DE10110417B4

DE10110417B4 - Fahrzeugsolenoidventil

Info

Publication number: DE10110417B4
Application number: DE10110417A
Authority: DE
Inventors: Viswanathan El Paso Subramanian; Sanjay M. El Paso Patel
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2021-03-06
Also published as: DE10110417A1; US6390569B1

Abstract

Fahrzeugsolenoidventil (100) für ein Fahrzeugfluidsystem, umfassend:
ein Plungergehäuse (122), das einen ersten Fluidverbindungsweg und einen zweiten Fluidverbindungsweg aufweist,
einen Plunger (136), der relativ zu dem Plungergehäuse (122) verschiebbar angeordnet ist, wobei der Plunger (136) bewegbar ist zwischen einer abgeregten Stellung, in der eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg zugelassen und eine Fluidverbindung durch den zweiten Fluidverbindungsweg gesperrt ist, einer erregten Stellung, in der eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg gesperrt und eine Fluidverbindung durch den zweiten Fluidverbindungsweg zugelassen ist, und einer Druckentlastungsstellung, in der, während das Ventil erregt ist, Fluiddruck auf den Plunger (136) ein vorbestimmtes Druckniveau übersteigt, um eine entgegenwirkende magnetische Kraft auf den Plunger (136) zu überwinden und eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg zuzulassen, und
eine Plungerkugel (150) zum Versperren des ersten oder des zweiten Fluidverbindungswegs, die durch den Plunger (136) aus einer abgeregten Stellung, in welcher der zweite Fluidverbindungsweg versperrt ist, in eine...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen, die dazu verwendet werden, den Fluiddurchfluß durch Fahrzeugfluidsysteme, wie beispielsweise ein Antiblockier-Bremssystem eines Fahrzeugs, zu steuern.
Aus Sicherheitsgründen sind viele moderne Fahrzeuge mit Antiblockier-Bremssystemen (ABS) ausgestattet. Ein ABS hält die Fahrzeugkontrolle während eines extremen Bremsens aufrecht, indem elektronisch erfaßt wird, wenn ein Blockieren der Räder bevorsteht, und die Bremsen gelöst werden, bevor das Blockieren eintritt. Ein ABS ist in der Lage, den Druck in den Radzylindern zu modulieren, um die Räder während rauher Bremsbedingungen am Rutschen auf der Straße zu hindern. Eine Erweiterung des ABS ist eine Traktionssteuerung, durch die eine ausreichende Traktion zwischen dem Fahrbahnbelag und dem Fahrzeug aufrechterhalten wird, indem ein ABS ohne eine Fahrereingabe selektiv angewandt wird.
Im allgemeinen kann ein typisches Antiblockier-Bremssystem mehrere Solenoidventile umfassen, um den Hydraulikfluiddruck in den einzelnen Bauteilen, z. B. einem Hauptzylinder, mehreren Radzylindern und einer Systempumpe, zu steuern. Ein derartiges Solenoidventil ist das Traktionssteuerungs-Solenoidventil. Das Traktionssteuerungs-Solenoidventil ist normal offen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptzylinder und dem Rad herzustellen und eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptzylinder und einer Hydrauliksystempumpe zu sperren. Andererseits kann das Traktionssteuerungs-Solenoidventil unter Traktionssteuerungsbedin gungen schließen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptzylinder und dem Rad zu sperren. Wenn es geschlossen ist, stellt das Traktionssteuerungs-Solenoidventil eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptzylinder und einer Systempumpe her, die wiederum einen Fluiddruck an dem Radzylinder bereitstellt, um die Aufbringung der Bremsen zu steuern. Wenn der Fluiddruck in der Bremsleitung, die die Pumpe mit dem Radzylinder verbindet, über eine Sicherheitsgrenze hinaus zunimmt, muß das Traktionssteuerungs-Solenoidventil auch als ein Hochdruckentlastungsventil dienen, um eine geeignete Traktionssteuerung bereitzustellen und eine Beschädigung an dem ABS und den Bremsleitungen zu verhindern.

Aus der EP 0 718 532 A1 ist ein 3-Wege-Solenoidventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Die Plungerkugel wird von einer Seite durch den Plunger und von der entgegengesetzten Seite durch einen Stab beaufschlagt, der über einen Federsitz mit einer Feder zusammenwirkt, die sich in einer in einem Ventilsitz ausgebildeten Kammer befindet.

In der DE 43 24 533 C2 ist eine Solenoidventilanordnung für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem offenbart. Die Ventilanordnung weist ein Plungergehäuse auf, in dem ein Plunger verschiebbar angeordnet ist. Der Plunger wirkt mit einer größeren Plungerkugel zusammen, um einen zweiten Fluidverbindungsweg freizugeben oder zu verschließen. Die größere Plungerkugel wirkt ihrerseits mit einer kleineren, in einem Käfig gehaltenen Plungerkugel zusammen, durch die ein erster Fluidverbindungsweg verschließbar ist oder freigegeben werden kann. Mittels einer Feder wird der Käfig und somit die kleinere Plungerkugel in Richtung, der gößeren Plungerkugel gedrückt.

Aus den Druckschriften DE 196 35 294 A1 , DE 195 10 646 C2 , DE 44 28 385 A1 und DE 39 25 794 C2 sind weitere 3-Wege-Magnetventile bekannt, die jedoch keine Druckentlastungseigenschaften aufweisen.

Es ist anstrebenswert, daß ein Traktionssteuerungs-Solenoidventil beide Funktionen erfüllen kann: Sperren einer Fluidverbindung zwischen dem Hauptzylinder und dem Radzylinder unter Traktionssteuerungsbedingungen, während die Systempumpe angetrieben wird, und Ablassen des hohen Druckes im Radzylinder. Jedoch wird bei der vorliegenden Erfindung ferner davon ausgegangen, daß herkömmliche Traktionssteuerungs-Solenoidventile zahlreiche interne Teile umfassen, um die notwendige Fluiddurchflußsteuerung bereitzustellen, die wiederum die Produktionszeit und -kosten erhöhen. Außerdem wurde bei der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß herkömmliche Traktionssteuerungs-Solenoidventile eine Hochdruckentlastung bereitstellen, indem eine interne Federvorlast benutzt wird, die durch hohen Fluiddruck überwunden werden kann, um das Ventil zu öffnen. Bei der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß diese auf einer Feder beruhenden Ventile unglücklicherweise aufgrund von Schwankungen in den Toleranzen der vielen internen Bauteile eine unbeständige Hochdruckentlastung liefern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Solenoidventil mit Druckentlastungseigenschaft mit vereinfachter Bauweise zu schaffen.

Zur Lösung der Aufgabe ist ein Fahrzeugsolenoidventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.

Ein Fahrzeugsolenoidventil für ein Fahrzeugfluidsystem umfaßt ein Plungergehäuse, das einen ersten Fluidverbindungsweg und einen zweiten Fluidverbindungsweg herstellt. Ein Plunger ist relativ zu dem Plungergehäuse verschiebbar angeordnet, und der Plunger ist bewegbar zwischen einer abgeregten Stellung, in der eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg zugelassen und eine Fluidverbindung durch den zweiten Fluidverbindungsweg gesperrt ist, einer erregten Stellung, in der eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg gesperrt und eine Fluidverbindung durch den zweiten Fluidverbindungsweg zugelassen ist, und einer Druckentlastungsstellung, in der, während das Ventil erregt ist, Fluiddruck auf den Plunger ein vorbestimmtes Druckniveau übersteigt, um eine entgegenwirkende magnetische Kraft auf den Plunger zu überwinden und eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg zuzulassen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Plunger ein ankernahes Ende auf, und das Ventil umfaßt ferner einen Anker, in dem eine zentrale Bohrung ausgebildet ist. Das ankernahe Ende des Plungers ist vorzugsweise in der zentralen Bohrung des Ankers angeordnet. Außerdem umgibt eine Spule den Anker und ist mit diesem magnetisch gekoppelt. Die Spule ist selektiv erregbar, um den Anker, und somit den Plunger, aus der abgeregten Stellung in die erregte Stellung zu drängen. Eine Spulenummantelung umgibt die Spule und den Anker und umgibt das Plungergehäuse zumindest teilweise. Ein Ankerbecher, der ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende aufweist, umgibt ebenfalls den Anker. Das Plungergehäuse ist vorzugsweise zumindest teilweise in dem offenen Ende des Ankerbechers angeordnet.

Wie es durch die vorliegend bevorzugte Ausführungsform vorgesehen ist, bildet das Plungergehäuse eine Bohrung mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, und das Plungergehäuse umfaßt einen Systempumpenventilsitz zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt der Bohrung. Außerdem weist der Plunger ein ankerfernes Ende auf, und der Plunger ist zumindest teilweise in dem ersten Abschnitt der Bohrung in dem Plungergehäuse angeordnet. Das Ventil umfaßt vorzugsweise einen integralen Stift, der sich vom ankerfernen Ende des Plungers aus erstreckt. Der Außendurchmesser des Stiftes ist kleiner als der Innendurchmesser des ersten Abschnitts der Bohrung, und es ist ein ringförmiger Fluidkanal zwischen dem Stift und dem Plungergehäuse in dem ersten Abschnitt der Bohrung hergestellt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Ventilanschlußstück in dem zweiten Abschnitt der Plungergehäusebohrung angeordnet. Das Ventilanschlußstück weist einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, wobei eine Federkontaktfläche dazwischen hergestellt ist. In dem Ventilanschlußstück ist auch einen Radzylinderfluidkanal ausgebildet, der von einem Radzylinderventilsitz umgrenzt ist. In dem Plungergehäuse sind vorzugsweise mindestens eine Hauptzylinderanschlußöffnung und mindestens eine Systempumpenanschlußöffnung ausgebildet. Der erste Fluidverbindungsweg ist durch die Hauptzylinderanschlußöffnung und den Radzylinderfluidkanal hergestellt, wenn das Ventil in der abgeregten Stellung ist. Andererseits ist der zweite Fluidverbindungsweg durch die Hauptzylinderanschlußöffnung, den ringförmigen Fluidkanal und die Systempumpenanschlußöffnung hergestellt, wenn das Ventil in der erregten Stellung ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Ventil auch eine Plungerkugel, die mit dem ankerfernen Ende des Stiftes in Kontakt steht. Die Plungerkugel steht mit dem Systempumpenventilsitz in Eingriff, um eine Fluidverbindung zwischen der Hauptzylinderanschlußöffnung und dem ringförmigen Fluidkanal zu sperren, wenn das Ventil abgeregt ist. Die Kugel steht auch mit dem Radzylinderventilsitz in Eingriff, um eine Fluidverbindung zwischen der Hauptzylinderanschlußöffnung und dem Radzylinderfluidkanal zu sperren, wenn das Ventil erregt ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform umfaßt das Ventil für ein Fahrzeug eine Spulenummantelung. Ein Ankerbecher, der ein offenes Ende und ein geschlossenes Ende aufweist, ist in der Spulenummantelung angeordnet, und ein Plungergehäuse erstreckt sich vom offenen Ende des Ankerbechers aus. Das Plungergehäuse stellt einen ersten Fluidverbindungsweg und einen zweiten Fluidverbindungsweg her. Bei diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Anker, in dem eine Bohrung ausgebildet ist, hin- und herbewegbar in dem Ankerbecher zwischen dem Plungergehäuse und dem geschlossenen Ende des Ankerbechers angeordnet. Ein Plunger ist in dem Plungergehäuse verschiebbar angeordnet. Der Plunger weist ein ankernahes Ende auf, das in der im Anker ausgebildeten Bohrung angeordnet ist. Außerdem ist der Plunger bewegbar zwischen einer abgeregten Stellung, in der eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg zugelassen und eine Fluidverbindung durch den zweiten Fluidverbindungsweg gesperrt ist, einer erregten Stellung, in der eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg gesperrt und eine Fluidverbindung durch den zweiten Fluidverbindungsweg zugelassen ist, und einer Druckentlastungsstellung, in der, während das Ventil erregt ist, Fluiddruck auf den Plunger ein vorbestimmtes Druckniveau übersteigt, um eine entgegenwirkende magnetische Kraft auf den Plunger zu überwinden und eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg zuzulassen. Auch bei dieser Ausführungsform umgibt eine Spule eng den Ankerbecher und ist magnetisch mit dem Anker gekoppelt. Die Spule ist selektiv erregbar, um den Anker, und somit den Plunger, aus der abgeregten Stellung in die erregte Stellung zu drängen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein System zum Stabilisieren eines Fahrzeugs einen Hauptzylinder, mindestens einen Radzylinder, eine Systempumpe und ein erfindungsgemäßes Fahrzeugsolenoidventil. Das Fahrzeugsolenoidventil steht in Fluidverbindung mit dem Hauptzylinder, dem Radzylinder und der Systempumpe. Außerdem lenkt das Fahrzeugsolenoidventil selektiv Hydraulikbremsfluid zwischen dem Hauptzylinder und dem Radzylinder und zwischen dem Hauptzylinder und der Systempumpe. Wie es durch diesen Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, wird, wenn Fluiddruck ein vorbestimmtes Druckniveau übersteigt, eine durch eine erregte Spule erzeugte, entgegenwirkende, magnetische Kraft überwunden, um den Druck abzulassen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in diesen zeigt:
1 eine Querschnittsansicht des Ventils in der abgeregten Stellung,
2 eine Querschnittsansicht des Ventils in der erregten Stellung, und
3 ein Blockdiagramm, das ein Bremssystem darstellt, in dem ein Fahrzeugsolenoidventil eingebaut sein kann.
In den 1 und 2 ist ein Fahrzeugsolenoidventil gezeigt und allgemein mit 100 bezeichnet. Die 1 und 2 zeigen, daß das Fahrzeugsolenoidventil 100 eine vorzugsweise aus Metall bestehende, hohle, im allgemeinen zylindrische Spulenummantelung 102 umfaßt, die ein ankernahes Ende 104 und ein ankerfernes Ende 106 aufweist.
In der Spulenummantelung 102 befindet sich ein vorzugsweise aus Metall bestehender, im allgemeinen rohrförmiger Ankerbecher 108, der ein geschlossenes Ende 110 und ein offenes Ende 112 aufweist. Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, ist in dem ankernahen Ende 104 der Spulenummantelung 102 ein Loch 114 ausgebildet, das derart bemessen ist, daß es den Ankerbecher 108 aufnimmt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ankerbecher 108 in dem Loch 114 derart verschiebbar angeordnet, daß das geschlossene Ende 110 des Ankerbechers 108 von der Spulenummantelung 102 vorsteht und sich der Rest des Ankerbechers 108 in das Innere der Spulenummantelung 102 hinein erstreckt.
Ein Anker 116 des Ventils 100 ist in dem Ankerbecher 108 hin- und herbewegbar angeordnet. Die 1 und 2 zeigen, daß in dem Anker 116 eine zentrale Bohrung 118 ausgebildet ist, die das ankernahe Ende eines unten beschriebenen Plungers aufnimmt. Eine hohle, torusförmige Spule 120 umgibt eng den Ankerbecher 108 und ist magnetisch mit dem Anker 116 gekoppelt. Von dem offenen Ende 112 des Ankerbechers 108 aus erstreckt sich ein vorzugsweise aus Metall bestehendes, im allgemeinen zylindrisches Plungergehäuse 122. Ein vorzugsweise aus Metall bestehender, im allgemeinen ringförmiger Trägerflansch 124 umgrenzt das Plungergehäuse 122. Wie es durch die vorliegend bevorzugte Ausführungsform vorgesehen ist, ist der Trägerflansch 124 um das Plungergehäuse 122 herum in der Nähe der Mitte des Plungergehäuses 122 über eine Preßpassung befestigt. Der Trägerflansch 124 steht entlang seines Außenumfangs mit einem Loch 126 in Eingriff, das im ankerfernen Ende 106 der Spulenummantelung 102 ausgebildet ist, um das Plungergehäuse 122 zu tragen und das Loch 126 im ankerfernen Ende 106 der Spulenummantelung 102 zu verschließen.
Weiterhin ist nach den 1 und 2 in dem Plungergehäuse 122 eine zentrale Bohrung 128 mit einem relativ schmalen ersten Abschnitt 130 ausgebildet, der sich in einen größeren zweiten Abschnitt 132 hinein erstreckt. Ein Systempumpenventilsitz 134 umgrenzt die zentrale Bohrung 128 in dem Plungergehäuse 122 an der Grenzfläche zwischen dem ersten Abschnitt 130 und dem zweiten Abschnitt 132 der Bohrung 128. In dem ersten Abschnitt 130 der Bohrung 128 ist ein vorzugsweise aus Metall bestehender, im allgemeinen zylindrischer Plunger 136 hin- und herbewegbar angeordnet, der ein ankernahes Ende 138 und ein ankerfernes Ende 140 aufweist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind am ankernahen Ende 138 des Plungers 136 Zähne oder Kerben 142 ausgebildet, und an der Bohrung 118 in dem Anker 116 sind gegenüberliegende, entsprechende Zähne oder Kerben 144 ausgebildet. Somit stehen die Zähne oder Kerben 142 an dem Plunger 136 mit den gegenüberliegenden Zähnen oder Kerben 144 in dem Anker 116 in Eingriff, um den Plunger 136 mit dem Anker 116 zu verkeilen. Es ist einzusehen, daß folglich, wenn sich der Anker 116 in dem Ankerbecher 108 hin- und herbewegt, der Plunger 136 sich in dem Plungergehäuse 116 hin- und herbewegt.
Die 1 und 2 zeigen einen Stift 146, der ein ankerfernes Ende 148 aufweist und sich vom ankerfernen Ende 140 des Plungers 136 aus erstreckt. Eine vorzugsweise aus Metall bestehende Plungerkugel 150 berührt das ankerferne Ende 148 des Stiftes 146. Der Stift 146 kann einstückig mit dem Plunger 140 ausgebildet sein. Es ist festzustellen, daß die Plungerkugel 150 einstückig mit dem Stift 146 ausgebildet sein kann. Die Plungerkugel 150 steht selektiv mit dem Systempumpenventilsitz 134 und einem Radzylinderventilsitz, der unten beschrieben ist, in Eingriff, um eine Fluidverbindung durch das Solenoidventil 100 hindurch zu steuern. Wenn man sich ganz nach links in den 1 und 2 bewegt, ist ein vorzugsweise aus Metall bestehendes, im allgemeinen zylindrisches Ventilanschlußstück 154 vorzugsweise in dem zweiten Abschnitt 132 der Bohrung 128 über eine Preßpassung befestigt. Die 1 und 2 zeigen, daß in dem Ventilanschlußstück 154 ein Radzylinderfluidkanal 156 ausgebildet ist, der eine Fluidverbindung von dem Solenoidventil 100 zu einem unten beschriebenen Radzylinder herstellt. Der Radzylinderfluidkanal 156 in dem Ventilanschlußstück 154 ist von einem Radzylinderventilsitz 158 umgrenzt, mit dem die Plungerkugel 150 zu Zwecken selektiv in Eingriff gelangen kann, die kurz offenbart werden sollen.
Die 1 und 2 zeigen auch, daß das Ventilanschlußstück 154 einen erweiterten ersten Abschnitt 160 umfaßt, der an einem schmalen zweiten Abschnitt 162 endet. Eine Federkontaktfläche 164 ist dort hergestellt, wo der erste Abschnitt 160 des Ventilanschlußstücks 154 auf den zweiten Abschnitt 162 des Ventilanschlußstücks 154 trifft. Eine Feder 166 ist unter Druck um den zweiten Abschnitt 160 des Ventilanschlußstücks 154 herum zwischen der Federkontaktfläche 164 und der Plungerkugel 150 angeordnet.
Wie es durch die vorliegende Erfindung vorgesehen ist, ist in dem Plungergehäuse 122 mindestens eine Hauptzylinderanschlußöffnung 168 ausgebildet, die eine Fluidverbindung zwischen einem Hauptzylinder, der unten beschrieben ist, und dem Solenoidventil 100 herstellt. Außerdem ist in dem Plungergehäuse 122 mindestens eine Systempumpenanschlußöffnung 170 ausgebildet, die eine Fluidverbindung zwischen dem Solenoidventil 100 und einer Systempumpe, die ebenfalls unten beschrieben ist, herstellt. Es sind vorzugsweise zwei Hauptzylinderanschlußöffnungen 168 und zwei Systempumpenanschlußöffnungen 170 vorgesehen.
Die 1 und 2 zeigen, daß der Außendurchmesser des Stiftes 146 wesentlich kleiner als der Innendurchmesser des ersten Abschnitts 130 der in dem Plungergehäuse 122 ausgebildeten Bohrung 128 ist. Als solcher ist ein ringförmiger Fluidkanal 172 zwischen dem Stift 146 und dem Plungergehäuse 122 hergestellt. Wenn die Plungerkugel 150 von dem Systempumpenventilsitz 134 beabstandet ist, stellt der ringförmige Fluidkanal 172 eine Fluidverbindung zwischen den Hauptzylinderanschlußöffnungen 168 und den Systempumpenanschlußöffnungen 170 her.
Die 1 und 2 zeigen ferner, daß das Plungergehäuse 116 von einer ersten O-Ring-Rille 174 und einer zweiten O-Ring-Rille 176 umgrenzt ist. Wie gezeigt ist die erste O-Ring-Rille 174 derart bemessen, daß sie einen ersten O-Ring 178 aufnimmt, und die zweite O-Ring-Rille 176 ist derart bemessen, daß sie einen zweiten O-Ring 180 aufnimmt.
Um die Verwendung des Ventils der vorliegenden Erfindung zu verstehen, wird nun Bezug auf 3 genommen, die ein beispielhaftes Fahrzeugbremssystem zeigt, das allgemein mit 200 bezeichnet ist und in dem das vorliegende Ventil verwendet werden kann. Das System 200 umfaßt wie gezeigt einen Hauptzylinder 212, der in Fluidverbindung mit einem Fluidbehälter 214 steht. Der Hauptzylinder 212 wird von einem Bremspedal 216 mechanisch betätigt, das durch den Fuß eines Fahrers niedergedrückt wird. Zwischen dem Hauptzylinder 212 und einer Fluidpumpe 218 und in Fluidverbindung mit beiden ist das Fahrzeugsolenoidventil 100 eingebaut.
3 zeigt, daß das Fahrzeugsolenoidventil 100 und die Systempumpe 218 jeweils auch in Fluidverbindung mit einem Radzylinder 220 stehen. Ein Steuersystem 222, z. B. ein Antiblockier-Bremssystem, ist elektrisch mit dem Solenoidventil 100 und der Systempumpe 218 verbunden.
Unter normalen Bremsbedingungen, d.h., bei abgeregter Spule 120, wenn das Bremspedal 216 von einem Fahrer niedergedrückt wird, läßt das Solenoidventil 100 eine Fluidverbindung von dem Hauptzylinder 212 zu dem Radzylinder 220 zu. Insbesondere setzt sich die Kugel 150 auf den Systempumpenventilsitz 134, so daß Fluid von den Hauptzylinderanschlußöffnungen 168 zu dem Radzylinderfluidkanal 156 fließen kann. Wenn je doch ein oder mehrere Räder beginnen, Traktion zu verlieren, wird das Solenoidventil 100 automatisch erregt, so daß die Kugel 150 auf dem Radzylinderventilsitz 158 liegt, um eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptzylinder 212 und dem Radzylinder 220 zu sperren, während eine Fluidverbindung vom Hauptzylinder 212 zur Systempumpe 218 zugelassen wird. Dementsprechend wird Fluid an die Systempumpe 218 geliefert, um diese anzutreiben. Sobald sie angetrieben wird, kann die Pumpe 218 Fluid direkt zum Radzylinder 220 pumpen und gemäß ABS-Prinzipien die Stabilität des Fahrzeugs steuern.
Solange die Spule 120 erregt bleibt, bleibt das Ventil 100 in der erregten Stellung, wie es in 2 gezeigt ist. Falls das Solenoidventil 100 in der erregten Stellung ist und der Fluiddruck in dem Radzylinder 220 ein vorbestimmtes kritisches Niveau übersteigt, kann der Hydraulikdruck gegen die Plungerkugel 150 die magnetische Kraft überwinden und die Plungerkugel 150 nach rechts, wenn man auf 2 blickt, in eine Druckentlastungsstellung drängen, in der die Plungerkugel 150 von dem Radzylinderventilsitz 158 beabstandet ist, um eine Fluidverbindung vom Radzylinder zum Hauptzylinder 212 zuzulassen. Sobald der Druck in dem Radzylinder 220 unter das kritische Druckniveau abfällt und die magnetische Kraft die hydraulische Kraft übersteigt, wird das Ventil 100 in die geschlossene Stellung zurückkehren, bis die Spule 120 durch das Steuersystem 222 abgeregt wird und die Feder 166 das Ventil 100 in die in 1 gezeigte abgeregte Stellung drängt.
Es ist zu verstehen, daß, wenn das Ventil 100 in der abgeregten Stellung ist, ein erster Fluidverbindungsweg durch die Hauptzylinderanschlußöffnungen 168 und den Radzylinderfluidkanal 156 hergestellt ist. Wenn an dererseits das Ventil in der erregten Stellung ist, ist ein zweiter Fluidverbindungsweg durch die Hauptzylinderanschlußöffnungen 168, den ringförmigen Fluidkanal 172 und die Systempumpenanschlußöffnungen 170 hergestellt, vorausgesetzt, daß der Druck in dem Radzylinder 220 nicht über ein vorbestimmtes kritisches Niveau hinaus zunimmt.
Es ist festzustellen, daß mit der oben beschriebenen konstruktiven Anordnung das Fahrzeugsolenoidventil 100 nicht viele interne Bauteile benötigt, um die Fluidverbindung zwischen dem Hauptzylinder 212, dem Radzylinder 220 und der Systempumpe 218 zu steuern. Indem die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Plungergehäuse 122 und dem Anker 132 (aufgrund der Erregung der Spule 120) die Druckentlastungsfunktion steuert, stellt das Ventil 100 diese Funktion beständiger bereit.
Ein Fahrzeugsolenoidventil 100 umfaßt eine Spulenummantelung 102, in der ein Plungergehäuse 122 angeordnet ist. Das Plungergehäuse 122 stellt einen ersten Fluidverbindungsweg und einen zweiten Fluidverbindungsweg her. In dem Plungergehäuse 122 ist ein Plunger 136 hin- und herbewegbar angeordnet. Der Plunger 136 ist bewegbar zwischen einer abgeregten Stellung, in der eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg zugelassen und eine Fluidverbindung durch den zweiten Fluidverbindungsweg gesperrt ist, einer erregten Stellung, in der eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg gesperrt und eine Fluidverbindung durch den zweiten Fluidverbindungsweg zugelassen ist, und einer Druckentlastungsstellung, in der, während das Ventil 100 erregt ist, Fluiddruck auf den Plunger 136 ein vorbestimmtes Druckniveau übersteigt, um eine entgegenwirkende magnetische Kraft auf den Plunger 136 zu überwinden und eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg zuzulassen.

Claims

Fahrzeugsolenoidventil (100) für ein Fahrzeugfluidsystem, umfassend: ein Plungergehäuse (122), das einen ersten Fluidverbindungsweg und einen zweiten Fluidverbindungsweg aufweist, einen Plunger (136), der relativ zu dem Plungergehäuse (122) verschiebbar angeordnet ist, wobei der Plunger (136) bewegbar ist zwischen einer abgeregten Stellung, in der eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg zugelassen und eine Fluidverbindung durch den zweiten Fluidverbindungsweg gesperrt ist, einer erregten Stellung, in der eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg gesperrt und eine Fluidverbindung durch den zweiten Fluidverbindungsweg zugelassen ist, und einer Druckentlastungsstellung, in der, während das Ventil erregt ist, Fluiddruck auf den Plunger (136) ein vorbestimmtes Druckniveau übersteigt, um eine entgegenwirkende magnetische Kraft auf den Plunger (136) zu überwinden und eine Fluidverbindung durch den ersten Fluidverbindungsweg zuzulassen, und eine Plungerkugel (150) zum Versperren des ersten oder des zweiten Fluidverbindungswegs, die durch den Plunger (136) aus einer abgeregten Stellung, in welcher der zweite Fluidverbindungsweg versperrt ist, in eine erregte Stellung, in welcher der erste Fluidverbindungsweg versperrt ist, und durch eine Feder (166) aus der erregten Stellung in die abgeregte Stellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Plungerkugel (150) gleichzeitig und unmittelbar mit dem Plunger (136) und mit der Feder (166) zusammenwirkt.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Plunger (136) ein ankernahes Ende (138) aufweist, und das Ventil ferner umfaßt: einen Anker (116), in dem eine zentrale Bohrung (118) ausgebildet ist, wobei das ankernahe Ende (138) des Plungers (136) in der zentralen Bohrung (118) des Ankers (116) angeordnet ist, und eine Spule (120), die den Anker (116) umgibt und mit diesem magnetisch gekoppelt ist, wobei die Spule (120) selektiv erregbar ist, um den Plunger (136) aus der abgeregten Stellung in die erregte Stellung zu drängen.
Ventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Spulenummantelung (102), die die Spule (120) und den Anker (116) umgibt, wobei die Spulenummantelung (102) das Plungergehäuse (122) zumindest teilweise umgibt.
Ventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Ankerbecher (108), der den Anker (116) umgibt, wobei der Ankerbecher (108) ein geschlossenes Ende (110) und ein offenes Ende (112) aufweist, wobei das Plungergehäuse (122) zumindest teilweise in dem offenen Ende (112) des Ankerbechers (108) angeordnet ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Plungergehäuse (122) eine Bohrung (128) mit einem ersten Abschnitt (130) und einem zweiten Abschnitt (132) ausgebildet ist, und daß das Plungergehäuse (122) einen Systempumpenventilsitz (134) zwischen dem ersten Abschnitt (130) und dem zweiten Abschnitt (132) der Bohrung (128) umfaßt.
Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Plunger (136) ein ankerfernes Ende (140) aufweist, wobei der Plunger (136) zumindest teilweise in dem ersten Abschnitt (130) der Bohrung (128) in dem Plungergehäuse (122) angeordnet ist, und das Ventil ferner umfaßt: einen Stift (146), der sich von dem ankerfernen Ende (140) des Plungers (136) aus erstreckt, wobei der Außendurchmesser des Stiftes (146) kleiner als der Innendurchmesser des ersten Abschnitts (130) der Bohrung (128) in dem Plungergehäuse (122) ist, so daß ein ringförmiger Fluidkanal (172) zwischen dem Stift (146) und dem Plungergehäuse (122) in dem ersten Abschnitt (130) der Bohrung (128) in dem Plungergehäuse (122) hergestellt ist.
Ventil nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Ventilanschlußstück (154), das in dem zweiten Abschnitt (132) der Bohrung (128) in dem Plungergehäuse (122) angeordnet ist, wobei das Ventilanschlußstück (154) einen ersten Abschnitt (160) und ei nen zweiten Abschnitt (162) aufweist und eine Federkontaktfläche (164) dazwischen umfaßt, wobei in dem Ventilanschlußstück (154) ein Radzylinderfluidkanal (156) ausgebildet ist, der von einem Radzylinderventilsitz (158) umgrenzt ist.
Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Plungergehäuse (122) mindestens eine Hauptzylinderanschlußöffnung (168) und mindestens eine Systempumpenanschlußöffnung (170) ausgebildet sind, wobei der erste Fluidverbindungsweg durch die Hauptzylinderanschlußöffnung (168) und den Radzylinderfluidkanal (156) hergestellt ist, wenn das Ventil in der abgeregten Stellung ist, und der zweite Fluidverbindungsweg durch die Hauptzylinderanschlußöffnung (168), den ringförmigen Fluidkanal (172) und die Systempumpenanschlußöffnung (170) hergestellt ist, wenn das Ventil in der erregten Stellung ist.
Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (146) ein ankerfernes Ende (148) aufweist, und die Plungerkugel (150) mit dem ankerfernen Ende (148) des Stiftes (146) in Kontakt steht, wobei die Plungerkugel (150) wahlweise mit dem Systempumpenventilsitz (134) in Eingriff gelangt, um die Fluidverbindung zwischen der Hauptzylinderanschlußöffnung (168) und dem ringförmigen Fluidkanal (172) zu sperren, und die Plungerkugel (150) selektiv mit dem Radzylinderventilsitz (158) in Eingriff gelangt, um die Fluidverbindung zwischen der Hauptzylinderanschlußöffnung (168) und dem Radzylinderfluidkanal (156) in dem Ventilanschlußstück (154) zu sperren.
Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Spulenummantelung (102), einen Ankerbecher (108), der in der Spulenummantelung (102) angeordnet ist, wobei der Ankerbecher (108) ein offenes Ende (112) und ein geschlossenes Ende (110) aufweist, ein Plungergehäuse (122), das sich von dem offenen Ende (112) des Ankerbechers (108) aus erstreckt, wobei das Plungergehäuse (122) einen ersten Fluidverbindungsweg und einen zweiten Fluidverbindungsweg herstellt, einen Anker (116), der in dem Ankerbecher (108) zwischen dem Plungergehäuse (122) und dem geschlossenen Ende (110) des Ankerbechers (108) hin- und herbewegbar angeordnet ist, wobei in dem Anker (116) eine Bohrung (118) ausgebildet ist, eine Spule (120), die den Ankerbecher (108) eng umgibt und mit dem Anker (116) magnetisch gekoppelt ist, wobei die Spule (120) selektiv erregbar ist, um den Plunger (136) aus der abgeregten Stellung in die erregte Stellung zu drängen, wobei der Plunger (136) in dem Plungergehäuse (122) verschiebbar angeordnet ist und ein ankernahes Ende (138) aufweist, das in der in dem Anker (116) ausgebildeten Bohrung (118) angeordnet ist.
Fahrzeugsolenoidventil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, angeordnet in einem System zum Stabilisieren eines Fahrzeuges, welches auch einen Hauptzylinder (212), mindestens einen Radzylinder (220) und eine Systempumpe (218) umfasst, wobei das Ventil (100) in Fluidverbindung mit dem Hauptzylinder (212), dem Radzylinder (220) und der Systempumpe (218) steht und selektiv Hydraulikbremsfluid zwischen dem Hauptzylinder (212) und dem Radzylinder (220) und zwischen dem Hauptzylinder (212) und der Systempumpe (218) lenkt, wobei, wenn Fluiddruck ein vorbestimmtes Druckniveau übersteigt, eine entgegenwirkende magnetische Kraft überwunden wird, um den Druck abzulassen.
Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das System einen Fluidbehälter (214) umfasst, der in Fluidverbindung mit dem Hauptzylinder (212) steht.
Ventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das System ein Bremspedal (216) umfasst, das mechanisch mit dem Hauptzylinder (212) gekoppelt ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das System ein Steuersystem (222) umfasst, das elektrisch mit dem Ventil (100) und der Systempumpe (218) gekoppelt ist.