DE3812832C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Antiblockier-System für ein Straßenfahrzeug mit einer hydraulischen Mehrkreis-Brems­ anlage, die mindestens einen statischen Bremskreis umfaßt, der an einen Ausgangsdruckraum eines zur Bremsdruckversor­ gung der Radbremsen vorgesehenen Bremsgeräts angeschlossen ist, dessen Ausgangsdruck über ein elektrisch ansteuer­ bares Bremsdruck-Regelventil eines zur Steuerung von Bremsdruck-Abbau-, Bremsdruck-Halte- und Bremsdruck- Wiederaufbau-Phasen der Antiblockier-Regelung vorgesehenen Bremsdruck-Stelleinrichtung in die Radbremsen des statischen Bremskreises einkoppelbar ist, die mindestens dann, wenn die Antiblockier-Regelung dem Betrage nach hohe Druck­ absenkungen erfordert, nach dem Rückförderprinzip arbeitet, gemäß welchem in einer Bremsdruck-Abbau-Phase aus einer der Regelung unterworfenen Radbremse abgelassene Brems­ flüssigkeit in den Ausgangsdruckraum des Bremsgeräts zurück­ gefördert wird, wobei eine zu diesem Zweck vorgesehene Fördereinrichtung einen Stufenzylinder umfaßt, mit zwei über eine radiale Gehäusestufe gegeneinander abgesetzten Bohrungsabschnitten unterschiedlichen Durchmessers, in denen ein Kolben mit Kolbenflanschen entsprechend ver­ schiedenen Durchmessers druckdicht verschiebbar geführt ist, dessen größere Stufe die axial bewegliche Begrenzung eines Antriebsdruckraumes bildet, der mittels einer elektrisch ansteuerbaren ABS-Steuerventil-Anordnung an den Hochdruckausgang einer hydraulischen Hilfsdruckquelle anschließbar, alternativ hierzu zum Tank der Hilfsdruck­ quelle hin entspannbar ist, und deren kleinere, die be­ wegliche Begrenzung einer im Rückförderbetrieb der Brems­ druckstelleinrichtung als Pumpenkammer wirkenden Funktions­ kammer bildet, welche über ein Auslaß-Rückschlagventil an den dem statischen Bremskreis zugeordneten Druckaus­ gang des Bremsgeräts und über ein Einlaß-Ventil an die Radbremsen des statischen Bremskreises anschließbar ist, wobei eine Rückstellfeder vorgesehen ist, die den Kolben in dessen mit maximalem Volumen der an die Radbremsen anschließbaren Funktionskammer verknüpfte Endstellung drängt und wobei die zur regelungsgerechten Umschaltung des Bremsdruck-Regelventils und der den Stufenzylinder- Antrieb steuernden Magnet-Ventilanordnung erforderlichen Ansteuersignale von einer elektronischen Steuereinheit abgegeben werden, welche diese Signale aus einer ver­ gleichenden und - zeitlich - differenzierenden Verar­ beitung elektrischer Ausgangssignale von Raddrehzahl­ sensoren erzeugt, deren Ausgangssignale nach Pegel und/ oder Frequenz ein Maß für die Radumfangsgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder sind.

Ein derartiges Antiblockier-System kann durch die DE-OS 33 47 618 als bekannt angesehen werden, obgleich dort die Regelung an dem statischen Bremskreis - dem Vorderachs-Bremskreis - im Sinne einer Einzelrad-Regelung mit den Fahrzeugrädern je einzeln zugeordneten Bremsdruck- Regelventilen ausgebildet ist und eine gemeinsame Brems­ druck-Regelung an beiden Rädern eines Bremskreises nur für den als offenen Bremskreis ausgebildeten Hinterachs- Bremskreis explizit offenbart ist.

Bei dem bekannten ABS ist für den statischen Bremskreis ein Niederdruckspeicher vorgesehen, der die in einer Druckabsenkungs-Phase aus einer der Regelung unterworfenen Radbremse abgelassene Bremsflüssigkeit zunächst aufnimmt, wonach diese dann erst mittels der - hydraulisch ange­ triebenen - Rückförderpumpe in den dem statischen Brems­ kreis zugeordneten Ausgangsdruckraum des Bremsgeräts zurückgepumpt wird. Diese Rückförderpumpe ist dahin­ gehend ausgelegt, daß pro Kolbenhub zwischen 0,2 und 0,4 cm³ Bremsflüssigkeit in den Ausgangsdruckraum des Bremsgeräts zurückgefördert werden können, was zwischen 1/20 und 1/10 derjenigen Bremsflüssigkeitsmenge entspricht, die bei einem Fahrzeug der gehobenen Leistungsklasse (Fahrzeug­ gewicht ca. 1,5 t und Höchstgeschwindigkeit um 200 km/h bis 220 km/h) in den Bremskreis hineinverdrängt wird, wenn eine Bremsung mit dem maximal möglichen Bremsdruck erfolgt, auf den die Bremsanlage ausgelegt ist.

Als Bremsdruck-Regelventile sind 3/3-Wege-Magnetventile vorgesehen, deren Grundstellung jeweils die Bremsdruck- Aufbaustellung ist, aus welcher heraus ein solches Ventil durch ein Steuersignal definierter Steuerstrom­ stärke in eine Sperrstellung - die Bremsdruck-Halte- Stellung - steuerbar ist und durch ein Steuersignal definiert höherer, z.B. der doppelten Steuerstromstärke in eine Bremsdruck-Abbau-Stellung steuerbar ist, in welcher die der Regelung unterwerfbaren Radbremsen des statischen Bremskreises an den Niederdruckspeicher angeschlossen sind, aus dem die Bremsflüssigkeit mittels der hydraulisch angetriebenen Förderpumpe in den Ausgangs­ druckraum des Bremsgeräts zurückgepumpt wird.

Bei einer derartigen Auslegung der Bremsanlage und des Anti­ blockier-Systems erfordert ein bedarfsgerechter Rückförder­ betrieb einen Antrieb der hydraulischen Rückförderpumpe mit einer Hub-Wiederholungsfrequenz von mindestens 10 Hz, was wegen der hiermit verknüpften Druckstöße zu einer unangenehmen Ge­ räuschentwicklung im Regelungsbetrieb führt, die nicht nur aus Gründen der Beeinträchtigung des Betriebskomforts des Fahrzeuges nachteilig ist, sondern vor allem auch deshalb, weil insbe­ sondere vorsichtige Fahrer, die aufgrund einer "defensiven" Fahrweise das ABS nur äußerst selten zum Ansprechen bringen und daher an eine derartige Geräuschentwicklung nicht "gewöhnt" sind, durch dieselbe erschreckt und dadurch in einer Gefahren­ situation, die bei einem Ansprechen eines ABS immer gegeben ist, zu einer unangemessenen Fehlreaktion veranlaßt werden können. Nachteilig an dem bekannten ABS ist aber auch der zu seiner Realisierung erforderliche technische Aufwand, der durch den zusätzlich zu der hydraulisch angetriebenen Rückförderpumpe vorgesehenen Niederdruckspeicher und die aufwendige Konstruktion der Bremsdruck-Regelventile bedingt ist.

Der Nachteil der unangenehmen Geräuschentwicklung wird bei einem durch die DE-OS 29 08 482 bekannten Antiblockiersystem, bei welchem den einer Antiblockier-Regelung unterwerfbaren Radbremsen je ein Druckmodulator zugeordnet ist, der eine Brems­ druck-Regelung nach dem Prinzip der Bremsdruck-Änderung durch Volumänderung eines Modulator-Ausgangsdruckraumes arbeitet, an den der Radbremszylinder der jeweiligen Radbremse unmittelbar angeschlossen ist. Dieser Modulator-Ausgangsdruckraum ist axial beweglich durch einen ersten Kolbenflansch eines Steuerkolbens begrenzt, der einen zweiten, mit dem ersten Flansch über eine langgestreckte Kolbenstange fest verbundenen Kolbenflansch aufweist, der in der größeren Stufe der Stufenbohrung des Modu­ latorgehäuses druckdicht verschiebbar geführt ist und dort die axial bewegliche Abgrenzung eines Reaktionsraumes, in den perma­ nent der hohe Ausgangsdruck einer Hilfsdruckquelle eingekoppelt ist, gegen einen Antriebsdruckraum bildet, der axial beweglich durch den zweiten, größeren Flansch des Steuerkolbens und axial gehäusefest durch eine Endstirnwand des Modulatorgehäuses be­ grenzt ist, wobei dieser Antriebsdruckraum über elektrisch ansteuerbare Ein- und Auslaßventile alternativ an den Hochdruck­ ausgang der Hilfsdruckquelle oder deren drucklosen Vorrats­ behälter anschließbar ist. An der den Antriebsdruckraum gehäuse­ fest begrenzenden Endstirnwand des Modulatorgehäuses ist eine Rückstellfeder abgestützt, welche an den größeren Kolbenflansch des Steuerkolbens angreift und diesen in seine mit minimalem Volumen des Ausgangsdruckraumes des Modulators verknüpfte Grund­ stellung drängt, die mit dem normalen, das heißt einer Regelung nicht unterworfenen Bremsbetrieb verknüpft ist. In dieser Grund­ stellung des Steuerkolbens ist ein in dessen kleinerem Flansch angeordnetes Zentralventil durch Abstützung seines Ventilkörpers mit einem gehäusefesten Anschlagstift - gegen die Wirkung einer Ventilfeder - in seiner Offen-Stellung gehalten, in welcher der an den Radbremszylinder angeschlossene Modulator-Ausgangs­ druckraum mit einem Einlaßraum verbunden ist, der an den Aus­ gangsdruckraum eines Bremsgeräts angeschlossen ist, in welchem durch Betätigung eines Bremspedals ein Betätigungskraft-propor­ tionaler Bremsdruck aufbaubar ist. Die zweite axiale Begrenzung dieses Einlaßraumes bildet die dem Durchmesser nach kleinere Stufe eines als Stufenkolben ausgebildeten Ringkolbens, welche sowohl gegen die kleinere Bohrungsstufe der Gehäusebohrung als auch gegen die die beiden Kolbenflansche des Steuerkolbens miteinander verbindende Kolbenstange verschiebbar abgedichtet ist. Zwischen den beiden jeweils durch Endstirnwände des Modu­ latorgehäuses abgeschlossenen Bohrungsstufen vermittelt eine dritte, dem Durchmesser nach größte Bohrungsstufe, gegen welche ein radialer Ringkolbenflansch, der sich an dessen kleinste, den Einlaßraum begrenzende Stufe anschließt, verschiebbar ab­ gedichtet ist. Der Ringkolben hat in axialem Abstand von diesem Flansch einen zweiten radialen Flansch, der gegen diejenige Bohrungsstufe verschiebbar abgedichtet ist, in welcher auch der größere Flansch des Steuerkolbens druckdicht verschiebbar geführt ist. Der Ringkolben ist an seiner dem Reaktionsraum zugewandten Seite topfförmig gestaltet, derart, daß sein Mantel den kolbenstangenförmigen Mittelabschnitt des Steuerkolbens in radialem Abstand umgibt und zusammen mit diesem einen inneren Ringraum begrenzt, der über einen Querkanal des Ringkolbens mit einem axial durch dessen beide Radialflansche begrenzten äußeren Ringraum kommuniziert, welcher permanent an den druck­ losen Vorratsbehälter der Hilfsdruckquelle angeschlossen ist. Durch den dem Durchmesser nach größten Flansch des Ringkolbens und eine Gehäusestufe ist ein als Antriebsdruckraum ausgenutzter Ringraum axial begrenzt, in den über ein Ventil, das seine axiale Verschiebung des Steuerkolbens, die im Sinne einer Vo­ lumen-Vergrößerung des Modulator-Ausgangsdruckraumes erfolgt, in eine Funktions-Stellung gelangt, in welcher dieser ringraum­ förmige Antriebsdruckraum mit dem Reaktionsraum kommunizierend verbunden und dadurch ebenfalls mit dem hohen Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle beaufschlagt ist. Der Ventilkörper dieses Ventils ist als eine im wesentlichen zylindrische Hülse ausge­ bildet, welche Reaktionsraum-seitig gegen die Kolbenstange des Steuerkolbens verschiebbar abgedichtet ist, wobei der Hülsen­ mantel ansonsten jedoch die zentrale Kolbenstange des Steuer­ kolbens in einem kleinen radialen Abstand umgibt, so daß ein mit dem drucklosen Ringraum kommunizierender innerer Ringspalt innerhalb des Ventilkörpers vorhanden ist. Der Ventilkörper ist außenseitig gegen den Mantel des topfförmigen Ringkolben­ teils verschiebbar abgedichtet. Der hülsenförmige Ventilkörper hat an seinem gegen die Kolbenstange des Steuerkolbens abge­ dichteten Abschnitt eine äußere konisch gestaltete Dichtfläche, welche die eine Begrenzung einer Außennut des Ventilkörpers bildet, die sich zwischen dieser konischen Dichtfläche und dem gegen den Ringkolben abgedichteten Abschnitt des Ventilkörpers erstreckt und zusammen mit diesem einen Ringraum bildet, der über Quer- und Längskanäle einerseits mit dem drucklos gehalte­ nen Ringraum des Ringkolbens und andererseits mit dem als An­ triebsdruckraum ausnutzbaren Ringraum in kommunizierender Ver­ bindung steht. Durch eine Ventilfeder wird der Ventilkörper in dichtende Anlage seiner konischen Fläche mit dem Rand der Re­ aktionsraum-seitigen Öffnung des Ringkolbens gedrängt.

Zur Erzielung einer Druckabbau-Phase der Antiblockierregelung wird der Antriebsdruckraum des Modulators gegen seinen Reak­ tionsraum abgesperrt und dafür über das Auslaßventil mit dem drucklosen Vorratsbehälter der Hilfsdruckquelle verbunden. Dadurch erfährt der Steuerkolben eine einleitende Verschiebung im Sinne einer Vergrößerung des Modulator-Ausgangsdruckraumes, der an den Radbremszylinder der der Regelung unterwerfbaren Radbremse angeschlossen ist. Dadurch schließt einerseits das Zentralventil des den Modulator-Ausgangsdruckraum begrenzenden Kolbenflansches und es wird weiter durch Anlage eines zentralen Anschlag- und Dichtflansches des Steurkolbens an dem inneren Rand des hülsenförmigen Ventilkörpers die kommunizierende Ver­ bindung zwischen dem drucklos gehaltenen Ringraum des Ring­ kolbens und dem durch den Ventilkörper und den Ringkolben be­ grenzten Ringraum und -spalt unterbrochen. Durch die Verschie­ bung des Steuerkolbens und damit auch des hülsenförmigen Ventil­ körpers hebt dessen konische Dichtfläche von dem durch den Ringkolben gebildeten Sitz ab, und es wird der im Reaktions­ raum herrschende Druck auch in den ringförmigen Antriebsdruck­ raum eingekoppelt, wodurch der Ringkolben im Ergebnis stets der Bewegung des Steuerkolbens folgt, der seinerseits durch den im Reaktionsraum herrschenden Druck - bei Druckentlastung des durch seinen größeren Flansch begrenzten Antriebsdruckraumes durch die Wirkung des im Reaktionsraum herrschenden Druckes im Sinne einer Vergrößerung des Volumens des Ausgangsdruckraumes des Modulators verschoben wird. Aufgrund des insoweit erläu­ terten Aufbaues des Druckmodulators und seiner Funktion ergibt sich, daß der Hub des Steuerkolbens so groß bemessen sein muß, daß eine vollständige Druckabsenkung durch seinen Maximalhub möglich ist und ein Rückförderbetrieb mittels des Druckmodu­ lators nicht möglich ist. Das durch die DE-OS 29 08 482 bekannte Antiblockiersystem hat zwar den Vorteil, daß bei einem Anspre­ chen desselben praktisch keinerlei Geräuschentwicklung eintritt, dafür aber auch den gravierenden Nachteil, daß in keinem Falle eines Ansprechens des Antiblockiersystems dem Fahrer eine hier­ für sinnfällige Pedalreaktion vermittelt wird.

Einem demgegenüber vorteilhaften Kompromiß zwischen unerwünsch­ ter Geräuschentwicklung und einer für den Fall eines "extremen" Ansprechens des Antiblockiersystems erwünschten, entsprechend selteneren Pedalreaktion vermittelt das in der eigenen - nicht vorveröffentlichten - DE 36 37 781 A1 beschriebene Antiblockiersystem mit Druckmodulatoren, die einen in einem Gehäuse verschiebbaren Kolben haben, durch den ein an die Rad­ bremse (n) angeschlossener Ausgangsdruckraum begrenzt ist, sowie einen Antriebsdruckraum, durch dessen alternativen Anschluß an den Hochdruckausgang bzw. den - drucklosen - Vorratsbehälter einer Hilfsdruckquelle Bremsdruckabbau-und Bremsdruckaufbau- Phasen eines Antiblockier-Regelzyklus steuerbar sind, wobei diese Druckmodulatoren mindestens eine Rückstellfeder haben, die ihren Kolben in eine mit maximalem Volumen der Primärkammer verknüpfte Stellung drängt und zur Steuerung der Druckaufbau- und Druckabbau-Phasen eine ABS-Steuerventilanordnung vorgesehen ist. Dabei ist der Kolben des jeweiligen Druckmodulators als Stufenkolben ausgebildet, dessen kleinere Kolbenstufe den Aus­ gangsdruckraum und dessen größere Kolbenstufe den Antriebs­ druckraum begrenzt. Im normalen Bremsbetrieb ist der Antriebs­ druckraum mit dem hohen Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle beaufschlagt, wodurch der Kolben - gegen die Wirkung einer kräftigen Rückstellfeder - in seine mit minimalem Volumen des Modulator-Ausgangsdruckraumes verknüpfte Grundstellung gedrängt wird. In dieser Grundstellung ist - mechanisch - ein Einlaß­ ventil in seine Offenstellung gesteuert, in welcher der dem regelbaren Bremskreis zugeordnete Ausgangsdruckraum des Brems­ geräts der Bremsanlage mit dem Ausgangsdruckraum des Druck­ modulators kommunizierend verbunden ist.

Dieses Einlaßventil ist als Rückschlagventil ausgebildet, das schon in der einleitenden Phase eines Druckabsenkungs-Hubes des Modulatorkolbens, der durch Druckentlastung seines Antriebs­ ruckraumes gesteuert wird, in seine Sperrstellung gelangt, wonach bei weiterer Verschiebung des Modulatorkolbens eine zunehmende Druckabsenkung im Modulator-Ausgangsdruckraum ein­ tritt. Die durch eine Kolbenverschiebung erzielbare Vergrößerung des Modulator-Ausgangsdruckraumes ist kleiner als das Volumen der bei maximalem Bremsdruck in die Radbremse(n) des an den Druckmodulator angeschlossenen Bremskreises verdrängbare Flüs­ sigkeitsmenge. Die mittels eines solchen Druckmodulators regel­ bare(n) Radbremse(n) ist bzw. sind mittels eines Magnetventils, dessen Grundstellung die Offen-Stellung ist, gegen den Ausgangs­ druckraum des Druckmodulators absperrbar. Reicht die durch einen einzigen Druckabsenkungs-Hub des Modulators erzielbare Bremsdruck-Absenkung für die Antiblockier-Regelung nicht aus, so wird die jeweilige Radbremse gegen den Modulator-Ausgangs­ druckraum abgesperrt und es wird der Antriebsdruckraum des Modulators wieder mit Antriebsdruck beaufschlagt, wobei dieser nunmehr wie eine Rückförderpumpe arbeitet, welche zuvor zur Bremsdruck-Absenkung aus einer Radbremse abgelassene Bremsflüs­ sigkeit in das Bremsgerät zurückpumpt.

Damit bei einem Ausfall der Hilfsdruckquelle, der zur Folge hat, daß der Modulatorkolben in seine mit größtem Volumen des Modulator-Ausgangsdruckraumes verknüpfte Endstellung gelangt, in welcher das Einlaßventil gesperrt ist, weiterhin gebremst werden kann, ist der Modulator mit einem mechanisch gesteuerten Bypass-Ventil versehen, das in der mit der genannten Fehlfunk­ tion verknüpften Endstellung des Modulatorkolbens offen ist und dadurch die Einkoppelung von Bremsdruck aus dem Bremsgerät über den Modulator-Ausgangsdruckraum in die Radbremse(n) er­ möglicht, das aber, sobald der Modulatorkolben auch nur gering­ fügig aus seiner Endstellung im Sinne eines Bremsdruck-Wieder­ aufbaues oder im Sinne des Rückförderbetriebes verschoben wird, wieder schließt, wobei der Ventilkörper dieses Bypass-Ventils, je "näher" der Modulatorkolben seiner minimalem Volumen des Modulator-Ausgangsdruckraumes entsprechenden Position ist, mit um so größerer Schließkraft gegen den Ventilsitz gedrängt ist. Nachteilig hierbei ist, daß in einer Situation, in welcher die Hilfsdruckquelle "teilweise" ausgefallen ist, derart, daß ihr Ausgangsdruck lediglich nicht genügt, um den Modulatorkolben gegen die Wirkung der Rückstellfeder und des in seinen Ausgangs­ druckraum eingekoppelten Ausgangsdruckes des Bremsgeräts in der minimalem Volumen des Ausgansdruckraumes entsprechenden Position zu halten, sondern in einer hiervon geringfügig ver­ schobenen Position, in der zwar das Einlaßventil geschlossen ist, das Bypass-Ventil aber nicht öffnen kann, die Bremsanlage praktisch ausgefallen ist. Ein Antiblockiersystem mit Druck­ modulatoren der in der Patentanmeldung P 36 37 781.3 beschrie­ benen Art ist daher aus Sicherheitsgründen problematisch.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, von einem Antiblockiersystem der eingangs genannten Art ausgehend, dieses dahingehend zu verbessern, daß, ohne Beeinträchtigung der Regelungsfunktionen, der zu deren Realisierung erforderliche technische Aufwand reduziert wird, eine regelungsbedingte Geräuschentwicklung weitgehend vermieden wird und darüberhinaus eine hohe Funktions­ zuverlässigkeit der Bremsanlage insgesamt gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 geannten Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße ABS eignet sich sowohl für eine Rege­ lung nach dem sog. Select-Low-Prinzip, gemäß welchem rege­ lungsbedingte Bremsdruck-Änderungen in den Radbremsen des statischen Bremskreises jeweils gleichsinnig erfolgen und die Regelung schon einsetzt, wenn lediglich an einer der Radbremsen des statischen Bremskreises eine Blockiertendenz auftritt und solange aufrecht erhalten wird, wie "irgend­ eine" Radbremse dieses statischen Bremskreises eine Blockiertendenz zeigt, als auch zu einer Regelung nach dem sog. Select-High-Prinzip, gemäß welchem die Regelung erst dann einsetzt, wenn sämtliche Radbremsen des statischen Bremskreises eine Blockiertendenz zeigen, die Regelung aber ebenfalls solange aufrecht erhalten wird, wie auch nur an einer der Radbremsen des statischen Bremskreises eine Blockiertendenz vorliegt. Eine Regelung nach dem erst­ genannten Prinzip ist dann vorteilhaft, wenn der statische Bremskreis der Hinterachs-Bremskreis des Fahrzeuges ist, während die Regelung nach dem zweitgenannten Prinzip für einen die beiden Vorderräder umfassenden statischen Brems­ kreis geeignet ist. Für beide Regelungsarten ist der zu ihrer Realisierung geeignete Aufbau des ABS mit nur einem als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildeten Bremsdruck-Regel­ ventil, einem Stufenzylinder mit mechanisch gesteuertem Funktionssteuerventil, das eine selbsttätige bedarfsge­ rechte Umschaltung von Druckmodulationsbetrieb auf Rück­ förderbetrieb des Stufenzylinders vermittelt und nur einer ABS-Steuerventil-Anordnung, mittels derer die Antriebs­ steuerung des Stufenzylinders erfolgt, jeweils pro Brems­ kreis, sehr einfach, wobei -wegen der wesentlich ein­ facheren Ansteuerung eines Zwei-Stellungs-Magnetventils gegenüber einem - bei dem bekannten ABS benötigten - Drei-Stellungs-Magnetventils schon allein hierdurch eine erhebliche steuerungstechnische Vereinfachung gegenüber dem bekannten ABS erzielt wird. Da, statistisch gesehen, in einer weitaus überwiegenden Anzahl (mehr als 95%) von Bremssituationen die Bremsanlage mit einer Kraft betätigt wird, die allenfalls 1/4 oder einem geringeren Bruchteil derjenigen Betätigungskraft entspricht, welche aufge­ bracht werden muß, um den maximalen Bremsdruck zu er­ zeugen, der nach der Auslegung der Bremsanlage möglich ist, reicht bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Auslegung des Stufenzylinders auch bei einem entsprechend hohen Anteil regelungsbedürftiger Bremssituationen, die durch einen einzigen "Saug"-Hub des Kolbens des Stufenzylinders erreichbare Vergrößerung seiner Funktionskammer aus, um erforderlichenfalls eine weitestgehende Bremsdruck- Absenkung in der bzw. den der Regelung unterworfenen Radbremse(n) zu erzielen, so daß eine Umschaltung des Stufenzylinders auf Rückförderbetrieb nur in seltenen Fällen erfolgen wird. Der Stufenzylinder erfüllt daher in der weitaus überwiegenden Anzahl von einer Antiblockier- Regelung unterworfenen Bremsungen auch die Funktion eines bei dem bekannten ABS vorgesehenen Druckspeichers, auf den somit bei dem erfindungsgemäßen ABS verzichtet werden kann. Dadurch wird eine weitere - erhebliche - Reduzierung des zur Realisierung des erfindungsgemäßen ABS erforderlichen technischen Aufwandes erzielt. Das erfindungsgemäße ABS arbeitet daher in einer der genannten statistischen Häufigkeit entsprechenden, überwiegenden Zahl von rege­ lungsbedürftigen Bremssituationen im sog. Druckmodulations­ betrieb, d.h. in demjenigen Betriebsmodus, in welchem Bremsflüssigkeit, die zur Druckabsenkung in den Rad­ bremsen von der in diesen Falle als Modulationskammer anzusprechenden Funktionskammer des Stufenzylinders aufgenommen wird, in Bremsdruck-Wiederaufbau-Phasen der Antiblockier-Regelung wieder in die Radbremsen zu­ rückverdrängt wird, mithin ein einziger Druckabsenkungs- Hub und -wiederaufbau-Hub des Stufenkolbens benötigt wird, um die regelungsgerechten Bremsdruck-Änderungen zu erzielen, was sowohl der Empfindlichkeit der Rege­ lung als auch dem "Regelungskomfort" im Sinne einer weitestgehenden Vermeidung ansonsten störender Ge­ räusche zugute kommt.

Durch die gemäß Anspruch 2 vorgesehene Auslegung des überwiegend im Druckmodulations-Betrieb, d.h. als Druckmodulator, arbeitenden Stufenzylinders wird bei gleichwohl günstig geringen räumlichen Abmessungen desselben erreicht, daß eine Wiederholung eines Rück­ förder-Hub-Zyklus des Kolbens des Stufenzylinders nur in sehr seltenen Fällen erforderlich wird, was wiederum dem Regelungskomfort zugute kommt.

Durch die Merkmale der Ansprüche 3 bis 6 sind mit ein­ fachen konstruktiven Mitteln realisierbare, bevorzugte Gestaltungen des Funktions-Umschaltventils des Stufen­ zylinders des erfindungsgemäßen ABS angegeben.

Die gemäß Anspruch 7 vorgesehene Gestaltung der ABS- Steuerventil-Anordnung hat den Vorteil, daß - bei gesperrtem Bremsdruck-Regelventil - allein mittels der ABS-Steuerventilanordnung auf einfache Weise Bremsdruck-Halte-Phasen der Antiblockier-Regelung steuerbar sind.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 ein elektro-hydraulisches Block­ schaltbild eines erfindungsgemäßen Antiblockier-Systems mit einem zur Steuerung von Bremsdruck-Änderungs- Phasen vorgesehenen Druckmodulator, der auch die Funktion einer Rück­ förderpumpe vermittelt und

Fig. 2 den Druckmodulator in verschiedenen Funktionszuständen, zur Erläuterung des Antiblockier-Systems gemäß Fig. 1, jeweils im Schnitt längs einer seine zentrale Längsachse enthaltende Ebene.

In der Fig. 1, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen sei, sind die funktionswesentlichen Komponenten eines ins­ gesamt mit 10 bezeichneten - erfindungsgemäßen - Anti­ blockier-Systems (ABS) dargestellt, das für ein Straßen­ fahrzeug mit statischen Bremskreisen und Vorderachs-/Hinter­ achs-Bremskreisaufteilung gedacht ist. Der Einfachheit halber sind in der Fig. 1 lediglich die dem Hinterachs-Bremskreis II zugeordneten Komponenten des ABS 10 und der Bremsanlage des Fahrzeuges dargestellt, die zur Erläuterung ausreichend sind. Als Bremsgerät sei ein üblicher, mittels eines Bremspedals gegebenenfalls über einen Bremskraftverstärker betätigbarer Tandem-Hauptzylinder 11 angenommen, an dessen durch den Schwimmkolben 12 des Tandem-Hauptzylinders 11 beweglich be­ grenzten Sekundär-Ausgangsdruckraum 13 der Hinterachs-Brems­ kreis II angeschlossen ist.

Die an dem Druckausgang 14 des Sekundär-Ausgangsdruck­ raumes 13 angeschlossene Hauptbremsleitung 16, von deren Verzweigungsstelle 17 die zu der linken Hinterradbremse 18 und zu der rechten Hintrerradbremse 19 weiterführenden Bremsleitungszweige 16′ und 16′′ ausgehen, ist mittels eines Bremsdruck-Regelventils 21 elektrisch gesteuert absperrbar und freigebbar. Dieses Bremsdruck-Regelventil ist als 2/2- Wege-Magnetventil ausgebildet, dessen Grundstellung 0 seine Durchfluß-Stellung und dessen bei Ansteuerung seines Steuer­ magneten 22 mit dem Ausgangssignal einer zur Steuerung von Regelphasen des Antiblockier-Systems vorgesehenen elektro­ nischen Steuereinheit 23 eingenommene erregte Stellung I seine Sperrstellung ist.

Zentrales Funktionselement der Bremsdruck-Stelleinrichtung des ABS 10, der auch das Bremsdruck-Regelventil 21 zuzu­ rechnen ist, ist ein insgesamt mit 24 bezeichneter Druck­ modulator, der, je nachdem, um welchen Betrag der Bremsdruck im Verlauf eines Antiblockier-Regelzyklus geändert - abge­ baut und wieder aufgebaut- werden muß, eine Steuerung dieser Änderungen allein durch Volum-Vergrößerung bzw. -Reduzierung einer Modulationskammer 26 ermöglicht, dies dann, wenn die erforderlichen Bremsdruck-Änderungen dem Betrage nach relativ gering sind, und des weiteren einen Regelungsbetrieb nach dem sogenannten Rückförderprinzip ermöglicht, gemäß welchem in einer Bremsdruck-Abbauphase der Antiblockier- Regelung aus den Radbremsen 18 und 19 abgelassene Brems­ flüssigkeit während einer Bremsdruck-Haltephase zumindest teilweise in den Sekundär-Ausgangsdruckraum 13 des Brems­ geräts 11 zurückgepumpt wird, wobei das ABS in dem Rück­ förder-Betriebsmodus arbeitet, wenn die Regelung eine dem Betrage nach größere Bremsdruck-Absenkung erfordert als durch einen einzigen Volum-Änderungshub des die Modulations­ kammer 26 begrenzenden Modulatorkolbens 27 möglich ist.

Der Druckmodulator 24 ist seinem grundsätzlichen Aufbau nach als Stufenzylinder ausgebildet, dessen Gehäuse 28 zwei über eine radiale Gehäusestufe 29 gegeneinander abgesetzte bzw. aneinander anschließende bezüglich der zentralen Achse 31 koaxiale Bohrungsstufen 32 und 33 hat, in denen der Modula­ torkolben 27 insgesamt mit je einer Kolbenstufe 34 bzw. 36 druckdicht verschiebbar geführt ist.

Zur Abdichtung der kleineren Kolbenstufe 36 gegen die Boh­ rungsstufe 33 des Zylindergehäuses 28 ist eine gehäusefeste Ringdichtung 37 vorgesehen, die in unmittelbarer Nähe der Gehäusestufe 29 angeordnet ist. Zur Abdichtung der größeren Kolbenstufe 34 gegen die Gehäusebohrung 32 ist eine kolben­ feste Ringdichtung 38 vorgesehen. Diese größere Kolbenstufe 34 bildet die axial bewegliche Begrenzung eines Steuerdruck­ raumes 39, der axial gehäusefest durch die eine, gemäß Fig. 1 linke Endstirnwand des Modulatorgehäuses 28 abgeschlossen ist.

Die kleinere Kolbenstufe 36 bildet die axial bewegliche Be­ grenzung der Modulationskammer 26, welche im übrigen - ge­ häusefest - durch das insgesamt blockförmige Gehäuseteil 41 begrenzt ist, in das eine wiederum durch eine radiale Ge­ häusestufe 42 gegen die die kleinere Kolbenstufe 36 auf­ nehmende Bohrungsstufe 33 abgesetzte und über die Gehäuse­ stufe 32 an diese Bohrungsstufe 33 anschließende, mit der zentralen Längsachse 31 des Druckmodulators 24 koaxiale Sackbohrung 43 eingebracht ist, welche, in axialer Richtung gesehen, durch die von der einen, gemäß Fig. 1 linken, Endstirnwand 41 des Modulatorgehäuses entfernt angeordnete, rechte Endstirnwand 44 abgeschlossen ist. Diese Sack­ bohrung 43, die eine dritte Bohrungsstufe des Modulator­ gehäuses 28 bildet, ist dem Durchmesser nach deutlich kleiner als die sich zwischen dieser Sackbohrung 43 und der größten Bohrungsstufe 32 erstreckende, mittlere Bohrungsstufe 33, welche die radiale gehäusefeste Begrenzung der Modulationskammer 26 bildet. In dieser Sackbohrung 43 ist ein insgesamt mit 46 bezeichneter Ventilschieber in Richtung der zentralen Längsachse 31 des Modulatorgehäuses 28 gesehen hin- und herverschiebbar geführt und mittels einer gehäusefesten Ringdichtung 47, welche in unmittelbarer Nähe der die Sackbohrung 43 gegen die mittlere Bohrungsstufe 33 absetzenden Gehäusestufe 42 angeordnet ist, gegen die Sackbohrung 43 abgedichtet.

Dieser Ventilschieber 46 bildet den Ventilkörper eines - weggesteuerten - insgesamt mit 48 bezeichneten Funktions- Steuerventils, das, falls erforderlich, eine selbsttätige Einschaltung des Rückförderbetriebes vermittelt, falls der Druckmodulationsbetrieb - Steuerung von Bremsdruck- Abbau- und Bremsdruck-Wiederaufbau-Phasen allein durch Volum-Veränderung der Modulationskammer 26 - nicht mehr ausreicht, um die erforderlichen Bremsruck-Änderungen zu erzielen.

Das Funktions-Steuerventil 48 ist, seinem Aufbau nach, ein 2/2-Wege-Ventil, in dessen alternativen Funktionsstellungen - seiner Durchfluß-Stellung und seiner Sperrstellung - die Modulationskammer 26 entweder über die Anschlußleitung 49 - zwischen dem Bremsdruck-Regelventil 21 und den Radbremsen 18 und 19 - an die Hauptbremsleitung 16 angeschlossen oder gegen diese abgesperrt ist, ersteres dann, wenn das ABS 10 im reinen Modulationsbetrieb arbeitet, letzteres dann, wenn das ABS 10 auch im Rückförderbetrieb arbeitet, wobei die Schließ- und Öffnungs-Hübe des Ventilkörpers 46 des Funk­ tions-Steuerventils 48 mit den in Richtung des Pfeils 51 erfolgende Hüben des Modulatorkolbens 27, mit denen eine Vergrößerung des Volumens der Modulationskammer 26 verknüpft ist, bzw. mit den in der entgegengesetzten, durch den Pfeil 52 repräsentierten Richtung erfolgenden Hüben des Modulator­ kolbens 27, mit denen eine Verringerung des Volumens der Modulationskammer 26 verknüpft ist, durch Anschlagwirkung zwischen dem Ventilkörper 46 und dem Modulatorkolben 27 dahin­ gehend korreliert sind, daß das Funktions-Steuerventil 48 in seine Sperrstellung gelangt, wenn der Modulatorkolben 27 eine Stellung erreicht, die annähernd seiner mit maximalem Volumen der Modulationskammer 26 verknüpften, gemäß Fig. 1 linken End­ stellung entspricht, in seine Offen-Stellung aber erst dann wieder gelangt, nachdem der Modulatorkolben 27, ausgehend von seiner linken Endstellung, in der entgegengesetzten Richtung 52 einen Rückförderhub ausgeführt hat, der einem Teil, z. B. 1/3 bis 1/2 desjenigen Hubes entspricht, den der Modulatorkolben 27 zwischen seinen mit maximalem und minimalem Volumen der Modulationskammer 26 verknüpfte End­ stellungen ausführen kann.

Bevor die zu diesem Zweck vorgesehenen konstruktiven Einzel­ heiten des Funktions-Steuerventils 48 und des Modulator­ kolbens 27 mehr im einzelnen erläutert werden, sei zunächst auf diejenigen Gestaltungmerkmale des Druckmodulators 24 und seiner elektrohydraulischen Schaltungsperipherie einge­ gangen, die sowohl für den Druckmodulations-Betrieb als auch für den Rückförderbetrieb des ABS 10 vorgesehen sind.

Zur regelungsgerechten Funktionssteuerung des Druckmodula­ tors 24 ist ein durch elektrische Ausgangssignale der elek­ tronischen Steuereinheit 23 ansteuerbares ABS-Steuerventil vorgesehen, das beim dargestellten, speziellen Ausführungs­ beispiel als 3/2-Wege-Magnetventil ausgebildet ist. In der Grundstellung 0 dieses Ventils ist der Steueranschluß 54 des Antriebsdruckraumes 39 des Druckmodulators 24 mit dem auf hohem Druckniveau P _A gehaltenen Druckausgang 56 einer Hilfsdruckquelle 57 verbunden und gegen deren - drucklosen - Tankanschluß 58 abgesperrt. Durch die hieraus resultierende Druckbeaufschlagung des Modulatorkolbens 27 auf der Quer­ schnittsfläche F ₁ seiner größeren Kolbenstufe 34 wird der Modulatorkolben 27 - gegen die Rückstellkraft einer kräf­ tigen Rückstellfeder 59, welche den Modulatorkolben 27 in seine mit maximalem Volumen der Modulationskammer 26 ver­ knüpfte, gemäß Fig. 1 linke Endstellung zu drängen sucht, sowie gegen den in der Modulationskammer 26 herrschenden Bremdruck, mit dem der Modulatorkolben 27 auf der Quer­ schnittsfläche F ₂ seiner kleineren Kolbenstufe beaufschlagt ist, in die mit minimalem Volumen der Modulationskammer 26 verknüpfte, dargestellte, gemäß Fig. 1 rechte Endstellung gedrängt, die als Ausgangsstellung für eine normale, das heißt einer Antiblockier-Regelung nicht unterworfenen Bremsung ausgenutzt wird.

In der bei Ansteuerung mit einem Ausgangssignal der elektro­ nischen Steuereinheit 23 eingenommenen, erregten Stellung I des ABS-Steuerventils 53 ist der Steuerdruckraum des Druckmodulators 24 mit dem Tankanschluß 58 der Hilfsdruck­ quelle 57 verbunden und gegen deren Druckausgang 56 abge­ sperrt. In dieser Funktionsstellung des ABS-Steuerventils 53 kann der Modulatorkolben 27 - durch die Wirkung der Rück­ stellfeder 59 - bis in seine mit maximalem Volumen der Modulationskammer 26 verknüpfte, linke Endstellung geschoben werden, die durch Anlage eines in axialer Richtung nur geringfügig ausgedehnten Stützvorsprunges 61 des Modulator­ kolbens 27 an der den Steuerdruckraum 39 axial begrenzenden Endstirnwand 41 des Modulatorgehäuses 28 markiert ist. Die andere, minimalem Volumen der Modulationskammer 26 ent­ sprechende, rechte Endstellung des Modulatorkolbens 27 ist durch Anlage des freien Randes 62 einer mit der größeren Kolbenstufe 34 fest verbundenen, zylindermantelförmigen Führungshülse 63, welche den an die größere Kolbenstufe 34 anschließenden Abschnitt der kleineren Kolbenstufe 36 in radialem Abstand koaxial umgibt, an der Gehäusestufe 29 markiert. Die Rückstellfeder 59 ist, in der dargestellten Grundstellung des Modulatorkolbens 27 gesehen, auf ihrer gesamten Länge von dem durch die Führungshülse 63 außen­ seitig und innenseitig durch die kleinere Kolbenstufe 36 begrenzten Ringspalt 64 aufgenommen.

In dieser als Grundstellung für eine normale Bremsung aus­ genutzten Endstellung des Modulatorkolbens 27 ist auch der Ventilschieber 46 des Funktions-Steuerventils 48 in seiner dargestellten, rechten Endstellung gehalten, die durch Anschlagwirkung zwischen dem Modulatorkolben 27 und einem am kolbenseitigen Ende des Ventilschiebers 46 angeordneten radialen Anschlag- und Mitnahmeflansches 66 markiert ist. In dieser Endstellung des Ventilschiebers 46 ist dieser auch mit seinem kolbenfernen Endabschnitt an der die Sackbohrung 43 abschließenden Endstirnwand 44 des Modulatorgehäuses 28 ab­ gestützt oder allenfalls in einem geringen Abstand von dieser gehalten. Dieser Endabschnitt ist als innerhalb der Sack­ bohrung 43 druckdicht gleitend verschiebbarer Kolbenflansch 67 ausgebildet, der über ein dem Durchmesser nach etwas kleineres, stangenförmiges Zwischenstück 68 mit dem mittels der gehäusefesten Ringdichtung 47 gegen den an die Modu­ lationskammer 26 anschließenden Abschnitt der Sackbohrung 43 verschiebbar abgedichteten, langgestreckt-kolbenförmigen Abschnitt 69 verbunden ist, der in die Modulationskammer 26 hineinragt und an seinem dem Modulatorkolben 27 zugewandten Ende mit dem radialen Flansch 66 versehen ist. Innerhalb der Sackbohrung 43 ist durch den flanschförmigen Endabschnitt 67 des Schiebers 46 axial beweglich und durch die Endstirnwand 44 der Sackbohrung 43 gehäusefest ein Ausgleichsraum 71 begrenzt, der über einen den Ventilschieber 46 auf dem größten Teil seiner Länge axial durchsetzenden Längskanal 72 und einen innerhalb der Modulationskammer 26 in diese mündenden Quer­ kanal 73 mit dieser in ständig-kommunizierender Verbindung gehalten ist, sodaß der Ventilschieber 46 innerhalb des Druckmodulators 24 druckausgeglichen angeordnet ist, das heißt eine Verschiebung lediglich im Sinne einer Mitnahme durch den Modulatorkolben 27 erfahren kann.

Durch die beiden Kolbenflansche 67 und 69 ist innerhalb der Sackbohrung 43 ein Ringspalt 74 in axialer Richtung be­ grenzt, innerhalb dessen, in der dargestellten Grundstellung des Ventilschiebers 46 gesehen, die Mündungsöffnung 76 des - radialen - Ventil-Anschlußkanals 77 liegt, der über die Anschlußleitung 49 mit der Hauptbremsleitung 16 des Hinter­ achs-Bremskreises II verbunden ist. Des weiteren mündet in die Sackbohrung 43, in der dargestellten Grundstellung des Ventilschiebers 46 ebenfalls innerhalb des Ringraumes 74 ein beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel ebenfalls radialer Querkanal 78, der über einen Längskanal 79 mit der Modulationskammer 26 des Druckmodulators 24 kommunizierend verbunden ist, die somit, in der genannten Grundstellung des Modulatorkolbens 27 und des Ventilschiebers 46 an den sich zu den Hinterradbremsen 18 und 19 hin verzweigenden Ab­ schnitt der Hauptbremsleitung angeschlossen ist. Des wei­ teren ist die Modulationskammer 26 an den Druckausgang 14 des Sekundär-Ausgangsdruckraumes 13 des Bremsgeräts 11 über ein Auslaß-Rückschlagventil 81 angeschlossen, das durch relativ höheren Druck in der Modulationskammer 26 als in dem Ausgangsdruckraum 13 des Bremsgeräts 11 in seine Offen­ stellung gesteuert ist und sonst in seiner Sperrstellung gehalten ist. Die Schließkraft dieses Auslaß-Rückschlag­ ventils 81 ist in typischer Auslegung einem Druckunterschied von 2 bar äquivalent. Die kleinere Kolbenstufe 36 des Modulatorkolbens 27 hat an ihrer die Modulationskammer 26 begrenzenden Seite eine den Anschlagflansch 66 des Ventil­ schiebers 46 aufnehmende topfförmige Vertiefung 82, deren Grund, in der dargestellten Position des Ventilschiebers 46 an dessen Anschlagflansch 66 abgestützt ist. An den freien Rand des diese Vertiefung 82 radial begrenzenden topfmantel­ förmigen Abschnittes 83 der kleineren Modulatorkolbenstufe 36 ist ein radial nach innen weisender Anschlagring 84 ange­ setzt, der, in der dargestellten Grundstellung des Modulator­ kolbens 27 und des Ventilschiebers 46 gesehen, von dem Anschlagflansch 66 des Ventilschiebers 46 in einem axialen Abstand h angeordnet ist, durch den der Maximalhub der Relativbewegungen bestimmt ist, welche der Modulatorkolben 27 gegenüber dem Ventilschieber 46 ausführen kann, bis dieser "spätestens" aus seiner dargestellten Endstellung ausgerückt wird, wenn der Modulatorkolben 27 eine Verschiebung in Richtung des Pfeils 51 erfährt. Ist dies der Fall, so wird der Ventilschieber 46, sobald der Anschlagring 84 in Anlage mit dem Flansch 66 des Ventilschiebers 46 gelangt, von dem Modulatorkolben 27 mitgenommen. Durch diese Mitnahme gelangt der den Ausgleichsraum 71 begrenzende Kolbenflansch 67 des Ventilschiebers 46, nachdem der Modulatorkolben 27 den größten Teil, z. B. 90%, seines maximalen, bis in seine mit maximalem Volumen der Modulationskammer 26 verknüpfte End­ stellung führenden Hubes H ausgeführt hat, in eine die Mündungsöffnung 76 des Ventilanschlußkanals 77 verschließende Stellung, ab welcher für den "Rest" des Hubes des Modulator­ kolbens 27 die Modulationskammer 26 des Druckmodulators 24 gegen die Radbremsen 18 und 19 des Hinterachs-Bremskreises II abgesperrt ist.

Wird anschließend der Modulatorkolben 27 wieder - in Richtung des Pfeils 52 - im Sinne einer Verminderung des Volumens der Modulationskammer 26 verschoben, so bleibt der Ventil­ schieber 46, bedingt durch die Reibung der Ringdichtung 47 und den Druckausgleich zwischen der Modulationskammer 26 und dem Ausgleichsraum 71 so lange in der bis dahin eingenommenen Sperrstellung stehen, bis der Modulatorkolben 27 auf den Anschlagflansch 66 des Ventilschiebers 46 auftrifft und dieser dadurch wieder eine Verschiebung im Sinne eines Über­ gangs des Funktions-Steuerventils 48 in dessen Offen-Stellung erfährt. Während hierbei der Modulatorkolben 27 seinen Relativhub h gegenüber dem zunächst in der Sperrstellung des Funktions-Steuerventils 48 verharrenden Ventilschieber 46 ausführt, gelangt das Ausgangs-Rückschlagventil 81 als Folge des sich in der Modulationskammer 26 erhöhenden Druckes in seine Offen-Stellung, so daß Bremsflüssigkeit aus der Modu­ lationskammer 26 in den Ausgangsdruckraum 13 des Brems­ geräts 11 zurückgefördert wird, jedenfalls dann, wenn hier­ bei das Bremsdruck-Regelventil 21 in seine Sperrstellung geschaltet ist. Sobald im weiteren Verlauf des in Richtung des Pfeils 52 erfolgenden Hubes des Modulatorkolbens 27 der Kolbenflansch 67 des Ventilschiebers 46 die Mündungsöffnung 76 des Anschlußkanals 77 des Funktions-Steuerventils 48 wieder freigibt, sind die Radbremsen 18 und 19 wieder an die Modu­ lationskammer 26 angeschlossen, wonach wieder eine Anti­ blockier-Regelung nach dem Prinzip der Druckmodulation er­ folgen kann.

Des weiteren ist der Druckmodulator 24 mit einem Stellungs­ geber 88 ausgerüstet, der ein mit Auslenkungen des Modu­ latorkolbens 27 stetig variierendes und für die jeweilige Kolbenposition charakteristisches, elektrisches Ausgangs­ signal erzeugt, das als zusätzliche Informations-Eingabe der elektronischen Steuereinheit 23 zugeleitet ist. Dieser Stellungsgeber 88, der in für sich bekannter Bauweise als Widerstandsgeber oder als induktiver Geber ausgebildet sein kann, erfaßt beim dargestellten, speziellen Ausführungs­ beispiel die in axialer Richtung veränderbare Position eines Geber-Gliedes 89, welches, z. B. unter der Vorspannung einer Feder stehend, an einem radialen Betätigungsarm 91 abge­ stützt ist, der, von dem Anschlagrand der Führungshülse 63 der größeren Kolbenstufe 34 radial abstehend, durch einen Längsschlitz 92 des Modulatorgehäuses 28 austritt, dessen lichte axiale Ausdehnung mindestens und etwa gleich dem maximalen Hub H des Modulatorkolbens 27 ist. Das für die jeweilige Momentanposition des Modulatorkolbens 27 charakte­ ristische Ausgangssignal dieses Stellungsgebers 88 wird in einer nachfolgend noch näher zu erläuternden Weise zur Hub- Steuerung des Modulatorkolbens 27 ausgenutzt und kann darüberhinaus auch in vielfältiger Weise zu einer Funktions- Überprüfung, z. B. des Bremsdruck-Regelventils 21 und/oder des ABS-Steuerventils 53 ausgenutzt werden.

Zu einer mehr ins Detail gehenden Erläuterung der Funktion des insoweit anhand der Fig. 1 im wesentlichen seinem Aufbau nach beschriebenen ABS 10 sei nunmehr auch auf die Einzel­ heiten der Fig. 2a bis 2f Bezug genommen, in denen verschie­ denen Phasen einer mit dem ABS 10 erzielbaren Antiblockier- Regelung entsprechende Positionen des Modulatorkolbens 27 und des Ventilschiebers 46 des Druckmodulators 24 darge­ stellt sind.

Von dem in der Fig. 1 dargestellten, dem normalen Bremsbetrieb zugeordneten Funktionszustand der Komponenten des ABS 10 ausgehend, sei angenommen, daß an mindestens einer der Hinterradbremsen 18 und/oder 19 eine Blockiertendenz auf­ tritt, was die elektronische Steuereinheit 23 aus einer nach bekannten Kriterien erfolgenden, vergleichenden sowie - zeitlich - differenzierenden Verarbeitung der Ausgangs­ signale von Raddrehzahlsensoren 86 und 87 erkennt, welche elektrische Ausgangssignale abgeben, die nach Signalpegel und/oder -frequenz ein Maß für die Radumfangsgeschwindig­ keiten der überwachten Fahrzeugräder sind. Der Einfachheit der Darstellung halber sind lediglich zwei, beim darge­ stellten Ausführungsbeispiel den beiden Hinterrädern des Fahrzeuges je einzeln zugeordnete Raddrehzahlsensoren darge­ stellt.

Die elektronische Steuereinheit 23 erzeugt hierauf ein erstes Ausgangssignal, durch welches das Bremsdruck-Regel­ ventil 21 in dessen Sperrstellung I gesteuert und dadurch die Radbremsen 18 und 19 gegen den Ausgangsdruckraum 13 des Bremsgeräts 11 abgesperrt werden, sowie ein zweites Aus­ gangssignal, durch welches das ABS-Steuerventil 53 in dessen die Druckentlastung des Steuerdruckraumes 39 des Druck­ modulators 24 vermittelnde erregte Stellung I umgeschaltet wird. Hierdurch erfährt der Modulatorkolben 27 eine Ver­ schiebung in Richtung des Pfeils 51 der Fig. 1, und es kann Bremsflüssigkeit aus den Radbremsen 18 und 19 über das in seiner Offen-Stellung befindliche Funktions-Steuerventil 48 in die Modulationskammer 26 überströmen, wodurch eine den Antiblockier-Regelzyklus einleitende Bremsdruck-Absenkung erzielt wird. Wird hierbei durch einen Bremsdruck-Ab­ senkungshub H ₁, durch den der Modulatorkolben 27 bis in die der Fig. 2a dargestellte Position gelangt, in welcher der Ventilschieber 46 des Funktions-Steuerventils 48 zwar schon in Richtung auf dessen Sperr-Stellung um den Betrag H ₁ - h mitgenommen worden ist, diese Sperrstellung jedoch noch nicht erreicht hat, eine signifikante Minderung der Blockier­ tendenz erzielt, so wird das ABS-Steuerventil 53, noch bevor die Blockiertendenz vollständig abgeklungen ist, wieder in seine Grundstellung 0 zurückgeschaltet, während das Brems­ druck-Regelventil 21 - zunächst - noch in seiner Sperr­ stellung I gehalten wird. Hierdurch wird Bremsflüssigkeit, die in der vorausgegangenen Druckabsenkungs-Phase von der Modulationskammer 26 aufgenommen worden war, unmittelbar wieder in die Radbremsen 18 und 19 zurückverdrängt und dadurch der Bremsdruck in diesen wieder erhöht, maximal bis auf den zuvor durch die Betätigung des Bremsgeräts 11 ein­ gesteuerten Betrag. Nimmt hierauf die Blockiertendenz an der Hinterachse nicht wieder zu, sondern weiterhin ab, so wird, sobald der Bremsschlupf der Hinterräder auf einen Wert innerhalb des durch die Regelung einzuhaltenden Soll-Wert- Bereiches abgefallen ist, das Bremsdruck-Regelventil 21 wieder in dessen Durchlaßstellung 0 zurückgeschaltet, wonach der Bremsdruck in den Radbremsen 18 und 19 wieder mittels des Bremsgeräts 11 gesteuert wird.

Reicht ein begrenzter Druckabsenkungs-Hub H ₁, wie anhand der Fig. 2a erläutert, oder auch der maximale Bremsdruck- Absenkungshub H, durch welchen der Modulatorkolben 27 bis in die in der Fig. 2b dargestellte Endstellung gelangt, in welcher das Funktions-Steuerventil 48 seine Sperrstellung erreicht hat, nicht aus, um die Blockiertendenz zum Abklingen zu bringen, was die elektronische Steuereinheit 23 daran "erkennt", daß bei gleichwohl fortdauernder durch die Aus­ gangssignale der Raddrehzahlsensoren 86 und 87 angezeigter Blockiertendenz das Stellungsgeber-Ausgangssignal anzeigt, daß der Modulatorkolben 27 seine Endstellung erreicht hat oder zumindest in deren unmittelbare Nähe gelangt ist, so wird das ABS-Steuerventil 53 wieder in dessen Grundstellung 0 zurückgeschaltet. Durch die hieraus resultierende, erneute Beaufschlagung des Steuerdruckraumes 39 mit dem hohen Aus­ gangsdruck der Hilfsdruckquelle 57 erfährt der Modulator­ kolben 27 nunmehr wieder eine Verschiebung im Sinne einer Verkleinerung des Volumens der Modulationskammer 26, die erst dann auch zu einer Verschiebung des Ventilschiebers 46 des Funktions-Steuerventils 48 führt, wenn der Modulatorkolben 27 die in der Fig. 2c dargestellte Position erreicht hat, ab welcher jede weitere Verschiebung des Modulatorkolbens 27 in Richtung des Pfeils 52 zu einer Freigabe des Ventilanschluß­ kanals 77 führt. Während sich der Modulatorkolben zwischen den in den Fig. 2b und 2c dargestellten Positionen bewegt, wird - bei gesperrtem Bremsdruck-Regelventil 21 - Brems­ flüssigkeit aus der sich verkleinernden Modulationskammer 26 über das Auslaß-Rückschlagventil 81 in den Sekundär-Ausgangs­ druckraum 13 des Bremsgeräts 11 zurückgefördert.

Die in Richtung des Pfeils 52 der Fig. 2 erfolgende Ver­ schiebung des Modulatorkolbens 27 wird über die in dieser Fig. 2c dargestellte Position hinaus zumindest solange fortgesetzt, bis der Ventilschieber 46 des Funktions- Steuerventils 48 die in der Fig. 2d dargestellte Position erreicht hat, in welcher der Ventil-Anschlußkanal 77 auf dem gesamten Querschnitt seiner Mündungsöffnung 76 frei­ gegeben ist, wobei das Bremsdruck-Regelventil 61 weiterhin in seiner Sperrstellung I gehalten bleibt.

Während der Kolbenflansch 67 des Ventilschiebers 46 die Mündungsöffnung 76 des Ventilanschlußkanals 77 freigibt, erfolgt zwischen der Modulationskammer 26 des Druckmodu­ lators 24 und den Radbremszylindern der Hinterrad­ bremsen 18 und 19 ein Druckausgleich, der einerseits eine Druckabsenkung in der Modulationskammer 26 bewirkt, wodurch das Auslaß-Rückschlagventil 81 - wegen des nunmehr relativ höheren Druckes im Ausgangsdruckraum 13 des Brems­ geräts 11 als in der Modulationskammer 26 wieder in seine Sperrstellung gelangt, und andererseits eine - begrenzte - Bremsdruckerhöhung in den Radbremsen 18 und 19 zur Folge hat, wodurch eine zuvor schon im Abklingen begriffene Blockiertendenz am Hinterachs-Bremskreis II wieder an­ gefacht werden kann.

Um einer solchermaßen verursachten - statistisch wahr­ scheinlichen - Blockiertendenz vorzubeugen, wird daher nach einer Rückförder-Betriebsphase des Druckmodulators 24, mit deren Abschluß der Ventilschieber 46 des Funktions- Steuerventils 48 die in der Fig. 2d dargestellte Position erreicht, welche anhand des hierfür charakteristischen Ausgangssignals des Stellungsgebers 88 erkennbar ist, durch Umschaltung des ABS-Steuerventils 53 in dessen erregte Stellung I wieder ein Bremsdruck-Absenkungshub des Modulatorkolbens 27 ausgelöst. Dieser Druckabsen­ kungshub des Modulatorkolbens 27 wird zweckmäßigerweise so weit fortgesetzt, daß über die in der Fig. 2e darge­ stellten, der Fig. 2a entsprechenden Positionen des Modulatorkolbens 27 und des Ventilschiebers 46 hinaus die in der Fig. 2f dargestellten, der Darstellung der Fig. 2b entsprechenden Positionen des Modulatorkolbens 27 und des Ventilschiebers 46 des Funktions-Steuerventils 48 erreicht werden, die als Ausgangspositionen sowohl für eine Beendigung des Antiblockier-Regelspiels des ABS 10 als auch für eine Wiederholung von Rückförder- und Brems­ druck-Abbau-Phasen der Antiblockier-Regelung gleicher­ maßen geeignet sind.

In einer für den Erfindungsgedanken typischen Auslegung des Druckmodulators 24 des ABS 10 entspricht das Volu­ men derjenigen Bremsflüssigkeitsmenge, die im Modula­ tionsbetrieb des Druckmodulators 24 von dessen Modulationskammer 26 aufgenommen und in die Hinter­ radbremsen 18 und 19 des Fahrzeuges insgesamt wieder verdrängt werden kann, zwischen 1/5 und 1/3, vorzugs­ weise um 1/4 des Volumens derjenigen Bremsflüssigkeits- Menge, die bei einer der Regelung nicht unterworfenen Bremsung in diese Radbremsen 18 und 19 - durch Betäti­ gung des Bremsgeräts 11 mit hoher Betätigungskraft - verdrängt werden muß, um den nach der Auslegung der Bremsanlage maximal möglichen Bremsdruck zu erzeugen. Die Bremsflüssigkeitsmenge, die pro Rückförder-Hub des Modulatorkolbens 27 in den Ausgangsdruckraum 13 des Bremsgeräts 11 zurückverdrängbar ist, entspricht etwa der Hälfte bis 2/3 derjenigen Bremsflüssigkeitsmenge, die mit einem einzigen - maximalen - Modulationshub H aus den Radbremsen 18 und 19 insgesamt abziehbar bzw. in diese zurück-verdrängbar ist.

Claims (7)

1. Antiblockier-System für ein Straßenfahrzeug mit einer hydraulischen Mehrkreis-Bremsanlage, die mindestens einen statischen Bremskreis umfaßt, der an einen Ausgangsdruckraum eines zur Bremsdruck­ versorgung der Radbremsen vorgesehenen Bremsgeräts angeschlossen ist, dessen Ausgangsdruck über ein elektrisch ansteuerbares Bremsdruck-Regelventil einer zur Steuerung von Bremsdruck-Abbau-, Brems­ druck-Halte- und Bremsdruck-Wiederaufbau-Phasen der Antiblockier-Regelung vorgesehenen Bremsdruck- Stelleinrichtung in die Radbremsen des statischen Bremskreises einkoppelbar ist, die mindestens dann, wenn die Antiblockier-Regelung dem Betrage nach hohe Druckabsenkungen erfordert, nach dem Rückför­ derprinzip arbeitet, gemäß welchem in einer Druck­ abbauphase aus einer der Regelung unterworfenen Radbremse abgelassene Bremsflüssigkeit in den Ausgangsdruckraum des Bremsgeräts zurückgefördert wird, wobei eine zu diesem Zweck vorgesehene Förder­ einrichtung einen Stufenzylinder umfaßt, mit zwei, über eine radiale Gehäusestufe gegeneinander abge­ setzten Bohrungsabschnitten unterschiedlichen Durchmessers, in denen ein Kolben mit Kolbenflanschen entsprechend verschiedenen Durchmessers druckdicht verschiebbar geführt ist, deren größerer, die axial bewegliche Begrenzung eines Antriebsdruckraumes bildet, der mittels einer elektrisch ansteuer­ baren Antiblockier-Steuerventil-Anordnung an den Hochdruck-Ausgang einer hydraulischen Hilfsdruck­ quelle anschließbar, in der hierzu alternativen Funktionsstellung der Antiblockier-Steuerventil- Anordnung zum Tank der Hilfsdruckquelle hin ent­ spannbar ist, und deren kleinere, die bewegliche Begrenzung einer im Rückförderbetrieb der Brems­ druck-Stelleinrichtung als Pumpenkammer wirkenden Funktionskammer bildet, welche über ein Auslaß- Rückschlagventil an den dem statischen Bremskreis zugeordneten Druckausgang des Bremsgeräts und über ein Einlaß-Ventil an die Radbremsen des statischen Bremskreises anschließbar ist, wobei eine Rückstellfeder vorgesehen ist, die den Stufen­ kolben in dessen mit maximalem Volumen der an die Radbremsen anschließbaren Funktionskammer ver­ knüpfte Stellung drängt, und wobei die zur regelungs­ gerechten Umschaltung des Bremsdruck-Regelventils und der ABS-Steuermagnetventilanordnung erforder­ lichen Ansteuersignale von einer elektronischen Steuereinheit abgegeben werden, die diese Signale aus einer vergleichenden und - zeitlich - differen­ zierenden Verarbeitung elektrischer Ausgangssignale von Raddrehzahlsensoren erzeugt, die nach Signal- Pegel und/oder Frequenz ein Maß für die Radumfangs­ geschwindigkeiten der Fahrzeugräder sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) Das Einlaßventil ist als durch die Hubbewegungen des Stufenkolbens (27) gesteuertes 2/2-Wege-Ventil (48) ausgebildet, das in der mit minimalem Volumen der an die Radbremsen (18 und 19) anschließbaren Funktions­ kammer (26) verknüpften Position des Stufenkolbens (27) in seiner Offen-Stellung gehalten ist, von dieser aus­ gehend durch eine im Sinne einer Vergrößerung der Funktionskammer (26) erfolgende Verschiebung des Stufenkolbens (27) erst dann in seine Sperrstellung gelangt, wenn der Stufenkolben (27) eine Position in unmittelbarer Nähe seiner mit maximalem Volumen der Funktionskammer (26) verknüpften Endstellung erreicht, und, von dieser Endstellung des Stufenkolbens (27) ausgehend, durch eine im Sinne einer Volumverminde­ rung der Funktionskammer (26) erfolgende Verschie­ bung des Stufenkolbens (27) erst dann wieder in die Offen-Stellung gelangt, nachdem der Stufenkolben (27) einen, auf diese Endstellung bezogenen, Mindesthub h ausgeführt hat;
• b) es ist ein Stellungsgeber (88) vorgesehen, der für die Positionen des Kolbens (27) charakteristische und mit deren Änderung stetig variierende elektrische Ausgangs­ signale erzeugt;
• c) die Ausgangssignale des Stellungsgebers (88) sind der elektronischen Steuereinheit (23) als zusätzliche In­ formations-Eingaben zugeleitet, aus deren Verarbeitung die elektronische Steuereinheit Signale zur Umschaltung der Antiblockier-Steuerventil-Anordnung (53) erzeugt, durch die der Rückförderbetrieb des Stufenzylinders (24) steuerbar ist;
• d) der Unterschied der Volumina der Funktionskammer (26) zwischen deren maximalem und minimalem Wert beträgt zwischen 1/5 und 1/3 desjenigen Bremsflüssigkeits­ volumens, das in die Radbremsen des statischen Brems­ kreises hineinverdrängt werden muß, um den nach der Auslegung der Bremsanlage maximal möglichen Brems­ druck zu erzielen.

2. Antiblockier-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Rückförderhub des Stufenkolbens (27) eine Bremsflüssigkeitsmenge in den Ausgangsdruckraum (13) des Bremsgeräts (11) zurück­ förderbar ist, deren Volumen zwischen 1/4 und 1/2 des Unterschiedes der Volumina der Funktionskammer (26) des Stufenzylinders (24) zwischen deren minimalem und maximalem Wert entspricht.

3. Antiblockier-System nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (48) als Schieber-Ventil ausgebildet ist, dessen Gehäuse (41) in axialer Verlängerung des Stufenzylinders (24) an dessen die Funktionskammer (26) begrenzenden Abschnitt anschließt, wobei eine den Ventilkörper (46) des Schieber-Ventils (48) aufnehmende Ventilbohrung (43) als von der die Funktionskammer (26) gehäusefest be­ grenzenden Bohrungsstufe (33) ausgehende Sackbohrung (43) ausgebildet ist, die durch eine Gehäusestufe (42) gegenüber dieser Zylinder-Bohrungsstufe (33) abgesetzt ist, in deren unmittelbarer Nähe der Ventilschieber gegen die Funktionskammer (26) verschiebbar abgedichtet ist.

4. Antiblockier-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (46) des Einlaßventils (48) an einem innerhalb der Funktionskammer (26) des Stufenzylinders (24) an­ geordneten Endabschnitt mit einem radialen Flansch (66) versehen ist, der seinerseits für einen radial nach innen weisenden Anschlagflansch (84) des Stufen­ kolbens (27) hintergriffen ist, wobei durch diese beiden Flansche (66 und 84) der Maximalbetrag h eines zwischen dem Stufenkolben (27) und dem Ventil- Schieber (46) möglichen Relativ-Bewegungshubes be­ stimmt ist.

5. Antiblockier-System nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (46) mit einem End-Flansch (67) versehen ist, der die bewegliche Abgrenzung eines Ausgleichsraumes (71) bildet, der über einen Längskanal (72) des Ventil­ schiebers (46) und einen Querkanal (73) desselben mit der für die Bremsdruck-Modulation ausgenutzten Funktionskammer (26) des Stufen-Zylinders (24) in ständig-kommunizierender Verbindung steht.

6. Antiblockier-System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Ausgleichsraum (71) einseitig begrenzende Endflansch (67) des Ventil- Schiebers (46) auch den Ventilkörper des Einlaß­ ventils (46) bildet, der in seiner Sperrstellung so­ wohl den in die Sackbohrung (43) mündenden Einlaß­ kanal (77) des Ventils als auch einen von der Sack­ bohrung (43) zu der Funktionskammer (26) weiterführenden Überströmkanal (78, 79) verschließt.

7. Antiblockier-System nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ABS-Steuerventil- Anordnung zwei, jeweils als 2/2-Wege-Ventile aus­ gebildete, elektrisch ansteuerbare Ventile umfaßt, deren eines in seiner Grundstellung die Einkopplung des Ausgangsdruckes der Hilfsdruckquelle (57) in den Steuerdruckraum (39) des Stufenzylinders (24) ver­ mittelt und in seiner erregten Stellung dessen Ab­ sperrung gegen die Hilfsdruckquelle, und deren zweites, in seiner Grundstellung die Absperrung des Steuerdruckraumes (39) gegen den drucklosen Tank (58) der Hilfsdruckquelle (57) vermittelt und in seiner erregten Stellung (I) den Steuerdruckraum (39) mit dem Tank (58) der Hilfsdruckquelle (57) verbindet.