DE3438646A1

DE3438646A1 - Vorrichtung zum steuern des hydraulischen druckes in einer blockierfreien bremsanlage eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE3438646A1
Application number: DE19843438646
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Fujinami; Shinichi Anjo Aichi Hori; Ryoichi Matsuura; Yoshihisa Toyota Aichi Nomura; Hiroyuki Susono Shizuoka Oka; Hiromi Otsuki
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1983-10-20
Filing date: 1984-10-22
Publication date: 1985-05-09
Also published as: US4685749A

Description

Vorrichtung zum Steuern des hydraulischen Druckes in einer blockierfreien Bremsanlage eines Fahrzeuges

Die Erfindung befaßt sich mit einer blockierfreien Fahrzeugbremsanlage und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Steuern des hydraulischen Druckes in einer derartigen Bremsanlage, mit der es möglich ist, ein Rückschlagen des Bremspedals zu vermeiden.

Es sind verschiedene blockierfreie Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen und in die Praxis umgesetzt worden, um den hydraulischen Bremsdruck unter der Steuerung einer Steuereinheit zu optimieren und dadurch eine effektivere und sichere Bremswirkung hervorzurufen, wenn das Fahrzeug bei verschiedenen Straßenverhältnissen gebremst wird. Die US-PS 4 090 739 und 4 278 300 zeigen beispielsweise derartige blockierfreie Bremsanlagen. Die bekannten blockierfreien Bremsanlagen sind jedoch insofern nicht zufriedenstellend als das Bremspedal während der Arbeit der Bremsanlage zum Zurückschlagen neigt.

Durch die Erfindung soll daher eine Vorrichtung zum Steuern des hydraulischen Druckes in einer blockierfreien Bremsanlage eines Fahrzeuges geschaffen werden, die vermeiden kann,daß das Bremspedal beim Bremsen des Fahrzeuges zurückschlägt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steuern des hydraulischen Druckes in einer blockierfreien Bremsanlage eines Fahrzeuges weist einen Hauptbremszylinder, einen Radbremszylinder, einen Hauptzylinderdurchlaß, der vom Hauptzylinder ausgeht, einen Fluiddruckversorgungsdurchlaß, der mit dem Radbremszylinder verbunden ist, eine Steuereinheit, die auf die Rad-

Verhältnisse anspricht und ein Befehlssignal erzeugt, ein Richtsteuerventil, das im Fluiddruckversorgungsdurchlaß angeordnet ist und wenigstens eine erste und eine zweite wählbare Stellung aufweist, wobei das Richtsteuerventil sich normalerweise in der ersten Stellung befindet, um den Fluiddruckversorgungsdurchlaß zu öffnen, einen Fluiddruckrückführungsdurchlaß, der mit dem Richtsteuerventil verbunden ist, und ein Drucksteuerventil auf, das zwischen den Hauptzylinderdurchlaß, den Fluiddruckversorgungsdurchlaß und den Fluiddruckrückführungsdurchlaß geschaltet ist, wobei das Drucksteuerventil normalerweise so geschaltet ist, daß es den Hauptzylinderdurchlaß und den Fluiddruckversorgungsdurchlaß miteinander verbindet. Das Richtsteuerventil ist auf das Befehlssignal ansprechend betätigbar, um den Fluiddruckversorgungsdurchlaß zu schließen und den Radbremszylinder mit dem Fluiddruckrückführungsdurchlaß zu verbinden. Auf einen Fluiddruck vom Radbremszylinder im Fluiddruckrückführungskanal bei Betätigung des Richtsteuerventils ansprechend kann das Drucksteuerventil betätigt werden, um den Fluiddruckversorgungsdurchlaß vom Hauptzylinderdurchlaß abzutrennen und den Fluiddruckrückführungsdurchlaß mit dem Fluiddruckversorgungsdurchlaß zu verbinden.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig.1 ein schematisches Schaltbild eines

Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern des hydraulischen Druckes in einer blockierfreien Bremsanlage eines Fahrzeuges,

Fig.2 eine vergrößerte Längsschnitten-

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sieht eines Drucksteuerventils in der in Fig.1 dargestellten Vorrichtung,

Fig.3 eine vergrößerte Längsschnittansicht

eines Drucksteuerventils bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig.4 in einer graphischen Darstellung die

Kennlinien der in den Fig.2 und 3 dargestellten Drucksteuerventi Ie₁

Fig.5 eine schematische Darstellung des

in Fig.2 dargestellten DrucksteuerventiIs,

Fig.6 eine schematische Darstellung des

in Fig.3 dargestellten Drucksteuerventils,

Fig.7 eine vergrößerte Längsschnittansicht

eines Drucksteuerventils für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig.8 ein schematisches Schaltbild einer

Vorrichtung zum Steuern des hydraulischen Druckes in einer blockierfreien Bremsanlage eines Fahrzeuges mit dem in Fig.7 dargestellten Drucksteuerventi1.

Wie es in Fig.1 dargestellt ist, weist die Vorrichtung zum Steuern des hydraulischen Druckes in einer blockierfreien

Bremsanlage eines Fahrzeuges einen Hauptzylinder 14 auf, der in Funktionsverbindung mit einem Bremspedal 16 steht. Der Hauptzylinder 14 weist eine erste, nicht dargestellte und einen hydraulischen Druck erzeugende Kammer auf, die über eine Leitung 18 mit Bremszylindern 20,22 für die Vorderräder W1, W2 verbunden ist- Der Hauptzylinder 14 weist gleichfalls eine zweite, nicht dargestellte, einen hydraulischen Druck erzeugende Kammer auf, die über eine Leitung 24 mit den Bremszylindern für die Hinterräder W3, W4 verbunden ist. Die Leitung 18 zweigt insbesondere in eine Versorgungsleitung 26 und eine Rückführungsleitung 28 auf. Die Versorgungsleitung 26 ist mit einer Einlaßöffnung eines Drucksteuerventils 30 verbunden, deren Auslaßöffnung mit einer Versorgungsleitung 32 verbunden und über ein Richtsteuerventil 34 und eine Leitung 36 mit dem Bremszylinder 20 gekoppelt ist.

Die Rückführungsleitung 28 ist über ein Rückschlagventil 38 und eine Leitung 36 mit dem Bremszylinder 20 verbunden, wobei das Rückschlagventil 38 eine Fluidströmung nur in eine Richtung vom Bremszylinder 20 zum Hauptzylinder 14 zuläßt. Eine Leitung 40 ist mit dem Richtsteuerventil 34 und gleichfalls über eine Leitung 42, einen Vorratsbehälter 44, eine Leitung 45, ein Rückschlagventil 46, eine hydraulische Druckpumpe 48, ein Rückschlagventil 50 und eine Rückführungsleitung 52 mit der anderen Einlaßöffnung des Drucksteuerventils 30 verbunden. Von einem Sammler 54, der mit der Rückführungsleitung 52 verbunden ist, zweigt eine Leitung 56 ab, die mit der Steueröffnung des Drucksteuerventils 30 verbunden ist. Die Rückschlagventile 46 und 50 sind so ausgerichtet, daß sie eine Fluidströmung nur in die Richtung vom Vorratsbehälter 44 zum Drucksteuerventil 30 zulassen.

Wie es in Fig.2 dargestellt ist, umfaßt das Drucksteuerventil 30 ein Ventilgehäuse 69 mit zwei Einlaßöffnungen 58,60, einer Auslaßöffnung 62 und einer Steueröffnung 64, die mit

den Leitungen 26,52,32 und 56 jeweils verbunden sind. Die Einlaßöffnungen 58,60 sind mit der Auslaßöffnung 62 über einen Durchlaß verbunden, in dem beweglich ein Richtsteuerelement 66 angeordnet ist, das eine Kugel umfaßt. Wenn die Kugel 66 in Fig.2 nach links bewegt wird, bis sie an einem Sitz anliegt, ist der Durchlaß,der zur Einlaßöffnung 60 führt, geschloss-en, während eine Fluid.verbindung zwischen der Einlaßöffnung 58 und der Auslaßöffnung 62 hergestellt ist. Wenn die Kugel 66 nach rechts in Fig.2 gegen einen gegenüberliegenden Sitz bewegt wird, wird der Druchlaß zur Einlaßöffnung 58 geschlossen und werden die Einlaß- und die Auslaßöffnung 60,62 in eine gegenseitige Fluidverbindung miteinander gebracht. Die Kugel 66 ist normalerweise durch eine Druckschraubenfeder 68 in eine derartige Richtung beaufschlagt, daß eine Fluidverbindung zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung 58,62 besteht. Ein Kolben 70 ist beweglich im Ventilgehäuse

69 in einer Lage der Feder 68 über die Kugel 66 gegenüber angeordnet. Der Kolben 70 ist unter einem Fluiddruck, der über die Steueröffnung 64 hereinkommt, in eine derartige Richtung bewegbar, daß er die Einlaß- und die Auslaßöffnung 60,62 gegen die Vorspannungskraft der Feder 68 miteinander in Verbindung bringt. Das Ventilgehäuse 69 weist gleichfalls eine Belüftung 72 auf, die mit einer Bohrung verbunden ist, in der der Kolben

70 angeordnet ist. Das Umschalten zwischen den beiden wählbaren Durchlässen über das Drucksteuerventil 30 kann in der gewünschten Weise und in kurzer Zeit bewirkt werden, wenn eine geeignete Druckbeaufschlagungsfläche des Kolbens 70 gewählt wird.

Fig.3 zeigt ein Drucksteuerventil 76 eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, das statt des Drucksteuerventils 30 benutzt werden kann. Das Drucksteuerventil 76 weist keine Steueröffnung und keinen Kolben auf, sondern ist mit zwei Einlaßöffnungen 58,74 und einer einzigen Auslaßöffnung 62 versehen, die in einem Ventilkörper 76a begrenzt sind und

3 1 ""i C\ O / 4 ύ ö o 4 ο

wahlweise über eine bewegliche.Kugel 66 verbindbar sind, die normalerweise durch eine Druckschraubenfeder 68a in eine derartige Richtung beaufschlagt ist, daß die Einlaßöffnung 74 geschlossen ist. Die von der Druckschraubenfeder 68a erzeugte Federkraft sollte wesentlich kleiner als die Kraft der Druckschraubenfeder 68 in Fig.2 sein, da es keinen Kolben gibt, der auf die Kugel 66 gegen die Kraft der Feder 68a einwirkt. Statt der Kugel 66 kann auch ein stabförmiges Rieht· steuerelement benutzt werden, dessen Enden in Paßineingriffnähme mit jeweiligen Ventilsitzen im Ventilgehäuse stehen.

Wie es in Fig.5 dargestellt ist, ist das Drucksteuerventil 30 bei der Richtungsumschaltung einer mathematischen Analyse zugänglich, die durch die folgenden Gleichungen gegeben ist:

Pa (A1 + A2 - A3) = A2 Pm + F1
und daher

Pa = A2/(A1 + A2 - A3)Pm + F1/(A1 + A2 - A3) (1),

wobei Pa den Fluiddruck in der Rückführungsleitung 52 bezeich net, A1 die Druckbeaufschlagungsfläche des Kolbens 70 ist,A2 die Druckbeaufschlagungsfläche der Kugel 66 zu dem Zeitpunkt ist, an dem der Rückführungsdurchlaß 52 geschlossen ist, A3 die Querschnittsfläche der Kolbenstange 70a des Kolbens 70 bezeichnet, Pm den Fluiddruck bezeichnet, der durch den Hauptzylinder 14 angelegt wird, und F1 die elastische Kraft von der Druckschraubenfeder 68 ist. In den oben angegebenen Gleichungen wurde angenommen, daß das äußere Ende der Kolbenstange 70a in einem Punktkontakt mit der Kugel 66 gehalten ist.

Das in Fig.6 dargestellte Drucksteuerventil ist gleichfalls bei der Richtungsumschaltung einer mathematischen Analyse zugänglich, die durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt wird :

rf

Pa A2 = Pm A2 + F2,

wobei F2 die elastische Kraft der Feder 68 bezeichnet. Es ist daher

Pa = Pm + F2/A2.

Da F1 ^> F2 ist, gilt

Pa = Pm (2),

vorausgesetzt, das F2 = O ist.

Fig.4 zeigt die Kennlinien der Drucksteuerventile 30,76. Die schraffierten Seiten der Kurven bezeichnen die Bereiche, in denen die Leitung 26 und die Leitung 32 nicht miteinander verbunden sind. Durch eine Änderung der Parameter A1, A2, A3 und F1 des Drucksteuerventils 30 ändert das Ventil 30 seine Schaltcharakteristik. Die Schaltcharakteristik des Drucksteuerventils 66 ist durch Pa = Pm angegeben. Da der Druck in der Leitung 26 und der Druck in der Leitung 52 im wesentlichen beim Richtungsumschalten gleich sind, wird der Druck in der Leitung 52 vom Sammler 54 nicht auf die Leitung 26 übertragen. Am Bremspedal liegt daher kein Stoß oder Rückschlag, wenn das Drucksteuerventil umgeschaltet wird. Dadurch, daß der Ausdruck F1/A1 + A2 - A3 so gewählt wird, daß er einen großen Wert hat, wird der Schaltdruck bis zu einem Punkt erhöht, an dem das Drucksteuerventil nicht geschaltet wird, bis der Druck Pa ausreichend höher als der Druck Pm ist, so daß der Sammler 54 eine ausreichende Fluidmenge halten kann.

Das in Fig.1 dargestellte Richtsteuerventil 34 ist ein federbeaufschlagtes Solenoid-betätigtes Ventil vom Typ eines Dreiöffnungs- und Dreistellungsventils. Wenn ein hoher Erregungsstrom durch ein Solenoid 48 des Ventils 34 fließt, wird das Ventil 34 gegen die Vorspannungskraft einer Feder 80 des Ventils 34 in die ganz links liegende oder betätigte Stel-

34Jöb4t> β

lung betätigt (Fig.1). Wenn das Solenoid 78 mit einem niedrigen Erregungsstrom versorgt wird, wird das Ventil 34 in einer mittleren Stellung angeordnet. Wenn durch das Solenoid 78 kein Erregungsstrom fließt, wird das Ventil 34 unter der Kraft der Feder 80 in die ganz rechts liegende oder normale Stellung vorgespannt.

Mit dem Bremszylinder 22 des anderen vorderen Rades W2 ist eine Versorgungsleitung 82, die von der Versorgungsleitung 32 abzweigt, über ein Richtsteuerventil 84, das in seinem Aufbau mit dem Richtsteuerventil 34 identisch ist, und eine Leitung 86 verbunden. Der Bremszylinder 22 ist gleichfalls mit dem Hauptzylinder 14 über eine Rückführungsleitung 87,die von der Leitung 18 abzweigt, ein Rückschlagventil 88 und eine Leitung 86 verbunden. Eine Leitung 90, die mit dem Richtsteuerventil 84 verbunden ist, ist über die Leitung 42 mit dem Vorratsbehälter 44 verbunden.

Die Bremszylinder der Hinterräder W3 und W4 sind über im wesentlichen dieselbe Anordnung, wie bei den Vorderrädern W1, W2 mit der Leitung 24 verbunden, ausgenommen, daß die Bremszylinder mit einem gemeinsamen Richtsteuerventil 92 verbunden sind, das mit den Richtsteuerventilen 34,84 identisch ist. Es können natürlich zwei derartige Richtsteuerventile jeweils mit den Bremszylindern der Hinterräder W3,W4 verbunden sein.

Radgeschwindigkeitssensoren D1,D2 sind jeweils den Vorderrädern W1,W2 zugeordnet, und ein Geschwindigkeitssensor D3 ist den Hinterrädern W3.W4 zugeordnet. Die Radgeschwindigkeitssensoren D1,D2,D3 erzeugen Impulssignale mit einer Frequenz, die proportional zur Drehgeschwindigkeit der Räder ist, und sie legen diese Impulssignale an eine Steuereinheit 94. Die Steuereinheit 94 spricht auf die anliegenden Signale an, um die Radgeschwindigkeiten, das Rutschen der Räder und Verzögerungen zu berechnen und Steuersignale S1.S2.S3 zu erzeugen.

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Diese Steuersignale liegen an den Solenoiden der Richtsteuerventile 34,84,92. Wenn ein Steuersignal einen hohen Pegel hat, hat der Solenoiderregungsstrom einen hohen Wert. Wenn das Steuersignal einen mittleren Pegel hat, hat der Solenoiderregungsstrom gleichfalls einen mittleren Wert. Wenn das Steuersignal einen niedrigen Pegel hat, fließt kein Solenoiderregungsstrom. Wenn daher die Steuersignale S1,S2,S3 einen hohen, einen mittleren und einen niedrigen Pegel jeweils haben, werden die Richtsteuerventile 34,84,92 in die betätigte Stellung, in die mittlere Stellung und in die normale Stellung jeweils bewegt. Die Steuersignale kommen auf einen hohen Pegel, wenn der Fluiddruck in den ßremszylindem 20,22 herabzusetzen ist. Die Steuersignale kommen auf einen mittleren Pegel, wenn der Fluiddruck in den Bremszylindern 20,22 beizubehalten ist. Die Steuersignale kommen auf einen niedrigen Pegel, wenn der Fluiddruck in den Bremszylindern 20,22 zu erhöhen ist. Das Richtsteuerventi1 92 wird in ähnlicher Weise zum Bremsen der Hinterräder W3,W4 gesteuert. Die Steuereinheit 94 mit den oben beschriebenen Funktionen hat einen einfachen herkömmlichen Aufbau, der ohne Schwierigkeiten verwirklicht werden kann und daher nicht im einzelnen beschrieben wird.

Die Vorrichtung zum Steuern des hydraulischen Druckes mit dem oben beschriebenen Aufbau arbeitet in der folgenden Weise :

Während das Kraftfahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt, beginnt der Fahrer das Bremspedal 16 herabzudrücken. Zu Beginn des Bremsvorganges des Fahrzeuges spricht die Steuereinheit 94 auf die aufgenommenen Signale von den Radgeschwindigkeitssensoren an, um zu ermitteln, daß noch kein Rad eine vorgeschriebene Verzögerung und Rutschmaß erreicht hat. Die Steuersignale S1.S2.S3 haben daher einen niedrigen Pegel, und die Richtsteuerventile 34,84,92 befinden sich in ihrer norma-

1 'I n r* ι ρ

len Stellung. Zu diesem Zeitpunkt erlaubt das Drucksteuerventil 30 eine Verbindung der Versorgungsleitungen 26,32 miteinander. Der Fluiddruck vom Hauptzylinder 14 liegt über die Leitung 18, das Drucksteuerventil 30, die Versorgungsleitungen 32,82, die Richtsteuerventile 34,84 und die Leitungen 36, 86 an den Bremszyiindem 20,22, um dadurch die Vorderräder W1.W2 zu bremsen. Durch die Rückschlagventile 38,88 wird verhindert, daß das Fluid durch die Leitungen 28,87 in die Leitungen 36,86 fließt.

Die Hinterräder W3,W4 werden in derselben Weise gebremt.

Wenn der Bremsfluiddruck zunimmt und die Vorderräder W1,W2 eine bestimmte Verzögerung und ein bestimmtes Rutschmaß erreichen und dabei sind, diese Werte gerade zu überschreiten, kommen die Steuersignale S1,S2 auf einen hohen Pegel, um die Richtsteuerventile 34,84 in die betätigte Stellung zu verschieben, in der die Leitungen 23,36 und die Leitungen 82,86 getrennt und die Leitungen 36,40 und die Leitugen 86,90 miteinander verbunden sind. Das Bremsfluid fließt nun von den Bremszylindern 20,22 über die Leitungen 86,90,36,40,42 in den Vorratsbehälter 44. Die Fluiddruckpumpe 48 beginnt zu arbeiten, wenn das Steuersignal S1 oder das Steuersignal S2 den hohen Pegel erreicht, so daß das Bremsfluid von der Pumpe 48 vom Vorratsbehälter 44 abgezogen, unter Druck.gesetzt und anschließend über das Rückschlagventil 40 und die Rückführungsleitung 52 zum Sammler 54 und zum Drucksteuerventil 30 abgegeben wird. Wenn das Fluid in die Leitung 56 eingespeist wird, drückt der Kolben 70 gegen die Kraft der Feder 68 gegen die Kugel 66, so daß die Leitungen 52,32 miteinander verbunden werden, und die Leitung 26 von der Leitung 32 abgetrennt wird Die Druckenergie des Bremsfluides wird im Sammler 54 gespeichert. Derselbe Arbeitsvorgang erfolgt bezüglich der Hinterräder W3.W4. Das Bremspedal 16 ist daher keinem Rückschlagen aufgrund eines unerwünschten Druckaufbaus in der

3 4 3 8 6 A δ K

Leitung 18 ausgesetzt.

Wenn die Verzögerung der Räder WI,W2 wieder auf einen vorgeschriebenen Pegel zurückkehrt und dabei ist, unter den vorgeschriebenen Pegel abzusinken, haben die Steuersignale den Zwischenpegel, um die Richtsteuerventile 34,84 in die Zwischenstellung oder die neutrale Stellung zu bringen. Die Leitungen 32,36 und 40 und die Leitungen 82,86 und 90 sind dann getrennt. Der BremsfIuiddruck bleibt nun auf einem konstanten Wert. Zu diesem Zeitpunkt liefert die Pumpe 48 Fluid vom Vorratsbehälter 44 in die Leitung 52,56, ein Rückschlagen wird jedoch nicht hervorgerufen, wie es oben beschrieben wurde. Die obige Arbeitsweise trifft auch für die Hinterräder W3.W4 zu.

Wenn keine Gefahr mehr besteht, daß die Räder W1,W2 blockieren, kommen die Steuersignale S1,S2 auf einen niedrigen Pegel, um eine Verbindung zwischen den Leitungen 32 und 36,86 herzustellen, damit der Fluiddruck vom Sammler 54 durch die Leitung 32 und die Leitungen 36,86 gehen kann. Die Bremskraft an den Vorderrädern WI,W2 nimmt nun zu. In ähnlicher Weise nimmt auch die Bremskraft an den Hinterrädern W3,W4 zu, wenn das Steuersignal S3 auf einen niedrigen Pegel kommt.

Der oben beschriebene Steuervorgang wird wiederholt, bis das Kraftfahrzeug die gewünschte Geschwindigkeit erreicht oder anhält, woraufhin der Fahrer das Bremspedal 16 freigibt. Der Druck in den Teilen der Rückführungsleitungen 28,87, die näher als die Rückschlagventile 38,88 am Hauptzylinder 14 liegen, nimmt ab, damit das Bremsfluid von den Zylindern 20, 22 über die Leitungen 36,28,18 und die Leitungen 86,87,18 in den Hauptzylinder 14 zurückkehren kann. Das Bremsfluid von den Bremszylindern der Hinterräder W3.W4 kehrt gleichfalls in derselben Weise zum Hauptzylinder 14 zurück.

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Die in Fig.1 dargestellte Vorrichtung zum Steuern des hydraulischen Druckes kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. Beispielsweise können den Hinterrädern W3,W4 jeweilige Geschwindigkeitssensoren zugeordnet werden, die Signale der Steuereinheit 94 liefern. Die Vorderräder W1,W2 können über ein gemeinsames Richtsteuerventil gesteuert werden. Jeder Bremszylinder kann wahlweise mit einem höheren oder niedrigeren Fluiddruck in Abhängigkeit von den Blockierverhältnissen des Rades versorgt werden.

Fig.7 zeigt ein Drucksteuerventil 100 gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei das Drucksteuerventil 100 in die in Fig.8 dargestellte Vorrichtung zum Steuern des hydraulischen Druckes eingebaut ist, die grundsätzlich mit der in Fig.1 dargestellten Vorrichtung identisch ist.Das Drucksteuerventil 100 weist ein Ventilgehäuse 101 mit einer Einlaßöffnung 102, einer Einlaßöffnung 103 und einer Einlaßöffnung 104 auf, die jeweils mit den Leitungen 26,56.32 in Fig.8 verbunden sind. Das Ventilgehäuse 101 umfaßt eine erste Ventilkammer 105, die mit den Einlaßöffnungen 102,103 und der Einlaßöffnung 104 über Fluiddurchgänge verbunden ist. Der Fluiddurchgang 106 ist mit der Einlaßöffnung 102 verbunden, der Fluiddurchgang 107 ist mit der Einlaßöffnung 103 verbunden. Die Fluiddurchgänge 106,107 münden in die Ventilkammer 105 einander gegenüber und begrenzen Umfangskanten, die als Ventilsitze dienen, zwischen denen ein erster Ventilkörper oder eine Kugel 108 beweglich in der Ventilkammer 105 angeordnet ist. Die Kugel 108 wird normalerweise unter der Elastizität einer Druckschraubenfeder 109, die im Fluiddurchlaß 106 angeordnet ist, gegen den Ventilsitz auf der Seite des Fluiddurchlasses 107 gedrückt. Die Kugel 108 läßt daher normalerweise eine Fluidverbindung zwischen der Einlaßlöffnung102 und der Auslaßöffnung 104 zu und verhindert eine Fluidverbindung zwischen der Einlaßöffnung 103 und der Ventilkammer 105.

Das Ventilgehäuse 101 weist eine abgestufte Zylinderbohrung 110 auf, in die ein abgestufter Kolben 111 gleitend verschiebbar und dicht abgeschlossen eingepaßt ist. Der abgestufte Kolben 111 ist in eine Richtung hin und her bewegbar, die zur Mitte der Ventilsitze in der Ventilkammer 105 in einer Linie ausgerichtet ist. Der Kolben 111 weist einen mittle· ren Fluiddurctilaß 112 auf, der in Längsrichtung durch den Kolben hindurch verläuft und eine Mittelachse hat, die in einer Linie mit der Mitte der Ventilsitze in der Ventilkammer 105 ausgerichtet ist. Der Fluiddurchlaß 112 enthält eine zweite Ventilkammeri13, die zur Einlaßöffnung 103 mündet und in der ein zweiter Ventilkörper oder eine zweite Kugel 114 bewegbar aufgenommen ist. Die Kugel 114 wird normalerweise durch eine Druckschraubenfeder 115 in die Richtung gedrückt, in der sie an einem sich verjüngenden Ventilsitz in der Ventilkammer 113 anliegt. In der Zylinderbohrung 110 ist eine Druckschraubenfeder 116 aufgenommen, die normalerweise den Kolben 111 in die Richtung drückt, in der er an einem Ende der Zylinderbohrung 110 neben der Einlaßöffnung 103 gehalten ist. Eine Stange 117 erstreckt sich durch den Durchlaß 112 und steht mit ihren Enden mit den Kugeln 108,114 in Eingriff, um diese relativ zueinander anzuordnen. Das Ventilgehäuse 101 weist gleichfalls eine Belüftung 118 auf, die mit der Zylinderbohrung 110 in Verbindung steht. Die Leitungen 32,56 sind miteinander über eine Drossel 119 als Druckentlastungseinrichtung für die Einlaßöffnung 103 verbunden.

Es sei angenommen, daß der Kolben 111 in der Zylinderbohrung 110 über eine maximale Strecke a bewegbar ist, daß die Kugel 114 um eine maximale Strecke b durch die Stange 117 von dem sich verjüngenden Ventilsitz abhebbar ist, wenn die Kugel 108 am Ventilsitz in der Ventilkammer 105 auf der Seite des Fluiddurchlasses 107 sitzt, und daß die Kugel 108 um eine Strecke c zwischen den Ventilsitzen in der Ventilkammer 105 abhebbar ist. Die Bauteile des Drucksteuerventils 100 sind

so bemessen, daß die folgende Beziehung erfüllt ist:

aj b + c (3).

Weiterhin sind die Federn 109,115 so ausgelegt, daß die folgende Beziehung erfüllt ist:

F1 < F2 (4),

wobei F1 die Kraft ist, die von der Feder 109 zu dem Zeitpunkt anliegt, an dem die Kugel 108 beginnt, am Ventilsitz auf der Seite des Fiuiddurchlasses 106 anzuliegen, und F2 die Kraft bezeichnet, die von der Feder 115 zu dem Zeitpunkt angelegt wird, an dem die Kugel 114 um die Strecke b abgehoben ist.

Das Drucksteuerventil 100 arbeitet in der folgenden Weise:

Die Kugel 108 wird normalerweise durch die Feder 109 so unter Druck gesetzt, daß sie den Fluiddurchlaß 107 schließt, während der Fluiddurchlaß 112 durch die Kugel 114 geschlossen ist. Wenn ein Bremsfluid unter Druck von der Einlaßöffnung 103 in die Zylinderbohrung 110 eingeführt wird, wird der Kolben 111 in eine Richtung zur Ventilkammer 105 bewegt, während gleichzeitig die Feder 116 zusammengedrückt wird.Die Kugel 114 bewegt sich gleichfalls in dieselbe Richtung,wobei der Fluiddurchlaß 112 geschlossen bleibt. Die Kugel 114 bewirkt, daß die Stange 117 gegen die Kugel 108 drückt, so daß der Fluiddurchlaß 107 mit der Ventilkammer 105 in Verbindung kommen kann. Eine weitere Bewegung des Kolbens 111 bewirkt, daß die Kugel 108 am Ventilsitz auf der Seite des Fiuiddurchlasses 106 zur Anlage kommt, wodurch die Einlaßöffnung 102 geschlossen wird. Die Kugel 108 hält nun an.Wenn sich der Kolben 111 weiterbewegt, wird nun die Kugel 114 durch die Stange 117 angehalten, die durch eine Ineingriffnahme mit der Kugel 108 angehalten ist. Die Kugel 114 wird

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dann von dem sich verjüngenden Ventilsitz in der Ventilkammer 113 gelöst, wodurch der Fluiddurchlaß 112 geöffnet wird, so daß das ßremsfluid von der Ventilkammer 113 durch den Zwischenraum zwischen der Stange 117 und der inneren Umfangsfläche des Fluiddurchlasses 112 und schließlich durcn den Fluiddurchiaß 107 und die Ventilkammer 105 in die Auslaßöffnung 104 strömen kann, von der das Fluid in die Leitung 32 abgegeben wird. Die Einlaßöffnung 103 kann daher in eine Verbindung mit der Auslaßöffnung 104 gebracht werden, indem zunächst die Einlaßöffnung 102 geschlossen wird, während die Verbindung mit der Einlaßöffnung 103 durch die Kugel 114 geschlossen ist und anschließend der Fluiddurchiaß 112 geöffnet wird, um eine Fluidverbindung zwischen der Einlaßöffnung 103 und der Auslaßöffnung 104 herzustellen. Wenn bei einer derartigen Anordnung das Drucksteuerventil 100 verschoben wird, wird überhaupt kein Fluiddruck von der Einlaßöffnung 103 zur Einlaßöffnung 102 geführt. Wenn das Ventil 100 anschließend seine ursprüngliche Stellung wieder einnimmt,wird der Fluiddruck in der Einlaßöffnung 103 durch die Drossel 119 entlastet, nachdem die Kugel 114 geschlossen ist, und wird anschließend der Kolben 111 nach links bewegt.

Das Drucksteuerventil 100 kann in verschiedener Weise abgewandelt und geändert werden. Beispielsweise kann die Stange 117 durch eine Stange ersetzt werden, die in einem Stück an einer der Kugeln 108,114 angebracht ist. Die Kugeln 108 und 114 können durch Tellerventile ersetzt werden. Die Kugeln 108 und 114 können durch Druckschraubenfedern über dazwischen angeordnete Zwischenelemente oder durch andere geeignete elastische Einrichtungen beaufschlagt werden.

Das Drucksteuerventil 100 der in Fig.8 dargestellten Vorrichtung zum Steuern des hydraulischen Druckes arbeitet im wesentlichen in derselben Weise wie das Drucksteuerventil 30 oder 76 in der in Fig.1 dargestellten Drucksteuervorrichtung.

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Der Hauptunterschied besteht darin, daß der Fluiddruck, der von den Bremszylindern 20 und 22 kommt, wenn die Richtsteuerventile 34,84 in die ganz linke Stellung oder die betätigte Stellung verschoben sind, dem Drucksteuerventil 100 nur über die Leitung 56 geliefert wird, die mit der Einlaßöffnung verbunden ist.

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Claims

Dr. F. Zujristeln sen. \ßr. ^.Äsemann ο / q ο ο ι e

Dipl.-lng. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

3/Li G3-8415-S0

NIPPONDENSO CO.Ltd.,Kariya-shi,JP

Vorrichtung zum Steuern des hydraulischen Druckes in einer blockierfreien Bremsanlage eines Fahrzeugs

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zum Steuern des hydraulischen Druckes in einer blockierfreien Bremsanlage eines Fahrzeuges, gekennzeichnet durch

a) einen Hauptbremszylinder,

b) einen Radbremszylinder,

c) einen Hauptzylinderdurchlaß, der vom Hauptzylinder ausgeht,

d) einen Fluiddruckversorgungsdurchlaß, der mit dem Radbremszylinder verbunden ist,

e) eine Steuereinheit, die auf die Radverhältnisse anspricht, um ein Befehlssignal zu erzeugen,

f) eine Richtsteuerventileinrichtung, die im Fluiddruckversorgungsdurchlaß angeordnet ist und wenigstens eine erste und eine zweite wahlweise einnehmbare Stellung aufweist, wobei die Richtsteuerventileinrichtung normalerweise in die erste Stellung verscho· ben ist, in der der Fluiddruckversorgungsdurchlaß geöffnet ist,

g) einen Fluiddruckrückführungsdurchlaß, der mit der Richtsteuerventileinrichtung verbunden ist, und

h) ein Drucksteuerventil, das zwischen dem Hauptzylinderdurchlaß, dem Fluiddruckversorgungsdurchlaß und dem Fluiddruckrückführungsdurchlaß liegt, wobei das Drucksteuerventil normalerweise so verschoben ist, daß es d-en Hauptzylinderdurchlaß und den Fluiddruckversorgungsdurchlaß verbindet, die Richtsteuerventileinrichtung auf das Befehlssignal ansprechend so betätigbar ist, daß sie den Fluiddruckversorgungsdurchlaß schließt und den Bremszylinder mit dem Fluiddruckrückführungsdurchlaß verbindet, so daß das Drucksteuerventil betätigt werden kann, um den Fluiddruckversorgungsdurchlaß vom Hauptzylinderdurchlaß abzutrennen und den Fluiddruckrückführungsdurchlaß mit dem Fluiddruckversorgungsdurchlaß auf einen Fluiddruck ansprechend zu verbinden, der von den Radbremszyl indem dem Fluiddruckrückführungsdurchlaß geliefert wird, wenn die Richtsteuerventileinrichtung betätigt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Fluiddruckrückführungsdurchlaß einen Vorratsbehälter und eine Fluiddruckpumpe enthält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,

gekennzeichnet durch einen Sammler, der mit dem Fluiddruckrückführungsdurchlaß verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksteuerventil ein Ventilgehäuse, eine erste Einlaßöffnung, die im Ventilgehäuse begrenzt ist und mit dem Hauptzylinderdurchlaß verbunden ist, eine zweite Einlaßöffnung, die im Ventilgehäuse begrenzt ist und mit dem Fluiddruckrückführungs-

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durbhlaß verbunden ist, eine Auslaßöffnung,, die im Ventilgehäuse begrenzt ist und mit dem Fluiddruckversorgungs· durchlaß verbunden ist und eine Richtsteuereinrichtung aufweist, die beweglich im Ventilgehäuse angeordnet ist, um wahlweise für eine Fluidverbindung zwischen der ersten Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung und zwischen der zweiten Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung zu sorgen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksteuerventil einen Kolben, der beweglich in einer Bohrung im Ventilgehäuse angeordnet ist, wobei die Bohrung mit dem Fiuiddruckrückführungsdurchlaß in Verbindung steht, und eine Feder aufweist, die im Ventilgehäuse angeordnet ist und auf die Richtsteuereinrichtung so einwirkt, daß sie diese normalerweise so beaufschlagt, daß die erste Einlaßöffnung mit der Auslaßöffnung verbunden ist, wobei der Kolben auf einen Fluiddruck im Fiuiddruckrückführungsdurchlaß ansprechend so bewegbar ist, daß er die Richtsteuereinrichtung gegen die Kraft der Feder verschiebt, um die zweite Einlaßöffnung in eine Verbindung mit der Auslaßöffnung zu öffnen, und die Verbindung der ersten Einlaßöffnung mit der Auslaßöffnung zu schließen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Richtsteuereinrichtung eine Kugel umfaßt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse eine erste Ventilkammer aufweist, die mit der ersten Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung in Verbindung steht, daß das Drucksteuerventil einen Kolben aufweist, der beweglich in einer Bohrung im Ventilgehäuse angeordnet ist, und mit einer zweiten Ventilkammer, die in die Bohrung mündet,und

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einem axialen Durchlaß versehe-n ist, der in die zweite Ventilkammer mündet, wobei die Bohrung mit der zweiten Einlaßöffnung in Verbindung steht, daß die Richtsteuereinrichtung einen ersten Ventilkörper, der beweglich in der ersten Ventilkammer angeordnet ist, einen zweiten Ventilkörper, der beweglich in der zweiten Ventilkammer angeordnet ist,und eine Stange umfaßt, die sich durch den axialen Durchlaß erstreckt und deren Enden mit dem ersten und dem zweiten Ventilkörper in Eingriff bringbar sind, daß das Drucksteuerventil weiterhin eine erste Feder,die im Ventilgehäuse angeordnet ist und auf den ersten Ventilkörper derart einwirkt, daß sie diesen normalerweise so beaufschlagt, daß er die erste Einlaßöffnung mit der Auslaßöffnung verbindet, eine zweite Feder, die im Kolben angeordnet ist und auf den zweiten Ventilkörper so einwirkt, daß sie normalerweise diesen so beaufschlagt, daß er die Verbindung des axialen Durchlasses mit der zweiten Ventilkammer schließt, und eine dritte Feder aufweist, die im Ventilgehäuse angeordnet ist und den Kolben normalerweise in eine Richtung zur zweiten Einlaßöffnung hin beaufschlagt, daß der Kolben von der zweiten Einlaßöffnung auf den Fluiddruck in dem Fluiddruckrückführungskanal ansprechend wegbewegbar ist, um zu bewirken, daß die Stange den ersten Ventilkörper gegen die Kraft der ersten Feder verschiebt, um dadurch die Verbindung der ersten Einlaßöffnung mit der Auslaßöffnung zu schließen, und um anschließend zu bewirken, daß die Stange den zweiten Ventilkörper gegen die Kraft der zweiten Feder verschiebt, um den axialen Durchlaß in eine Verbindung mit der zweiten Ventilkammer zu öffnen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Ventilkorper jeweils eine Kugel umfassen.

Vorrichtung zum Steuern des .hydraulisehen Druckes in einer blockierfreien Bremsanlage eines Fahrzeuges mit einem Radbremszylinder,
gekennzeichnet durch

a) eine erste Druckeinrichtung zum übertragen des Bremsdruckes auf den Radbremszylinder,

b) einen ersten Durchlaßi der von der ersten Druckeinrichtung ausgeht,

c) einen Fluiddruckversorgungsdurchlaß, der mit dem Radbremszylinder verbunden ist,

d) eine Steuereinrichtung, die auf die Radverhältnisse anspricht und ein Befehlssignal erzeugt,

e) eine Richtsteuerventileinrichtung, die im Fluiddruckversorgungsdurchlaß angeordnet ist und wenigstens eine erste und eine zweite wahlweise einnehmbare Stellung aufweist, wobei die Richtsteuerventileinrichtung normalerweise in die erste Stellung geschoben ist, um den Fluiddruckversorgungsdurchlaß zu öffnen und auf das Befehlssignal ansprechend in die zweite Stellung betätigbar ist, um den Fluiddruckversorgungsdurchlaß zu schließen und den Bremsdruck des Radbremszylinders zu entlasten,

f) eine zweite Druckeinrichtung mit einem zweiten Durchlaß zum Erzeugen eines zweiten Bremsdruckes, wenn die Richtsteuerventileinrichtung betätigt ist, und

g) ein Drucksteuerventil, das zwischen den ersten Durchlaß, den Fluiddruckversorgungsdurchlaß und den zweiten Durchlaß geschaltet ist, wobei das Drucksteuerventil normalerweise so geschaltet ist, daß es den ersten Durchlaß und den Fluiddruckversorgungsdurchlaß verbindet, und auf den zweiten Bremsdruck von der zweiten Druckeinrichtung ansprechend so betätigbar ist, daß es den Fluiddruckversorgungsdurchlaß vom ersten Durchlaß abtrennt und den zweiten Durchlaß mit dem Fluiddruckversorgungsdurchlaß verbindet.