DE3935395A1

DE3935395A1 - Bremsanlage mit antiblockiersystem

Info

Publication number: DE3935395A1
Application number: DE3935395A
Authority: DE
Inventors: Thomas M Atkins; Peter Every; Edward N Fuller; Brian C Tuck
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Current assignee: Kelsey Hayes Co
Priority date: 1988-12-13
Filing date: 1989-10-24
Publication date: 1990-06-21
Also published as: FR2640215B1; CA2001915A1; KR970001877B1; GB2255809B; IT8922644A0; GB2229238A; FR2640215A1; IT1237872B; ES2018984A6; GB2255809A; CA2001915C; GB2229238B; MX168331B; JP3066755B2; BR8906039A; GB9214987D0; US4865399A; JPH02204156A; GB8928187D0; KR900009362A

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage und insbesondere ein Antiblockiersystem (ABS-Bremsanlage), die bei einem drohen den Blockierzustand so arbeitet, daß sie an mindestens einem Fahrzeugrad eine maximale Bremskraft dadurch aufrechterhält, daß der Bremsdruck an der betreffenden Radbremse zyklisch abgesenkt und wieder erhöht wird, um den Radschlupf inner halb eines vorgegebenen Schlupfbereiches zu halten.

Im Bestreben, die Betriebssicherheit der Fahrzeuge zu erhöhen, haben zahlreiche Unternehmen ABS-Bremsanlagen entwickelt. Während typischerweise bei diesen Bremsanlagen die Abbremsung jedes Fahrzeugrades geregelt wird, sind auch Systeme entwickelt worden, bei denen nur ein Teil der Radbremsen geregelt wird.

Üblicherweise besitzen ABS-Bremsanlagen eine zentrale Steuereinheit zum Erfassen der Radgeschwindigkeit, um festzustellen, wann ein Blockierzustand droht. Wenn die Bremsen betätigt sind und an dem geregelten Rad ein vorgegebener Schlupf festgestellt wurde, sorgt die zentrale Steuereinheit für eine Regelung des Bremsdrucks, um ein Blockieren der geregelten Räder zu verhindern. Typischerweise umfaßt eine derartige Bremsanlage eine Einrichtung, die den an die Bremsen abgegebenen Bremsdruck zyklisch absenkt und wieder erhöht, um den Radschlupf auf einem sicheren Wert zu halten, während weiterhin ein adäquates Bremsmoment erzeugt wird, um das Fahrzeug nach dem Willen des Fahrers zu verzögern. Die Einrichtung zum Wieder aufbringen des Bremsdrucks ist üblicherweise eine getrennte hydraulische Quelle, und es werden magnetbetätigte Ventile dazu verwendet, die Druckbeaufschlagung der betreffenden Radbremse zu steuern.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin dung sind in den Ansprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Bremsanlage wird ein getrenntes magnetbetätigtes Zweistellungs-Dreiwege-Ventil in jedem Kreis der Bremsanlage dazu verwendet, die Druckbeauf schlagung des entsprechenden Bremskreises zu regeln. Während das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Anti blockiersystem-Bremsanlage ist, kann die Erfindung auch bei einer Fahrzeugzugsteueranlage (vehicle traction control system) verwendet werden.

Das Dreiwegeventil besitzt eine erste Anschlußöffnung, die mit der geregelten Radbremse verbunden ist, eine zweite Anschlußöffnung, die mit dem Auslaß einer Pumpe verbunden ist, und eine dritte Anschlußöffnung, die mit dem Einlaß der Pumpe verbunden ist. Das Ventil ist nur zwischen zwei Stel lungen bewegbar, und zwar zwischen einer ersten Stellung, in der der Auslaß der Pumpe zur Erhöhung des Radbremsdrucks mit den Radbremsen verbunden ist, und einer zweiten Stellung, in der die Radbremsen zum Absenken des Radbremsdrucks mit dem Einlaß der Pumpe verbunden sind.

Zum Betätigen des Ventils ist eine elektronische Steuerein richtung vorgesehen, um die Druckbeaufschlagung der entspre chenden Radbremsen zu steuern. Die Steuereinrichtung ist so ausgebildet, daß sie das Ventil während einer vorgegeben Zeitspanne zwischen den beiden Stellungen zyklisch ver stellt, um den Radbremsdruck abwechselnd zu erhöhen und abzusenken. Genauer gesagt, arbeitet die Steuereinrichtung in der Weise, daß sie die Zeitspanne moduliert, in der das Ventil in der ersten oder zweiten Stellung gehalten wird, um den der Radbremse zuzuführenden Bremsdruck zu regeln und dadurch den Radbremsdruck während der vorgegebenen Zeit spanne insgesamt zu erhöhen, abzusenken oder konstant zu halten, derart, daß ein Blockierzustand des zugehörigen Rades vermieden wird.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Ventil durch ein impulsbreitenmoduliertes Signal (PWM- Signal = pulse width modulated signal) mit einem Arbeits zyklus geregelt, der so verändert wird, daß das zyklische Absenken und Wiedererhöhen des Bremsdrucks geregelt wird. Um eine ausreichend rasche Druckerhöhung bzw. -absenkung zu ermöglichen, steht mit dem Auslaß der Pumpe ein Hochdruck behälter in Verbindung, während ein Niederdruckbehälter mit dem Einlaß der Pumpe verbunden ist. Ferner ist ein magnet betätigtes, normalerweise offenes Sperrventil zwischen den Fahrzeug-Hauptzylinder und das zugehörige Dreiwegeventil geschaltet.

Solange die elektronische Steuereinrichtung keinen drohenden Blockierzustand festgestellt hat, wird Druckmittel vom Hauptzylinder unmittelbar durch das normalerweise offene Sperrventil und das Dreiwegeventil den Radbremsen zugeführt. Wenn ein drohender Blockierzustand der Fahrzeugräder fest gestellt wird, bewirkt die elektronische Steuereinrichtung eine sofortige Betätigung des Sperrventils, das verhindert, daß vom Hauptzylinder weiterhin Bremsdruck an die geregelten Bremsen abgegeben wird. Die elektronische Steuereinrichtung erzeugt dann ein PWM-Signal, das das Dreiwegeventil so steuert, daß der Druck in der zugehörigen Bremsleitung auf dem maximal möglichen Druck, bei dem noch ein Blockieren eintritt, gehalten wird.

Es hat sich gezeigt, daß ein Zweistellungs-Dreiwege-Ventil, das durch ein PWM-Signal geregelt wird, eine sehr präzise Regelung des Radbremsdrucks bei unterschiedlichen Straßen zuständen ermöglicht.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine ABS-Bremsanlage für ein vierrädriges Fahrzeug mit zweifachem Bremskreis, der zwischen den Vorder- und Hinterrädern aufgeteilt ist;

Fig. 2 eine ABS-Bremsanlage, bei der ein Vorderrad und das diagonal gegenüberliegende Hinterrad je einem Bremskreis zugeordnet sind;

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer ABS- Bremsanlage, bei der die Vorderradbremsen durch einen mit einer Pumpe versehenen Bremskreis und die Hinterradbremsen durch einen pumpenlosen Bremskreis geregelt werden;

Fig. 4 drei getrennte PWM-Signale, die zur Regelung des Bremsdrucks in jedem Bremskreis einem Dreiwegeventil zuführbar sind;

Fig. 5 ein Signaldiagramm, das die Betriebsweise der ABS-Bremsanlage in einem bestimmten Bremszustand darstellt;

Fig. 6 ein vereinfachtes Flußdiagramm zum Veranschaulichen der Betriebsweise der ABS- Bremsanlage;

Fig. 7 einen Querschnitt eines magnetbetätigten Zweistellungs-Dreiwege-Ventils;

Fig. 8 einen Querschnitt eines kombinierten Hochdruckbehälter-Bypassventils;

Fig. 9 einen Querschnitt eines Sperrventils;

Fig. 10 einen Querschnitt eines Rückstellschalters.

Es sei zunächst darauf hingewiesen, daß das ABS-Regelprinzip der vorliegenden Erfindung bei einer Vielzahl von Bremsan lagen eingesetzt werden kann. Beispielsweise werden in der folgenden Figurenbeschreibung drei verschiedene Ausführungs beispiele einer erfindungsgemäß ausgebildeten ABS-Brems anlage beschrieben. Die Erfindung kann jedoch auch bei anderen ABS-Bremsanlagen wie auch bei Zugsteueranlagen verwendet werden.

Fig. 1 zeigt eine ABS-Bremsanlage für ein vierrädriges Fahrzeug mit einem zweifachen Bremskreis, der zwischen den Vorder- und Hinterradbremsen aufgeteilt ist. Diese Art von Bremsanlage wird als "vertikal" aufgeteilte Bremsanlage bezeichnet. Fig. 2 zeigt eine ABS-Bremsanlage mit zwei diagonal aufgeteilten Bremskreisen, bei der ein Vorderrad und das diagonal gegenüberliegende Hinterrad jedem Brems kreis zugeordnet ist. Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel einer vertikal aufgeteilten Bremsanlage, bei der die Vorderradbremsen durch ein mit einer Pumpe ver sehenes ABS-System wie in Fig. 1 geregelt wird, während die Hinterradbremsen durch ein pumpenloses ABS-System geregelt wird, wie es in den OS-PS 46 68 023 und 46 73 226 offen bart ist.

Die in Fig. 1 gezeigte Bremsanlage besitzt ein Bremspedal 11, das einen Bremslichtschalter 11 a betätigt und mit einem Zweikreis-Hauptzylinder 12 verbunden ist. Wenn das Brems pedal 11 von dem Fahrer niedergedrückt wird, gibt der Haupt zylinder 12 hydraulisches Druckmittel durch eine Leitung 13 an einen Vorderrad-Bremskreis und durch ein Druckregelventil 14 und eine Leitung 15 an einen Hinterradbremskreis ab. Das Druckregelventil 14 dient dazu, die Bremskraft zwischen den Vorder- und Hinterradbremsen in einem vorgegebenen Verhält nis aufzuteilen. Wie üblich, trennt der Zweikreis-Haupt zylinder 12 die Vorderrad- und Hinterrad-Bremsleitungen 13 und 15 voneinander, damit sich ein Druckverlust in einem Bremskreis nicht in dem anderen Bremskreis auswirkt.

Bei der vertikal geteilten Bremsanlage der Fig. 1 ist für jede Vorderradbremse ein getrennter Druckregelkreis vorge sehen, während für die beiden Hinterradbremsen ein gemein samer Druckregelkreis vorgesehen ist. Die linke Vorderrad bremse ist mit der Bezugsziffer 16, die rechte Vorderrad bremse mit 17, die linke Hinterradbremse mit 18 und die rechte Hinterradbremse mit 19 bezeichnet.

In den Fig. 1 bis 3 sind die hydraulischen Strömungs verbindungen mit fest ausgezogenen Linien dargestellt, während die elektrischen Verbindungen mit gestrichelten Linien und die mechanischen Verbindungen mit gepunkteten Linien dargestellt sind. Die elektrischen Verbindungen, die an einer zentralen elektronischen Steuereinrichtung 21 ange schlossen sind, sind mittels gestrichelter Linien 22 ange deutet. Es versteht sich, daß die gestrichelten Linien 22 mehrere einzelne Leiter darstellen, die erforderlich sind, um Signale von den verschiedenen Fühlern zu empfangen und auch Signale an die verschiedenen elektrisch betätigten Komponenten abzugeben.

In Fig. 1 ist beispielsweise die elektronische Steuer einrichtung 21 über die Leitungen 22 mit Radgeschwindig keitsfühlern 23, 24, 25 und 26 verbunden, die ihrerseits so angeordnet sind, daß die die Geschwindigkeit des linken Vorderrades, des rechten Vorderrades, des linken Hinterrades bzw. des rechten Hinterrades erfassen. Wenn auch in den Fig. 1 bis 3 getrennte Geschwindigkeitsfühler für alle vier Räder dargestellt sind, können jedoch bei Fahrzeugen, deren Hinterräder durch ein Differential miteinander verbunden sind nur ein hinterer Fühler verwendet werden, der mit dem Eingang des Differentials gekoppelt ist, um die Durchschnittsgeschwindigkeit der Hinterräder zu erfassen.

In Fig. 1 ist der ABS-Kreis für die Hinterradbremsen in einem Block 27 zusammengefaßt. Wie im einzelnen noch genauer erläutert wird, sind sämtliche Grundkomponenten des ABS- Kreises in dem Block 27 enthalten, und je nach der Anzahl der anderen zu regelnden Bremskreise können sie vervielfacht werden. Bei normalen Bremszuständen, wenn die ABS-Regelung nicht aktiviert wird, wird der Druck in der Leitung 15 den Hinterradbremsen 18, 19 durch ein normalerweise offenes Sperrventil 28 und einem Dreiwege-Ventil 29 zugeführt. Eine Zwischenleitung 31 verbindet das Sperrventil 28 mit einer ersten Anschlußöffnung 29 a des Dreiwegeventils 29, während eine Bremsendleitung 32 eine zweite Anschlußöffnung 29 b des Ventils 29 mit den Hinterradbremsen verbindet. Beide Ventile 28, 29 sind magnetbetätigt und mit den elektrischen Leitungen 22 verbunden, um von der elektronischen Steuereinrichtung 21 gesteuert zu werden. Wie in Fig. 1 gezeigt, werden die Ven tile 28, 29 normalerweise in einer Stellung gehalten, in der Strömungsmittel unmittelbar vom Hauptzylinder zu den Hinter radbremsen strömen kann.

Der Hinterrad-ABS-Kreis 27 umfaßt eine hydraulische Pumpe 33, die von einem elektrischen Motor 34 betätigt wird. Der Einlaß der Pumpe 33 ist mit einer Niederdruckleitung 35 ver bunden, während der Auslaß mit einer Hochdruckleitung 36 verbunden ist. Die mechanische Verbindung zwischen dem Motor 34 und der Pumpe 33 ist durch eine gepunktete Linie 34 a dar gestellt. Die Hochdruckleitung 36 ist unmittelbar mit einem Hochdruckbehälter 37 und über ein Rückschlagventil 38 mit der Zwischenleitung 31 verbunden. Die Niederdruckleitung 35 ist unmittelbar sowohl mit einem Niederdruckbehälter 39 wie auch mit einer dritten Anschlußöffnung 29 c des Ventils 29 verbunden. Ein Hochdruck-Bypassventil 41 ist zwischen die Leitungen 36 und 35 geschaltet und besitzt eine Steuer öffnung 42, die den Druck in der Hochdruckleitung 36 erfaßt.

Wenn keines der beiden Radgeschwindigkeitsfühler 25, 26 einen drohenden Blockierzustand der Hinterräder feststellt, blei ben die Ventile 28 und 29 in ihrem normalen, inaktiven Zustand, wie in Fig. 1 gezeigt, derart, daß Druckmittel der Leitung 15 durch ein Ventil unmittelbar den Hinterradbremsen zugeführt wird. Wenn ein drohender Blockierzustand irgend eines der Hinterräder festgestellt wird, wird über die elek tronische Steuereinrichtung 21 das Sperrventil 28 sofort ein weiterer Druckanstieg durch den Hauptzylinder nicht zu den Hinterradbremsen gelangen kann. Gleichzeitig wird der Motor 34 erregt, wodurch die Pumpe 33 angetrieben und der Hochdruckbehälter 37 "geladen" wird. Die elektronische Steuereinrichtung 21 steuert dann das Ventil 29 in der Weise, daß der Druck in der Hinterrad-Bremsleitung 32 auf dem maximal möglichen Wert gehalten wird, bei dem die Hinterradbremsen nicht blockieren.

Das Ventil 29 empfängt von der elektronischen Steuerein richtung 21 ein impulsbreitenmoduliertes Signal (PWM- Signal), mit veränderlichem Arbeitszyklus, der so gewählt ist, daß die Hinterradbremsen mit einem in vorgegebener in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet, gelangt Hoch druckmittel von der Leitung 36 durch das Rückschlagventil 38 zu den Hinterradbremsen. Wenn das Ventil 29 betätigt wird, wird die Bremsendleitung 32 mit mit der Niederdruckleitung 35 verbunden, so daß Druckmittel in der Bremsendleitung 35 an den Niederdruckbehälter 39 abgegeben wird, wodurch der Hinterradbremsdruck abgesenkt wird. Es wurde festgestellt, daß ein PWM-Signal eine sehr präzise Regelung der Brems druckerhöhung und -absenkung an den Hinterradbremsen erlaubt. Typischerweise wird bei einem vorgegebenen Arbeits zyklus (der eine Funktion des Hinterradbremsdrucks ist) der Druck an den Hinterradbremsen auf einem ungefähr konstanten Niveau gehalten. Durch Erhöhen des Arbeitszyklus an diesem Punkt bleibt der Elektromagnet während einer größeren Zeit spanne erregt, so daß mehr Strömungsmittel zu dem Nieder druckbehälter strömen kann und somit der Druck an den Hinterradbremsen abgesenkt wird. Umgekehrt kann durch Verkleinern des Arbeitszyklus mehr Hochdruckmittel zu den Hinterradbremsen fließen, wodurch der resultierende Brems druck erhöht wird.

Solange das ABS-System aktiviert bleibt, läuft der Motor 34 kontinuierlich, und treibt die Pumpe 33 an. Während Teilen des PWM-Arbeitszyklus, wenn das Ventil 29 betätigt ist (und somit die Niederdruckleitung 35 mit der Bremsendleitung 32 verbunden ist), wird kein Hochdruckmittel von den Bremsen angefordert, und das Druckmittel wird in den Hochdruck behälter 37 gepumpt. Der Hochdruckbehälter 37 ist so bemes sen, daß er zusammen mit der Pumpe einen ausreichenden Hoch druckvorrat für die Bremsen darstellt, wenn das Ventil 29 in seine inaktive Stellung zurückgestellt wird. Wenn der Hoch druckbehälter 37 voll ist und das Ventil 29 betätigt wird, stellt das Bypass-Ventil 41 einen Druckanstieg in der Leitung 36 oberhalb eines vorgegebenen Wertes fest, worauf es geöffnet wird, um Strömungsmittel an den Niederdruck behälter 39 abzugeben, während der Druck in der Hochdruck leitung 36 auf dem vorgegebenen Wert gehalten wird. Das Rückschlagventil 38 dient dazu, einen Strömungsmittelfluß vom Hauptzylinder in die Hochdruckleitung 36 und in den Hochdruckbehälter 37 zu verhindern, wenn das Fahrzeug abge bremst wird, ohne daß der Hinterrad-ABS-Kreis aktiviert wird. Der Niederdruckbehälter 39 dient dazu, den Druck in der Bremsendleitung 32 abzusenken und auch um überschüssiges Bremsmittel aufnehmen zu können, das während einer ABS- Regelung nicht zum Hauptzylinder zurückfließen kann, da das Sperrventil 28 geschlossen ist.

Der Hinterrad-Bremskreis 27 umfaßt auch einen Rückstell schalter zum Erfassen des Druckes in der Hauptzylinder-Aus laßleitung 15, der Bremsendleitung 32 und der Niederdruck leitung 35. Der Rückstellschalter 44 ist normalerweise geschlossen und erfüllt zwei getrennte Funktionen. Zum einen wird der Rückstellschalter 44 während des ABS-Regelmodus der Bremsanlage dazu benutzt, die Druckdifferenz zwischen der Hauptzylinder-Auslaßleitung 15 und der Bremsendleitung 32 zu erfassen. Zum anderen dient der Rückstellschalter 44 dazu, den Zustand des Ventils 29 durch Überwachen des Drucks in der Leitung 35 festzustellen, wenn sich das Fahrzeug in einem normalen Bremszustand, also nicht im ABS-Regelzustand befindet.

Für die erste Funktion ist der Rückstellschalter 44 so ge schaltet, daß er die Druckdifferenz zwischen den Leitungen 15 und 32 erfaßt, und er öffnet die Schaltkontakte, wenn der Druck in der Leitung 32 größer ist als in der Leitung 15. Wenn sich die Bremsanlage in dem ABS-Regelzustand befindet und die Schaltkontakte des Rückstellschalters offen sind, zeigt dies an, daß das Sperrventil 28 geschlossen und der Druck in der Leitung 15 größer als in der Leitung 32 ist; wenn die Schaltkontakte geschlossen sind, zeigt dies an, daß der Druck in der Leitung 15 gleich oder kleiner als der Druck in der Leitung 32 ist. Wenn die Schaltkontakte geöffnet und anschließend geschlossen wurden, während der Bremslichtschalter 11 a betätigt bleibt, zeigt dies an, daß der Fahrer zunächst eine relativ große Bremskraft auf das Bremspedal ausgeübt hat, so daß die Bremsanlage in den ABS- Regelzustand gelangt und das Sperrventil schließt, um ein Blockieren der Hinterräder zu verhindern, und anschließend die auf das Bremspedal ausgeübte Kraft verringert hat, ohne notwendigerweise das Bremspedal loszulassen. In dieser Situation sollte die ABS-Regelung aufgehoben werden und die Bremsanlage in ihren normalen Bremszustand zurückkehren. Typischerweise unterliegt die Betriebsweise des Rückstell schalters einer gewissen Hysterese, derart, daß die Schalt kontakte nicht zwischen der Schließ- und Öffnungsstellung hin- und herspringen, wenn der Druck in der Leitung 15 unge fähr gleich dem Druck in der Leitung 32 bleibt.

Wenn die Bremsanlage nicht im ABS-Regelzustand arbeitet, prüft der Rückstellschalter 44 den Zustand eines der Ventil sitze des Ventils 29 durch Abfühlen des Drucks im Nieder druckbehälter 39. Zu dieser Zeit sollte der Niederdruck behälter 39 leer sein, und der der Anschlußöffnung 29 c des Ventils 29 zugeordnete Ventilsitz sollte verhindern, daß Druckmittel in den Leitungen 31 und 32 zu dem Niederdruck behälter 39 gelangt. Wenn jedoch Strömungsmittel an diesem Ventilsitz vorbei in den Niederdruckbehälter 39 leckt, wird der Druckanstieg in der Leitung 35 von dem Rückstellschalter 44 festgestellt, und die Schaltkontakte öffnen sich und zeigen somit der Steuereinrichtung 21 ein möglicherweise defektes Dreiwegeventil an. Die Steuereinrichtung 21 ist mit einem Warnlicht 45 verbunden, das betätigt wird, wenn in dem ABS-Bremssystem ein Fehler festgestellt wird.

Wenn ein drohender Blockierzustand irgendeiner der Vorder radbremsen festgestellt wird, wird der an jede der Vorder radbremsen abzugebende Bremsdruck getrennt geregelt, und zwar in der gleichen Weise, wie dies weiter oben für die Hinterradbremse beschrieben wurde. Jeder Vorderradbremse ist somit ihr eigenes Zweistellungs-Dreiwege-Ventil zusammen mit einem eigenen Sperrventil zugeordnet. Da jedoch die Auslaß leitung 13 des Hauptzylinders 12 beide Vorderradbremsen ver sorgt, ist zur Regelung beider Vorderradbremsen nur eine einzige Pumpe mit je einem Niederdruck- und Hochdruck behälter erforderlich, wie noch im einzelnen erläutert wird.

Druckmittel der Hauptzylinderauslaßleitung 13 wird der lin ken Vorderradbremse 16 durch ein Sperrventil 46 und ein Dreiwege-Ventil 47 zugeführt. Eine Zwischenleitung 48 ist zwischen dem Sperrventil 46 und einer Anschlußöffnung des Ventils 47 vorgesehen, während eine Bremsendleitung 49 zwischen einer zweiten Anschlußöffnung des Ventils 47 und der Vorderradbremse 16 vorgesehen ist. Druck wird der rechten Vorderradbremse 17 in der gleichen Weise durch ein Sperrventil 51, eine Zwischenleitung 52 ein Drehwege-Ventil 43 und eine Bremsendleitung 54 zugeführt. Die Ventile 46, 47, 51 und 53 sind sämtlich magnetbetätigt und mit den elektrischen Leitungen 22 verbunden.

Eine zweite Pumpe 55 wird von dem Motor 34 angetrieben. Der Auslaß der zweiten Pumpe 55 ist über eine Hochdruckleitung 57 mit einem Hochdruckbehälter 56 verbunden, während der Einlaß über eine Niederdruckleitung 59 mit einem Nieder druckbehälter 58 verbunden ist. Die Hochdruckleitung 57 ist mit der Zwischenleitung 48 über ein Rückschlagventil 61 und mit der Zwischenleitung 52 über ein Rückschlagventil 62 ver bunden. Die Niederdruckleitung 59 ist mit der dritten Anschlußöffnung beider Ventile 47, 53 verbunden. Ein Hoch druck-Bypassventil 36 ist zwischen die Hochdruckleitung 57 und die Niederdruckleitung 59 geschaltet und besitzt eine Steuerleitung 64, die den Druck in der Hochdruckleitung 57 abfühlt.

Für jeden Vorderradbremskreis ist ein eigener Rückstell schalter vorgesehen, der den gleichen Aufbau und die gleiche Funktion wie der Rückstellschalter 44 im Hinterradbremskreis besitzt. Insbesondere ist dem linken Vorderradbremskreis ein Rückstellschalter 65 zugeordnet, der den Druck in den Leitungen 13, 49 und 59 erfaßt. Dem rechten Vorderradbrems kreis ist ein Rückstellschalter 66 zugeordnet, der den Druck in den Leitungen 13, 54 und 59 erfaßt.

Während eines Bremszustandes, in dem weder der Geschwindig keitsfühler 23 noch 24 einen drohenden Blockierzustand der Vorderräder feststellt, wird Druck der Leitung 14 durch die Sperrventile 46, 51 und die zugehörigen Ventile 47, 53 den entsprechenden Vorderradbremsen unmittelbar zugeführt. Wenn jedoch während eines Bremsvorgangs entweder der Geschwindig keitsfühler 23 oder 24 an die elektronische Steuereinrich tung 21 Geschwindigkeitssignale abgibt, die anzeigen, daß sich eine der Vorderradbremsen einem Blockierzustand nähert, sorgt die Steuereinrichtung 21 dafür, daß das dem speziellen Radbremskreis zugeordnete Sperrventil betätigt und der Motor 34 erregt wird, um die Pumpe 55 in Betrieb zu setzen. Das entsprechende Dreiwegeventil empfängt dann ein PWM-Signal von der elektronischen Steuereinrichtung, um den an die zu gehörigen Radbremsen abzugebenden Bremsdruck so zu regeln, um den maximal möglichen Bremsdruck an die zugehörige Bremse abzugeben, ohne einen Blockierzustand hervorzurufen.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, die ein ABS-Regel system für eine diagonal geteilte Zweikreis-Bremsanlage zeigt. Einzelteile dieser Anlage, die den gleichen Aufbau und die gleiche Funktion wie entsprechende Bauteile in Fig. 1 haben, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei der in Fig. 2 gezeigten diagonal geteilten Bremsanläge ist für jede Radbremse ein eigenes Dreiwegeventil vorge sehen, und für jeden Hauptzylinderkreis ist ein eigenes Sperrventil vorgesehen. In Fig. 2 sind somit zwei Sperr ventile und vier Dreiwegeventile erforderlich.

Ein erster Hauptzylinderkreis gibt Druckmittel aus einer Leitung 70 durch ein Sperrventil 71, eine Zwischenleitung 72 und ein Dreiwegeventil 73 an eine linke Vorderrad-Bremsend leitung 74 ab. Druckmittel aus der Leitung 70 gelangt außer dem durch das Sperrventil 71 und die Zwischenleitung 72 durch ein Druckregelventil 75 und ein Dreiwegeventil 76 zu einer rechten Hinterrad-Bremsendleitung 77. In der gleichen Weise gibt ein zweiter Hauptzylinderkreis Druckmittel in einer Leitung 78 durch ein zweites Sperrventil 79, eine zweite Zwischenleitung 80 und ein Dreiwegeventil 81 an eine Vorderrad-Bremsendleitung 82 ab. Druckmittel in der Leitung 78 gelangt außerdem durch das Sperrventil 79 und die Zwischenleitung 80, durch ein Druckregelventil 83 und ein Dreiwegeventil 84 zu einer Hinterrad-Bremsendleitung 85. Ein Rückschlagventil 86, das die gleiche Funktion wie das Rück schlagventil 38 in Fig. 1 erfüllt, ist zwischen die Hoch druckleitung 36 und die Zwischenleitung 72 geschaltet. Ein zweites Rückschlagventil 87 ist zwischen die Hochdruck leitung 57 und die zweite Zwischenleitung 80 geschaltet. Die Bremsanlage der Fig. 2 umfaßt getrennte Rückstellschalter 88, 89, die dem linken bzw. rechten Vorderrad-Bremskreis zugeordnet sind.

Die Sperr- und Dreiwegeventile der Fig. 2 arbeiten in der gleichen Weise wie die entsprechenden Ventile der Fig. 1. Wenn somit ein drohender Blockierzustand an keinem Rad fest gestellt wird, bleiben die Ventile in ihrer in Fig. 2 gezeigten inaktiven Stellung, so daß der Fahrer die volle Bremskontrolle über das Bremspedal 11 besitzt. Wenn jedoch die elektronische Steuereinrichtung 21 einen drohenden Blockierzustand über die Drehzahlfühler feststellt, sorgt die Steuerung dafür, daß das dem betreffenden Fahrzeugrad zugeordnete Sperrventil sofort erregt und geschlossen wird, um einen weiteren Druckanstieg an der entsprechenden Rad bremse zu verhindern, während gleichzeitig der Motor 34 er regt wird, um die Pumpen 33 und 55 zu betätigen. Die Steuerung gibt dann ein PWM-Signal an das entsprechende Dreiwegeventil ab, um den Bremsdruck so zu regeln, daß eine optimale Bremsung ohne Blockieren erzielt wird.

Wenn sämtliche vier Räder "blockiergeregelt" werden, werden die Dreiwegeventile 73, 76, 81 und 84 jeweils einzeln durch getrennte PWM-Signale gesteuert, um den Bremsdruck an den entsprechenden Radbremsen zu regeln. Wenn während der Anti blockierregelung zusätzliche Bremsflüssigkeit in einem bestimmten Radbremskreis benötigt wird, kann das zugehörige Sperrventil impulsgeöffnet werden. Diese Regelung hält an, bis das Fahrzeug stillsteht oder bis der Fahrer das Brems pedal völlig freigegeben hat, um den Bremslichtschalter 11 a zu öffnen, oder das Bremspedal bis zu einem Punkt freige geben hat, an dem ein oder mehrere Rückstellschalter an zeigen, daß ein Sperrventil oder beide Sperrventile geöffnet werden sollten, um den Bremskreis (bzw. die Bremskreise) in ihren normalen Bremszustand zurückzuführen.

In Fig. 3 ist eine vertikal geteilte Bremsanlage gezeigt, die der in Fig. 1 gezeigten Bremsanlage entspricht, mit dem Unterschied, daß der Hinterrad-Antiblockierregelkreis 27 durch einen pumpenlosen Antiblockierregelkreis 93 ersetzt wurde, wie er in der US-PS 46 73 226 dargestellt ist. Wie Fig. 3 zeigt, enthält der pumpenlose Regelkreis ein magnet betätigtes, normalerweise offenes Sperrventil 94, das zwischen den Auslaß des Druckregelventils 14 und die Hinter rad-Bremsendleitung 32 geschaltet ist. Ein magnetbetätigtes, normalerweise geschlossenes Ablaßventil 95 ist zwischen der Bremsendleitung 32 und einem Niederdruckbehälter 96 ange ordnet. Ein Schalter 97 erfaßt den Druck im Behälter 96 und in den Leitungen 15, 32.

Wenn im Betrieb ein Rutschzustand der Hinterräder fest gestellt wird, schließt die elektronische Steuereinrichtung 21 das Sperrventil 94, um den Druck an den Hinterradbremsen auf einem praktisch konstanten Niveau zu halten. Wenn die Verzögerung der geregelten Räder einen vorgegebenen Wert überschreitet, öffnet die elektronische Steuereinrichtung das Ablaßventil 95, so daß Bremsmittel in den Behälter 96 strömen kann, wodurch die Verzögerung der Hinterräder ver ringert und der Schlupfzustand des Fahrzeugrades korrigiert wird. Solange die Straßenoberflächenbedingungen die gleichen bleiben, hält die Anlage den Hinterradbremsdruck bis zum Ende des Bremsvorganges auf einem konstanten Niveau. Die elektronische Steuereinrichtung "merkt" jedoch, wenn das Fahrzeug von einer reibungsarmen Straßenoberfläche auf eine Straßenoberfläche mit hohem Reibbeiwert gelangt, da in diesem Fall die Vorderradbremsen, die von dem mit einer Pumpe versehenen Kreis geregelt werden, automatisch das Fahrzeug stärker verzögert. In diesem Fall kann der Hinter radbremsdruck erhöht werden, ohne daß ein Blockierzustand eintritt. Die Steuereinrichtung öffnet somit das Sperrventil 94, um den Druck für die Hinterradbremsen allmählich zu erhöhen.

Es wird nun auf die Fig. 4, 5 und 6 Bezug genommen, anhand deren die Betriebsweise der Antiblockier-Bremsanlage der Fig. 1 nochmals betrachtet wird.

In Fig. 4 sind Beispiele drei getrennter PWM-Signale gezeigt, die dazu benutzt werden können, den Druck in einem bestimmten Radbremskreis wie dem Hinterrad-Antiblockier regelkreis 27 der Fig. 1 zu regeln. Das obere Signal 101 in Fig. 4 stellt eine Wellenform mit einer Periode t und einen Arbeitszyklus von ungefähr 33% dar. Wie bereits erwähnt, ist die Hinterrad-Bremsendleitung 32 unmittelbar mit der Zwischenleitung 31 verbunden, wenn das Dreiwegeventil 29 nicht betätigt ist. Wenn sich daher die Bremsanlage in dem Antiblockierregelzustand befindet und das Sperrventil 28 geschlossen ist, kann Druckmittel von der Pumpe 33 unmittel bar durch das Dreiwegeventil 29 in die Bremsendleitung 32 strömen, um den Bremsdruck zu erhöhen. Wenn das Ventil be tätigt wird, wird die Bremsendleitung 32 von der Leitung 31 getrennt und mit der Niederdruckleitung 35 verbunden, um den Hinterradbremsdruck zu verringern. Wenn das Dreiwegeventil 29 ein PWM-Signal mit einem Arbeitszyklus von 33% für jeden Zyklus des PWM-Signals empfängt, wird die Leitung 32 während 87% der Zeit mit der Hochdruckleitung 36 und während 33% der Zeit mit der Niederdruckleitung 35 verbunden. Für einen vorgegebenen Zyklus des PWM-Signals ist somit der Gesamt druckanstieg an den Hinterradbremsen größer als die Druck absenkung. Durch Aufrechterhalten dieses Arbeitszykluses während mehrerer PWM-Zyklen (was in Fig. 4 als vorgegebene Zeitspanne P dargestellt ist) wird somit ein effektiver Druckanstieg an den Hinterradbremsen erzielt.

Das mittlere Signal 102 in Fig. 4 besitzt eine PWM-Wellen form mit einem 45 bis 50% Arbeitszyklus. Wenn dieses Signal an das Dreiwegeventil 29 abgegeben wird, ist der Druck anstieg in der Zeit, in der das Ventil nicht betätigt wird, und die Druckabsenkung in der Zeit, in der das Ventil betä tigt wird, ungefähr gleich, was eine Null-Druckerhöhung bzw. -absenkung an den Hinterradbremsen zur Folge hat. Der Hinterradbremsdruck wird somit auf einem praktisch kon stanten Niveau gehalten. Der spezielle Arbeitszyklus, der einen Druckhaltezustand an den Hinterradbremsen zur Folge hat, ändert sich entsprechend dem augenblicklichen Wert der relativen Drücke in der Anlage zusammen mit den speziellen Strömungseigenschaften des Dreiwegeventils.

Das untere Signal in Fig. 3 in Fig. 4 besitzt eine PWM- Wellenform mit einem 67% Arbeitszyklus. Während eines Zyklus wird der Druck an den Hinterradbremsen 67% der Zeit abgesenkt und 33% der Zeit erhöht. Dies hat eine effektive Druckabsenkung an den Hinterradbremsen zur Folge. Es ver steht sich, daß die in Fig. 4 gezeigten und in diesem Zusammenhang beschriebenen Wellenformen lediglich Beispiele dafür sind, wie das Zweistellungs-Dreiwege-Ventil zum Erhöhen, Halten oder Absenken des Drucks an den Hinterrad bremsen benutzt werden kann. Wenn der Hinterradbremsdruck tatsächlich geregelt wird, kann der Arbeitszyklus des an das Ventil angelegten PWM-Signals zwischen 0 und 100% variieren, um die gewünschte präzise Bremsdruckregelung zu erzielen.

In Fig. 5 ist ein Signaldiagramm gezeigt, das benutzt werden kann, um die Betriebsweise der ABS-Bremsanlage unter einem bestimmten Bremszustand zu beschreiben, und zwar anhand des ABS-Regelkreises 27 in Fig. 1. In Fig. 5 ist die Betriebsweise des zugehörigen Dreiwegeventils 29 durch eine Kurve 104, die tatsächliche Drehzahl der zugehörigen Hinterräder durch eine Kurve 105 und der zugehörige Hinter radbremsdruck durch die untere Kurve 106 dargestellt. Anfangs, zur Zeit t₀ bewegt sich das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit V _t, solange die Bremsen nicht betätigt werden. Zu dieser Zeit sind sowohl das Sperrventil und das zugehörige Dreiwegeventil in jedem Bremsregelkreis nicht betätigt, so daß der Hauptzylinderdruck unmittelbar den zugehörigen Radbremsen zugeführt werden kann. Zur Zeit t ₁ führt der Fahrer durch Niederdrücken des Bremspedals eine Vollbremsung aus, um den Bremsdruck in der zu den Hinterrad bremsen führenden Leitung 32 rasch zu erhöhen und eine Ver zögerung des Fahrzeugs hervorzurufen. Anfangs ist der Brems druck in der Leitung 32 nicht groß genug, um ein Blockieren der Hinterräder zu bewirken. Kurz nach der Zeit t ₁ fängt jedoch die Hinterradgeschwindigkeit relativ zur tatsäch lichen Fahrzeuggeschwindigkeit (dargestellt durch die gestrichelte Kurve 107) zu "schlupfen" an, worauf die Hinterräder mit einem ersten Radgeschwindigkeits-Abweich zyklus 108 anfangen.

Wenn die Rad-Istgeschwindigkeit um einen vorgegebenen Schlupfwert unter die Fahrzeug-Istgeschwindigkeit abgefallen ist, sollte die zugehörige Radbremse einem Antiblockier regelvorgang unterworfen werden. Im Zeitpunkt t ₂ sorgt die elektronische Steuereinrichtung dafür, daß das Sperrventil 28 augenblicklich geschlossen und der Motor 34 zur Betäti gung der Pumpe 33 erregt wird. Das PWM-Signal wird dann an das Dreiwegeventil 29 in einem vorgegebenen Arbeitszyklus A abgegeben, der so gewählt wird, daß eine effektive Druck absenkung in der Hinterrad-Bremsendleitung 32 stattfindet. Das PWM-Signal wird während einer vorgegebenen Zeitspanne bis zum Zeitpunkt t ₃ in diesem Arbeitszyklus gehalten; in diesem Zeitpunkt stellt die elektronische Steuereinrichtung fest, daß die Rad-Istverzögerung unter einen vorgegebenen Wert abgefallen ist. In diesem Punkt wird der PWM-Arbeits zyklus augenblicklich auf einen Wert B verringert, was einen Druckanstieg in den Hinterradbremsen zur Folge hat. Wie die Kurve 104 zeigt, verringert sich der Arbeitszyklus dann kon tinuierlich längs einer Rampe 104 a auf einen Arbeitszyklus von 0%. Wenn der Hinterradbremsdruck größer wird, unter liegt die Rad-Istgeschwindigkeit wiederum einem Schlupf, was eine weitere Radgeschwindigkeitsabweichung (bei 109) zur Folge hat. Das Dreiwegeventil 29 kann dann in der gleichen Weise geregelt werden, um die Radgeschwindigkeitsabweichung 109 zu korrigieren und eine weitere Radgeschwindigkeits abweichung bei 110 einzuleiten.

Die spezielle Frequenz, bei der das PWM-Signal erzeugt wird, kann von einer Bremsanlage zur anderen variieren. Es hat sich jedoch gezeigt, daß zweckmäßigerweise eine Frequenz mit einer Periode gewählt wird, die kleiner ist als die Zeit, die dem kürzesten Radgeschwindigkeits-Abweichungszyklus ent spricht. Das Dreiwegeventil pendelt daher während einer vor gegebenen Druckabsenkung oder -erhöhung zwischen seinen beiden Stellungen hin und her. Beispielsweise hat sich bei Fahrzeugen wie leichten Lastwagen gezeigt, daß die Rad geschwindigkeitsabweichung bei Straßenoberflächen mit rela tiv hohem Reibbeiwert (wie z.B. trockenem Beton) so kurz wie 60 Millisekunden sein kann, während sie bei Straßenober flächen mit relativ niedrigem Reibbeiwert (wie z.B. Schnee oder Eis) mehrere Sekunden betragen kann. Es wurde fest gestellt, daß eine Frequenz von 50 Hertz (mit einer Periode von 20 Millisekunden) des PWM-Signals zufriedenstellende Ergebnisse liefert.

Fig. 6 zeigt ein vereinfachtes Flußdiagramm zum Veranschau lichen der Grundbetriebsweise einer ABS-Bremsanlage gemäß der Erfindung. In Fig. 6 stellt eine Prozeßfunktion 114 "normale" Bremszustände dar, bei denen die ABS-Regelung nicht aktiviert ist und der Bremsdruck voll unter der Steue rung des Fahrers steht. Die ABS-Bremsanlage fährt in diesem Betriebszustand fort, die Rad-Istgeschwindigkeiten abzu fühlen und die Verzögerung und den Schlupfwert jedes Rades zu berechnen und diese Werte mit vorgegebenen ABS-Schwell werten zu vergleichen. Diese Vergleichsfunktion wird durch den Entscheidungspunkt 115 wiedergegeben, in dem die Anlage in ihrem normalen Bremszustand (Prozeßfunktion 114) bleibt, falls kein ABS-Schwellwert überschritten wurde. Falls jedoch ein ABS-Schwellwert überschritten wurde, gelangt die Brems anlage in den ABS-Regelzustand 116, und sie führt dann eine Prozeßfunktion 117 aus, gemäß der das einem speziellen Rad zugeordnete Sperrventil betätigt wird, um das Ventil zu schließen. Gleichzeitig wird der Motor 34 betätigt, um beide Pumpen 33, 55 in Betrieb zu setzen. Anschließend führt die Bremsanlage eine Prozeßfunktion 118 aus, gemäß der ein PWM- Signal mit vorgegebenem Arbeitszyklus dem entsprechenden Dreiwegeventil zugeführt wird, um den Bremsdruck mit vor gegebener Geschwindigkeit abzusenken. Der spezielle Arbeits zyklus des PWM-Signales ist typischerweise eine Funktion der Istwerte von Radverzögerung und -schlupf. Wenn die Brems druckabsenkung eine Radverzögerung auf einen vorgegebenen Wert hervorgerufen hat, führt die Bremsanlage eine Prozeß funktion 119 aus, gemäß der der Arbeitszyklus des PWM- Signals so geändert wird, daß der Bremsdruck des zugehörigen Rades rasch erhöht wird, um die Radgeschwindigkeit auf die Fahrzeuggeschwindigkeit zurückzubringen und eine weitere Radgeschwindigkeitsabweichung hervorzurufen.

Die Bremsanlage gelangt dann an einen weiteren Entschei dungspunkt 120, in dem festgestellt wird, ob der durch Betä tigung des Dreiwegeventils hervorgerufene Druckanstieg aus reichend ist, um eine weitere Radgeschwindigkeitsabweichung hervorzurufen. Falls nicht, verzweigt sich das Programm bei "NEIN", und es wird eine Prozeßfunktion 121 ausgeführt, gemäß der das zugehörige Sperrventil zeitweise gepulst wird, um den betreffenden Hinterradbremsen zusätzlichen Bremsdruck zuzuführen, um eine weitere Radgeschwindigkeitsabweichung hervorzurufen. Die Bremsanlage führt dann eine Prozeß funktion 122 ähnlich der Prozeßfunktion 118 aus, gemäß der ein PWM-Signal dem Dreiwegeventil zugeführt wird, um den Druck abzusenken und die Radgeschwindigkeitsabweichung zu korrigieren. Von diesem Punkt gelangt die Bremsanlage zu einem Entscheidungspunkt 123, in dem der Zustand des dem speziellen Dreiwegeventil zugeordneten Rückstellschalters geprüft wird. Wenn der Rückstellschalter nun offen ist, zeigt dies die oben beschriebene Situation an, bei der der Fahrer zunächst voll auf die Bremse getreten ist, um eine Blockierregelung hervorzurufen, in der Zwischenzeit den Bremsdruck jedoch teilweise entlastet hat, ohne das Brems pedal völlig freizugeben, derart, daß der Hauptzylinderdruck unter den geregelten Bremsdruck abgefallen ist. In dieser Situation ist eine ABS-Regelung nicht länger erforderlich, und das Programm verzweigt sich bei "JA", worauf die Brems anlage zum normalen Bremszustand zurückkehrt. Wenn jedoch der zugehörige Rückstellschalter nicht offen ist, findet eine Abzweigung bei "NEIN" statt, und die Bremsanlage kehrt zu der Prozeßfunktion 119 zurück, um die ABS-Regelung auf rechtzuerhalten und eine weitere Radgeschwindigkeitsab weichung hervorzurufen.

Anhand der Fig. 7 bis 10 wird nun der konstruktive Aufbau der einzelnen Ventile im einzelnen erläutert. Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch das Dreiwegeventil 29 der Fig. 1. Es versteht sich, daß die anderen Dreiwegeventile den gleichen Aufbau haben können. Das Dreiwegeventil 29 ist in einem Ventilgehäuse 130 untergebracht. Das Ventilgehäuse 130 ist mit verschiedenen Befestigungsstellen und Anschluß kanälen zum Anschließen der einzelnen Bauteile in spezieller Weise versehen. Es versteht sich, daß der spezielle Aufbau des Ventils von der Anzahl der erforderlichen Komponenten abhängt. Die elektronische Steuereinrichtung ist vorzugs weise am Ventilgehäuse angebracht bzw. in das Ventilgehäuse integriert.

Das Ventil umfaßt einen axial verschiebbaren Anker 131, der zwischen einem oberen Kernteil 132 und einem unteren Kern teil 133 angeordnet ist. Das obere Ende des Ankers 131 und das untere Ende des Kernteils 132 bilden zusammen ein erstes normalerweise offenes Kugelventil 134, während das untere Ende des Ankers 131 und das obere Ende des Kernteils 133 gemeinsam ein normalerweise geschlossenes zweites Kugel ventil 135 bilden. Eine schraubenförmige Feder 136 umgibt den oberen Teil des Ankers 131 und drückt den Anker 131 axial nach unten, um das Kugelventil 135 in seiner normaler weise geschlossenen Stellung zu halten. Der Anker 131 kann durch Erregen einer Spule 137 axial nach oben verschoben werden, um das Kugelventil 135 zu öffnen und das Kugelventil 134 zu schließen. Die Spule 137 umgibt einen Abschnitt des oberen Kernteils 132 und des Ankers 131.

Das Dreiwegeventil 29 ist am Ventilgehäuse 130 mittels eines Adapters 138 befestigt, der in das Ventilgehäuse 130 einge schraubt ist. Eine zylindrische Schutzkappe 139 umgibt die Spule 137 und besitzt ein auf den Adapter 138 gepreßtes unteres Ende und ein durchmesserverringertes oberes Ende, das auf einen Zwischenabschnitt des oberen Kernteils 132 gepreßt ist. Mit dem äußersten oberen Ende des oberen Kern teils ist ein Verbindungsteil 142 abgedichtet verbunden. Das Verbindungsteil 142 ist mit einem Kanal 143 versehen, der über die Leitungen 36 und 31 mit Hochdruck-Bremsmittel beaufschlagt wird. Das obere Kernteil 132 ist mit einem zen tralen Kanal 144 versehen, der Druckmittel an das Kugel ventil 134 abgibt.

Das untere Kernteil 133 besitzt ein in das untere Ende des Adapters 138 eingeschraubtes oberes Ende und ein in einen Kanal 145 dichtend eingesetztes unteres Ende. Der Kanal 145 ist in dem Ventilgehäuse gebildet und über die Leitung 35 mit dem Niederdruckbehälter 39 sowie dem Einlaß der Pumpe 33 verbunden. Ein zentraler Kanal 146 erstreckt sich durch das Kernteil 133 und verbindet dadurch die Leitung 35 mit dem Kugelventil 135. Das Ventilgehäuse 130 ist mit einem zweiten Kanal 147 versehen, der mit der Hinterrad-Bremsendleitung 32 verbindbar ist und außerdem mit den Kugelventilen 134 und 135 in Verbindung steht, und zwar über ein ringförmiges Filtersieb 148 und eine Längsnut 149, die in dem unteren Kernteil 133 gebildet ist. Die Betriebsweise des Dreiwege ventils 29 läßt sich wie folgt zusammenfassen. Wenn die Spule 137 nicht erregt ist, wird der Anker 131 von der Feder 136 nach unten vorgespannt, um das Kugel 135 zu schließen. Zu dieser Zeit ist das Kugelventil 134 geöffnet, so daß Strömungsmittel aus der Leitung 31 nach unten durch den zen tralen Kanal 144 vorbei am Kugelventil 34 um den Anker 131 herum in den Längsschnitt 149 strömen kann. Von diesem Punkt strömt das Bremsmittel durch das Filtersieb 148 in den Kanal 147, von wo es über die Bremsendleitung 32 den Hinterrad bremsen zugeführt wird. Wenn die Spule erregt ist, wirkt die auf den Anker 131 ausgeübte Magnetkraft der Vorspannkraft der Feder 136 entgegen, und sie drückt dadurch den Anker 131 nach oben, wodurch das Kugelventil 134 geschlossen und das Kugelventil 135 geöffnet wird. Während dieser Zeit wird der Druck in der Bremsendleitung 32 dadurch abgesenkt, daß Bremsmittel durch das Filtersieb 148 in den Kanal 147 und in den Längsschlitz 149 strömt. Von diesem Punkt aus strömt das Bremsmittel am Kugelventil 135 vorbei in den zentralen Kanal 146, von wo es durch den Kanal 145 in die Niederdruckleitung 35 gelangt.

Der konstruktive Aufbau des Hochdruckbehälters 37 und des Bypassventils 41 ist in Fig. 8 gezeigt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind diese beiden Bauteile in einer gemeinsamen Anordnung integriert. Wie in Fig. 8 gezeigt, umfaßt der Hochdruckbehälter 37 einen äußeren Kolben 151, der in einer zylindrischen Bohrung 152 des Ven tilsgehäuses 130 gleitend gelagert ist. Der äußere Kolben 151 wird durch eine starke Schraubendruckfeder 153 nach oben vorgespannt. Eine Haltekappe 154 ist in das Ventilgehäuse eingeschraubt und am oberen Ende mit einer Entlüftungs öffnung 155 versehen. Ein innerer Kolben 156 ist mit seinem oberen Ende in einer zentralen Bohrung des äußeren Kolbens 151 gleitend gelagert. Der obere Abschnitt der Bohrung 152 und das obere Ende des äußeren Kolbens 151 bilden gemeinsam eine Kammer 159 zum Speichern von Hochdruck-Bremsmittel. Die Kammer 159 ist mit der Hochdruckleitung 36 über einen Kanal 181 im Ventilgehäuse verbunden. Wenn die Kammer 159 mit Hochdruck-Bremsmittel beaufschlagt wird, wird der Kolben 151 nach unten gedrückt, wobei er die Feder 153 komprimiert.

Das Hochdruck-Bypassventil, das mit dem Bezugszeichen 162 versehen ist, umfaßt eine Kugel 163, die von einer Feder 164 nach unten gegen einen Kugelsitz 165 gedrückt wird. Norma lerweise unterbindet die Kugel 163 eine abwärts gerichtete Strömung nach unten in die zentrale Bohrung 157 des Kolbens 151. Wenn sich jedoch der äußere Kolben 151 ausreichend weit nach unten bewegt hat, so daß eine untere Stirnfläche 166 des inneren Kolbens 156 an einer Stirnwand 167 der Kappe 154 angreift, wird eine weitere abwärts gerichtete Bewegung des inneren Kolbens 156 unterbunden, während sich der äußere Kolben 151 um eine zusätzliche Strecke D weiter nach unten bewegen kann. In diesen Punkt greift die äußerste obere End fläche 168 des inneren Kolbens 156 an der Kugel 163 an, wo durch die Kugel vom Kugelsitz 165 abgehoben wird. Dies öff net das Bypassventil, so daß Bremsmittel in die zentrale Bohrung 157 des äußeren Kolbens 151, in einen Querkanal 169 in der Seitenwand des äußeren Kolbens 151 und dann in einen Kanal 171 strömen kann, der im Ventilgehäuse gebildet und mit der Niederdruckleitung 35 verbunden ist. Der spezielle Druck, bei dem der innere Kolben 156 nach unten ausfährt und das Bypassventil 162 öffnet, kann dadurch gesteuert werden, daß eine Feder 153 mit einer speziellen Federkonstanten aus gewählt wird.

Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch das Sperrventil 28. Das Sperrventil entspricht im wesentlichen dem Sperrventil gemäß der US-Patentanmeldung Serial No. 07/0 53 221. Der ein zige Unterschied gegenüber diesem Sperrventil besteht darin, daß im vorliegenden Fall eine Dichtung 171, die den Boden abschnitt eines Ventilsitzteiles 172 umgibt und in eine zylindrische Bohrung 173 im Ventilgehäuse 130 eingesetzt ist, eine übliche O-Ring-Dichtung ist, die eine Strömung in beiden Richtungen außen vorbei am Ventilsitzteil 172 ver hindert. Im Fall der obigen US-Patentanmeldung ist die Dich tung eine ringförmige Lippendichtung, die eine Strömung in einer Richtung zuläßt.

Das Sperrventil 28 umfaßt einen axial verschiebbaren Anker 174, der von einer Feder 175 nach oben vorgespannt wird, derart, daß ein Kugelventil 176 in einer normalerweise geöffneten Stellung gehalten wird. Der Anker 174 ist in einer Hülse 177 gleitend gelagert. Die Hülse 177 ist mit einem geschlossenen oberen Ende 178 versehen, das die Auf wärtsbewegung des Ankers 174 begrenzt. Das Ventilsitzteil 172 ist in einen Adapter 179 eingeschraubt, der seinerseits in das Ventilgehäuse 130 eingeschraubt ist. Eine Spule 181 umgibt einen unteren Abschnitt des Ankers 174 und den oberen Abschnitt des Ventilsitzteils 172 und ist durch einen Deckel 182 geschützt, der auf den Adapter 179 und die Hülse 177 ge preßt ist. Der Deckel 182 hat außerdem die Funktion, den Magnetfluß zwischen dem Adapter 179 und der Hülse 176 zu vervollständigen. Wenn sich das Ventil in seiner nicht erregten Stellung befindet, ist das Kugelventil 176 offen, so daß Bremsmittel vom Hauptzylinder nach oben durch einen zentralen Kanal 183 im Ventilsitzteil 172 vorbei am Kugel ventil 176 und nach unten entlang eines Längsschlitzes 184 im Ventilsitzteil 172 strömen kann. Von diesem Punkt aus gelangt das Bremsmittel in einen Ringkanal 185, der das Ven tilsitzteil 172 umgibt; das Bremsmittel verläßt den Kanal 185 durch einen Querkanal 186, der mit der Zwischenleitung 131 verbunden ist. Wenn die Spule erregt ist, wird der Anker 174 nach unten gedrückt, um das Kugelventil 176 zu schließen, wodurch eine Strömung zwischen der Hauptzylinder- Leitung 15 und der Zwischenleitung 31 gesperrt wird.

Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch den Rückstellschalter 44. Der Rückstellschalter umfaßt einen hohlen Stopfen 190, der in einen Kanal 191 im Ventilgehäuse 130 eingeschraubt ist. Der Kanal 191 ist mit einem ersten querverlaufenden Kanal 192, einem zweiten querverlaufenden Kanal 193 und einem dritten Kanal 194 verbunden, von denen der Kanal 192 Bremsmittel von der Leitung 32 empfängt, der Kanal 193 Druckmittel von der Hauptzylinder-Leitung 15 empfängt und der Kanal 194 Bremsmittel von der Niederdruckleitung 35 empfängt. Ein Kolben 195 ist in dem Kanal 191 gleitbar gela gert und ist mit O-Ringen 196 A, 196 B und 196 C versehen, die die Kanäle 192, 193 und 194 gegeneinander abdichten.

Eine Schaltkontaktanordnung 196 ist innerhalb des oberen Abschnitts des hohlen Stopfens 190 untergebracht. Wenn sich der Kolben 195 in seiner in Fig. 10 gezeigten untersten Stellung befindet, wird die Schaltkontaktanordnung 196 in eine normalerweise geschlossene Stellung vorgespannt. Wenn jedoch der Kolben nach oben bewegt wird, öffnen sich die normalerweise geschlossenen Schaltkontakte. Wie oben erwähnt, bewegt sich die Schaltkontaktanordnung 196 aus einer normalerweise geschlossenen Stellung in eine normaler weise offene Stellung, wenn bei einem normalen Bremszustand der Druck im Kanal 194 (Niederdruckleitung 35) soweit an steigt, daß der Kolben 195 nach oben gedrückt wird. Wie bereits erwähnt, zeigt dies an, daß ein Ventilsitz in dem zugehörigen Dreiwegeventil 29 leck ist. Wie ebenfalls bereits erwähnt, arbeitet der Rückstellschalter während eines ABS-Regelzustandes in der Weise, daß er die Druck differenz zwischen dem Hauptzylinderdruck (Leitung 15) und dem an die Hinterradbremsen abgegebenen Ist-Druck (Leitung 32) abfühlt. Wenn in diesem Fall die Bremsanlage einem ABS- Regelzustand ausgesetzt wird und das Sperrventil geschlossen ist, wird der Hauptzylinderdruck im Kanal 193 größer als der Hinterradbremsdruck im Kanal 192, wodurch der Kolben 195 nach oben gedrückt wird, um den Schalter zu öffnen. Der Schalter bleibt in seiner geöffneten Stellung, bis der Hauptzylinderdruck im Kanal 193 gleich oder kleiner wird als der Hinterradbremsdruck im Kanal 192. Dies zeigt an, daß die ABS-Regelung aufgehoben werden sollte.

Es versteht sich, daß zahlreiche Abweichungen von den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen im Rahmen der Erfindung möglich sind. Beispielsweise lassen sich andere Arten von magnetbetätigten Ventilen verwenden. Auch ist die Erfindung nicht beschränkt auf die speziellen Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 3, und sie läßt sich ohne weiteres mit anderen ABS-Anlagen verwenden, bei denen mehr oder weniger einzelne Radbremskreise vorgesehen sind.

Claims

1. Bremsanlage zum Steuern einer Radbremse mindestens eines Rades eines Fahrzeuges, bestehend aus:

a) einer Pumpe (33; 55) mit einem Einlaß und einem Auslaß;
b) einem Zweistellungs-Dreiwege-Ventil (29; 47; 53; 73; 76; 81; 84; 95) mit einer ersten Anschlußöffnung, die mit der Radbremse (16; 17; 18; 19) verbunden ist, einer zweiten An schlußöffnung, die mit dem Auslaß der Pumpe verbunden ist und einer dritten Anschlußöffnung, die mit dem Einlaß der Pumpe verbunden ist;
c) wobei das Ventil nur zwischen zwei Stellungen bewegbar ist, und zwar einer ersten Stellung, in der die erste Anschlußöffnung zur Erhöhung des Radbremsendrucks mit der zweiten Anschlußöffnung verbunden ist, und einer zweiten Stellung, in der die erste Anschlußöffnung zur Absenkung des Radbremsendrucks mit der dritten Anschlußöffnung verbunden ist;
d) und einer Steuereinrichtung (21) zum Betätigen des Ventils und somit zur Steuerung der Druckbeaufschlagung der Radbremse, wobei die Steuereinrichtung so ausgebildet ist, daß sie das Ventil während einer vorgegebenen Zeitspanne zwischen beiden Stellungen verstellt, um den Radbremsendruck abwechselnd zu erhöhen und abzusenken, wozu die Steuer einrichtung die Zeitspannen, in denen das Ventil in der ersten und zweiten Stellung gehalten wird, moduliert, um den an die Radbremse abgegebenen Druck zu steuern und somit während der vorgegebenen Zeitspanne den Radbremsdruck zu erhöhen, abzusenken oder konstant zu halten.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Dreiwege-Ventil (29; 47; 53, 73, 76, 81, 84, 95) magnetbetätigt ist und die Steuereinrichtung (21) ein im pulsbreitenmoduliertes Signal zur Betätigung des Ventils erzeugt.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das impulsbreitenmodulierte Signal mit einer Frequenz erzeugt wird, deren Periode kleiner ist als die vorgegebene Zeitspanne.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Frequenz 50 Hertz ist.

5. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsanlage eine Bremsanlage mit Antiblockiersystem ist.

6. Antiblockiersystem-Bremsanlage für ein Fahrzeug mit mindestens einem Rad, das mit einer Radbremse versehen ist, einem Bremspedal, das vom Fahrer betätigbar ist, und einem Hauptzylinder, der durch das Bremspedal betätigt wird und mit einem Auslaß zum Abgeben von Druckmittel für die Betätigung der Radbremse versehen ist, wobei die Bremsanlage besteht aus:

a) einer Pumpe (33; 55) mit einem Einlaß und einem Auslaß;
b) einem Zweistellungs-Dreiwege-Ventil mit einer ersten Anschlußöffnung, die mit der Radbremse (16; 17; 18; 19) verbunden ist, einer zweiten Anschlußöffnung, die sowohl mit dem Auslaß der Pumpe wie auch mit dem Auslaß des Haupt zylinders (12) verbunden ist, und einer dritten Anschluß öffnung, die mit dem Einlaß der Pumpe verbunden ist;
c) wobei das Ventil nur zwischen zwei Stellungen bewegbar ist, und zwar einer ersten Stellung, in der die erste Anschlußöffnung zur Erhöhung des Radbremsendrucks mit der zweiten Anschlußöffnung verbunden ist, und einer zweiten Stellung, in der die erste Anschlußöffnung zur Absenkung des Radbremsendrucks mit der dritten Anschlußöffnung verbunden ist;
d) und einer Steuereinrichtung (21) zum Betätigen des Ventils und somit zur Steuerung der Druckbeaufschlagung der Radbremse, wobei die Steuereinrichtung so ausgebildet ist, daß sie das Ventil während einer vorgegebenen Zeitspanne zwischen beiden Stellungen verstellt, um den Radbremsendruck abwechselnd zu erhöhen und abzusenken, wozu die Steuer einrichtung die Zeitspannen, in denen das Ventil in der ersten und zweiten Stellung gehalten wird, moduliert, um den an die Radbremse abgegebenen Druck zu steuern und somit wäh rend der vorgegebenen Zeitspanne den Radbremsdruck zu erhöhen, abzusenken oder konstant zu halten.

7. Antiblockiersystem-Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreiwege-Ventil (29; 47; 53, 73, 76, 81, 84, 95) magnetbetätigt ist und die Steuereinrichtung (21) ein impulsbreitenmoduliertes Signal zur Betätigung des Ventils erzeugt.

8. Antiblockiersystem-Bremsanlage nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch ein magnetbetätigtes, normaler weise offenes Sperrventil (28; 46; 51; 71; 79; 94), das zwischen den Auslaß des Hauptzylinders und die zweite Anschlußöffnung des Ventils geschaltet ist.

9. Antiblockiersystem-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch einen Rückstell schalter (44; 65; 66; 88; 89; 97), der die Druckdifferenz zwi schen dem Strömungsmittel am Auslaß des Hauptzylinders (12) und dem an die Radbremse abgegebenen Strömungsmittel über wacht.

10. Antiblockiersystem-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil (38; 61; 62; 86; 87), das zwischen den Auslaß des Hauptzylinders (12) und den Auslaß der Pumpe (33; 55) geschaltet ist, um einen Strömungsmittelfluß vom Hauptzylinder zum Auslaß der Pumpe zu verhindern.

11. Antiblockiersystem-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch einen Niederdruck behälter (39; 58), der mit dem Einlaß der Pumpe (33; 55) ver bunden ist.

12. Antiblockiersystem-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 11, gekennzeichnet durch einen Hochdruck behälter (37; 56), der mit dem Auslaß der Pumpe (33; 55) ver bunden ist.

13. Antiblockiersystem-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet durch ein Hochdruck- Bypassventil (41; 63), das zwischen den Auslaß und Einlaß der Pumpe (33; 55) geschaltet ist.

14. Antiblockiersystem-Bremsanlage für ein Fahrzeug mit zwei Vorderradbremsen und mindestens zwei Hinterrad bremsen, einem Bremspedal, das vom Fahrer betätigbar ist, und einem durch das Bremspedal betätigten Hauptzylinder zur Abgabe von Druckmittel für die Betätigung der Vorder- und Hinterradbremsen, wobei die Bremsanlage besteht aus:

a) einem ersten Antiblockiersteuerkreis, der zwischen den Hauptzylinder (12) und die Vorderradbremsen (16, 17) geschaltet ist und eine Pumpe (55) zum Erzeugen eines Vorrats an Druckmittel umfaßt, wobei der erste Steuerkreis bei einem drohenden Blockierzustand so betätigbar ist, daß er die Druckbeaufschlagung der Vorderradbremsen durch zyklisches Absenken und Anheben des Drucks steuert, um die Vorderräder während des restlichen Abbremsvorganges in einem vorgegebenen Radrutschbereich zu halten;
b) einem zweiten Antiblockier-Steuerkreis (93), der pumpenlos ausgebildet ist und zwischen den Hauptzylinder (12) und die Hinterradbremsen (18, 19) geschaltet ist, wobei der zweite Steuerkreis bei einem drohenden Blockierzustand so betätigbar ist, daß er die Druckbeaufschlagung der Hinterradbremsen durch wahlweises Druckentlasten steuert, um den Hinterrad-Blockierzustand zu korrigieren und den Hinter radbremsdruck während des restlichen Bremsvorganges auf einem näherungsweise konstanten Niveau zu halten (Fig. 3).