HYDRAULIKAGGREGAT EINER SCHLUPFREGELUNG EINER FAHRZEUGBREMSANLAGE MIT EINEM ELEKTROMOTOR

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Hydraulikaggregat einer Schlupfregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, mit einem Hydraulikblock, an dem mindestens ein elektrisches Hydraulikventil und mindestens eine elektrische Hydraulikpumpe angeordnet ist, einem Motorblock zum Antreiben der mindestens einen Hydraulikpumpe und einer Steuerplatine zum Steuern des mindestens einen Hydraulikventils und des Motorblocks, wobei der Motorblock an dem Hydraulikblock mit einer erste Seitenfläche seiner Blockform angeordnet ist.

Schlupfregelungen werden bei Fahrzeugen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen wie Krafträdern, Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen als Blockierschutz-, Antriebsschlupf- und/oder Fahrdynamikregelung verwendet. Kernstück solcher Schlupfregelungen ist ein Hydraulikaggregat, das einen Hydraulikblock aufweist, der mit hydraulischen Bauelementen der Schlupfregelung bestückt und durch Bremsleitungen an einen Hauptbremszylinder angeschlossen ist und an den durch Bremsleitungen eine oder mehrere hydraulische Radbremsen

angeschlossen sind. Hydraulische Bauelemente sind dabei Magnetventile bzw. elektrische Hydraulikventile, Hydropumpen bzw. Hydraulikpumpen (meistens als Kolbenpumpen gestaltet) sowie Rückschlagventile, Hydrospeicher,

Dämpferkammern und Drucksensoren. Der Hydraulikblock ist typischerweise ein quaderförmiger Metallblock, der zu einer mechanischen Befestigung und hydraulischen Verschaltung der hydraulischen Bauelemente der Schlupfregelung dient. Unter Verschaltung wird dabei eine hydraulische Verbindung der hydraulischen Bauelemente entsprechend einem hydraulischen Schaltplan der Schlupfregelung verstanden.

Während die Hydraulikpumpen üblicherweise vollständig in Aufnahmen im Hydraulikblock eingebracht sind, ist von den Hydraulikventilen üblicherweise nur ein hydraulischer Teil in einer zugehörigen Aufnahme des Hydraulikblocks eingebracht. Der sogenannte elektromagnetische Teil des Hydraulikventils ist hingegen außen am Hydraulikblock angeordnet.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2006 059 924 AI offenbart einen Hydraulikblock für ein Hydraulikaggregat einer Schlupfregelung einer hydraulischen

Fahrzeugbremsanlage, bei dem alle Aufnahmen für Magnetventile der

Schlupfregelung in einer Deckseite, die auch als Ventilseite bezeichnet werden kann, eines quaderförmigen Hydraulikblocks angeordnet sind. Ein

Elektromotor ist als Pumpenmotor außen an der Motorseite des Hydraulikblocks angebracht.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß ist ein Hydraulikaggregat einer Schlupfregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanalge geschaffen, mit einem Hydraulikblock, an dem mindestens ein elektrisches Hydraulikventil und mindestens eine elektrische Hydraulikpumpe angeordnet ist, einem Motorblock zum Antreiben der mindestens einen Hydraulikpumpe und einer Steuerplatine zum Steuern des mindestens einen Hydraulikventils und des Motorblocks, wobei der Motorblock an dem Hydraulikblock mit einer erste Seitenfläche seiner Blockform angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Steuerplatine an dem Motorblock an dessen der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden, zweiten Seitenfläche angeordnet.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Steuerplatine am Motorblock an dessen von dem Hydraulikblock abgewandten Seite ist es zum einen möglich die

Steuerplatine mittels kurzer Leitungswege an den im Motorblock verbauten Elektromotor elektrisch anzukoppeln. Zum anderen ist es möglich den

Motorblock vergleichsweise großvolumig zu gestalten und dennoch weitere elektrische Bauteile, wie etwa hydraulische Komponenten am Hydraulikblock vorteilhaft zu kontaktieren. Ein großes Bauvolumen für den Motorblock ist insbesondere dahingehend von Vorteil, weil dann der Elektromotor eine vergleichsweise hohe Antriebsleistung bereitstellen kann. Darüber hinaus ist es mit der erfindungsgemäßen Lösung auch möglich, den Motorblock

vergleichsweise dünn und dennoch mit vergleichsweise großem Durchmesser zu gestalten. Ein solcher„scheibenförmiger" Elektromotor ist im Hinblick auf die damit zu erzielende Leistung besonders vorteilhaft.

So ist es mit der erfindungsgemäßen Lösung möglich, das Layout der insbesondere als Leiterplatte gestalteten Steuerplatine weiter zu optimieren. Besonders vorteilhaft ist eine kurze elektrische Anbindung des Elektromotors möglich.

Die Steuerplatine ist vorzugsweise als eine Leiterplatte mit darauf ausgebildeten Leiterbahnen gestaltet. Das Grundmaterial der Leiterplatte ist vorzugsweise Kunststoff oder Keramik. Die Steuerplatine ist ferner bevorzugt mit elektrischen Bauelementen, wie integrierten Schaltkreisen, Kondensatoren, Spulen und Relais bestückt.

An der erfindungsgemäßen Steuerplatine ist vorteilhaft ein Motorsensor angeordnet. Der Motorsensor befindet sich dann in unmittelbarer Nähe zum Motorblock und kann damit insbesondere auch nahe an einem Rotor des zugehörigen Elektromotors angeordnet sein. So ist es möglich den Motorsensor einerseits direkt auf der Steuerplatine anzuordnen und dort zu kontaktieren. Andererseits ist der Motorsensor direkt am Rotor, um dort seine Messfunktion wahrzunehmen. So sind wiederum besonders kurze Leitungswege und zugleich kurze Messungswege geschaffen. Mit dem Motorsensor wird vorteilhaft die Winkellage des Rotors und/oder dessen Drehzahl gemessen.

An der Steuerplatine ist ferner erfindungsgemäß bevorzugt mindestens ein Motorkontakt, insbesondere im Bereich des Motorblocks angeordnet. Der Motorkontakt dient zur Kontaktierung eines Elektromotors des unmittelbar benachbarten Motorblocks. Der Motorkontakt ist vorzugsweise mittels eines metallischen Pins ausgebildet, der von der Steuerplatine abstehend ausgebildet ist. Die Bezeichnung„Bereich" bedeutet hier insbesondere die Projektionsfläche des Motorblocks auf der Steuerplatine in Richtung der Motorachse des zugehörigen Elektromotors. Der derart neben dem Motorblock angeordnete, mindestens eine Motorkontakt ermöglicht es eine elektrische Verbindung zwischen der Steuerplatine und dem Motorblock herzustellen, wenn diese beiden Bauteile aneinander montiert bzw. gekoppelt und miteinander verbunden werden.

Der mindestens eine Motorkontakt ist besonders bevorzugt am Rand des

Bereichs des Motorblocks angeordnet. Der Motorkontakt befindet sich dann zum einen am Außenumfang des Motorblocks, was im Hinblick auf die Kontaktierung des darin enthaltenen Elektromotors vorteilhaft ist. Zum anderen befindet sich der Motorkontakt auch an der Steuerplatine an deren äußerem Randbereich, wo vorteilhaft breite Leiterbahnen für hohe elektrische Antriebsströme auszubilden sind.

An der Steuerplatine ist vorzugsweise ferner mindestens ein Steckerkontakt, insbesondere seitlich neben dem Bereich des Motorblocks angeordnet. Der mindestens eine Steckerkontakt dient zum Anschließen eines elektrischen Steckers außen an der Steuerplatine und damit am gesamten Hydraulikaggregat. Über den elektrischen Stecker wird das Hydraulikaggregat mit dem restlichen Fahrzeug elektrisch verbunden. Insbesondere wird über den elektrischen Stecker auch die Antriebsleistung für den Elektromotor und für das mindestens eine Hydraulikventil vom Fahrzeug auf das Hydraulikaggregat übertragen. Über den elektrischen Stecker werden ferner Schaltsignale und Sensorsignale vom und zum Fahrzeug übertragen.

Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise an der Steuerplatine gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mindestens ein Ventilkontakt, insbesondere seitlich neben dem Bereich des Motorblocks angeordnet. Der mindestens eine Ventilkontakt dient zum Kontaktieren des mindestens einen elektrischen Hydraulikventils. Indem der Ventilkontakt seitlich neben dem Bereich des Motorblocks angeordnet ist, kann die Kontaktierung des zugehörigen

Hydraulikventils am Motorblock außen vorbei erfolgen. Die derartige

Kontaktierung und ihre zugehörige Leitungsführung können besonders kostengünstig hergestellt und auch montiert werden. Ferner ist bei

Wartungsarbeiten ein Austausch von Bauteilen und insbesondere auch von einzelnen Hydraulikventilen vorteilhaft möglich.

Besonders bevorzugt ist jeweils mindestens ein Ventilkontakt an zwei

gegenüberliegenden Seiten des Bereichs des Motorblocks angeordnet. Die Ventilkontakte befinden sich dann an zwei gegenüberliegenden Seiten der Steuerplatine und können zugleich beide außenseitig am Motorblock vorbei mit den zugehörigen Spulen der Hydraulikventile elektrisch verbunden werden. Die Hydraulikventile können bei dieser Ausgestaltung der Erfindung an zwei gegenüberliegenden Seiten des zugehörigen Hydraulikblocks angeordnet sein. Die derartige Anordnung von Hydraulikventilen an einem Hydraulikblock ermöglicht es, die hydraulischen Leitungen besonders platzsparend in dem Hydraulikblock anzuordnen. Der Hydraulikblock kann damit besonders klein ausgebildet werden. Dies ist hinsichtlich der Herstellungskosten des

Hydraulikblocks von großem Vorteil. Darüber hinaus kann insgesamt eine besonders bauraumsparende und leichte Baueinheit geschaffen werden. Dies ist bei Baugruppen, die in Fahrzeugen verbaut werden, besonders wichtig. Denn dort sind sowohl ein kleiner Bauraum als auch ein geringes Gewicht wichtige Faktoren.

Vorteilhaft ist daher auch insbesondere bei der derartigen Ausgestaltung vorzugsweise der Hydraulikblock mit zwei gegenüberliegenden Seitenflächen zum Anordnen jeweils mindestens eines Hydraulikventils gestaltet.

Der mindestens eine Motorkontakt, Steckerkontakt und/oder Ventilkontakt ist vorzugsweise als ein Steckkontakt oder als ein Schneidklemmkontakt ausgebildet. Derartige Kontakte sind bei der Montage der zugehörigen Bauteile auf einfache Weise mit herzustellen und bieten darüber hinaus während des Einsatzes des zugehörigen Hydraulikaggregats eine hohe Betriebssicherheit. Sie sind insbesondere daher hier von Vorteil, weil bei dem erfindungsgemäßen Hydraulikaggregat sämtliche Bauteile insbesondere durch einfache

Steckmontagen miteinander verbunden werden können. So ist es auch möglich die Bauteile mittels einfacher Klippverbindungen miteinander ortsfest zu verbinden, was bisher nur mit aufwendigeren Schraubverbindungen möglich war. Ferner können sämtliche elektrische Kontakte bei Bedarf als lösbare

Verbindungen ausgebildet werden, was die Wartung und Demontage des erfindungsgemäßen Hydraulikaggregats erheblich verbessert.

Der Elektromotor des erfindungsgemäßen Hydraulikaggregats ist vorteilhaft als ein bürstenloser Gleichstrommotor gestaltet. Derartige Gleichstrommotoren werden auch als EC-Motor (englisch: electronically commutated motor). Der bürstenlose Gleichstrommotor basiert entgegen der Namensgebung nicht auf dem Funktionsprinzip der Gleichstrommaschine, sondern ist aufgebaut wie eine Drehstrom-Synchronmaschine mit Erregung durch Permanentmagnete. Die Drehstromwicklung wird durch eine geeignete Schaltung so angesteuert, dass sie ein drehendes magnetisches Feld erzeugt, welches den permanenterregten Rotor mitzieht. Das Regelverhalten und auch die Antriebsleistung solcher Motoren kann im Vergleich zu herkömmlichen Motoren erheblich gesteigert werden.

Bei herkömmlichen Fahrzeugregelsystemen sind der Motorblock bzw. der Antriebsmotor und das Steuergerät an gegenüberliegende Seiten des

Hydraulikblocks bzw. Pumpengehäuses angeordnet. Dies erfordert eine aufwändige Kontaktierung des Motorblocks. So sind insbesondere eine

Durchgangsbohrung durch den Hydraulikblock sowie vergleichsweise lange elektrische Leitungen für den Antriebsmotor notwendig. Dabei sind insbesondere Ausgleichsmaßnahmen für thermische Ausdehnungen sowie relativ große Layoutflächen an der Steuerplatine bzw. Leiterplatte für die Stromversorgung des Motors notwendig. Diese führen wiederum verstärkt zu Verlustleistungen und Wärmeentwicklung.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Steuerplatine bzw. Leiterplatte in der Nähe des Motors sorgt hingegen für zahlreiche Vorteile. So kann das

Leiterplattenlayout durch eine kurze elektrische Anbindung des Motors und eine vorteilhafte Positionsverlagerung der diversen Kontaktierungen weiter optimiert werden. Der Motordurchmesser kann deutlich größer sein, als herkömmlich. Damit kann die Performance des Motors deutlich gesteigert und

Leistungsverluste können minimiert werden. Vorteilhaft kann insbesondere ein EC-Motor zum Einsatz kommen. Ein Rotorlagesensor kann direkt auf der Leiterplatte angeordnet werden, ohne zusätzliche mechanische Komponente zu benötigen. Die Leiterplattenfläche ist nicht mehr auf die Abmessungen des Hydraulikblocks beschränkt. Das Gehäuse der Steuerplatine kann stattdessen vorteilhaft breiter als der Motorblock und auch breiter als der Hydraulikblock gestaltet sein. Die zur Verfügung stehende Leiterplattenfläche kann somit deutlich größer sein. Das Gesamtvolumen bzw. der Bauraum der

Gesamtanordnung kann dennoch kleiner als herkömmlich ausfallen. Die

Leiterplatte der erfindungsgemäßen Steuerplatine kann zudem nun rein rechteckig ohne Ausfräsungen am Rand gestaltet sein. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung können nun auch andere Befestigungsarten für die Einzelteile genutzt werden. So ist insbesondere ein Vorsehen von Clips und Verstemmungen anstelle von Verschraubungen möglich.

Dies wird insbesondere durch die genannte, verbesserte Topologie der

Steuerplatine sowie die zugehörige Anordnung des Motors direkt an deren Leiterplatte erreicht. Die Anordnung der Steuerplatine bzw. Leiterplatte direkt am Motor ist vorzugsweise als ein hermetisch abgedichtetes, vorgeprüftes

Steuergerät gestaltet. Die Spulenkontaktierung der Hydraulikventile ist vorteilhaft am Rand der Leiterplatte ausgebildet. Durch eine derartig optimierte Anordnung der hydraulischen Komponenten wird auch die Layoutfläche des Steuergeräts selbst optimiert.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines Hydraulikaggregats gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine Draufsicht einer Steuerplatine des Hydraulikaggregats gemäß Fig.

1,

Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines Hydraulikaggregats gemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine Draufsicht einer Steuerplatine des Hydraulikaggregats gemäß Fig.

3,

Fig. 5 eine Frontansicht des Hydraulikaggregats gemäß Fig. 3 und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Hydraulikaggregats gemäß Fig. 3.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Hydraulikaggregat 10 gemäß dem Stand der Technik mit dessen zylinderförmigen Motorblock 12 dargestellt. Der Motorblock 12 ist an einer Seite eines quaderförmigen Hydraulikblocks 14 angeordnet, an dessen gegenüberliegender Seite sich zylinderförmige Hydraulikventile 16 befinden. Von den Hydraulikventilen 16 sind außerhalb des Hydraulikblocks 14 deren Spulen 18 zu sehen. Diese Spulen 18 der Hydraulikventile 16 sind separat oder vorliegend Teil eines Steuergeräts 20 und von dessen Steuergerätgehäuse 22 überdeckt. Im Inneren des Steuergerätgehäuses 22 befindet sich ferner eine Steuerplatine 24, wobei diese dann an der vom Hydraulikblock 14 abgewandten Seite der Spulen 18 zu liegen kommt. Auf der Steuerplatine 24 sind diverse (nicht im Detail dargestellte) Bauelemente sowie diverse Leiterbahnen angeordnet. Ferner befindet sich an der Steuerplatine 24 ein Steckeranschluss 26, der mit einer Mehrzahl Steckerkontakte 28 gebildet ist. Die Steckerkontakte 28 stehen, wie insbesondere in Fig. 2 auf der rechten Seite zu sehen ist, als Kontaktpins an einer Seite der Steuerplatine 24 von dieser ab.

An der Steuerplatine 24 sind mehrere Motoranschlussleitungen 30 und

Spulenanschlussleitungen bzw. Ventilanschlussleitungen 32 ausgebildet. Die

Motoranschlussleitungen 30 erstrecken sich von dem Steckeranschluss 26 über die Steuerplatine 24 und dann zwischen den Spulen 18 und durch den

Hydraulikblock 14 hindurch bis zum Motorblock 12. Die Ventilanschlussleitungen 32 sind von der Steuerplatine 24 zu den Spulen 18 der Hydraulikventile 16 geführt. Zum Anschluss der Motoranschlussleitungen 30 sowie der

Ventilanschlussleitungen 32 sind an der Steuerplatine 24 mehrere Motorkontakte 34 und Spulenkontakte bzw. Ventilkontakte 36 in Form von Kontaktpins ausgebildet. Diese Kontaktpins sind, wie insbesondere in Fig. 2 zu erkennen ist, aufgrund der sich ergebenden Wegführung der Motoranschlussleitungen 30 und der Ventilanschlussleitungen 32 sämtlich im inneren Bereich der Steuerplatine 24 vorzufinden. Die Kontaktpins befinden sich dabei sämtlich innerhalb eines sogenannten Bereichs des Motorblocks 38. Dieser Bereich 38 ist durch eine Projektion des Motorblocks 12 in Richtung von der Rotationsachse des zugehörigen Elektromotors auf die Steuerplatine 24 definiert.

In den Fig. 3 bis 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen

Hydraulikaggregats 10 dargestellt, bei dem sich an einem Motorblock 12 ebenfalls ein Hydraulikblock 14 befindet. Der Hydraulikblock 14 befindet sich an der hier als erste Seitenfläche 40 bezeichneten Stirnseite des im Wesentlichen kreiszylinderförmigen bzw. scheibenförmigen Motorblocks 12. Die dieser ersten

Seitenfläche 40 gegenüberliegende Stirnseite des Motorblocks 12 wird hier als zweite Seitenfläche 42 bezeichnet. Diese zweite Seitenfläche 42 des

Motorblocks 12 gemäß den Fig. 3 bis 6 ist nicht frei, wie bei Fig. 1, sondern an dieser zweiten Seitenfläche 42 befindet sich weitgehend parallel erstreckend die Steuerplatine 24. Der Motorblock 12 ist also, was in den Fig. 3, 5 und 6 deutlich zu erkennen ist, an der einen Stirnseite vom Hydraulikblock 14 und an der anderen Stirnseite von der Steuerplatine 24 eingefasst.

An der derart angeordneten Steuerplatine 24 befinden sich ebenfalls an einer Seite Steckerkontakte 28 eines Steckeranschlusses 26. Ferner sind an der

Steuerplatine, wie es in Fig. 4 gut zu erkennen ist, Motorkontakte 34 und Ventilkontakte 36 ausgebildet. Diese Motorkontakte 34 und Ventilkontakte 36 befinden sich sämtlich am Rand des Bereichs 38 des zugehörigen Motorblocks 12. Auf diese Weise sind sehr kurze und zugleich einfach zu verlegendend Motoranschlussleitungen 30 und Ventilanschlussleitungen 32 möglich. Die

Motoranschlussleitungen 30 sind direkt an die äußere Mantelfläche des

Motorblocks 12 geführt. Dadurch ist im Zentrum der Steuerplatine 24 umfassend Raum für diverse Bauelemente und insbesondere auch für einen direkt an einer Stirnseite einer Motorwelle 44 des zugehörigen Elektromotors angeordneten Motorsensor 46.

Die Hydraulikventile 16 befinden an beiden Seiten des zugehörigen

Hydraulikblocks 14, an einer ersten Seitenfläche 48 des Hydraulikblocks 14 und an einer zweiten, gegenüberliegenden Seitenfläche 50 des Hydraulikblocks 14.

Die zugehörigen Ventilkontakte 36 können dadurch auf der Steuerplatine 24 an einer ersten Seite 52 des Bereichs 38 des Motorblocks 12 und an einer gegenüberliegenden zweiten Seite 54 des Bereichs 38 des Motorblocks 12 angeordnet sein. Die sich derart am Rand des Bereichs 38 befindenden Ventilkontakte 36 lassen vorteilhaft viel Raum im Zentrum der Steuerplatine 24 zum Anordnen von Bauelementen und Leitungswegen.

Wie in Fig. 6 gut zu erkennen ist, sind die von den Ventilkontakten 36 zu den Spulen 18 geführten Ventilanschlussleitungen 32 mittels eines Stanzgitters gestaltet, das in der Regel (und anders als in Fig. 6 dargestellt) mit einer Kunststoffummantelung versehen ist.

Ferner sind in Fig. 6 an der Seite des Hydraulikblocks 14 auch eine Öffnung zum Einsetzen einer Hydraulikpumpe 56 zu sehen, die dann von dem am

Hydraulikblock 14 angeordneten Motorblock 12 angetrieben wird.