DE102008049739B4 - Zentrale Druckversorgung für Nebenantriebe - Google Patents

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Abstract

Druckversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Kolben-Zylinder-Einheit (4) zum Aufbau eines hydraulischen Drucks in mindestens einer Hydraulikleitung (40), wobei der Kolben (3) der Kolben-Zylinder-Einheit (4) von einem Antrieb angetrieben ist, und die Druckversorgungseinrichtung zum Bremsdruckaufbau und Bremsdruckabbau in mindestens einer Radbremse dient, wobei mindestens einer Radbremse ein Radschaltventil (8, 8a) zugeordnet ist, das über eine Verbindungsleitung (40a) mit der Hydraulikleitung (40) verbunden ist, und der Bremsdruck durch Schließen des der Radbremse zugeordneten Radschaltventils (8, 8a) in der Radbremse aufrechterhaltbar und bei geöffnetem Radschaltventil (8, 8a) der Druck in der jeweiligen Radbremse mittels entsprechender Ansteuerung des Antriebs einstellbar oder einregelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckversorgungseinrichtung mit ihrer angetriebenen Kolben-Zylinder-Einheit (4) zusätzlich zu den Radbremsen mindestens eine hydraulisch wirkende und/oder angetriebene Einrichtung (E1, E2, E3, E4) des Kraftfahrzeugs versorgt, wobei während der Versorgung mittels mindestens eines Ventils die Verbindungsleitung (40a) zwischen der Kolben-Zylinder-Einheit (4) und den Radbremsen trennbar bzw. verschließbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Kolben-Zylinder-Einheit zum Aufbau eines hydraulischen Drucks in mindestens einer Hydraulikleitung, wobei der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit von einem Antrieb angetrieben ist.
  • Stand der Technik
  • Unter der Herausforderung von CO2-Reduzierung stehen viele Kfz-Aggregate und Kfz-Systeme unter dem Zwang Kosten und Gewicht zu reduzieren. Beim Gewicht ist neben dem Einbaugewicht die zusätzliche Energie- und CO2-Belastung für die Herstellung von Mehrgewicht gleich Material zu berücksichtigen. Viele Funktionen sind heute dezentral angeordnet. Hierzu zählen insbesondere das Anlassersteuermanagement, Kupplung, Niveauregulierung sowie die Scheibenwaschanlage mit getrennter elektrisch betriebener Pumpe. Diese Antriebe haben alle größere Leistungen und auch Gewicht.
  • Aus der DE 10 2007 015 809 A1 und der DE 103 38 046 A1 ist eine Druckversorgungseinrichtung für einen Bremskraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Die DE 195 38 974 A1 ist ein Bremskraftverstärker bekannt, bei dem gesondert von dem THZ eine Pumpe eingesetzt wird, um einerseits den Kolben des THZs und andererseits eine Kupplungsbetätigung anzutreiben. Der gewählte Systemaufbau ist aufwändig.
  • Ausgehend von der DE 103 38 046 A1 ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Druckversorgungseinrichtung anzugeben. Insbesondere sollen für im Kraftfahrzeug vorhandene Antriebe Gewicht und Platz eingespart werden.
  • Diese Lösung wird erfindungsgemäß mit einer Druckerzeugungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Druckerzeugungseinrichtung ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Druckerzeugungseinrichtung des Bremssystems für die Druckbereitstellung bzw. Druckeinregelung für zusätzliche Einrichtungen des Kraftfahrzeugs zu verwenden. Einrichtungen im Sinne der Erfindung können dabei u.a. die Kupplung, die Scheibenwischanlage, Niveauregulierung und Anlasser sein.
  • Damit während der Druckversorgung der Einrichtungen keine Druckänderung in den Radbremsen erfolgt, ist vorteilhaft mindestens ein Ventil zur hydraulischen Entkopplung vorgesehen. Im einfachsten Fall, können die in den Hydraulikleitungen der jeweiligen Radbremsen angeordneten Radschaltventils zur Entkopplung verwendet werden. Sofern die Radschaltventile geschlossen sind, kann sich der Druck in den Radbremsen nicht ändern und die Druckerzeugungseinrichtung mit ihrer von einem Antrieb angetriebenen Kolben-Zylinder-Einheit kann zur Druckbereitstellung in der bzw. den Einrichtungen verwendet werden.
  • Als Druckversorgungseinrichtung ist vorteilhaft der Bremskraftverstärker (BKV) mit seinem Tandemhubzylinder (THZ), welcher für die Druckmittelbereitstellung oszillierend gesteuert wird. Der Antrieb des Tandemhubzylinders ist vorteilhaft ein Elektromotor, mit hinreichend hoher Dynamik, so dass bei geöffneten Radschaltventilen der jeweilige Radbremsendruck aufgebaut bzw. abgebaut werden kann. Dabei kann der Druck in den Radbremsen einzeln nacheinander im Sinne eines Multiplexverfahrens oder gleichzeitig erfolgen. Entsprechende Schaltmittel, u.a. die bereits beschriebenen Radschaltventile, sind vorzusehen. Ein entsprechendes Bremssystem ist beispielhaft aus der DE 10 2007 015809 A1 vorbekannt.
  • Die Erfindung sieht vor, dass die mindestens eine zusätzliche Einrichtung, welche mittels der Druckversorgungseinrichtung des Bremskraftverstärkers mit Hydraulikmedium oder Hydraulikdruck versorgt wird, mittels einer Hydraulikversorgungsleitung mit dem Arbeitsraum der Kolben-Zylinder-Einheit oder einer die Kolben-Zylinder-Einheit mit den Radbremsen verbindenden Hydraulikleitung in Verbindung ist. Mittels eines Ventils kann diese Verbindung wahlweise geöffnet oder unterbrochen bzw. verschlossen werden. Das Ventil kann im einfachsten Fall ein 2/2-Wege-Schaltventil sein.
  • Grundsätzlich sind zwei mögliche Versorgungsarten möglich, die alternativ oder in Kombination verwendet werden können. So kann eine zusätzliche Druckspeichereinrichtung und/oder ein Druckübertrager vorgesehen werden. Die Druckspeichereinrichtung, kann vorteilhaft ein Druckspeicher sein, der mit der Verbindungsleitung, welche die Kolben-Zylinder-Einheit mit mindestens einer Einrichtung verbindet, verbunden sein. Durch das zuvor beschriebene und geöffnete Ventil kann der Druckspeicher aufgeladen werden. Sobald das Ventil geschlossen wird ist die Ladung des Druckspeichers vorübergehend beendet und die Kolben-Zylinder-Einheit kann wieder für das Bremssystem genutzt werden. Wird während des Aufladens ein Ansteuersignal für das Bremssystem generiert, so hat das Bremssystem bis zum Erreichen eines gewissen Bremsdruckniveaus Priorität. Nach Erreichen des Druckniveaus kann eine kurze Unterbrechung zur weiteren Aufladung des Druckspeichers genutzt werden.
  • Mittels eines, insbesondere in der Hydraulikleitung zu den Radbremsen oder im Druckspeicher angeordneten, Druckgebers, kann der Druck in einer der Hydraulikleitungen ermittelt werden, wobei insbesondere die Bewegung des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit zur statischen Druckmessung kurzzeitig unterbrochen wird. Sofern der Druckgeber im Druckspeicher angeordnet ist, misst dieser den Ist-Druck, so dass die Bewegung des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit zur Druckmessung wenn überhaupt nur kurzzeitig unterbrochen werden muss.
  • Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform ist zwischen dem Druckspeicher und jeder Einrichtung jeweils ein weiteres Druckaufbauventil vorzusehen, welches den Druck für die jeweilige Einrichtung gegebenenfalls durch Pulsweitenmodulation einregelt. Über Druckabbauventile können die jeweiligen Einrichtungen bzw. Antriebe zum Druckabbau mit einem Vorratsbehälter verbunden werden. Der Vorratsbehälter ist dabei vorteilhaft der Vorratsbehälter für das Bremssystem.
  • Beim Vorsehen eines Druckübertragers ist ebenfalls zwischen dem Druckübertrager und jeder Einrichtung ein Absperrventil vorzusehen, damit die einzelnen Einrichtungen einzeln gesteuert werden können. Sofern lediglich eine Einrichtung über den Druckübertrager mit Hydraulikmedium versorgt wird, kann auf das entsprechende Ventil verzichtet werden. Vorteilhaft kann am Ausgang des Druckübertragers ein Rückschlagventile angeordnet sein, welches verhindert, dass Hydraulikmedium von den Einrichtungen in den Übertrager zurückfließen kann. Der Druckübertrager hat vorteilhaft eine starke Rückstellfeder, damit er bei der Rückbewegung dem THZ-Kolben des BKV folgen kann und eine ebenso hohe Dynamik aufweist. Über ein weiteres Rückschlagventil kann eine Nachförderung von Hydraulikmedium in den ausgangsseitigen Arbeitsraum des Druckübertragers aus einem Reservoir heraus erfolgen, wenn die Kolben-Zylinder-Einheit entsprechend zurückgefahren wird. Der Druckübertrager wirkt dabei wie eine hydraulisch gesteuerte Pumpe. Das Fördervolumen ist dabei relativ klein zu wählen, damit bei Ausfall des Ventils 13 zur Entkopplung der Einrichtungen und des Bremskreises keine nennenswerte Beeinträchtigung auf den Bremskreis erfolgt. Mit dem vorbeschriebenen System wird Hydraulikvolumen über den Druckkolben des Bremskraftverstärkers bei geschlossenen Radbremsventilen dem Drucküberträger gefördert, der dann seinerseits die einzelnen Antriebe steuert. Ist die Steuerung über den Druckübertrager abgeschlossen, so wird das entsprechende Volumen durch eine Rückstellfeder des Drucküberträgers wieder in den Bremskreis zurück gefördert. Entsteht gleichzeitig das Ansteuersignal für die Druckübertragung mit dem Bremsbeginn, so hat die Bremse bis zum Erreichen eines gewissen Druckniveaus Priorität. Danach kann, falls erforderlich, eine kurze Unterbrechung der Bremsung zur Steuerung des jeweiligen Antriebs erfolgen.
  • Wie bereits zuvor erwähnt, können einige Einrichtungen mittels eines von der Kolben-Zylinder-Einheit aufgeladenen Druckspeichers mit Hydraulikdruck bzw. -medium versorgt werden. Alternativ kann der beschriebene Druckspeicher für mindestens eine Einrichtung vorgesehen werden. Je nach den gestellten Anforderungen können auch Einrichtungen über den Druckspeicher und andere Einrichtungen über den Druckübertrager versorgt werden. Bei dieser kombinierten Ausführungsform ist die Entkopplung beider Einrichtungen mittels entsprechender Schaltmittel/Ventile vorzusehen.
  • Die Antriebe der Einrichtungen sind so ausgewählt, dass eine Priorität der Bremsung kein Problem darstellt. Der bzw. die Speicher werden nur während der Bremspausen geladen.
  • Vorteilhaft kann in dem Antrieb einer Einrichtung eine Medientrennung zwischen Hydraulikmedium der Kolben-Zylinder-Einheit und dem Medium der Einrichtung erfolgen. Die Medientrennung kann dabei mittels eines Kolben-Zylinder-Systems mit zwei durch einen Kolben getrennten Arbeitsräumen erfolgen
  • Vorteilhaft sind zumindest einige oder alle Ventile und/oder der Druckspeicher bzw. der Druckübertrager in einem Modul oder Gehäuse, insbesondere zusammen mit den ABS- und/oder ESP-Ventilen des Fahrzeugbremssystems, angeordnet. Können auch die Radschaltventile und/oder der Druckgeber mit in dem Modul bzw. Gehäuse angeordnet sein.
  • Besonders bevorzugt sind Druckübertrager und Magnetventile in einem Block zusammen mit den ABS-Magnetventilen integriert und am THZ angeschraubt, so dass auch der Kabelsatz reduziert wird. Außerdem sind die Funktionen voll diagnosefähig. Ähnlich dem Trend der Integration der Steuergeräte zu so genannten Domänen ist hier ebenfalls eine elektro-hydraulische Integration der Steuerung von verschiedenen Antrieben möglich.
  • Wie bereits ausgeführt, kann eine Einrichtung der Antrieb für den Anlasser des Kraftfahrzeugs sein. Dieser ersetzt das schwere Einrückrelais des herkömmlichen Anlassers. Hierbei fördert zum Anlassen des Motors der Drucküberträger zu einem Kolben über ein Magnetventil das entsprechende Volumen. Dieser Kolben ist mit einem Bowdenzug mit dem Einrückhebel des Anlassers verbunden, der dann den Einrückvorgang und Einschaltung des Motors auslöst. Der Bowdenzug ist im Vergleich zur herkömmlichen Druckleitung zum sich bewegenden bzw. vibrierenden Verbrennungsmotor vorteilhaft. Der Vorteil gegenüber dem herkömmlichen Anlasserantrieb liegt in einer erheblichen Gewichtsreduzierung. Zudem kann vorteilhaft der zeitliche Verlauf der Ein- und Ausrückung durch entsprechenden PWM-Betrieb des Magnetventils verändert werden.
  • Ebenso kann ein hydraulischer Antrieb für die Kraftfahrzeugkupplung mit der erfindungsgemäßen Einrichtung realisiert werden. Hier ersetzt der Drucküberträger den Kupplungsgeber Zylinder mit Pedal, Pedalbock und Stellungsgeber. Das Druckmittel gelangt zum konventionellen Nehmerzylinder an der Kupplung, der in der Regel auf den Einrückhebel wirkt. Hierdurch wird eine sehr kostengünstige automatische Kupplungsbetätigung möglich, woraus sich zudem Vorteile für den Fahrer ergeben, da der Kupplungsvorgang, wie im aus dem Stand der Technik, z.B. beim Auto Smart®, bekannt, automatisch gesteuert wird. Hierzu ist ein Schalter am Schalthebel notwendig. Bei Start-Stop-Systemen und elektrischer Parkierbremse mit Anfahrhilfe kann bei dem erfindungsgemäßen Antrieb automatisch ein- und ausgekuppelt werden. Der Kfz-Hersteller muss zudem vorteilhaft keine zwei Varianten für Handschalt- und Automatikgetriebe vorsehen, wodurch zusätzlich Gewicht und Kosten eingespart werden. Auch hier hat beim gleichzeitigen Bremsen die Bremse zunächst Priorität. Soll im ABS-Betrieb zugleich ausgekuppelt werden, so erfolgt eine kurzzeitige einmalige Unterbrechung im Druckaufbau für die kurze Betätigungszeit der Kupplung von kleiner 30 ms, was keine Nachteile verursacht.
  • Die Einrichtung kann ebenfalls ein Antrieb für das Scheibenwaschsystem sein. Hier wird konventionell eine elektrisch getriebene Pumpe verwendet, die aus einem Vorratsbehälter das Waschmittel an die Spritzdüsen pumpt. Nach dem Erfindungsgedanken wird vom Druckübertrager über ein Magnetventil ein Förderkolben beaufschlagt, der dann das entsprechende Volumen einspritzt. Der Vorteil liegt im geringeren Gewicht und der Möglichkeit, höhere Drücke für die Scheibenreinigung einzusetzen.
  • Ebenso kann ein Antrieb einer Niveauregulierung angetrieben werden. Herkömmlich ist eine elektro-motorische Pumpe mit Steuerventilen erforderlich. Gemäß der Erfindung weist der Antrieb der Niveauregulierung einen Druckübertrager mit Stufenkolben auf, der als der oszillierende Kolbenpumpe eingesetzt wird. Diese ist mit dem Vorratsbehälter kombiniert, der auch eine spezielle Hydraulikflüssigkeit für die Niveauregulierung aufnimmt. Auch hier werden erheblich Kosten und Gewicht eingespart.
  • Nachfolgend werden zwei mögliche Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1: Erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckversorgungseinrichtung für vier Einrichtungen mittels eines Druckübertragers;
    • 2: Zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckversorgungseinrichtung für vier Einrichtungen mit einem Druckspeicher.
  • Die 1 zeigt links oben einen Ausschnitt des elektromotorischen Bremskraftverstärkers (BKV) 2, der in der DE 10 2007 0158 09 A1 offenbart ist und auf den hier vollumfänglich Bezug genommen wird. Der BKV weist einen THZ 4 sowie einen Vorratsbehälter 6 auf. Im Normalfall, ohne Fahrerassistenzfunktionen z. B. automatische Bremsung, wird der BKV 2 vom Bremspedal 1 mit Pedalweggeber 5 aktiviert. Die Ausgangsleitung 40 des THZ 4 mit Druckkolben 3 führt zum einen über die Regelventile 8 und 8a zu den nicht gezeichneten Bremsen und zusätzlich über eine Hydraulikversorgungsleitung L1 , in der ein 2/2-Wege-Ventil 13 angeordnet ist, eingangseitig zu dem Druckübertrager 41 mit Stufenkolben 9. Dieser ist notwendig, weil die versorgten Antriebe E1 bis E4 mit relativ kleinem Volumen und niedrigem Druckniveau, z. B. kleiner 30 bar arbeiten und der THZ Drücke von größer 200 bar erzeugt. Daher sind vom DK-Kolben 3 nur kleine Steuervolumen für den Fall zu fördern , dass z. B. der Kupplungskolben 21 im ,Extremfall' während der Bremsung angesteuert werden muss. Der Druckübertrager 41 ist ausgangseitig mit den Druckversorgungsleitungen 27 verbunden und fördert über diese hin zu den Einrichtungen E1 bis E4. Eine Förderung erfolgt dabei nur bei geschlossenen Regelventilen 8 und 8a, damit keine Rückwirkung auf die Radbremsen (nicht dargestellt) erfolgt.
  • In den Druckversorgungsleitungen 27 ist zwischen dem Druckübertrager 41 und den Einrichtungen E1 bis E4 ist jeweils ein gesteuertes 2/2-Wege-Ventil 17, 25, 28 und 33 angeordnet, damit die Einrichtungen E1 bis E4 einzeln angesteuert bzw. angetrieben werden können.
  • Zum Antrieb des Antriebs der Anlassersteuerung fördert der Druckübertrager über das geöffnete Ventil 17 in den Arbeitsraum und verstellt den Kolben 14, wodurch der Verbindungsbolzen 15 den Bowdenzug 18 und damit den Einrückhebel, zum Zahnrad bewegt. Im einfachsten Fall betätigt dieser Hebel auch den Hauptschalter zum Anlassermotor. Nachdem der Motor läuft, bewegt sich der DK-Kolben 3 zurück wobei gleichzeitig die Rückstellfeder 16 den Kolben 14 in seine gezeichnete Ausgangsstellung verstellt und der Kolben 14 das Volumen über das Rücklaufventil 43 zurück in den Druckübertrager 41. Damit bleibt der Bremskreis geschlossen. Die Fördervolumina sind klein, wodurch auch bei Ausfall der Rückförderung eine anschließend erforderliche Bremsung nicht gefährdet ist. Ein Nachfördern von Hydraulikmedium aus dem Vorratsbehälter 6 kann über das Rückschlagventil 12 durch entsprechende Verstellung des Kolbens des Druckübertragers mittels entsprechender Ansteuerung des Antriebs des THZ 4 erfolgen.
  • Bei der Lösung mit Druckspeicher 44 können alle Ventile 17 bis 45d durch PWM gesteuert werden, so dass das zeitliche Verhalten der Antriebe in weiten Grenzen variiert werden kann. Bei der Lösung mit Druckübertrager 41 wird das Verhalten der Antriebe der Einrichtungen E1 bis E4 durch das zeitliche Verhalten des THZ 4 des BKV vorgegeben. Hier reicht es aus, wenn lediglich die Ventile 17 und 35 im PWM-Betrieb betrieben werden. Die Bremsung hat bei allen Steuervorgängen zu den Antrieben erste Priorität. Sollte der seltene Fall auftreten, dass Bremse und Anlasser oder auch sonstige noch folgende Antriebe gleichzeitig betätigt werden, so hat die Bremse weiterhin erste Priorität, und der Anlassvorgang ist um die Zeitdauer des Bremsdruckaufbaus verzögert, was im Mittel ca. 50 ms ausmacht. 50 ms sind im Vergleich zum gesamten Anlassvorgang lediglich 10% der eigentlich benötigten Zeit aus. Ein um 50 ms später beginnender Anlassvorgang ist daher nicht entscheidend.
  • Der Druckgeber 7 überwacht die Steuerungsvorgänge. Z. B. signalisiert er das Ende des Bremsdruckaufbaus und erkennt das Ende der Rückförderung des Druckübertragers und steuert während dieses Vorgangs die Geschwindigkeit der DK-Kolbenrückstellung 3, damit kein Unterdruck im THZ 4 entsteht. Die nachfolgend beschriebenen Antriebe bzw. Einrichtungen werden ähnlich gesteuert.
  • Zur Ansteuerung der Kupplung E2, d. h. zum Öffnen der Kupplung wird der Kolben 21 über das Schaltventil 25 vom Druckübertrager 41 versorgt. Der Weg des Kolbens 21, des so genannten Nehmerzylinders, wird mittels des Sensors 23 gemessen. Nach erfolgtem Auskuppeln wird der Druckübertrager 41 wieder abgeschaltet, d. h. zurück bewegt. Hierbei ist das Rückschlagventil 11 geschlossen und das Saugventil 12 entsprechend dem Unterdruck bei der Rückbewegung offen. Die Kupplung E2 ist somit nach ihrem Öffnen unabhängig vom Druckübertrager 41. Gleiches gilt für das Bremssystem. Der Vorgang der Kupplungsbetätigung mit Rückstellung des Druckübertragers 41 dauert weniger als 50 ms, somit kann auch z. B. bei ABS-Betrieb zwischendurch in einer Phase der Druckkonstanthaltung kurzzeitig die Kupplung betätigt oder auch der Druckaufbau unterbrochen werden. Das Schließen der Kupplung erfolgt durch Öffnen des Ventils 24, welches das Volumen in die Rücklaufleitung 47 leitet. Auch hier kann der zeitliche Vorgang über PWM-Betrieb des Ventils 24 geregelt werden, was für den Komfort des Einkupplungsvorgangs sehr wichtig ist.
  • Bei einer konventionellen Kupplung ist ein relativ großer Elektromotor mit Getriebe notwendig, da die Ein- und Auskupplungsvorgänge mit schneller Regelung ablaufen. Dies ist der Hauptgrund warum die Verbreitung am Markt nicht groß ist. Die Steuervorgänge der automatischen Kupplung sind bekannt und werden nicht getrennt beschrieben.
  • Die dritte Einrichtung E3 ist die Scheibenwaschanlage. Hier wird bei geöffnetem Ventil 28 das Volumen das Kolben-Zylinder-System 26a geleitet, wodurch der Förderkolben 26 die Waschflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 29 zu den Spritzdüsen befördert. Nach Ende der Waschung fährt der Druckübertrager 41 zurück, da der Förderkolben über die Rückstellfeder identisch zum ersten Antrieb E1 das Volumen zum Druckübertrager 41 bei geöffneter Rücklaufleitung schickt.
  • Die vierte Einrichtung E4 ist die Niveauregulierung, die herkömmlich eine aufwändige Pumpe mit E-Motor und Ansteuerung erfordert. Auch hier gelangt vom Druckübertrager 41 über das Ventil 33 Druckmittel zum Stufenkolben 32, welcher aus dem Vorratsbehälter 30 das Volumen über das Rückschlagventil 36 zu den hydraulischen Federbeinen befördert. Da diese ein großes Volumen aufnehmen, sind mehrere Kolbenhübe des Stufenkolbens 32 notwendig. Hierzu ist der DK-Kolben 3 für eine oszillierende Bewegung solange anzutreiben, welche sich über den Übertrager 41 auf den Stufenkolben 32 überträgt, bis das erforderliche Niveau erreicht ist. Das Reduzieren des Niveaus erfolgt über das 2/2-Auslassventil 35.
  • Die elektrischen Anschlüsse der Aktuatoren und Sensoren sind mit Pfeil gekennzeichnet und sind mit einem nicht gezeichneten Steuergerät verbunden, welches vorzugsweise das des Bremssystems mit BKV und ABS / ESP ist und für die einfachen Steuerungsvorgänge erweitert wird. Damit wird auch der Kabelsatz erheblich vereinfacht und die Anzahl der Steuergeräte und elektrischen Aktuatoren wird reduziert, da Kupplungssteuerung und Niveauregulierung bisher getrennte Steuergeräte besitzen.
  • Alle Funktionen sind durch die verschiedenen Sensoren diagnostizierbar.
  • Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckversorgungseinrichtung für vier Einrichtungen mit einem Druckspeicher 44. Es hat sich gezeigt, dass es für die Einrichtungen E1 bis E4 ausreichend ist, einene kleinen Niederdruckspeichers 44 von bis zu 20 cm3 vorzusehen. Damit wird der Speicher kostengünstig, wenn er außerdem für Mitteldruck bis 60 bar entsprechend der Kupplung ausgelegt wird. Dieser wird gefüllt durch entsprechende Ansteuerung des BKV 2 mit THZ 4 wie sie bereits in 1 ausführlich beschrieben worden sind. Das vom THZ 4 geförderte Volumen gelangt über das 2/2-Wege-Schaltventil 13 zum Speicher 44, dessen Druckniveau über den Druckgeber 7 überwacht wird. Die in 1 beschriebenen Einrichtungen E1 bis E4 werden von diesem Speicher 44 versorgt. Der Speicher 44 wird hierbei durch Schließen des Ventils 13 bei der Bremsung nicht versorgt, damit die Bremsung unbeeinflusst bleibt. Alle Verbraucher E1 bis E4 benötigen ein Druckaufbau- und ein Druckabbauventil.
  • Der Antrieb 14, 15, 16, 17 der Einrichtung E1 wird somit mittels des Druckaufbauventils 17 und des Druckabbauventils 45a gesteuert. Der Antrieb 21 der Kupplung E2 wird mittels des Druckaufbauventils 25 und des Druckabbauventils 45b gesteuert. Der Antrieb 26 der Sprühanlage E3 wird mittels des Druckaufbauventils 28 und des Druckabbauventils 45c gesteuert. Der Antrieb 32 der Niveauregulierung E4 wird mittels des Druckaufbauventils 33 und des Druckabbauventils 45d gesteuert.
  • Alle Schaltventile können dem Aufbau wie beim Antiblockiersystem ABS entsprechen und sind sehr kostengünstig.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Bremspedal
    2
    BKV
    3
    DK-Kolben
    4
    Kolben-Zylinder-Einheit - THZ
    5
    Pedalweggeber
    6
    Vorratsbehälter
    7
    Druckgeber
    8
    Radschaltventil auch Regelventil ABS / ESP
    8a
    Radschaltventil auch Regelventil ABS / ESP
    9
    Stufenkolben
    10
    Umschaltventil
    10a
    Druckleitung
    11
    Rückschlagventil
    12
    Saugventil
    13
    2/2 Magnetventil
    14
    Kolben
    15
    Verbindungsbolzen
    16
    Rückstellfeder
    17
    2/2 Magnetventil als Druckaufbauventil
    18
    Bowdenzug
    19
    Einrückhebel
    20
    Starter
    21
    Kolben für Kupplungsnehmerzylinder
    22
    Kupplung
    23
    Positionsgeber
    24
    2/2 Auslass-MV als Druckabbauventil
    25
    2/2 Einlass-MV als Druckaufbauventil
    26
    Förderkolben für Scheibenwaschung
    27
    Druckversorgungsleitung
    28
    2/2 Magnetventil
    29
    Vorratsbehälter mit Niveaugeber
    30
    Spritzdüsen für Scheibenwaschung
    31
    Rückstellfeder
    32
    Stufenkolben
    33
    2/2 Magnetventil als Druckaufbauventil
    34
    Vorratsbehälter für Niveauregulierung
    35
    2/2-Wege-Auslass-Ventil
    36
    Rückschlagventil
    37
    hydraulisches Federbein
    38
    Verbindungsleitung zu Verbraucher X
    39
    Rücklaufleitung
    40
    Ausgangsleitung
    40a
    Verbindungsleitung
    41
    Druckübertrager
    42
    elektrische Verbindungsleitungen zum Steuergerät (Strich mit Pfeil)
    43
    Rücklaufventil
    44
    Druckspeicher
    45a-45d
    Druckabbauventil
    47
    Rücklaufleitung zum Reservoir
    L1,L2
    Hydraulikversorgungsleitung

Claims (31)

  1. Druckversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Kolben-Zylinder-Einheit (4) zum Aufbau eines hydraulischen Drucks in mindestens einer Hydraulikleitung (40), wobei der Kolben (3) der Kolben-Zylinder-Einheit (4) von einem Antrieb angetrieben ist, und die Druckversorgungseinrichtung zum Bremsdruckaufbau und Bremsdruckabbau in mindestens einer Radbremse dient, wobei mindestens einer Radbremse ein Radschaltventil (8, 8a) zugeordnet ist, das über eine Verbindungsleitung (40a) mit der Hydraulikleitung (40) verbunden ist, und der Bremsdruck durch Schließen des der Radbremse zugeordneten Radschaltventils (8, 8a) in der Radbremse aufrechterhaltbar und bei geöffnetem Radschaltventil (8, 8a) der Druck in der jeweiligen Radbremse mittels entsprechender Ansteuerung des Antriebs einstellbar oder einregelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckversorgungseinrichtung mit ihrer angetriebenen Kolben-Zylinder-Einheit (4) zusätzlich zu den Radbremsen mindestens eine hydraulisch wirkende und/oder angetriebene Einrichtung (E1, E2, E3, E4) des Kraftfahrzeugs versorgt, wobei während der Versorgung mittels mindestens eines Ventils die Verbindungsleitung (40a) zwischen der Kolben-Zylinder-Einheit (4) und den Radbremsen trennbar bzw. verschließbar ist.
  2. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit (4) mehrere hydraulisch wirkende und/oder angetriebene Einrichtungen (E1, E2, E3, E4) des Kraftfahrzeugs gleichzeitig, einzeln oder in Gruppen antreibt und/oder mit unter Druck stehendem Hydraulikmedium versorgt und/oder den Hydraulikdruck in den Einrichtungen (E1, E2, E3, E4) auf- oder abbaut.
  3. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Trennung der Verbindungleitung (40a) zu den Radbremsen mittels der Radschaltventile (8, 8a) erfolgt.
  4. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung der Verbindungsleitung (40a) zu den Radbremsen mittels eines gesteuerten 3/2-Wege-Ventils zur wahlweisen Verbindung der Kolben-Zylinder-Einheit (4) mit den Radbremsen oder der mindestens einen Versorgungshydraulikleitung erfolgt.
  5. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit (4) mit ihrem Antrieb Teil einer Bremsanlage des Kraftfahrzeugs ist.
  6. Druckversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein Elektromotor, nämlich ein hochdynamischer Elektromotor, ist.
  7. Druckversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (E1) der Antrieb für den Anlasser des Fahrzeugs ist.
  8. Druckversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (E2) der Antrieb für die Kupplung des Fahrzeugs, nämlich für eine automatisch gesteuerte Kupplungsbetätigung, ist.
  9. Druckversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (E3) die Druckerzeugungseinrichtung für die Reinigungsflüssigkeit der Scheibenwischanlage oder die Druckerzeugungseinrichtung für das Hydraulikmedium der Fahrzeug-Niveauregulierung ist.
  10. Druckversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer die Kolben-Zylinder-Einheit (4) mit mindestens einer Einrichtung (E1, E2, E3, E4) verbindenden Versorgungshydraulikleitung mindestens ein Ventil (13) zum wahlweisen Verschließen oder Öffnen der Versorgungshydraulikleitung angeordnet ist.
  11. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungshydraulikleitung (L1) mit dem Arbeitsraum der Kolben-Zylinder-Einheit (4) oder über die Hydraulikleitung (40), die die Kolben-Zylinder-Einheit (4) mit den Radbremsen verbindet, verbunden oder mittels eines Ventils verbindbar ist.
  12. Druckversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Speichereinrichtung (44), nämlich ein Druckspeicher, für Hydraulikmedium für mindestens eine Einrichtung (E1, E2, E3, E4) vorhanden ist, und die Speichereinrichtung (44) mit einer Versorgungshydraulikleitung (L1) in Verbindung ist oder mit dieser mittels eines Ventils (13) in Verbindung bringbar ist
  13. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Ventils (13) die Verbindung zwischen Speichereinrichtung (44) und Kolben-Zylinder-Einheit (4) trennbar ist, wobei das Ventil (13) zur Ladung der Speichereinrichtung (44) geöffnet ist.
  14. Druckversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer/der Hydraulikversorgungsleitung (L1) ein Druckübertrager (41) angeordnet ist, wobei der Druckübertrager (41) mit seinem Eingang über eine Hydraulikleitung (L1) mit der Kolben-Zylinder-Einheit (4) in Verbindung ist.
  15. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (13) in der die Kolben-Zylinder-Einheit (4) mit dem Eingang des Druckübertragers (41) verbindenden Hydraulikleitung (L1) angeordnet ist.
  16. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der den Ausgang des Druckübertragers (41) mit einer Einrichtung (E1, E2, E3, E4) verbindenden Verbindungshydraulikleitung ein Ventil (17, 25, 28, 33) zum wahlweisen Verschließen und Öffnen der Verbindungshydraulikleitung angeordnet ist.
  17. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der die Speichereinrichtung (44) mit einer Einrichtung (E1, E2, E3, E4) verbindenden Verbindungshydraulikleitung ein Ventil (17, 25, 28, 33) zum wahlweisen Verschließen und Öffnen der Verbindungshydraulikleitung angeordnet ist.
  18. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Hydraulikleitung (L1) den Arbeitsraum der Kolben-Zylinder-Einheit (4) mit einem Eingang eines ersten gesteuerten Ventil (13), nämlich einem 2/2-Wege-Ventil, verbindet, und dass der Ausgang des Ventils (13) über mindestens eine zweite Hydraulikleitung (L2) mit dem Eingang eines einer Einrichtung (E1, E2, E3, E4) vorgeschalteten gesteuerten Ventils (17, 24, 25, 27, 33) in Verbindung ist, wobei entweder ein Druckspeicher (44) mit der zweiten Hydraulikleitung (L2) in Verbindung ist oder ein Druckübertrager (41) in der zweiten Hydraulikleitung (L2) angeordnet ist.
  19. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (E1, E2, E3, E4) weitere Kolben-Zylinder-Einheiten (14; 21, 26, 32) aufweisen, deren jeweiliger Arbeitsraum über eine Hydraulikleitung mit dem Ausgang des vorgeschalteten gesteuerten Ventils (17, 25, 28, 33) in Verbindung ist.
  20. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum einer Einrichtung (E1, E2, E3, E4) mit dem Eingang eines gesteuerten Druckabbauventils (45a, 45b, 45c, 45d) in Verbindung ist, dessen Ausgang über eine Hydraulikleitung mit einem Vorratsbehälter (6) für das Hydraulikmedium in Verbindung ist.
  21. Druckversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit (4) im Druckspeicher (44) bei geöffnetem Ventil (13) einen Druck aufbaut, und nach erfolgtem Druckaufbau das Ventil (13) geschlossen ist, wobei die Druckeinregelung in den Einrichtungen mittels jeweiligen Druckaufbauventilen (17, 25, 28, 33) und jeweiligen Druckabbauventilen (24, 45, 45a, 45b) wahlweise gleichzeitig, nacheinander, im Sinne eines Multiplexbetriebs, oder zu beliebigen Zeiten erfolgt.
  22. Druckversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Kolben-Zylinder-Einheit (4) und deren Antrieb Hydraulikmedium in die Einrichtungen (E1, E2, E3, E4) oder Druck im Hydraulikmedium für die Einrichtungen (E1, E2, E3, E4) nur dann gefördert bzw. auf oder abgebaut wird, sofern die Bremsanlage die Kolben-Zylinder-Einheit (4) nicht benötigt.
  23. Druckversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einsatz eines Druckübertragers (41) zwei entgegengesetzt wirkende Rückschlagventile (11, 12) mit einem Arbeitsraum () des Druckübertragers (41) in Verbindung sind, wobei über das eine Rückschlagventil (11) Hydraulikmedium mittels des Druckübertragers (41) in die Einrichtungen förderbar ist und mittels des anderen Rückschlagventil (12) Hydraulikmedium mittels des Druckübertragers (41) aus mindestens einer Einrichtung (E1, E2, E3, E4) heraus förderbar ist.
  24. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckübertrager (41) eingangseitig mit der Kolben-Zylinder-Einheit (4) und ausgangsseitig mit den Einrichtungen und einem Vorratsbehälter über zwischengeschaltete gesteuerte Ventile in Verbindung bringbar ist, so dass wahlweise ein Nachfördern von Hydraulikmedium aus dem Vorratsbehälter in die Ausgangsseite des Druckübertragers mittels entsprechender Ansteuerung der Kolben-Zylinder-Einheit(4) möglich ist.
  25. Druckversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Antrieb der Einrichtung (E3, E4) eine Medientrennung zwischen Hydraulikmedium der Kolben-Zylinder-Einheit (4) und dem Medium der Einrichtung (E3, E4) erfolgt.
  26. Druckversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige oder alle Ventile (17, 25, 28, 33, 45a-d, 11, 12, 13) und/oder der Druckspeicher (44) bzw. der Druckübertrager (41) in einem Modul oder Gehäuse zusammen mit den ABS- und/oder ESP-Ventilen des Fahrzeugbremssystems angeordnet sind.
  27. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Radschaltventile (8, 8a) und/oder ein Druckgeber (7) mit in dem Modul bzw. Gehäuse angeordnet sind.
  28. Druckversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckaufbau im Druckspeicher (44) während der Zeiten mittels der Kolben-Zylinder-Einheit (4) erfolgt, wo kein Bremsdruckaufbau und/oder Bremsdruckabbau mittels der Kolben-Zylinder-Einheit (4) erfolgt.
  29. Druckversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein/der im Bremssystem verwendete Druckgeber (7) für die Ermittlung des Druckes in den Hydraulikleitungen (L1, L2) und/oder dem Speicher (44) dient.
  30. Druckversorgungseinrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass während der Druckermittlung der Kolben (3) der Kolben-Zylinder-Einheit (4) nicht bewegt wird.
  31. Druckversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines im Druckspeicher (44) angeordneten Druckgebers (7) der Druck in einer der Hydraulikleitungen (L1, L2) ermittelbar ist, wobei die Bewegung des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit (4) zur statischen Druckmessung kurzzeitig unterbrochen wird.
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