DE102020204491A1 - Brake module for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Bremsmodul (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Fluidkörper (12), der Öffnungen (12a) und Kanäle (12b) für ein Fluid umfasst, und ein Gehäuse (14), wobei das Gehäuse (14) an dem Fluidkörper (12) angeordnet ist, wobei der Fluidkörper (12) eine Membran (16) aufweist, die eine von einem Fluiddruck abhängige Verformung (V) erfährt, wobei das Gehäuse (14) einen Sensor (18) aufweist, welcher zur Erfassung einer Verformung (V) der Membran (16) ausgebildet ist und aus der Verformung (V) einen Fluiddruck ermittelt.Zudem ist ein Bremssystem mit einem solchen Bremsmodul (10) beschrieben.Brake module (10) for a motor vehicle, comprising a fluid body (12) which comprises openings (12a) and channels (12b) for a fluid, and a housing (14), the housing (14) being arranged on the fluid body (12) is, wherein the fluid body (12) has a membrane (16) which undergoes a deformation (V) dependent on a fluid pressure, the housing (14) having a sensor (18) which is used to detect a deformation (V) of the membrane (16) and a fluid pressure is determined from the deformation (V). In addition, a brake system with such a brake module (10) is described.
Description
Die Erfindung betrifft ein Bremsmodul für ein Kraftfahrzeug so wie ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a brake module for a motor vehicle and a brake system for a motor vehicle.
Die
Es ist daher Aufgabe ein Bremsmodul für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches einen einfach zu montierenden und austauschbaren Sensor aufweist.It is therefore an object to provide a brake module for a motor vehicle which has a sensor that is easy to assemble and replaceable.
Die vorstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Bremsmodul für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 1. In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausführungsvarianten des Bremsmoduls beschrieben.The above object is achieved by a brake module for a motor vehicle according to claim 1. Advantageous design variants of the brake module are described in the dependent claims.
Das Bremsmodul ist zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Insbesondere stellt das Bremsmodul einen hydraulischen Druck bereit, der zur Betätigung zumindest einer Bremse an dem Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Durch den bereitgestellten hydraulischen Druck wird die Bremse betätigt und ein Bremsvorgang durchgeführt. Günstigerweise bildet das Bremsmodul ein ABS-Modul oder ein integriertes Bremssystem aus. Ein solches Bremsmodul stellt vorzugsweise Bremsassistenzfunktionen und / oder autonome Bremsfunktionen bereit. Dies kann beispielsweise eine Anti-Blockier-Funktion, eine Anti-Schlupf-Regelung und / oder eine Bremsfunktionen für einen Autobahn-Assistenten sein.The brake module is intended for use in a motor vehicle. In particular, the brake module provides a hydraulic pressure that is provided for actuating at least one brake on the motor vehicle. The brake is actuated by the hydraulic pressure provided and a braking process is carried out. The brake module expediently forms an ABS module or an integrated brake system. Such a brake module preferably provides brake assistance functions and / or autonomous brake functions. This can be, for example, an anti-lock function, an anti-slip control and / or a braking function for a motorway assistant.
Das Bremsmodul umfasst einen Fluidkörper und ein Gehäuse. Der Fluidkörper umfasst Öffnungen und Kanäle für ein Fluid. Die Kanäle sind ausgebildet, dass diese von dem Fluid durchströmt werden können. An dem Fluidkörper sind günstigerweise mehrere Ventile ausgebildet, die einen Fluss von Fluid durch die Kanäle des Fluidkörpers steuern. Der Fluidkörper dient der Verteilung und der Versorgung der einen oder mehreren Bremsen eines Bremssystems mit Fluid. Der Fluidkörper ist günstigerweise als Hydraulikblock ausgebildet, beispielsweise aus einem Metall, insbesondere Aluminium.The brake module comprises a fluid body and a housing. The fluid body includes openings and channels for a fluid. The channels are designed so that the fluid can flow through them. A plurality of valves which control a flow of fluid through the channels of the fluid body are expediently formed on the fluid body. The fluid body serves to distribute and supply the one or more brakes of a brake system with fluid. The fluid body is advantageously designed as a hydraulic block, for example made of a metal, in particular aluminum.
Weiter ist das Gehäuse an dem Fluidkörper angeordnet. Bei dem Gehäuse handelt es sich mit Vorteil um ein Gehäuse eines Steuergeräts. Das Gehäuse des Steuergeräts bzw. das Steuergerät ist an dem Fluidköper, insbesondere an dem Hydraulikblock angeordnet. Das Steuergerät dient unter anderem der Steuerung der Ventile des Fluidkörpers.Furthermore, the housing is arranged on the fluid body. The housing is advantageously a housing of a control device. The housing of the control device or the control device is arranged on the fluid body, in particular on the hydraulic block. The control device is used, among other things, to control the valves of the fluid body.
Der Fluidkörper weist weiterhin eine Membran auf, die eine von einem Fluiddruck abhängige Verformung erfährt. Dies kann beispielsweise ein in einem Kanal oder an einer Öffnung des Fluidkörpers anliegender Druck des Fluids sein. Die Membran ist günstigerweise an einem Kanal und / oder einer Öffnung des Fluidkörpers ausgebildet. Das Fluid wirkt mit seinem hydraulischen Druck auf die Membran, so dass die Membran in Abhängigkeit des Drucks eine Verformung fährt. Diese Verformung ist mit besonderem Vorteil elastisch. Die Membran ist vorzugsweise einteilig den Fluidkörper ausgebildet, an dem Fluidkörper befestigt oder an einem Bauteil, insbesondere einem hydraulischen Bauteil ausgebildet, welches an dem Fluidblock angeordnet/befestigt ist. Ein Bauteil weist zumindest eine Verbindung von Membran mit dem Kanal oder der Öffnung auf, sodass das Fluid auf die Membran wirken kann. Ein Bauteil wird zudem als hydraulisches Bauteil bezeichnet, wenn dieses eine hydraulische Funktion an dem Bremsmodul bereitstellt. Dies kann beispielsweise ein Ventil sein, welches ein Bauteil und ein hydraulisches Bauteil ist.The fluid body furthermore has a membrane which experiences a deformation which is dependent on a fluid pressure. This can be, for example, a pressure of the fluid that is present in a channel or at an opening in the fluid body. The membrane is expediently formed on a channel and / or an opening in the fluid body. The fluid acts on the membrane with its hydraulic pressure, so that the membrane deforms depending on the pressure. This deformation is elastic with particular advantage. The membrane is preferably formed in one piece with the fluid body, attached to the fluid body or formed on a component, in particular a hydraulic component, which is arranged / attached to the fluid block. One component has at least one connection between the membrane and the channel or the opening, so that the fluid can act on the membrane. A component is also referred to as a hydraulic component if it provides a hydraulic function on the brake module. This can be a valve, for example, which is a component and a hydraulic component.
Das Gehäuse weist weiterhin einen Sensor auf, welcher zur Erfassung einer Verformung der Membran ausgebildet ist und aus der Verformung einen Fluiddruck ermittelt. Der Sensor ist beispielsweise als anwendungsspezifische integrierte Schaltung, auch ASIC genannt, ausgebildet sein. Die Membran ist somit in einer ersten Baugruppe angeordnet, wohingegen der Sensor in einer zweiten Baugruppe angeordnet ist. Die erste Baugruppe und die zweite Baugruppe werden zur Bereitstellung des Bremsmoduls aneinander angeordnet und günstigerweise aneinander befestigt. Erst mit der Montage der ersten Baugruppe an der zweiten Baugruppe wird aus dem Sensor und der Membran eine funktionsfähige Sensoreinheit.The housing also has a sensor which is designed to detect a deformation of the membrane and determines a fluid pressure from the deformation. The sensor is designed, for example, as an application-specific integrated circuit, also called an ASIC. The membrane is thus arranged in a first assembly, whereas the sensor is arranged in a second assembly. The first subassembly and the second subassembly are arranged on one another in order to provide the brake module and are advantageously fastened to one another. Only when the first assembly is installed on the second assembly does the sensor and the membrane become a functional sensor unit.
Durch ein derartiges Bremsmodul wird eine Sensoreinheit bereitgestellt, die zum Teil in einer ersten Baugruppe und zum Teil in einer zweiten Baugruppe ausgeführt ist und erst bei einer Montage der beiden Baugruppen aneinander in seiner Gesamtheit bereitgestellt ist. Dadurch lässt sich ein Bremsmodul bereitstellen, welches auf einfache Art und Weise ausgebildet ist und einfach zu montieren ist. Insbesondere ist die Befestigung der Membran an dem Fluidkörper konstruktiv und auch in der Handhabung bei der Montage einfacher auszuführen als die Befestigung und Montage einer vormontierten Sensoreinheit.Such a brake module provides a sensor unit which is implemented partly in a first assembly and partly in a second assembly and is only provided in its entirety when the two assemblies are assembled on one another. This makes it possible to provide a brake module which is designed in a simple manner and is easy to assemble. In particular, the attachment of the membrane to the The fluid body is easier to design and also to handle during assembly than the attachment and assembly of a preassembled sensor unit.
Im Weiteren werden vorteilhafte Ausführungsvarianten des Bremsmoduls beschrieben.Advantageous design variants of the brake module are described below.
Es wird vorgeschlagen, dass der Sensor eine Verformung der Membran kontaktfrei erfasst.It is proposed that the sensor detect deformation of the membrane without contact.
Die kontaktfreie Erfassung oder Messung erfolgt vorzugsweise induktiv, optisch, magnetisch, kapazitiv oder auch auf andere Art und Weise. Insbesondere wird die Verformung über induktive Abstandsmessung oder eine Wirbelstrommessung erfasst. Durch die kontaktfreie Erfassung besteht entfällt die Notwendigkeit, den Sensor an dem Fluidkörper anzuordnen und zu befestigen und zudem auch eine nachgeordnete elektronische Verschaltung. Vielmehr kann der Sensor bereits vollständig vormontiert an dem Gehäuse angeordnet und angeschlossen sein. Der Sensor ist somit günstigerweise vollständig innerhalb des Gehäuses ausgebildet. Insbesondere ist der Sensor an einer Platine angeordnet oder mit einer Platine verschaltet, die innerhalb des Gehäuses oder an dem Gehäuse ausgebildet ist. Dadurch kann das Gehäuse bei der Montage einfach aufgesetzt werden. Andererseits kann eine Membran an dem Fluidköper auf einfachere Art und Weise an dem Fluidkörper ausgebildet oder angeordnet und befestigt sein. Die beiden Baugruppen lassen sich dadurch unabhängig voneinander vollständig vormontieren und anschließend aneinander befestigt werden. Nach der Montage ist die Sensoreinheit vollständig und funktionsfähig bereitgestellt.The contact-free detection or measurement is preferably carried out inductively, optically, magnetically, capacitively or in some other way. In particular, the deformation is recorded via inductive distance measurement or an eddy current measurement. The contact-free detection eliminates the need to arrange and fasten the sensor on the fluid body and also a downstream electronic circuit. Rather, the sensor can be arranged and connected to the housing in a completely preassembled manner. The sensor is thus advantageously designed completely within the housing. In particular, the sensor is arranged on a circuit board or connected to a circuit board which is formed within the housing or on the housing. This allows the housing to be easily placed on during assembly. On the other hand, a membrane on the fluid body can be formed or arranged and fastened to the fluid body in a simpler manner. The two assemblies can be completely preassembled independently of one another and then attached to one another. After assembly, the sensor unit is complete and fully functional.
Günstigerweise ist das Gehäuse lösbar an dem Fluidkörper befestigt.The housing is advantageously fastened to the fluid body in a detachable manner.
Die Befestigung kann beispielsweise durch eine Verschraubung, durch Aufstecken, Aufpressen, durch Rastverbindung, durch Kleben, durch Verstemmen, oder auf andere Art und Weise erfolgen. Dabei ist es von besonderem Vorteil, dass das Gehäuse auch nachträglich wieder entfernt werden kann. Die Befestigung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine zerstörungsfreie Lösbarkeit bereitgestellt ist. Hierbei können insbesondere das Gehäuse, der Fluidkörper und gegebenenfalls vorhandene Befestigungsmittel zerstörungsfrei voneinander getrennt werden. Bei einem Ausfall des Bremsmoduls aufgrund eines Fehlers in der Elektronik, beispielsweise durch einen defekten Sensor oder andere defekte Komponente, kann das Gehäuse in seiner Gesamtheit abgenommen und ein neues Gehäuse aufgesetzt werden. Dadurch wird eine einfache und materialschonende Reparatur ermöglicht. Bei einer Sensoreinheit, die in der Gesamtheit mit dem Fluidkörper verbunden ist, wäre eine so einfache Austausch nicht möglich. Hierbei müsste das gesamte Bremsmodul ausgetauscht werden.Fastening can take place, for example, by screwing, by pushing on, pressing on, by snap-in connection, by gluing, by caulking, or in some other way. It is particularly advantageous that the housing can also be removed again at a later date. The fastening is preferably designed in such a way that non-destructive releasability is provided. In particular, the housing, the fluid body and any fastening means that may be present can be separated from one another in a non-destructive manner. If the brake module fails due to an error in the electronics, for example due to a defective sensor or other defective component, the housing can be removed in its entirety and a new housing can be put on. This enables a simple repair that is gentle on the material. Such a simple exchange would not be possible in the case of a sensor unit which is connected in its entirety to the fluid body. The entire brake module would have to be replaced here.
Es wird vorgeschlagen, dass die Position des Sensors und die Membran zueinander justiert sind, insbesondere zentriert sind.It is proposed that the position of the sensor and the membrane are adjusted to one another, in particular are centered.
Zur korrekten Erfassung der Verformung der Membran und dementsprechend auch der richtigen Ermittlung des Drucks kann es von Vorteil sein, wenn der Sensor und die Membran präzise zueinander ausgerichtet sind. Dies kann beispielsweise durch eine Zentrierung erfolgen. Dadurch wird eine optimale Messgenauigkeit bereitgestellt.For the correct detection of the deformation of the membrane and, accordingly, also the correct determination of the pressure, it can be advantageous if the sensor and the membrane are precisely aligned with one another. This can be done, for example, by centering. This provides an optimal measurement accuracy.
Mit besonderem Vorteil sind eine sensorseitige Zentrierstruktur und eine membranseitige Zentrierstruktur komplementär zueinander ausgebildet und wirken zur Justierung von Sensor und Membran zusammen.A centering structure on the sensor side and a centering structure on the membrane side are particularly advantageously designed to be complementary to one another and interact to adjust the sensor and membrane.
Die sensorseitige Zentrierstruktur ist günstigerweise gehäuseseitig ausgebildet. Die membranseitige Zentrierstruktur ist mit Vorteil fluidseitig ausgebildet. Die sensorseitige Zentrierstruktur ist günstigerweise durch das Gehäuse oder eine mit dem Gehäuse verbundenes Bauteil ausgebildet. Die membranseitige Zentrierstruktur kann beispielsweise durch den Fluidkörper oder ein mit dem Fluidkörper verbundenes Bauteil oder hydraulisches Bauteil ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine solche Zentrierstruktur durch einen Stift ausgebildet sein, der an dem zugehörigen Gegenstück als eine komplementäre Aussparung ausgebildet ist.The sensor-side centering structure is expediently formed on the housing side. The centering structure on the membrane side is advantageously formed on the fluid side. The sensor-side centering structure is advantageously formed by the housing or a component connected to the housing. The centering structure on the membrane side can be formed, for example, by the fluid body or a component or hydraulic component connected to the fluid body. For example, such a centering structure can be formed by a pin which is formed as a complementary recess on the associated counterpart.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Membran elektrisch leitfähig ist.It is further proposed that the membrane is electrically conductive.
Die Membran ist beispielsweise aus Metall, Gummi, Kautschuk oder Kunststoff ausgebildet. Mit besonderem Vorteil kann eine Membran, deren Hauptbestandteile aus nicht leitenden Materialen bestehen, leitfähige Bestandteile aufweisen. Hierbei kann es sich um Metallanteile oder Metallpartikel handelt, mit denen die Membran angereichert ist. Alternativ kann die Membran auch mit einem leitfähigen Material beschichtet sein.The membrane is made of metal, rubber, rubber or plastic, for example. A membrane whose main components consist of non-conductive materials can particularly advantageously have conductive components. This can be metal components or metal particles with which the membrane is enriched. Alternatively, the membrane can also be coated with a conductive material.
Mit Vorteil ist die Membran einteilig durch den Fluidblock ausgebildet oder in den Fluidblock eingesetzt.The membrane is advantageously formed in one piece by the fluid block or inserted into the fluid block.
Gemäß ersterer Variante ist vorzugsweise Material von dem Fluidblock entnommen, beispielsweise eine Kanal innerhalb des Fluidblock, wobei ein Steg oder Material verbleibt, welches einerseits eine hydraulische standfeste Abdichtung bereitstellt, andererseits jedoch elastisch unter dem anliegenden hydraulischen Druck verformbar ist, so dass der Sensor diese Verformung erfassen kann. Gemäß letzterer Variante kann die Membran beispielsweise an einem Bauteil oder einem hydraulischen Bauteil angeordnet oder durch ein Bauteil oder ein hydraulisches Bauteil ausgebildet sein, welches an dem Fluidköper angeordnet ist. Alternativ kann die Membran auch als Teil ausgeführt sein, welches an dem Fluidkörper befestigt ist. Die Befestigung kann hierbei auch auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Die Membran kann beispielsweise verschweißt, verstemmt, eingepresst oder auf andere Art befestigt sein. Mit besonderem Vorteil ist die Membran lediglich mit deren Zerstörung einhergehend von dem Fluidkörper entfernbar.According to the first variant, material is preferably removed from the fluid block, for example a channel within the fluid block, leaving a web or material which, on the one hand, provides a hydraulic, stable seal, but, on the other hand, is elastically deformable under the applied hydraulic pressure, so that the sensor does this deformation can capture. According to In the latter variant, the membrane can, for example, be arranged on a component or a hydraulic component or be formed by a component or a hydraulic component which is arranged on the fluid body. Alternatively, the membrane can also be designed as a part which is attached to the fluid body. The attachment can also be done in various ways. The membrane can, for example, be welded, caulked, pressed in or fastened in some other way. With particular advantage, the membrane can only be removed from the fluid body when it is destroyed.
Es wird vorgeschlagen, dass die Membran an einem Bauteil oder einem hydraulischen Bauteil ausgebildet ist, welches an dem Fluidkörper angeordnet ist.It is proposed that the membrane be formed on a component or a hydraulic component which is arranged on the fluid body.
Dies kann beispielsweise ein Ventil sein. Ein solches Ventil weist beispielsweise einen Ventildom auf, welcher auf entsprechende Art und Weise bei anstehendem Druck elastisch verformt wird. Diese elastische Verformung ist durch den Sensor erfassbar. Beispielsweise ist ein solches Steuerventil gemäß der
Mit besonderem Vorteil ist das Gehäuse durch ein Gehäuse des Steuergeräts des Bremsmoduls ausgebildet.The housing is particularly advantageously formed by a housing of the control device of the brake module.
Das Steuergerät umfasst günstigerweise eine Hauptplatine, Elektronikkomponenten sowie die Sensoren der Sensoreinheit. Nach einem Aufsetzen des Gehäuses des Steuergeräts auf den Fluidkörper sind der Sensor und die Membran zusammengeführt, so dass eine funktionsfähige Sensoreinheit bereitgestellt ist.The control device advantageously comprises a main board, electronic components and the sensors of the sensor unit. After the housing of the control device has been placed on the fluid body, the sensor and the membrane are brought together, so that a functional sensor unit is provided.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass der Fluidkörper durch einen Hydraulikblock insbesondere aus Aluminium, ausgebildet ist.It is further proposed that the fluid body is formed by a hydraulic block, in particular made of aluminum.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 10 gelöst.The object is also achieved by a braking system for a motor vehicle according to
Ein solches Bremssystem für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Bremsmodul nach einen der Patentansprüche 1 bis 9 oder ein Bremsmodul gemäß zumindest einer der vorhergehenden Ausführungen.Such a brake system for a motor vehicle comprises a brake module according to one of claims 1 to 9 or a brake module according to at least one of the preceding statements.
Das Bremsmodul und das Bremssystem werden im Weiteren beispielhaft und ausführlich anhand mehrerer Figuren erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Bremsmodul für ein Kraftfahrzeug in einem schematisch dargestellten Querschnitt; -
2a eine Ausführungsvariante für eine Membran an einem Fluidkörper; -
2b eine weitere Ausführungsvariante für eine Membran an einem Fluidkörper; -
3 eine weitere Ausführungsvariante mit einer Membran an einem Ventil.
-
1 a brake module for a motor vehicle in a schematically illustrated cross section; -
2a a variant embodiment for a membrane on a fluid body; -
2 B a further variant embodiment for a membrane on a fluid body; -
3 another variant with a membrane on a valve.
In der
Das Bremsmodul
Bei dem Fluidkörper
Bei dem Gehäuse
An dem Fluidkörper
An dem Gehäuse
Grundsätzlich, also unabhängig von diesem konkreten Ausführungsbeispielen stellen der Sensor
Durch einen derartigen Aufbau, insbesondere die getrennte Ausführung der Sensoreinheit
Die Membran
An dem Gehäuse
Eine weitere Ausführungsvariante für eine Membran ist beispielshaft in der
In der
Das Ventil
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- BremsmodulBrake module
- 1212th
- FluidkörperFluid body
- 12a12a
- Öffnungopening
- 12b12b
- Kanalchannel
- 12c12c
- ZentrierstrukturCentering structure
- 1414th
- Gehäusecasing
- 14a14a
- HauptplatineMotherboard
- 14b14b
- Aufnahmerecording
- 14c14c
- Leitungmanagement
- 14d14d
- ZentrierstrukturCentering structure
- 1616
- Membranmembrane
- 1818th
- Sensorsensor
- 2020th
- SensoreinheitSensor unit
- 2222nd
- Membranmembrane
- 2424
- VentilValve
- 24a24a
- SpuleKitchen sink
- 24b24b
- KontaktleiterContact manager
- 24c24c
- Ventildom / MembranValve dome / membrane
- 24d24d
- ZentrierstrukturCentering structure
- VV
- Verformungdeformation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102011085332 A1 [0002]DE 102011085332 A1 [0002]
- WO 9728998 A1 [0025]WO 9728998 A1 [0025]
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2020
- 2020-04-07 DE DE102020204491.0A patent/DE102020204491A1/en active Pending
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