DE10347189B4

DE10347189B4 - Hydraulikaggregat mit integrierter Sensorvorrichtung

Info

Publication number: DE10347189B4
Application number: DE2003147189
Authority: DE
Inventors: Manfred Abendroth; Andreas Weh; Markus Klausner; Georg Fetzer; Giuseppe Di Giandomenico
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2023-10-11
Also published as: DE10347189A1; WO2005039946A1

Abstract

Hydraulikaggregat, umfassend eine hydraulische Einheit (2, 3), ein Steuergerät (4) und eine Sensorvorrichtung (5), wobei das Hydraulikaggregat wenigstens drei Befestigungspunkte (7, 8, 9) zur Befestigung an einer Halterung (10) aufweist und die Befestigungspunkte (7, 8, 9) eine Ebene (E) aufspannen, welche nahe einem Schwerpunkt (S) des Hydraulikaggregats angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydraulikaggregat mit einer integrierten Sensorvorrichtung, welches insbesondere in Fahrdynamiksystemen und Bremssystemen von Fahrzeugen verwendet wird.

Bei Fahrdynamiksystemen, wie z.B. elektronischen Stabilitätsprogrammen (ESP) wird ein Regelsystem in das Bremssystem und den Antriebsstrang des Fahrzeugs integriert, um insbesondere das seitliche Ausbrechen des Fahrzeugs zu verhindern. Bekannte ESP-Systeme weisen eine Steuereinheit und eine Hydraulikeinheit sowie eine Vielzahl von Sensoren auf. Die Hydraulikeinheit umfasst üblicherweise eine Pumpe und ein Antriebselement sowie darin befindliche Ventile und Drosseln, um in entsprechender Weise Bremsdruck an einzelnen Rädern auszuüben. Als Sensoren sind üblicherweise ein Lenkradwinkelsensor, ein Drehratensensor (Giergeschwindigkeitssensor) und ein Querbeschleunigungssensor vorgesehen. Der Drehratensensor und der Querbeschleunigungssensor sind üblicherweise in der Mitte des Fahrzeugs angeordnet. Mit zunehmender Verkleinerung von Elektronikbauteilen wurde es auch möglich, das Steuergerät sehr kompakt zu gestalten, so dass dieses üblicherweise unmittelbar am Hydraulikaggregat befestigt ist. Dieses kombinierte Steuer- und Hydraulikaggregat wird über eine Halteplatte an anderen Bauteilen des Fahrzeugs befestigt. Hierbei werden zwischen dem Hydraulikaggregat und dem Halter Dämpfungselemente angeordnet, um insbesondere einen durch den Betrieb des Hydraulikaggregats verursachten Körperschall zu dämpfen. Bei den bisher verwendeten Halterungen hat jedoch die Art der Aufhängung zur Folge, dass extern auf den Halter aufgebrachte Beschleunigungen, wie z.B. von der Fahrbahn, dem Chassis, usw. und auch intern erzeugte Beschleunigungen, wie z.B. vom Motor oder Ventilen, in Torsionsbewegungen des Hydraulikaggregats resultieren. Diese Torsionsbewegungen des Hydraulikaggregats können auch durch die bekannten verwandten Dämpfungselemente zwischen Hydraulikaggregat und Halter nicht in ausreichender Weise eliminiert werden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Hydraulikaggregat mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass es sowohl ein Steuergerät als auch eine Sensorvorrichtung umfasst. Dies wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, dass das Hydraulikaggregat wenigstens drei Befestigungspunkte zur Befestigung an einer Halterung aufweist. Die wenigstens drei Befestigungspunkte spannen eine Ebene auf, welche nahe eines Schwerpunktes des Hydraulikaggregats angeordnet ist. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme ist es möglich, dass die Sensorvorrichtungen am Hydraulikaggregat angeordnet werden, da durch diese Befestigung des Hydraulikaggregats eine Minimierung von Torsionsbewegungen des Hydraulikaggregats als Folge von linearen Beschleunigungen resultiert. Dadurch wird eine signifikante Reduzierung von Störsignalen am Hydraulikaggregat erreicht, so dass eine Anordnung von Sensorvorrichtungen am Hydraulikaggregat möglich ist.

Dadurch kann erfindungsgemäß ein kompaktes Hydraulikaggregat mit integrierten Sensorvorrichtungen bereitgestellt werden, welches insbesondere auch kostengünstig herstellbar ist und einfach montierbar ist. Die erfindungsgemäße Maßnahme macht es somit zum ersten Mal möglich, Sensorvorrichtungen direkt am Hydraulikaggregat anzuordnen.

Durch eine Anordnung von Dämpfungselementen zwischen dem Hydraulikaggregat und dem Halter kann dabei weiterhin die Anforderung hinsichtlich einer Dämpfung von durch den Betrieb des Hydraulikaggregats verursachtem Körperschall erfüllt werden.

Der Schwerpunkt des Hydraulikaggregats wird dabei unter Berücksichtigung aller am Hydraulikaggregat vorhandenen Bauteile, insbesondere einem Motor des Hydraulikaggregats und einem Steuergerät, bestimmt.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Besonders bevorzugt ist die durch wenigstens drei Befestigungspunkte aufgespannte Ebene maximal 10 mm vom Schwerpunkt des Hydraulikaggregats entfernt aufgespannt. Die dabei eventuell auftretenden Störsignale bleiben innerhalb eines annehmbaren Toleranzbereichs, so dass sich keine negativen Auswirkungen auf die Sensorvorrichtungen am Hydraulikaggregat ergeben.

Besonders bevorzugt liegt der Schwerpunkt des Hydraulikaggregats jedoch unmittelbar in der durch die Befestigungspunkte aufgespannten Ebene, so dass Störungen für die Sensorvorrichtungen minimiert sind. Besonders bevorzugt sind die Sensorvorrichtungen ebenfalls in der durch die Befestigungspunkte aufgespannte Ebene angeordnet.

Vorzugsweise ist ein Gehäuse des Hydraulikaggregats derart aufgebaut, dass es mehrere Seitenflächen aufweist und die Befestigungspunkte zur Befestigung des Hydraulikaggregats sind an zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen angeordnet. Wenn beispielsweise drei Befestigungspunkte vorgesehen sind, können zwei Befestigungspunkte an einer Seitenfläche des Gehäuses und ein Befestigungspunkt an der gegenüberliegenden Seitenfläche angeordnet werden. Dabei sind die drei Befestigungspunkte besonders bevorzugt derart angeordnet, dass ihre gedachten Verbindungslinien ein gleichschenkliges Dreieck bilden.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Befestigungspunkte des Hydraulikaggregats an zwei einander benachbarten Seitenflächen des Gehäuses angeordnet.

Gemäß einer noch anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Hydraulikaggregat derart aufgebaut, dass an einer Seitenfläche des Gehäuses genau ein Befestigungspunkt angeordnet ist.

Besonders bevorzugt weist das Hydraulikaggregat vier Befestigungspunkte oder mehr Befestigungspunkte auf.

Um ein besonders kompaktes Hydraulikaggregat bereitzustellen, ist die Sensorvorrichtung vorzugsweise in das Steuergerät des Hydraulikaggregats integriert.

Besonders bevorzugt ist die Sensorvorrichtung ein Inertialsensor, insbesondere ein Drehratensensor und/oder ein Beschleunigungssensor.

Das erfindungsgemäße Hydraulikaggregat wird vorzugsweise in Fahrdynamiksystemen, insbesondere in elektronischen Stabilitätsprogrammen (ESP) und/oder in elektrohydraulischen Bremssystemen (EHB) verwendet. Weiter bevorzugt werden mindestens zwei Beschleunigungssensoren verwendet. Diese Beschleunigungssensoren sind zueinander um 90° verdreht angeordnet, sodass Beschleunigungen/Verzögerungen in einer XY-Ebene aufgenommen werden können. Dabei nimmt ein Sensor vorzugsweise die Querbeschleunigungen des Fahrzeugs auf. Dadurch besteht weiterhin die Möglichkeit, dass das Hydraulikaggregat in der von den beiden Beschleunigungssensoren aufgespannten Ebene in einem frei wählbaren Winkel anzuordnen. Die wirkliche Beschleunigung in X- bzw. Y-Richtung kann durch Vektorzerlegung mit dem bekannten Verdrehwinkel errechnet werden. Dadurch ergibt sich für die Fahrzeughersteller bezüglich des Einbaues des Hydraulikaggregats ein zusätzlicher Freiheitsgrad, da das Hydraulikaggregat in der XY-Ebene gedreht eingebaut werden kann und damit evtl. vorhandene Platzprobleme gelöst werden können.

Es sei weiterhin angemerkt, dass am erfindungsgemäßen Hydraulikaggregat eine Vielzahl von Befestigungspunkten vorgesehen werden kann, wobei je nach Fahrzeughersteller unterschiedliche Befestigungspunkte verwendet werden können. Dadurch kann die Variantenanzahl für das Gehäuse deutlich reduziert werden. Dabei muss jeweils nur die Randbedingung beachtet werden, dass vom Fahrzeughersteller wenigstens drei Befestigungspunkte verwendet werden, welche eine Ebene aufspannen, welche nahe des Schwerpunkts des gesamten Hydraulikaggregats liegt. Somit müssen nicht notwendigerweise alle am Hydraulikaggregat vorgesehenen Befestigungspunkte in der Ebene liegen, es genügt, wenn immer drei Befestigungspunkte eine Ebene aufspannen, welche nahe des Schwerpunkts des Hydraulikaggregats angeordnet ist bzw. welche den Schwerpunkt des Hydraulikaggregats mit umfasst.

Zeichnung
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der Zeichnung ist:
1 eine schematische Seitenansicht eines Hydraulikaggregats gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
2 eine schematische, perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten Hydraulikaggregats.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In den 1 und 2 ist ein Hydraulikaggregat gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Hydraulikaggregat eine eigentliche Hydraulikeinheit bestehend aus einem im Wesentlichen quaderförmigen Gehäuse 2 und einem in einem zylinderförmigen (topfförmigen) Gehäuse angeordneten Motor 3. Weiterhin umfasst das Hydraulikaggregat 1 ein Steuergerät 4 mit einem elektrischen Steckanschluss 6 (vgl. 2). Im Steuergerät 4 ist ein Drehratensensor 5 integriert.
Im Gehäuse 2 des Hydraulikaggregats ist die Pumpe sowie Ventile, Drosseln, Leitungsanschlüsse und weitere hydraulische Einrichtungen zur Bereitstellung der hydraulischen Funktionen angeordnet.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, ist das Hydraulikaggregat 1 über drei Befestigungspunkte 7, 8, 9 an einer Halterung 10 befestigt. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist die Halterung 10 im Wesentlichen aus U-förmig angeordneten Blechen gebildet. Die Halterung 10 ist selbst an einem anderen Bauteil eines Fahrzeugs befestigt, was aus Übersichtlichkeitsgründen in den Figuren nicht dargestellt ist. Zur Dämpfung von Körperschall, welcher durch den Betrieb des Motors 2 und durch Schaltvorgänge in der Hydraulik entstehen kann, sind zwischen dem Gehäuse 2 und der Halterung 10 Dämpfungselemente 11 zum Dämpfen und Absorbieren des Körperschalls angeordnet.
Wie insbesondere aus 1 ersichtlich ist, bilden die drei Befestigungspunkte 7, 8, 9 eine Ebene E. In dieser Ebene E ist der Gesamtschwerpunkt S des Hydraulikaggregats, umfassend das Gehäuse 2, den Motor 3 und das Steuergerät 4, angeordnet. Diese Anordnung des Schwerpunkts in der Ebene E der Befestigungspunkte 7, 8, 9 minimiert Torsionsbewegungen des Hydraulikaggregats 1, so dass es möglich ist, am Hydraulikaggregat 1 einen Drehratensensor 5 anzuordnen. Somit wird erfindungsgemäß eine signifikante Reduzierung von Störsignalen im Nutzband des Drehratensensors erreicht. Die Dämpfungselemente 11 werden hinsichtlich ihrer Steifigkeit und sonstigen physikalischen Parametern so ausgewählt, dass ein Optimum aus möglichst hoher Resonanzfrequenz und möglichst niedriger Resonanzüberhöhung einerseits und geringen Geräuschen andererseits erreicht wird. Die für die Aufhängung des Hydraulikaggregats 1 verwendete Halterung 10 muss ihrerseits selbst möglichst steif sein, um nicht selbst Resonanzerscheinungen im niedrigen Frequenzbereich, insbesondere bis 50 Hz, aufzuweisen. Zur Versteifung sind deshalb in den Ecken dreieckige Versteifungselemente 15 angeordnet.
Wie aus 2 ersichtlich ist, sind am Gehäuse 2 des Hydraulikaggregats 1 an einer Seitenfläche weitere Befestigungspunkte 12, 13, 14 vorgesehen. Auch an der nicht dargestellten, gegenüberliegenden Seite sind weitere Befestigungspunkte angeordnet. Dieses Vorsehen einer Vielzahl von Befestigungspunkten an allen Seitenflächen des Gehäuses 2 ermöglicht es, dass das Hydraulikaggregat 1 als Standardbauteil für unterschiedliche Fahrzeughersteller hergestellt werden kann, welche ihrerseits eine entsprechende Halterung entsprechend den in ihrem Motorraum oder Unterboden vorhandenen geometrischen Abmessungen konstruieren können. Alle Befestigungspunkte sind dabei derart angeordnet, dass bei Auswahl von drei Befestigungspunkten der Vielzahl von Befestigungspunkten immer eine Ebene aufgespannt wird, welche entweder den Schwerpunkt S enthält oder nahe am Schwerpunkt S aufgespannt ist. Dadurch kann insbesondere die Variantenzahl für das Hydraulikaggregat verringert werden und somit die Herstellungskosten signifikant gesenkt werden.
Es sei angemerkt, dass auch weitere Sensorvorrichtungen, wie beispielsweise ein Beschleunigungssensor zur Erfassung einer Beschleunigung bzw. einer Verzögerung, am Hydraulikaggregat bzw. in das Steuergerät 4 integriert werden können.
Das erfindungsgemäße Hydraulikaggregat 1 wird insbesondere bei elektronischen Stabilitätssystemen und bei elektrohydraulischen Bremssystemen verwendet. Durch die Anordnung des Drehratensensors 5 im Steuergerät 4 verringern sich somit auch die Montagekosten für derartige Systeme, da im Stand der Technik bisher die Sensoren stets separat am Fahrzeug montiert werden mussten. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Befestigungspunkte ist es somit erstmals möglich, Sensorvorrichtungen unmittelbar in das Hydraulikaggregat und insbesondere in das Steuergerät zu integrieren.

Claims

Hydraulikaggregat, umfassend eine hydraulische Einheit (2, 3), ein Steuergerät (4) und eine Sensorvorrichtung (5), wobei das Hydraulikaggregat wenigstens drei Befestigungspunkte (7, 8, 9) zur Befestigung an einer Halterung (10) aufweist und die Befestigungspunkte (7, 8, 9) eine Ebene (E) aufspannen, welche nahe einem Schwerpunkt (S) des Hydraulikaggregats angeordnet ist.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (E) maximal 10 mm vom Schwerpunkt (S) des Hydraulikaggregats entfernt aufgespannt ist.
Hydraulikaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt (S) des Hydraulikaggregats in der Ebene (E) liegt.
Hydraulikaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (2) der hydraulischen Einheit mehrere Seitenflächen aufweist und die Befestigungspunkte (7, 8, 9) an zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Gehäuses (2) angeordnet sind.
Hydraulikaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungspunkte (7, 8, 9) an zwei einander benachbarten Seitenflächen des Gehäuses (2) angeordnet sind.
Hydraulikaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seitenfläche des Gehäuses (2) jeweils genau ein Befestigungspunkt angeordnet ist.
Hydraulikaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikaggregat vier oder mehr Befestigungspunkte umfasst.
Hydraulikaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (5) in das Steuergerät (4) integriert ist.
Hydraulikaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (5) ein Inertialsensor, ein Drehratensensor und/oder wenigstens ein Beschleunigungssensor ist.
Verwendung eines Hydraulikaggregats nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Fahrdynamikregelungssystem und/oder einem elektrohydraulischen Bremssystem für Fahrzeuge.