DE102016221525B4

DE102016221525B4 - Hydrauliksystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016221525B4
Application number: DE102016221525.6A
Authority: DE
Inventors: Karl JÄGLE; Thomas Hoffmann; Markus Störmer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2036-11-04
Also published as: DE102016221525A1

Abstract

Hydrauliksystem (1) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Hydraulikpumpe (11) zur Erzeugung eines hydraulischen Drucks auf ein Hydraulikmedium, mit wenigstens einem Hydraulikspeicher (10) zur Speicherung des Hydraulikmediums und mit wenigstens einem mit dem Hydraulikspeicher (10) verbundenen Verbraucher (12,13,14,15,16,17, 18), dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem wenigstens einen Verbraucher (12,13,14,15,16,17, 18) ein Bremskraftverstärker (7) einer mit dem Hydraulikmedium betriebenen Fahrzeugbremse (5) in das Hydrauliksystem (1) integriert ist, wobei der Bremskraftverstärker (7) mit einem Hydroaggregat (9) und mit dem Hydraulikspeicher (10) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Hydraulikpumpe zur Erzeugung eines hydraulischen Drucks auf ein Hydraulikmedium nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es bekannt, hydraulische Bremsanlagen mit Unterdruck-Bremskraftverstärkern sowie einem Hydroaggregat für das Antiblockiersystem (ABS) und das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP) einzusetzen. Dabei erfolgt die Kraftübertragung vom Bremspedal zum Rad über die unter Druck gesetzte Bremsflüssigkeit. Die Verstärkungskraft wird entweder durch eine Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem Druck innerhalb des Saugrohrs oder durch eine separate Unterdruckpumpe erzeugt. Solche separaten Unterdruckpumpen, die zusätzliche Kosten und einen zusätzlichen Regelaufwand erfordern, sind beispielsweise dann erforderlich, wenn im Saugrohr ein zu geringer Unterdruck herrscht, was zum Beispiel im Falle von mittels Turboladern aufgeladenen Motoren häufig der Fall ist.
Ein weiteres Problem der bekannten, mit Unterdruck arbeitenden Bremskraftverstärker ist deren hoher Platzbedarf, der sich aufgrund der geringen Druckdifferenzen und der dadurch erforderlichen großen Membrandurchmesser ergibt. Des Weiteren sind für die ABS- und ESP-Funktionen zusätzliche Hydraulikpumpen und -speicher notwendig.
Die DE 10 2008 001 614 A1 beschreibt einen Antriebsstrang eines Mähdreschers oder Feldhäckslers, der ein stufenloses Getriebe mit einem hydrostatischen Leistungszweig und einem mechanischen Leistungszweig aufweist.
Ein hydrostatischer Einzelradantrieb für einen Mähdrescher oder Feldhäcksler ist in der DE 10 2010 042 801 A1 beschrieben.
Des Weiteren ist aus der EP 0 925 201 A1 ein hydrostatisch-mechanischer Radantrieb mit einem hydrostatischen Radialkolbenmotor bekannt.
Die DE 102 28 267 A1 beschreibt ein Bremssystem für Landwirtschaftsmaschinen mit zwei Bremskreisen, bei dem ein Bremskraftverstärker vorgesehen ist, der aus einer Arbeitshydraulikpumpe, einem nachfolgenden Prioritätsventil, einem invertierten Wechselventil und hydropneumatischen Speichern besteht.
Aus der DE 36 36 484 A1 ist ein elektrohydraulischer Antrieb des Lüfters eines Fahrzeugs bekannt. Hierbei führt eine von einer Mehrkreispumpe ausgehende Leitung zu einer hydraulischen Niveauregelung und/oder einer Bremskraftverstärkung.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hydrauliksystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das eine größere Integration von Funktionen des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Integration des Bremskraftverstärkers der Fahrzeugbremse in das Hydrauliksystem kann auf die bislang eingesetzten, mit Unterdruck arbeitenden Bremskraftverstärker verzichtet werden, was zu einer Verringerung der erforderlichen Bauteile und damit auch einer Verringerung des Gewichts und einer Reduzierung der Kosten führt. Durch die Nutzung des hohen Drucks der Hydraulik werden für die Auslegung der Bauteile nur vergleichsweise kleine wirksame Querschnitte benötigt, wodurch vorteilhafterweise der Platzbedarf der einzelnen Bauteile wesentlich verringert werden kann. Ein großer Vorteil ist in diesem Zusammenhang auch die höhere Energiedichte des Hydraulikmediums im Vergleich zu einem pneumatischen Medium. Zusammen ermöglicht dies eine erheblich verbesserte Raumausnutzung und eine Erhöhung der gesamten Effizienz des Kraftfahrzeugs.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist die Tatsache, dass aufgrund des großen Volumens des zentralen Hydrauliksystems bei einem Ausfall des Antriebsmotors und der Elektrik noch genügend Hydraulikmedium für mehrere Bremsvorgänge, insbesondere für eine weitaus größere Anzahl an Bremsvorgängen als bei einem mittels Unterdruck arbeitenden Bremskraftverstärkers, gespeichert ist.
Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem ermöglicht also die Integration zusätzlicher Funktionen bei einer geringeren Anzahl an Bauteilen. Des Weiteren ergeben sich bei der Nutzung eines Hydrauliksystems für den Bremskraftverstärker Wirkungsgradvorteile, da hydraulische Verbraucher beispielsweise bei einer Bergabfahrt auch bei voller Batterie durch die Achse versorgt werden können.
In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Verbraucher ein Hydroaggregat eines Antiblockiersystems ist. Auf diese Weise wird auch das Antiblockiersystem in das bestehende Hydrauliksystem eingebunden, so dass mögliche Regeleingriffe der Fahrzeugelektronik rein durch Betätigung von Ventilen im Hydroaggregat vorgenommen werden können, ohne dass eine separate Pumpe zur Erzeugung eines zusätzlichen Drucks erforderlich ist. Vielmehr kann der benötigte Druck direkt aus dem Hydrauliksystem entnommen werden.
Ähnliche Vorteile ergeben sich, wenn der wenigstens eine Verbraucher ein Hydroaggregat eines elektronischen Stabilitätsprogramms ist.
Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem ermöglicht eine weitere Integration verschiedenster Funktionen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise der Lenkung, des Fahrwerks, in diesem Fall insbesondere von hydraulischen Dämpfern und/oder hydraulischen Stabilisatoren, eines gegebenenfalls vorhandenen Verdecks und/oder eines Antriebs, gegebenenfalls eines zusätzlichen Antriebs.
Insbesondere im Falle der Integration mehrerer Funktionen des Kraftfahrzeugs in das erfindungsgemäße Hydrauliksystem können mehrere Hydraulikspeicher vorgesehen sein. Zum einen ermöglicht dies die Zuordnung eines bestimmten Hydraulikspeichers zu einem bestimmten Verbraucher und es ist auf diese Weise zum anderen zusätzlich eine Redundanz gegeben, die bei eventuellen Ausfällen von Teilen des Hydrauliksystems dennoch eine sichere Funktion desselben gewährleistet.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Es zeigt:

1 eine sehr schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems für ein Kraftfahrzeug.

1 zeigt auf sehr schematische Weise ein Hydrauliksystem 1 für ein in seiner Gesamtheit nicht dargestelltes Kraftfahrzeug. Von dem Kraftfahrzeug ist beispielhaft eine Vorderachse 2 mit jeweiligen Rädern 3 dargestellt. Des Weiteren zeigt 1 einen Verbrennungsmotor 4 und eine Fahrzeugbremse 5 des Kraftfahrzeugs. Von der Fahrzeugbremse 5 sind neben einem Bremspedal 6 auch ein Bremskraftverstärker 7 und jeweilige, den Rädern 3 zugeordnete Radbremseinheiten 8 mit Bremsscheiben und Bremssätteln dargestellt.
Der Bremskraftverstärker 7 ist dabei in das Hydrauliksystem 1 eingebunden. Im vorliegenden Fall ist der Bremskraftverstärker 7 sowohl mit einem Hydroaggregat 9 des Hydrauliksystems 1 als auch mit einem Druckspeicher bzw. Hydraulikspeicher 10 desselben verbunden. Selbstverständlich könnte der Hydraulikspeicher 10 auch über das Hydroaggregat 9 mit dem Bremskraftverstärker 7 verbunden sein, wobei dann die direkte Verbindung des Hydraulikspeichers 10 mit dem Bremskraftverstärker 7 entfallen könnte. Neben dem Hydroaggregat 9 und dem Hydraulikspeicher 10 weist das Hydrauliksystem 1 außerdem eine Hydraulikpumpe 11 auf, die im vorliegenden Fall mit dem Verbrennungsmotor 4 verbunden ist und die zur Erzeugung eines hydraulischen Drucks auf ein in dem Hydrauliksystem 1 vorhandenes Hydraulikmedium dient. In dem Hydraulikspeicher 10 wird das von der Hydraulikpumpe 11 unter Druck gesetzte Hydraulikmedium gespeichert. Gegebenenfalls können mehr als der eine Hydraulikspeicher 10 vorgesehen sein.
Die vom Fahrer des Kraftfahrzeugs gewünschte Verzögerung wird über das-Bremspedal 6 im Hydroaggregat der Fahrzeugbremse 5 über den im Hydrauliksystem 1 herrschenden Überdruck entsprechend den jeweiligen Anforderungen verstärkt und an die in den Radbremseinheiten 8 der Fahrzeugbremse 5 vorhandenen Radbremszylinder weitergegeben. Hierbei kann die Übertragung des Verzögerungswunschs hydraulisch, elektrisch oder auch mechanisch erfolgen.
Neben dem Bremskraftverstärker 7 sind noch weitere Verbraucher in das Hydrauliksystem 1 integriert. Diese weiteren Verbraucher sind in 1 nur sehr schematisch angedeutet. Im vorliegenden Fall handelt es sich dabei um ein Hydroaggregat 12 eines nicht dargestellten Antiblockiersystems, ein Hydroaggregat 13 eines ebenfalls nicht dargestellten elektronischen Stabilitätsprogramms, eine Lenkung 14 des Kraftfahrzeugs, einen hydraulischer Dämpfer 15 eines nicht dargestellten Fahrwerks des Kraftfahrzeugs, ein hydraulischer Stabilisator 16 des Fahrwerks, ein Verdeck 17 des Kraftfahrzeugs und/oder ein Antrieb 18, insbesondere ein Fahrantrieb, für das Kraftfahrzeug. Selbstverständlich ist diese Aufzählung nicht als abschließend anzusehen und es ist grundsätzlich möglich, weitere Verbraucher in das Hydrauliksystem 1 einzubinden.
Gegebenenfalls in dem Gesamtsystem des Kraftfahrzeugs vorhandene, überschüssige Energie könnte beispielsweise auch in dem Hydrauliksystem 1 gespeichert werden, beispielsweise indem der Hydraulikspeicher 10 mit dieser vorhandenen Energie zusätzlich unter Druck gesetzt wird.
Statt des Verbrennungsmotors 4 kann selbstverständlich auch ein anderer Antriebsmotor für das Kraftfahrzeug, wie zum Beispiel ein Elektromotor oder ein Brennstoffzellenmotor, vorgesehen sein. Des Weiteren kann das Hydrauliksystem 1 auch in einem Hybridfahrzeug eingesetzt werden, das beispielsweise den Verbrennungsmotor 4 und einen zusätzlichen Elektromotor oder auch den Verbrennungsmotor 4 und einen zusätzlichen Hydraulikmotor verwendet. Dabei ist es auch möglich, die Hydraulikpumpe 11 beispielsweise über eine der Achsen des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel über die Vorderachse 2, anzutreiben.

Claims

Hydrauliksystem (1) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Hydraulikpumpe (11) zur Erzeugung eines hydraulischen Drucks auf ein Hydraulikmedium, mit wenigstens einem Hydraulikspeicher (10) zur Speicherung des Hydraulikmediums und mit wenigstens einem mit dem Hydraulikspeicher (10) verbundenen Verbraucher (12,13,14,15,16,17, 18), dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem wenigstens einen Verbraucher (12,13,14,15,16,17, 18) ein Bremskraftverstärker (7) einer mit dem Hydraulikmedium betriebenen Fahrzeugbremse (5) in das Hydrauliksystem (1) integriert ist, wobei der Bremskraftverstärker (7) mit einem Hydroaggregat (9) und mit dem Hydraulikspeicher (10) verbunden ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbraucher ein Hydroaggregat (12) eines Antiblockiersystems ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbraucher ein Hydroaggregat (13) eines elektronischen Stabilitätsprogramms ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbraucher eine Lenkung (14) des Kraftfahrzeugs ist.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbraucher ein hydraulischer Dämpfer (15) eines Fahrwerks des Kraftfahrzeugs ist.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbraucher ein hydraulischer Stabilisator (16) eines Fahrwerks des Kraftfahrzeugs ist.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbraucher ein Verdeck (17) des Kraftfahrzeugs ist.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbraucher ein Antrieb (18) für das Kraftfahrzeug ist.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hydraulikspeicher (10) vorgesehen sind.