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1. (WO2019002475) DEVICE FOR A HYDRAULIC ACTUATING SYSTEM
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Patentansprüche

1. Vorrichtung für ein hydraulisches Betätigungssystem, insbesondere einer Kraftfahrzeugbremse für Hybrid- oder E-Fahrzeuge oder für eine Kupplung und/oder mindestens einen Gangsteller, wobei bei der Vorrichtung die folgenden Komponenten zu einem Hauptmodul (MO) zusammenge- fasst sind, insbesondere in einem Gehäuse angeordnet sind :

- mindestens eine von einem elektromotorischen Antrieb (M) angetriebene Druckversorgungseinrichtung (11) in Form einer Kolben- oder einer Doppelhubkolbenpumpe zur Druckänderung in mindestens einem hydraulischen Kreis, wobei der Antrieb (M) über ein Übersetzungsgetriebe, insbesondere ein Trapez- oder Kugelumlaufgetriebe, den Kolben der Kolben- bzw. Doppelhubkolbenpumpe verstellt, sowie

- eine Ventilanordnung (HCU) mit mindestens einem Magnetventil, das bzw. die zum individuellen Einstellen von Hydraulikdrücken in den hydraulischen Kreisen und/oder zum Trennen bzw. Verbinden der hydraulischen Kreise mit bzw. von der Druckversorgungseinrichtung (11) und/oder der Kolben-Zylinder-Einheit (10) dient.

- hydraulische Anschlüsse (AI_i-4) für mindestens zwei hydraulische Verbraucher des hydraulischen Betätigungssystems, insbesondere Radbremsen (RB) einer Achse eines Fahrzeugs,

- eine ECU (S-ECU), insbesondere mit Motorsteuerelektronik für einen BLDC-Motor, Ventilendstufen und Sensoren, zur Ansteuerung des mindestens einen Magnetventils und des elektromotorischen Antriebs (M), um im hydraulischen Betätigungssystems einen Druck einzuregeln,

wobei das Hauptmodul (MO) entweder in elektrischer Verbindung oder in elektrischer und hydraulischer Verbindung mit mindestens einer weiteren Systemkomponente bzw. Betätigungseinheit (BE), insbesondere einem elektrisch oder hydraulisch arbeitenden Wegsimulator mit Betätigungspedal und/oder einem Zentralrechner (M-ECU), ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kolben- Zylinder-Einheit Bestandteil einer weiteren Systemkomponente ist und in einem weiteren gesonderten Modul (MOl), insbesondere einem Betätigungsmodul (BE), angeordnet ist, welches insbesondere räumlich vom Hauptmodul (MO) getrennt angeordnet ist, und dass mindestens ein Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit mittels einer Betätigungseinrichtung, insbesondere einem Bremspedal, verstellbar ist, wobei die Kolben- Zylinder-Einheit über mindestens eine, insbesondere starre oder flexible, Hydraulikleitung (HL) mit dem Hauptmodul (MO), insbesondere einer Ausgansleitung (AL), einem hydraulischen Kreis und/oder der Ventilanordnung, in Verbindung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (BE) einen einkreisigen Hauptzylinder (HZ) oder einen zwei- kreisigen Tandemhauptzylinder (THZ) aufweist, und mindestsens ein Trennventil (TV1, TV2) aufweist, um die hydraulische Verbindung zwischen einer Arbeitskammer des Hauptzylinders bzw. beiden Arbeitskammern des zweikreisigen THZ der Betätigungseinrichtung (BE) mit einem oder zwei Bremskreisen (BK1, BK2) wahlweise herzustellen oder zu verschließen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikleitung (HL) mittels eines stromlos-offenen Ventils im Normalbetrieb abgesperrt ist und/oder im Notfall (Rückfallebene) über die Hydraulikleitung (HL) mittels der Betätigungseinrichtung ein Druck in einen hydraulischen Kreis (BKi) oder zur Verstellung einer Radbremse (RB), einer Kupplung oder eines Gangstellers, übertragbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich noch eine elektrische Verbindung zwischen einer übergeordneten Steuereinrichtung (M-ECU) und/oder mindestens einem Traktionsmotor (TM) einerseits und dem Hauptmodul (MO) und/oder dem weiteren Modul (MOl) andererseits besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an einem weiteren Modul (M02) ein elektronisches Pedal o- der Hebel angeordnet ist, auf das mittels eines elektrischen Antriebes o- der Aktuators eine Kraft ausübbar ist und das die auf das elektronische Pedal ausgeübte Kraft ermittelt wird und Steuerungssignale über eine Übertragungsstrecke, insbesondere in Form einer elektrischen Verbindungsleitung oder einer Funkübertragung, insbesondere zwischen dem Hauptmodul und dem weiteren Modul (M02), übertragbar sind .

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptmodul (MO) zwei hydraulische Ausgangsleitungen (ALI, AL2) aufweist, über die die Druckregelung in zwei getrennten Radbremsen oder zwei Hydraulikkreisen, insbesondere eines Zweirades, erfolgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregelung für die Bremskraftverstärkung über die Ausgangsleitungen (ALI, AL2) erfolgt und/oder bei einer Blending-Regelung bei Rekuperation über mindestens einen im Generatorbetrieb betriebenen Elektromotor unterstützend eine Bremswirkung über die Ausgangsleitungen (ALI, AL2) erfolgt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rekuperation und die Blending-Regelung durch die ECU des Hauptmoduls erfolgt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mehr als ein Hauptmodul (MO) aufweist, insbesondere zur Erhöhung der Dynamik oder Redundanz zwei Hauptmodule (MO, MO ' ) vorgesehen sind, wobei jedes Hauptmodul (MO, MO ' ) jeweils eine Druckversorgungseinheit, Magnetventile und eine ECU aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes

Hauptmodul (MO, MO ' ) für die Druckregelung in einem Hydraulikkreis oder zwei Hydraulikkreisen bzw. Bremskreis(en) dient, wobei in jedem Hydraulikkreis jeweils mindestens ein, bevorzugt zwei, Verbraucher, insbesondere Radbremsen, angeordnet sind .

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptmodule (MO, MO ' ) zur Druckregelung für die Bremskraftverstärkung, Blending, ABS/ESP und Fahrerassistenzfunktionen dienen.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Hauptmodul im Multiplexbetrieb bei zwei oder mehr verbrauchern eine Druckregelung gleichzeitig und/oder zweitversetzt vornimmt.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Schaltventilen eines Hauptmoduls (MO) noch mindestens ein Auslassventil, insbesondere im Hauptmodul, vorgesehen ist, über das ein Druckabbau in mindestens einem Verbraucher, insbesondere einer Radbremse, Kupplung oder Gangsteller erfolgen kann.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Vorrichtung durch eine übergeordnete Steuerungseinrichtung (M-ECU) erfolgt und das mindestens eine Hauptmodul (MO) lediglich Druckstellfunktionen ausführt, wobei die Fahrdynamikregelung in der übergeordneten Steuerungseinrichtung (M- ECU) berechnet und ausgeführt wird .

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung lediglich ein Hauptmodul (MO) aufweist, welches jeweils vier hydraulische Ausgangsleitungen (AL1-4) hat, und über jede Ausgangsleitung die Druckregelung in einer von vier Radbremsen erfolgt, wobei das Hauptmodul (MO) die Funktionen für die Bremskraftverstärkung, Blending, ABS/ESP und/oder Fahrerassistenz, übernimmt bzw. ausführt.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ECU, insbesondere deren mindestens eine Platine, neben, insbesondere parallel, zur Druckversorgungseinrichtung angeordnet ist, wobei mindestens eine elektrische Komponente, insbesondere in Form mindestens eines Motorsensors, mindestens eines Ventilkörpers und Phasenkontakten, direkt auf der mindestens einen Platine angeordnet und/oder über elektrische Kontakte, die an der ECU oder deren einer Platine befestigt sind, mit der ECU galvanisch verbunden sind .

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Biegestab (BS) vorgesehen ist, über den eine Spindel (25) mit dem Rotor (22) des Antriebes in Verbindung ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestab (BS) sich in axialer Richtung innerhalb der Spindel (25) erstreckt und mit seinem einen Ende an der Bodenwandung des topfförmigen Rotors (22) und mit seinem anderen Ende, insbesondere an einem Ende der Spindel, befestigt ist.

20. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckversorgereinrichtung durch einen E-Motor (M) mit Spindeltrieb, wahlweise einen Kugelgewindetrieb (Doppelhubkolbenpumpe oder Kolbenhubpumpe) oder einen Trapezspindeltrieb ((Kolbenhubpumpe) aufweist.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine von einer Spindel angetriebene Mutter (26) drehfest mit dem Kolben (11) der Druckversorgereinrichtung in Verbindung ist.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindeltrieb, insbesondere in Form einer Trapezspindel, selbsthemmend ausgebildet ist.

23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil, welches zwischen der Ausgangsleitung (AL) und der Druckversorgungseinrichtung des Hauptmoduls (MO) angeordnet ist, einen geringen Strömungswiderstand aufweist, insbesondere durch die Druckdifferenz zwischen dem höheren Druck in der Radbremse und Druck in der Druckversorgereinheit bzw. Ausgangsleitung (AL) selbstständig öffnet.

24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei nur einem oder zwei vorhandenen Hauptmo- dul(en) (MO, MO ' ) dieses bzw. diese über zwei separate Stromkreise, insbesondere direkt von einer Batterie und zudem über einen DC/DC- Konverter, redundant gespeist ist bzw. sind oder das die redundante Energieeinspeisung über zwei Batterien mit unterschiedlicher Spannung erfolgt.

25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalübertragung zwischen einzelnen Komponenten, insbesondere dem Hauptmodul (MO, MO ' ) und dem Betätigungsmodul (MOl) sowie falls vorhanden einer übergeordneten Steuerungseinrichtung (M-ECU), redundant ausgebildet ist.

26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verdrehsicherung (33) den Kolben (11) an einem Verdrehen um seine Längsachse hindert.

27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Hauptmoduls (MO) aus Kunststoff gefertigt ist.

28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbengehäuse (53), das Motorgehäuse (55) und/oder der Rotor (R) aus Kunststoff gefertigt sind .

29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlusselement, insbesondere Stecker (1) zum Anschluss an ein Bordnetz des Fahrzeuges, seitlich neben der Steuereinheit (ECU) oder stirnseitig an der Steuereinheit (ECU), insbesondere teilweise unter einem Vorsprung der Steuereinheit ECU und/oder dem Vorratsbehältnis (VB), angebracht ist.

30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement, insbesondere der Stecker (1), in horizontaler Steckrichtung in die Steuereinheit (ECU) eingesteckt bzw. einsteckbar und/oder ein Stecker mit insbesondere rechtwinkligem Kabelabgang ist, wobei insbesondere die Steckrichtung derart ausgewählt bzw. vorgesehen ist, dass diese zur Fahrzeugaußenseite und nicht in Richtung der Fahrzeugmitte, ausgerichtet ist.

31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor des Antriebes 2 x 3 Phasen aufweist und die Kolben-Zylinder-Einheit der Druckversorgungseinrichtung einen Doppelhubkolben mit zwei Arbeitsräumen aufweist, wobei an jedem Arbeitsraum je ein Bremskreis angeschlossen ist und damit eine elektrische und hydraulische Redundanz gegeben ist.

32. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (DR) für zwei Hydraulikkreise vorgesehen ist, wobei die Hydraulikkreise mittels eines Ventils hydraulisch verbindbar sind .

33. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Hauptmodule (MO, MO ' ) und ein gesondertes Modul (MOl) vorgesehen sind, wobei jedes Hauptmodul (MO) über seine eine hydraulische Ausgangsleitung (AL) mit jeweils einem Bremskreis (BKl, BK2) in Verbindung ist.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskreise (BKl, BK2) über eine mittels mindestens eines Verbindungsventils (BV1, BV2) absperrbare Verbindungsleitung (VL) miteinander wahlweise verbindbar sind .

35. Vorrichtung nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (BE) des gesonderten Moduls (MOl) über mindestens eine hydraulische Leitung (HLl, HL2) mit einem oder beiden Bremskreisen (BKl, BK2) verbindbar ist, wobei die hydraulische Leitung (HLl, HL2) mittels eines, insbesondere stromlos offenen, Ventils (TV1, TV2) absperrbar ist.

36. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge-

kennzeichnet, dass die Regelung der Kolbenposition über die Messung des Motorstroms und Motorwinkels unter Berücksichtigung eine Kolben- Volumen-Kennlinie bzw. eines Kolben-Volumen-Kennlinienfeldes erfolgt, wobei ein Druckgeber (DR) zur Kalibrierung oder Feinreglung (äußerer Regelkreis der Regelkaskade Druck - Weg - Strom), verwendet wird .

37. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckversorgungseinheit (DE) eine Kolben- Zylinder-Einheit mit einem Doppelhubkolben aufweist, welcher zwei Arbeitsräume (3a, 3b) voneinander trennt, und dass jeder Arbeitsraum mit jeweils einem Hydraulikkreis bzw. hydraulischer Ausgangsleitung (H3, H4, BK1, BK2) verbunden ist.

38. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder beide Arbeitsräume (3a, 3b) der Druckversorgungseinheit (DE) über ein schaltbares Ventil (PD1, PD2) mit dem Vorratsbehälter (5, R) verbindbar sind .

39. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenem Verbindungsventil (BV, BVl, BV2) in den Bremskreisen BK1 und BK2 getrennte Druckänderungen vornehmbar sind, insbesondere ein Druckabbau in einem Bremskreis und ein gleichzeitig oder zeitversetzter Druckaufbau im anderen Bremskreis erfolgt.

40. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktierung der Erregerspulen des Motors (M) über jeweils 3 Phasen oder 2 x 3 Phasen erfolgt, wobei eine separate Brückenschaltungen die Steuereinrichtung (S-ECU), insbesondere galvanisch getrennt, versorgt, und/oder redundante Signalleitungen (DS1, DS2) zu weiteren Systemmodulen, insbesondere Steuereinheit (M-ECU) und/oder gesondertes Modul (MOl) vorgesehen sind .

41. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim schnellen Bremsdruckaufbau beide Module (MO, ΜΟλ) zum Druckaufbau verwendet werden und die Bremskreise über eine Verbindungsleitung (VL) und offene Ventile (BVl, BV2) miteinander verbunden sind .

42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Motor (M) des einen Moduls (ΜΟ ' ) lediglich eine Antriebsleistung aufweist, welche für die ABS- und/oder ESP-Regelfunktion ausreicht.

43. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Druckaufbau in beiden Bremskreisen (BK I, BK II), insbesondere bei Fading, die Verbindungsventile (BVl, BV2) geöffnet sind, beide Module (MO, MO ' ) gleichzeitig ihre Kolben (1) zum Druckaufbau verstellen bzw. kraftbeaufschlagen.

44. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Modul (MO, MO ' ) zur Druckänderung in jedem Bremskreis (BK I, BK II), insbesondere zur Redundanz bzw. bei Ausfall eines Moduls (MO, MO ' ), nutzbar ist.