5 verbunden,

den Elektromotor an der Hinterachse. Dieser Anteil Die Funktionsweise des Systems ist folgende:

ist im Verlauf der Gesamtabbremsung nicht berück- Bei Betätigung des Fahrpedals 11 wird der Motor 2

sichtigi. Es ist jedoch leichtzuerkennen, daß, falls zur 35 durch das mechanisch in Betrieb gesetzte elektrische

normalen hydraulischen Abbremsung an der Hinter- Steuergerät3 über den Fahrbremsunterbrecher5 mit

achse die elektromotorische, die in dem Schaubild mit ... ,. .,,·___:_,...:♦ _Aar maximal 15 ⁰Zo angenommen wurde, lediglich addiert
würde, die Bremskraftverteilung verfälscht und die
Kurve der Gesamtabbremsung in
Weise verformt, d. h. geknickt würde.

Das Diagramm in F i g. 5 veranschaulicht, wie die Abbremsung in Abhängigkeit vom aufgebauten

Druck an Vorder- und Hinterachse unter Berücksich- _,

tigung der elektromotorischen Bremse erfolgen muß, 45 Richtung auf die Radbremszylinder 10 der Hinterdamit die geforderte Bremskraftverteilung erhalten achse kann sich der Druck des zweiten Bremskreises bleibt. nur bis zum Ausgleichsventil 7 ausdehnen. Durch Beim Beispiel eines Elektrofahrzeugs mit Hintei- den hydraulischen Druck wird außerdem über das radantrieb muß also mit Beginn der Bremsung der hy- Wechselventil 13 direkt ou^r indirekt der Fahrbremsdraulische Druck an den Radbremszylindern der Vor- 50 unterbrecher 5 betätigt, also der Elektromotor 2 von derachse aufgebaut werden, während die Räder der seiner Versorgung getrennt und das elektrische Steu-Hinterachse durch den Elektromotor gebremst wer- ergerät für den Motorbremsbetrieb 4 in Tätigkeit geden. Erst wenn die Bremswirkung des Motors ihren setet. Das Wechselventil 13 ist in einem Parallelzweig Maximalwert erreicht hat, darf auch an den Hinterrä- zum Hautpzylinder 6 derart angeordnet, daß auch dem die hydraulische Bremsung einsetzen. Die hy- 55 beim Ausfall eines der beiden Bremskreise das elektridraulische Abbremsung addiert sich dann zur von die- sehe Steuergerät 4 und der Fahrbremsunterbrecher 5 sem Zeitpunkt an konstant bleibenden elektromotor!- durch die Fußkraft am Bremspedal 12 hydraulisch ansehen Abbremsung. Um die angestrebte Bremskraft- gesteuert werden können, wobei der in den beiden verteilung zu erhalten, muß die hydraulische Abbrem- Bremskreisen auftretende Druckunterschied in der sung mit steigendem Druck im selben Maße anwach- 60 Weise das Wechselventil 13 betätigt, daß der beschäsen wie vorerst dio elektromotorische Abbremsung. digte Bremskreis vom übrigen hydraulischen System

Aus dem Schema der F i g. 1 ist der Aufbau des getrennt wird.

elektro-hydraulischen Bremssystems für ein Elektro- Das Steuergerät 4 besitzt einen hydraulischen elek-

fahrzeug mit Hinlerradantrieb zu ersehen. trischen Druckmeßfühler und regelt in Abhängigkeit

Das elektromotorische und hydraulische Bremssy- 65 der auf das Bremspedal 12 ausgeübten Fußkraft den

stern sind zu einer Funktionseinheit verschmolzen. Generator, der von der kinetischen Energie des Fahr-

Der Elektromotor 2, der die Hinterräder antreibt, zeugs angetrieben wird und als Bremse wirkt, über ein

ist über einen Fahrbremsunterbrecher 5 und ein elek- induktives Glied, das eine entsprechende Kennlinie

zur Angleichung an die Idealverteilung hat. Außerdem ermöglicht das Steuergerät 4 eine Einspeisung der zurückgewonnenen Energie in die Batterie 1.

Infolge der aus F i g. 3 ersichtlichen hydraulischen Abstützung 8 des Motors wird durch das im Falle der elektrischen Bremsung am Motor auftretende Kraftmoment ein Druck in der hydraulischen Leitung, die die Abstützung 8 mit dem an sich bekannten Ausgleichsventil 7 verbindet, aufgebaut. Hat die elektromotorische Abbremsung ihren Höchstwert erreicht, so wird durch den Druck in der Leitung von der hydraulischen Abstützung 8 des Motors zum Ausgleichsventil 7 dieses Ventil angesteuert, und der Teil des vom Tandem-Hauptzylinder zur Verfügung gestellten Druckes wird wirksam, der über den Anteil, den die Motorbremsung aufbringt, hinausgeht; damit setzt zusätzlich zur Generatorbremsung die hydraulische Bremsung ein, wenn die elektrische Bremswirkung nicht mehr steigen kann (s. auch F i g. 5).

F i g. 2 zeigt das Schema eines Bremssystems für ein Fahrzeug mit Allradantrieb. Die elektromotorischen Kräfte verteilen sich dabei zu gleichen Teilen auf Vorder- und Hinterachse sowohl beim Antrieb als auch bei der Bremsung.

Wie aus dem Diagramm in F i g. 6 zu ersehen ist, setzt die hydraulische Abbremsung entsprechend der idealen Bremskraftverteilung an beiden Achsen ein, wenn die elektromotorische Kraft ihr Maximum erreicht hat. Die einzelnen Anteile addieren sich zur Gesamtabbremsung. Die Verzögerung der hydraulischen Abbremsung gegenüber der elektromotorischen kann durch entsprechende Dimensionierung, z. B. Drosseln des hydraulischen Systems und eine hohe Ansprechempfindlichkeit des hydraulisch gesteuerten Steuergerätes 4 erreicht werden.

Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere Motoren für Antrieb und Bremsung des Fahrzeugs vorzusehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunpen

Claims

Regelkreise verwendet Diese bekannte Bremsbetati- Patentanspriiche: gungsanlage ist jedoch für Straßenfahrzeuge nicht geeignet, da ihr Aufbau zu aufwendig und die mit ihr er-

1. Hydraulische Bremsbetätigungsanlage für zielbaren Ansprechzeiten zu lang sind.
Straßenfahrzeuge mit elektrischem Antrieb, deren 5 Durch die deutsche Auslegeschrift 1026 Ή9 ist Bremsung durch Reibungsbremsen und durch Be- ferner eine Bremseinrichtung für Fahrzeuge bekannttreiben des Antriebsmotors als Generator erfolgt geworden, bei der das auf einen als Bremsgenerator gekennzeichnet durch einen an sich be- arbeitenden Fahrmotor einwirkende Bremsmoment kannten, vom Bremspedal betätigbaren Zweikreis- zur Steuerung der druckmittelbetätigten Bremsen von Hauptbremszylinder (6), der über zwei getrennte xo Anhängerfahrzeugen verwendet wird, derart, daß die Druckmittelkreise mit den hydraulischen Betäti- Bremskraft der Anhängerbremse von der Bremskraft gungsvorrichtungen(9, 10) der Reibungsbremsen der elektrischen Triebwagenbremse abhängig ist. verbunden ist, und^ein an beiden Druckmittelkrei- Diese Bremseinrichtung hat den Nachteil, daß bei sen angeschlossenes Wechselventil (13), das eine einer Verringerung des Bremsmoments des Bremshydraulisch betätigbare Steuereinrichtung (4, 5) :.=> generators infolge Verringerung der Fahrgeschwinfür den Geneta.orbetrieb des Antriebsmotors (2) digkeit auch die Bremswirkung der druckmittelbetämit dem einen oder dem anderen der Druckmittel- tigten Anhängerbremsen verringert wird, so daß eine kreise verbindet. gegenseitige Anpassung der Bremsmomente von

2. Hydraulische Bremsbetätigungsanlage nach Bremsgenerator und druckmittelbetätigten Bremsen Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der An- 20 zur Erzielung eines einstellbaren Gesamtbremsmotriebsmotor (2) in der Drehrichtung, in der im ments nicht möglich ist.

Falle der Bremsung das Drehmoment wirksam Der Erfindung lif£ die Aufgabe zugrunde, eine wird, eine hydraulische Abstützung (8) aufweist, hydraulische Bremsbetätigungsanlage für Straßenderen Druck ein Ausgleichventil (7) steuert, des- fahrzeuge mit elektrischem Antrieb zu schaffen, bei sen Steuerstellung die Wirkung der Reibungs- 35 der die Bremswirkung des als Generator betriebenen bremsen in Abhängigkeit vom Bremsmoment des Antriebsmotors und der hydraulisch betätigten Rei-Antriebsmotors (2) derart beeinflußt, daß die bungsbremsen sich unter Beibehaltung einer ange-Summe der Bremsmomente beider Bremsen dem strebten Bremskraftverteilung ergänzen, wobei gleich-Eingabewert vom Hauptbremszylinder (6) ent- zeitig eine Rückgewinnung von Energie durch Auflaspricht. 30 den der Batterien ermöglicht wird.

3. Hydraulische Bremsbetätigungsanlage nach Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein an sich bekannter, vom Bremspedal betätigbarer die Anordnung von an sich bekannten Druckrück- Zweikreis-Hauptbremszylinder, der über zwei gehalteventilen zwischen dem Ausgleichsventil (7) trennte Druckmittelkreise mit den 'i> draulischen Be- und dem Hauptbremszylinder (6) die hydraulische 35 tätigungsvorrichtungen der Reibungsbremsen verbun-Bremsung gegenüber der elektromotorischen den ist, und ein an beiden Druckmittelkreisen ange-Bremsung verzögert wird. schlossenes Wechselventil vorgesehen, das eine hydraulisch betätigbare Steuereinrichtung für den Gene-

ratorbetrieb des Antriebsmotors mit dem einem oder

40 dem anderen der Druckmittelkreise verbindet.

Hierdurch wird eine Bremsbetätigungsanlage für

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Straßenfahrzeuge mit elektrischem Antrieb geschaf-Bremsbetätigungsanlage für Straßenfahrzeuge mit fen, die den für Straßenfahrzeuge heute allgemein übelektrischem Antrieb, deren Bremsung durch Rei- liehen Anforderungen gerecht wird, indem sie eine bungsbremsen und durch Betreiben des Antriebsmo- 45 ausreichend hohe Verzögerung des Fahrzeugs getors als Generator erfolgt. währleistet und durch die Verwendung von zwei un-Die bekannten kleinen Elektrofahrzeuge besitzen abhängigen Bremskreisen eine hohe Sicherheit gegen im allgemeinen drei getrennte Bremssysteme: eine hy- Ausfall durch Störung oder Beschädigung einzelner draulische Bremse als Betriebsbremse, eine mechani- Aggregate bietet. Die Bedienung der Bremse kann dasche Bremse als Feststellbremse bzw. Parkbremse und 50 bei wie bei herkömmlichen Straßenfahrzeugen zusätzlich eine elektromotorische Bremse, wenn der erfolgen und erfordert für den Fahrer keine Motor als Generator betrieben wird, wobei gleichzei- Umstellung oder Gewöhnung. Eine vorteilhafte Austig ein Teil der Energie zurückgewonnen und in die gestaltung der Erfindung besteht darin, daß der AnBatterie eingespeist -wird. Die elektromotorische triebsniotor in der Drehrichtung, in der im Falle der Bremse bewirkt jedoch"nur einen Bruchteil der gesam- 55 Bremsung das Drehmoment wirksam wird, eine hyten erforderlichen Abbremsung. draulische Abstützung aufweist, deren Druck ein Aus-Bekannt ist weiterhin die Wirbelstrombremse, bei gleichventil steuert, dessen Steuerstellung die Wirder in einem in einem Magnetfeld umlaufenden Anker kung der Reibungsbremsen in Abhängigkeit vom Wirbelströme induziert werden, die die Bremswirkung Bremsmoment des Antriebsmotors derart beeinflußt, hervorrufen, im Gegensatz zur elektromotorischen 60 daß die Summe der Bremsmomente beider Bremsen Bremse ist dabei aber keine Rückgewinnung von dem Eingabewert vom Hauptbremszylinder entEnergie möglich. spricht. Um ein möglicht hohes Maß an Bremsenergie Durch die USA.-Patentschrift 2103 323 ist eine zurückzugewinnen, ist es ferner von Vorteil, wenn Bremsbetätigungsanlage für Schienenfahrzeuge be- zwischen dem Ausgleichsventil und dem Hauptbremskannt, mit der eine Vielzahl von Reibungsbremsen 65 zylinder an sich bekannte Druckrückhalteventile an- und Bremsgeneratoren gemeinsam gesteuert werden, geordnet sind, wodurch die hydraulische Bremsung UW sine bestimmte, eingestellte Verzögerung konstant gegenüber der elektromotorischen Bremsung verzözu halten. Hierzu werden elektrische und hydraulische gert wird.