DE4121470C2

DE4121470C2 - Bremsdruck-Steuervorrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4121470C2
Application number: DE4121470A
Authority: DE
Inventors: Kazutoshi Yogo; Higeo Wakata; Hidemi Ikai
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 2002-10-24
Anticipated expiration: 2011-06-29
Also published as: JPH0463755A; JP3111461B2; DE4121470A1; US5261731A

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsdrucksteuervorrichtung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Bremsdruck-Steuervorrichtung ist aus der DE 37 42 172 A1 bekannt, welche eine Bremsdruck-Steuervorrichtung einer blockiergeschützten hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit einem Radzylinder offenbart, der zwischen einem Einlaß- und Auslaßventil angeordnet ist. Beide Ventile sind als Schaltventile ausgebildet, welche zwischen einer geschlos senen und einer offenen Position schaltbar sind. Der Druck im Radzylinder wird durch Steuerung der Durchflußraten durch das Ein- und Auslaßventil bestimmt, wobei beide Ven tile gleichzeitig angesteuert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen weiteren Weg einer feinstufigen Steuerung des Radzylinderdrucks aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine gattungsgemäße Bremsanlage zusätzlich die kennzeichnenden Merkmale des An spruchs 1 aufweist.

Die DE 38 41 366 A1 offenbart eine blockiergeschützte Fahr zeugbremsanlage mit einer Bremsdruck-Regelvorrichtung, wel cher die Aufgabe zugrunde liegt, die Anzahl von Einlaßven tilen zu verringern. Dazu werden pro Paar von Radzylindern ein gemeinsames Einlaßventil und zwei jeweils einem Radzy linder zugeordnete Auslaßventile verwendet. Wenn das Ein laßventil zur Erhöhung des Bremsdrucks in einem der Radzy linder geöffnet wird, um den Bremsdruck in einem der Radzy linder zu erhöhen, tritt das Fluid ebenfalls an dem anderen Radzylinder auf. Um den Bremsdruck an dem anderen Radzylin der unverändert zu belassen, ist es nötig, das dem anderen Radzylinder zugeordnete Auslaßventil geeignet auszubalan cieren. D. h. es wird gleichzeitig der Strom des Fluids durch das Einlaßventil als auch durch das Auslaßventil gesteuert, um eine Änderung des Bremsdrucks in dem anderen Radzylinder zu verhindern.

Die US 38 56 047 offenbart eine Fahrzeug-Bremsdruckregel einrichtung mit einem Stromregelventil. Über die Steuerkan ten des in dem Gehäuse beweglichen Regelkolbens werden die Einlaß-/Auslaßventilfunktionen realisiert. Über einen Elek tromagneten wird ein Druckmittelauslaß, der zu einem Reser voir führt, proportional gesteuert.

Die DE 39 08 151 A1 offenbart eine direkt mechanisch von einem Solidoid beaufschlagte Ein-/Auslaßventilkombination, die der Bremsdruckregelung in Fahrzeug-Radbremszylindern dient.

Die DE 39 00 241 A1 offenbart eine weitere Bremsdruck-Re geleinrichtung, welche darüber hinaus noch ein Halteventil aufweist, welches in Abhängigkeit des Bremsdrucks den Durchgang zu einem Reservoir verschließt oder öffnet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weiter Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung er geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezug nahme auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Bremsdruck-Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch ein Differenzdruck- Steuerventil gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch einen Teil des Diffe renzdruck-Steuerventils von Fig. 2;

Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Charakteri stiken des Differenzdruck-Steuerventils gemäß Fig. 1 und 2;

Fig. 5 ein Zeitdiagramm zur Darstellung von Variationen ei nes Treiberstroms und Drücken, welche dem Differenz druck-Steuerventil gemäß den Fig. 1 und 2 zuzu ordnen sind;

Fig. 6 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung von Variationen im Treiberstrom für das Differenzdruck-Steuerventil, einem Treibersignal an ein Schaltventil, einen Hauptzylinderdruck und einen Radzylinderdruck in der Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Programms der ECU von Fig. 1;

Fig. 8 schematisch eine Bremsdruck-Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 eine Schemazeichnung mit einer Schnittdarstellung des Differenzdruck-Steuerventils aus Fig. 8;

Fig. 10 eine Schnittdarstellung durch einen Teil des Differenzdruck-Steuerventils von Fig. 9;

Fig. 11 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Charakte ristiken des Differenzdruck-Steuerventils aus den Fig. 8 und 9;

Fig. 12 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung von Variationen in einem Treiberstrom und Drücken in dem Diffe renzdruck-Steuerventil der Fig. 8 und 9;

Fig. 13 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung von Va riationen im Treiberstrom des Differenzdruck- Steuerventils, einem Treibersignal an ein Schaltventil und eines Radzylinderdruckes in der Vorrichtung von Fig. 8;

Fig. 14 schematisch eine Bremsdruck-Steuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;

Fig. 15 einen Schnitt durch das stromabwärtige Druckein stellventil von Fig. 14;

Fig. 16 einen Schnitt durch einen Teil des stromabwärti gen Druckeinstellventils von Fig. 15;

Fig. 17 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Charakte ristiken des stromabwärtigen Druckeinstellven tils von Fig. 14 und 15;

Fig. 18 schematisch eine Bremsdruck-Steuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung; und

Fig. 19 ein Diagramm einer Wellenform eines Treibersi gnals für ein Differenzdruck-Steuerventil in ei ner Bremsdruck-Steuervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung.

Gemäß Fig. 1 wird ein hydraulischer Hauptzylinder 2 von ei nem Bremspedal 1 über einen Bremskraftverstärker 3 betätigt. Der Hauptzylinder 2 ist mit einem elektromagnetischen Diffe renzdruck-Steuerventil 100 (einem elektrisch betriebenen Ventil oder einem Magnetventil) und dem Auslaß einer elek trischen Pumpe 9 über Leitungen 10 und 13 verbunden. Die Pumpe 9 dient zur Erzeugung eines Hydraulikdruckes. Das Steuerventil 100 ist in einer Bremsanlage mit einem hydrau lischen Radzylinder 4 und einem elektromagnetischen Schalt ventil 7 (ein elektrisch betriebenes Ventil oder ein Magnet ventil) über eine Zweigleitung 11 verbunden. Der Radzylinder 4 ist einem Fahrzeugrad 5 zugeordnet. Das Schaltventil 7 ist über eine Leitung 12 mit einem Reservoir 8 verbunden. Der Einlaß der Pumpe 9 ist ebenfalls mit dem Reservoir 8 verbun den.

Wenn das Differenzdruck-Steuerventil 100 offen ist, werden die vom Hauptzylinder 2 und der Pumpe 9 erzeugten Drücke dem Radzylinder 4 zugeführt, so daß der Bremsdruck in dem Radzy linder 4 ansteigen kann. Wenn das Steuerventil 100 geschlos sen ist, ist die Übertragung von Drücken vom Hauptzylinder 2 und der Pumpe 9 zu dem Radzylinder 4 unterbrochen, so daß der Bremsdruck im Radzylinder 4 abnehmen kann oder im we sentlichen konstant bleibt. Wenn das Schaltventil 7 offen ist, tritt Bremsflüssigkeit von dem Radzylinder 4 in Rich tung des Reservoirs 8 aus, so daß der Bremsdruck im Radzy linder 4 abnimmt. Wenn das Schaltventil 7 geschlossen ist, ist das Austreten von Bremsflüssigkeit aus dem Radzylinder 4 in Richtung des Reservoirs 8 unterbrochen, so daß der dem Radzylinder 4 zugeführte Bremsdruck im wesentlichen fest bleibt. Auf diese Art und Weise kann der dem Radzylinder 4 zugeführte Bremsdruck durch das Differenzdruck-Steuerventil 100 und das Schaltventil 7 gesteuert oder geregelt werden.

Hierbei ist das Differenzdruck-Steuerventil 100 von einem derartigen Typ, daß der Druck über dem Ventil 100 kontinu ierlich abhängig von dem Pegel eines Treiberstroms für das Ventil 100 variiert werden kann. Das Steuerventil 100 ist normalerweise offen. Andererseits ist das Schaltventil 7 vom EIN/AUS-Typ, ist also zwischen einer geschlossenen und einer offenen Schaltstellung umschaltbar. Weiterhin ist das Schaltventil 7 für gewöhnlich geschlossen. Wie später noch beschrieben wird, ist unter bestimmten Bedingungen das Schaltventil 7 von einem Pulsstrom betrieben, der ein va riables Taktverhältnis hat. Zeitlich gemittelt betrachtet, ist der Öffnungsgrad des Schaltventils 7 somit abhängig von dem Taktverhältnis des Treiberpulsstroms änderbar. Somit kann der dem Radzylinder 4 zugeführte Bremsdruck kontinuier lich abhängig vom Pegel des Treiberstroms am Steuerventil 100 und dem Taktverhältnis des Treiberimpulsstroms des Schaltventils 7 gemacht werden. Das elektromagnetische Ven til 100 dient dazu, die Differenz ΔP zwischen einem Hauptzylinderdruck PM und einem Radzylinderdruck PW zu regeln, wobei der Hauptzylinderdruck PM als Ergebnis der Drücke de finiert ist, welche vom Hauptzylinder 2 und der Pumpe 9 er zeugt werden und wobei der Radzylinderdruck PW als der Druck definiert ist, der dem Radzylinder 4 zugeführt wird, also der dem Radzylinder 4 zugeführte Bremsdruck ist.

Ein Geschwindigkeitssensor 6, der dem Rad 5 zugeordnet ist, erfaßt die Drehgeschwindigkeit oder Rotationsgeschwindigkeit des Fahrzeugrades 5. Der Sensor 6 steht mit einer elektroni schen Steuereinheit ECU 20 elektrisch in Verbindung, so daß von dem Sensor 6 ausgegebene Fahrzeugrad-Geschwindigkeitssi gnale der ECU 20 zugeführt werden. Die ECU 20 erkennt Blockierzustände des Fahrzeugrades 5 auf der Grundlage die ser Signale. Die ECU 20 steht mit dem Steuerventil 100, dem Schaltventil 7 und der Pumpe 9 in Verbindung. Treibersignale für das Steuerventil 100, das Schaltventil 7 und die Pumpe 9 werden von der ECU 20 abhängig von erfaßten Blockierzustän den des Fahrzeugrades 5 erzeugt. Die erzeugten Treibersi gnale werden von der ECU 20, dem Steuerventil 100, dem Schaltventil 7 und der Pumpe 9 zugeführt.

Es sei hier noch festgehalten, daß Fig. 1 nur ein Fahrzeug rad 5 zeigt und daß im Falle eines vierrädrigen Fahrzeugs noch drei weitere Fahrzeugräder 5 hinzuzudenken sind. Ein bestimmter Teil der Anordnung gemäß Fig. 5 ist dann auch für jedes der weiteren Fahrzeugräder vorgesehen. Die Steuerung des Bremsdrucks wird unabhängig für jedes der Fahrzeugräder durchgeführt.

Gemäß Fig. 2 weist das Differenzdruck-Steuerventil 100 unter anderem einen Kern 101, ein Joch 102, eine Platte 103, einen Anker 104, ein zylindrisches Bauteil 103a, eine Unterleg scheibe 106 und eine Wicklung 114 auf. Der Kern 101 ist aus magnetischem Material gefertigt und erstreckt sich innerhalb des zylindrischen Bauteils 103a. Das zylindrische Bauteil 103a ist an der Platte 103 befestigt und aus nichtmagneti schem Material gefertigt. Ebenfalls aus nichtmagnetischem Material ist die Scheibe 106. Die Wicklung 114 ist in be kannter Weise in Kunstharz eingebettet. Der Anker 104 ist beweglich innerhalb des zylindrischen Bauteils 103a angeord net. Wenn die Wicklung 114 erregt wird, wird der Anker 104 in Richtung des Kerns 101 bewegt, so daß eine Ventilkugel 105, die an dem Anker 104 befestigt ist, in Anlage mit einem Ventilsitz 111 gelangt, der an dem Kern 101 ausgebildet ist. Im Ergebnis wird eine Verbindung zwischen einem Durchlaß 101a und einer Kammer 112 blockiert. Der Durchlaß 101a führt zu der Leitung 10. Wenn andererseits die Wicklung 114 nicht erregt wird, wird der Anker 104 von dem Kern 101 mittels Rückstellfedern 108a und 108b wegbewegt, so daß die Kugel 105 von dem Ventilsitz 111 abhebt. Im Ergebnis stehen der Durchlaß 101a und die Kammer 112 miteinander in Verbindung. In diesem Fall kann der Anker 104 bewegt werden, bis er an der Scheibe 106 anschlägt. Die Kammer 112 steht mit einer Kammer 113 über Durchlässe 107 in Verbindung, welche durch den Anker 104 verlaufen. Die Kammer 113 steht mit der Lei tung 11 in Verbindung.

Während eines normalen Bremsvorganges gibt die ECU 20 keine Treibersignale an das Steuerventil 100 und das Schaltventil 7. Somit verbleibt das Steuerventil 100 voll offen, so daß der Hauptzylinder 2, die Pumpe 9 und der Radzylinder 4 voll miteinander in Verbindung stehen und miteinander kommunizie ren können. Zusätzlich verbleibt das Schaltventil 7 in sei ner normal geschlossenen Position, so daß die Kommunikation zwischen dem Radzylinder 4 und dem Reservoir 8 blockiert ist. In diesem Falle wird der Hauptzylinderdruck PM, der als Antwort auf ein Niederdrücken des Bremspedals 1 erzeugt wird, über die Leitung 10, das Steuerventil 100 und die Lei tung 11 dem Radzylinder 4 zugeführt, wobei keinerlei Beein flussung durch das Steuerventil 100 erfolgt.

Wenn der Blockiergrad des Fahrzeugrades 5 während des Brems vorganges anwächst, beginnt die ECU 20 mit einer Anti blockier-Steuerung. Während dieser Antiblockier-Steuerung arbeitet die ECU 20 derart, daß der Radzylinderdruck PW durch Steuern des Differenzdruck-Steuerventils 100 und des Schaltventils 7 eingestellt wird.

Ein Anheben des Radzylinderdruckes PW während des Anti blockiersteuervorganges wird durch Steuern des Wertes oder Grades des Treiberstroms an das Steuerventil 100 durchge führt. Während eines Anhebens des Radzylinderdrucks PW gibt die ECU 20 keinerlei Treibersignale an das Schaltventil 7 aus, so daß dieses geschlossen bleibt.

Eine genauere Beschreibung der Arbeitsweise des Steuerven tils 100 erfolgt nun unter Bezug auf Fig. 3.

Wenn die Wicklung 114 innerhalb des Differenzdruck-Steuer ventils 100 mit einem Treiberstrom von der ECU 20 versorgt wird, wird eine elektromagnetische Anziehungskraft FE in ei ner Richtung erzeugt, daß die Ventilkugel 105 an dem Anker 104 in Richtung des Ventilsitzes 111 am Kern 101 bewegt wird, wie in Fig. 3 dargestellt. Der Anker 104 unterliegt neben der elektromagnetischen Anziehungskraft FE noch drei weiteren Kräften FS, FM und FW, wie ebenfalls in Fig. 3 dar gestellt. Die erste Kraft FS wird von den Rückstellfedern 108a und 108b in einer Richtung erzeugt, welche die Kugel 105 außer Anlage mit dem Ventilsitz 111 bringt. Die zweite Kraft FM wird von dem Hauptzylinderdruck PM in einer Rich tung erzeugt, welche die Ventilkugel 105 ebenfalls von dem Ventilsitz 111 abhebt. Diese zweite Kraft FM gibt sich als FM = PM × S, wobei S die Fläche des Teils des Ventilsitzes 111 darstellt, auf den der Hauptzylinderdruck PM wirkt, wenn die Kugel 105 an dem Ventilsitz 111 anliegt. Die dritte Kraft FW wird von dem Radzylinderdruck PW in Richtung einer Bewegung der Kugel 105 auf den Ventilsitz 111 zu erzeugt. Die dritte Kraft FW gibt sich als FW = PW × S.

Wenn die Kräfte FE, FS, FM und FW, welche auf den Anker 104 wirken ausbalanciert sind, liegt die Ventilkugel 105 an dem Ventilsitz 111 an. In diesem Moment gehen der Hauptzylinder druck PM und der Radzylinderdruck PW in einen Festzustand (steady state) über. In diesem ausbalancierten Zustand er gibt sich die Beziehung unter den Kräften aus der nachfol genden Gleichung (1):

FM + FS = FW + FE (1)

Unter Bezug auf die Gleichung (1) ergibt sich die Beziehung zwischen der Kraft FM und dem Hauptzylinderdruck PM und die Beziehung zwischen der Kraft FW und dem Radzylinderdruck PW, sowie die Differenz ΔP zwischen Hauptzylinderdruck PM und Radzylinderdruck PW aus der folgenden Gleichung:

ΔP = PM - PW = (FE - FS)/S (2)

Da die Federkraft FS und die Ventilsitzfläche S konstant sind, ergibt sich aus Gleichung (2), daß die Differenz ΔP zwischen Hauptzylinderdruck PM und Radzylinderdruck PW ab hängig von der elektromagnetischen Anziehungskraft FE konti nuierlich variiert werden, wie aus Fig. 4 hervorgeht. Die elektromagnetische Anziehungskraft FE ist hierbei proportio nal zu dem Treiberstrom, der der Wicklung 114 zugeführt wird. Somit kann die Differenz ΔP zwischen Hauptzylinder druck PM und Radzylinderdruck PW durch Regelung oder Kon trolle des Wertes des Treiberstroms an der Wicklung 114 kon tinuierlich justiert werden.

Nachfolgend wird das Anheben des Bremsdruckes während der Antiblockiersteuerung näher erläutert. Es sei nun angenom men, daß die Druckdifferenz ΔP gleich einem Wert ΔP1 ist, wenn der Treiberstrom an der Wicklung 114 einen Wert IE1 an nimmt und somit die elektromagnetische Anziehungskraft FE einen Wert FE1 annimmt, wie in Fig. 4 dargestellt. Nachfol gend wird der Fall beschrieben, in dem der Treiberstrom vom Wert IE1 auf einen Wert IE2 abgesenkt wird, so daß die elek tromagnetische Anziehungskraft FE von einem Wert FE1 auf einen Wert FE2 in einem Zeitpunkt t0 zurückgeht, wie in Fig. 5 dargestellt. Die Abnahme des Treiberstroms bringt die Kräfte FE, FS, FM und FW, welche auf den Anker 104 wirken außer Balance, so daß die sich ergebende Endkraft oder Re sultierende den Anker 104 von dem Ventilsitz 111 wegbewegt. Im Ergebnis wird das Differenzdruck-Steuerventil 100 geöff net. Die Bremsflüssigkeit strömt somit über das Steuerventil 100 in den Radzylinder 4, so daß der Bremsdruck, das heißt der Radzylinderdruck PW anwächst, wie in Fig. 5 dargestellt. Wenn der Radzylinderdruck PW ansteigt, wird die zugehörige Kraft FW stärker und die Druckdifferenz AP fällt ab. Wenn die Druckdifferenz ΔP einen Wert ΔP2 entsprechend der elektromagnetischen Anziehungskraft FE2 (Fig. 4) erreicht, das heißt, wenn der Radzylinderdruck PW einen Wert "PM - ΔP2" erreicht, sind die Kräfte FE, FS, FM und FW, welche auf den Anker 104 wirken wieder im Gleichgewicht und die Ku gel 105 wird in Anlage mit dem Ventilsitz 111 gebracht. Das Differenzdruck-Steuerventil 100 schließt und der Radzylin derdruck PW wird auf den Wert "PM - ΔP2" gehalten.

Eine Summe K der Federkonstanten Ka und Kb der Rückstellfe dern 108a und 108b wird so gewählt, daß diese Summe größer ist als die Variationsrate der elektromagnetischen Anzie hungskraft FE bezüglich des Hubs des Ankers 104. In dem Fall, in dem die Differenz ΔP zwischen Hauptzylinderdruck PM und Radzylinderdruck PW sich in Richtung des Wertes ΔP entsprechend der elektromagnetischen Anziehungskraft FE2 be wegt, bewegt sich die Ventilkugel 105 mit einer langsameren Rate in Richtung des Ventilsitzes 111, da die Druckdifferenz ΔP näher an dem Wert ΔP ist. Im Ergebnis wird der Öffnungsgrad des Differendruck-Steuerventils 100, der durch den Abstand zwischen Ventilkugel 105 und Ventilsitz 111 bestimmt ist nach und nach verringert und der Radzylinderdruck PW nimmt langsam zu, wie in Fig. 5 dargestellt.

Die ECU 20 kann somit ein sanftes Anheben des Radzylinder druckes PW durch Senken des Treiberstroms IE an das Steuer ventil 100 durchführen, während das Schaltventil 7 abge schaltet bleibt. Der Grad oder die Größe des Anhebens des Radzylinderdruckes PW kann durch Regeln des Treiberstroms IE für das Steuerventil 100 fein eingestellt werden.

Wenn während der Antiblockiersteuerung der Radzylinderdruck PW konstant bleiben soll, schaltet die ECU 20 das Schaltven til 7 ab und hält den Treiberstrom IE für das Steuerventil 100 auf einem konstanten Wert.

Nachfolgend wird das Absenken des Bremsdruckes während der Antiblockiersteuerung erläutert. Wenn während der Anti blockiersteuerung ein geringfügiges Abnehmen des Radzylin derdruckes PW nötig ist, steigert die ECU 20 den Treiber strom IE für das Steuerventil 100 und liefert einen gepul sten Treiberstrom an das Schaltventil 7. Die nachfolgende Erläuterung erfolgt insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 6. Es sei nun angenommen, daß der Treiberstrom IE für das Steuerventil 100 fest bleibt und ebenfalls der Radzylinder druck PW konstant bleibt, bis zu einem Zeitpunkt t0 gemäß Fig. 6. Zusätzlich erhöht die ECU 20 in einem Intervall zwi schen dem Zeitpunkt t0 und einem Zeitpunkt t1 den Treiber strom IE für das Steuerventil 100, so daß der Radzylinder druck PW sanft ansteigt, wie in Fig. 6 dargestellt. Für den Fall, daß zum Zeitpunkt t1 der Radzylinderdruck PW um einen Druck PA abnehmen muß, erhöht die ECU 20 den Treiberstrom IE für das Steuerventil 100 um einen Wert ΔIEA entsprechend dem Wert PA und beginnt mit der Zufuhr des gepulsten Trei berstroms an das Schaltventil 7. Wie in Fig. 6 dargestellt, fährt die ECU 20 während eines Intervalls zwischen dem Zeit punkt t1 und dem Zeitpunkt t3 damit fort, das Schaltventil 7 durch Zufuhr eines gepulsten Treiberstroms zu betreiben, so daß das Schaltventil 7 offen bleibt und der Radzylinder 4 in Verbindung mit dem Reservoir 8 gehalten wird. Somit tritt Bremsflüssigkeit von dem Radzylinder 4 in Richtung des Re servoirs 8 über das Schaltventil 7 aus und der Radzylinder druck PW fällt ab. Zu einem Zeitpunkt t2 zwischen den Punk ten t1 und t3 fällt der Radzylinderdruck PW auf einen Wert, der unterhalb des letzten Spitzenwertes liegt, wobei dieser Abfall dem Druck PA entspricht und die Differenz zwischen dem Hauptzylinderdruck PM und dem Radzylinderdruck PW wird gleich dem Wert ΔPA. Zu diesem Zeitpunkt t2 ist das Absen ken des Radzylinderdruckes PW abgeschlossen. Während des In tervalls zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 wird, wenn Bremsflüssigkeit vom Radzylinder 4 in Richtung des Reser voirs 8 austritt und somit der Radzylinderdruck PW weiterhin abfällt, das Steuerventil 100 geöffnet und Bremsflüssigkeit dem Radzylinderdruck PW zugeführt. Im Ergebnis wird ein der artiges weiteres Absinken des Radzylinderdruckes PW verhin dert und somit ist die Differenz ΔP zwischen Hauptzylinder druck PM und Radzylinderdruck PW im wesentlichen auf dem Wert ΔPA gehalten. Mit anderen Worten, während des Inter valls zwischen den Momenten t2 und t3 kann das Austreten von Bremsflüssigkeit vom Radzylinder 4 Richtung Schaltventil 7 und die Zufuhr von Bremsflüssigkeit zum Radzylinder 4 über das Steuerventil 100 gleichzeitig durchgeführt werden. Da die Strömung von Bremsflüssigkeit, die aus der gleichzeiti gen Abfuhr von Bremsflüssigkeit aus dem Radzylinder 4 und Zufuhr vom Bremsflüssigkeit in den Radzylinder im wesentli chen wirkungslos für eine korrekte Einstellung des Radzylin derdruckes PW ist, ist vorteilhafterweise der Intervall zwi schen den Momenten t2 und t3 kurz. Genauer gesagt, vorzugs weise ist eine Breite D (Fig. 6) eines Impulses des Treiber stroms für das Schaltventil 7 etwas länger als das Intervall zwischen den Momenten t1 und t2, welches verstreicht, bis der Radzylinderdruck PW um den Wert PA abgesenkt worden ist.

Wenn während der Antiblockiersteuerung ein rapides und schnelles Absenken des Radzylinderdruckes PW nötig ist, er höht die ECU 20 den Treiberstrom IE für das Steuerventil 100 ebenfalls stark und liefert den gepulsten Treiberstrom an das Schaltventil 7. In diesem Fall ist die Pulsbreite des Treiberstroms für das Schaltventil 7 relativ groß gesetzt.

Die ECU 20 umfaßt einen Mikrocomputer, der in bekannter Weise eine Kombination unter anderem aus einer CPU, einem ROM, einem RAM und einem I/O-Schaltkreis hat. Die ECU 20 ar beitet abhängig von einem Programm in dem ROM. Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm des Programms, welches periodisch wieder holt wird.

Gemäß Fig. 7 berechnet ein erster Schritt 400 des Programms die momentane Radgeschwindigkeit VW unter Bezug auf das Aus gangssignal vom Sensor 6. Ein Schritt 410 nach dem Schritt 400 berechnet eine momentane Fahrzeugradbeschleunigung αW auf der Grundlage der Signale vom Sensor 6. In einem Schritt 420 wird eine momentane Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit Vb und eine momentane Fahrzeugkarosseriebeschleunigung αb auf der Grundlage der Geschwindigkeit VW und der Beschleunigung αW geschätzt. In einem Schritt 430 wird eine Refetenzge schwindigkeit Vs durch Multiplikation der geschätzten Ge schwindigkeit Vb mit einer bestimmten Konstante zwischen 0,7 und 0,95 erzeugt. Die Referenzgeschwindigkeit Vs wird ver wendet, um Blockierzustände des Fahrzeugrades 5 zu entschei den oder zu dedektieren. Ein Schritt 440 berechnet einen Radparameter W, der Blockierzustände des Rades 5 anzeigt. Genauer gesagt, der Radparameter W wird durch die nachfol gende Gleichung ermittelt

W = A(VW - Vs) + B(αW - αb),

wobei A und B bestimmte positive Konstanten sind. Der Radpa rameter W, der gleich oder größer als Null ist, zeigt an, daß das Rad 5 nicht blockiert. Ein Radparameter W, der klei ner als Null ist, zeigt an, daß das Rad 5 blockiert. In die sem Fall bezeichnet der Absolutwert des Radparameters W den Blockiergrad des Rades 5. In einem Schritt 450 wird ent schieden, ob eine Antiblockiersteuerung durchgeführt wird oder nicht. Wenn die Antiblockiersteuerung nicht durchge führt wird, geht das Programm zum Schritt 460. Wenn die An tiblockiersteuerung durchgeführt wird, springt das Programm in einen Schritt 480. Der Schritt 460 entscheidet, ob der Radparameter W kleiner als ein Steuerstartwert -Kw ist oder nicht. Wenn der Radparameter W kleiner als der Startwert -Kw ist, das heißt, wenn das Rad 5 einer Blockade unterliegt, geht das Programm zu einem Schritt 470, wo die Pumpe 9 akti viert wird, um die Antiblockiersteuerung zu beginnen. Wenn der Radparamter W gleich oder größer als der Startwert -Kw ist, das heißt, wenn das Rad 5 nicht blockiert, wird der mo mentane Ablauf dieses Programms beendet.

Im Schritt 480 wird entschieden, ob der Radparameter W größer als Null während eines bestimmten Intervalls Te von beispielsweise 0,5 bis 2 Sekunden ist oder nicht. Wenn der Radparameter W für dieses bestimmte Intervall Te größer als Null ist, das heißt, wenn die Blockade des Rades 5 aufgeho ben worden ist, geht das Programm zu einem Schritt 490, wo die Pumpe 9 abgeschaltet wird, um die Antiblockiersteuerung zu beenden. Wenn während des Intervalls Te der Radparameter W nicht größer als Null ist, das heißt, wenn die Blockade des Rades 5 noch fortdauert, geht das Programm zu Schritt 500. Nach dem Schritt 490 wird der vorliegende Ablauf des Programmzyklus beendet.

Der Schritt 500 errechnet einen gewünschten Druckänderungs wert durch Multiplikation des Radparameters W mit einem be stimmten Koeffizienten K1. Ein Schritt 510 berechnet einen bestimmten Stromänderungswert ΔI entsprechend dem gewünsch ten Druckänderungswert unter Bezug auf die Relation gemäß Fig. 4. Ein Schritt 520 erneuert den gewünschten Treiber strom für das Steuerventil 100 und berechnet insbesondere den vorliegenden Treiberstrom i_n durch Addition des ge wünschten Treiberstromwerts ΔI zu dem vorhergehenden Trei berstrom I_n-1.

Ein Schritt 530 nach dem Schritt 520 vergleicht den Radpara meter W mit dem Wert Null. Wenn der Radparameter W gleich oder größer als Null ist, geht das Programm zu einem Schritt 550. Im anderen Fall geht das Programm zu einem Schritt 540. Der Schritt 550 stellt einen Wert "t" eines jeden Pulses des Treiberstroms für das Schaltventil 7 auf Null, so daß das Schaltventil 7 kontinuierlich abgeschaltet wird, um den Rad zylinderdruck PW zu halten oder zu steigern. Der Schritt 540 bestimmt die Pulsbreite "t" des Treiberstroms für das Schaltventil 7 unter Bezug auf die nachfolgende Gleichung:

t = max(K2 × W + t0, tmin)

Genauer gesagt, der Schritt 540 multipliziert den Radparame ter W mit einem bestimmten Koeffizienten K2 und addiert einen bestimmten Offset-Intervall t0 zu dem Ergebnis der Multiplikation, um so den Wert "K2 × W + t0" zu berechnen. Zusätzlich liest der Schritt 540 eine minimale Pulsbreite "tmin" aus, die nötig ist, um das Schaltventil 7 zu betrei ben. Schließlich wählt der Schritt 540 aus diesen beiden Werten den größeren Wert als die gewünschte Pulsbreite "t". Wenn somit einen Blockade des Rades 5 auftritt und somit der Radparameter W kleiner als Null wird, wird ein Treiberstrom mit einer Pulsbreite gleich oder größer der minimalen Puls breite "tmin" dem Schaltventil 7 zugeführt, um den Radzylin derdruck PW zu verringern. Wenn der Absolutwert des Radpara meters W ansteigt, das heißt, wenn der Blockiergrad des Ra des 5 anwächst, wird die gewünschte Pulsbreite "t" verlängert, um das Senken des Radzylinderdruckes PW zu verstärken. Nach den Schritten 540 und 550 geht das Programm zu einem Schritt 560, wo der gewünschte momentane Treiberstrom I_n aus dem Schritt 520 ausgegeben wird und wo weiterhin die ge wünschte Pulsbreite "t" aus dem Schritt 540 oder 550 ausge geben wird. Genauer gesagt, der Schritt 560 setzt den momen tanen Treiberstrom und die momentane Pulsbreite auf den ge wünschten Treiberstrom I_n und die gewünschte Pulsbreite "t". Im Ergebnis wird ein Treiberstrom mit einem Wert gleich dem gewünschten Wert I_n dem Steuerventil 100 zugeführt und zu sätzlich wird ein Treiberimpuls mit einer Pulsbreite gleich der gewünschten Breite "t" dem Schaltventil 7 zugeführt. Nach dem Schritt 560 ist der momentane Zyklusablauf des Pro grammes beendet.

Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegen den Erfindung unter Bezug auf die Fig. 8 bis 13 näher er läutert.

In den Fig. 1 und 8 sind gleiche oder einander entspre chende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und eine nochmalige detailierte Beschreibung dieser Teile erfolgt nicht. Gemäß Fig. 8 wird der hydraulische Hauptzylinder 2 in Antwort auf ein Niederdrücken des Bremspedals 1 über einen Bremskraftverstärker 3 betätigt. Der Hauptzylinder 2 ist mit einem elektromagnetischen Schaltventil 30 über die Leitung 10 und mit dem Auslaß der Pumpe 9 über die Leitung 13 ver bunden. Die Pumpe 9 erzeugt einen hydraulischen Druck. Das Schaltventil 30 ist mit dem hydraulischen Radzylinder 4 in nerhalb einer Bremseinheit und einem Differenzdruck-Steuer ventil 200 des elektromagnetischen Typs über die Zweiglei tung 11 verbunden. Der Radzylinder 4 ist dem Kraftfahrzeu grad 5 zugeordnet. Das Differenzdruck-Steuerventil 200 ist über die Leitung 12 mit dem Reservoir 8 verbunden. Weiterhin ist der Einlaß der Pumpe 9 mit dem Reservoir 8 verbunden.

Wenn das Schaltventil 30 offen ist, werden die vom Hauptzy linder 2 und der Pumpe 9 erzeugten Drücke dem Radzylinder 4 zugeführt, so daß der Bremsdruck in dem Radzylinder 4 an wächst. Wenn das Schaltventil 30 geschlossen ist, wird die Druckübertragung von Hauptzylinder 2 und der Pumpe 9 zum Radzylinder 4 unterbrochen, so daß der Bremsdruck im Radzy linder 4 abnehmen oder gleichbleiben kann. Wenn das Diffe renzdruck-Steuerventil 200 offen ist, strömt Bremsflüssig keit vom Radzylinder 4 in Richtung des Reservoirs 8, so daß der Bremsdruck im Radzylinder 4 abnehmen kann. Wenn das Steuerventil 200 geschlossen ist, ist das Austreten von Bremsflüssigkeit aus dem Radzylinder 4 in Richtung Reservoir 8 unterbrochen, so daß der dem Radzylinder 4 zugeführte Bremsdruck im wesentlichen gleichgehalten wird. Auf diese Art und Weise kann der am Radzylinder 4 anliegende Brems druck durch entsprechendes Betätigen des Schaltventils 30 und des Drucksteuerventils 200 geregelt werden.

Das Differenzdruck-Steuerventil 200 ist von einem Typ, der eine kontinuierliche Druckvariation abhängig von einem Trei berstrom zum Ventil 200 ermöglicht. Das Steuerventil 200 ist für gewöhnlich geschlossen. Das Schaltventil 30 ist vom EIN/AUS-Typ, ist also zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stellung schaltbar. Weiterhin ist das Schaltventil 30 in seiner Normallage offen. Unter bestimmten Bedingungen und wie nachfolgend noch erläutert wird, wird das Schaltven til 30 von einem Pulsstrom mit einem variablen Taktverhält nis betrieben. Zeitgemittelt betrachtet läßt sich der Öff nungsgrad des Schaltventils 30 abhängig vom Taktverhältnis des Treiberpulsstroms ändern. Somit kann der dem Radzylinder 4 zugeführte Bremsdruck kontinuierlich in Abhängigkeit vom Wert des Treiberstroms für das Steuerventil 200 und dem Taktverhältnis für den Pulstrom für das Schaltventil 30 va riiert werden. Genauer gesagt, das elektromagnetische Schaltventil 30 dient zur Steuerung der Differenz ΔP zwi schen dem Hauptzylinderdruck PM und dem Radzylinderdruck PW, wobei der Hauptzylinderdruck PM als Ergebnis der vom Haupt zylinder 2 und der Pumpe 9 entwickelten Drücke definiert ist und der Radzylinderdruck PW als an dem Radzylinder 4 anlie gender und somit als Bremsdruck wirkender Druck definiert ist.

Die Drehgeschwindigkeit des Rades 5 wird von dem dem Rad 5 zugehörigen Geschwindigkeitssensor 6 ermittelt. Der Sensor 6 steht mit der elektronischen Steuereinheit ECU 20 in Verbin dung, so daß von dem Sensor 6 ausgegebene Signale der ECU 20 zugeführt werden. Die ECU 20 ermittelt Blockierzustände des Fahrzeugrades 5 auf der Grundlage des Fahrzeugrad-Geschwin digkeitssignals. Die ECU 20 steht mit dem Steuerventil 200, dem Schaltventil 30 und der Pumpe 9 in Verbindung. Weiterhin erzeugt die ECU 20 Treibersignale für das Steuerventil 200, das Schaltventil 30 und die Pumpe 9 abhängig von den erkann ten Blockierzuständen des Rades 5. Diese erzeugten Signale werden dann dem Steuerventil 200, dem Schaltventil 30 und der Pumpe 9 zugeführt.

Das zu Fig. 1 gesagte trifft auch auf Fig. 8 zu, das heißt, Fig. 8 zeigt nur ein Fahrzeugrad 5; im Falle eines vierräd rigen Fahrzeuges sind Teile von Fig. 8 für die verbleibenden drei Räder mehrfach vorgesehen, so daß die Bremsdrucksteue rung für jedes der Fahrzeugräder durchgeführt werden kann.

Gemäß Fig. 9 weist das Differenzdruck-Steuerventil 200 im wesentlichen einen Kern 201, eine Platte 203, einen Anker 204 und eine Wicklung 214 auf. Der Anker 204 ist beweglich zwischen der Platte 203 und dem Kern 201 angeordnet. Die Platte 203 weist einen Durchlaß 203a auf, der von der Lei tung 11 her versorgt wird. Eine Ventilkugel 205, welche an dem Anker 204 angeordnet ist, ist normalerweise in Anlage mit einem Ventilsitz 211 an einem inneren Mündungsende des Durchlasses 203a, so daß das Steuerventil 200 normalerweise geschlossen ist. Der Kern 201 weist einen Durchlaß 201a auf, der zu der Leitung 12 führt. Wenn die Kugel 205 mit dem Ven tilsitz 211 in Anlage ist, ist eine Verbindung zwischen den Durchlässen 203a und 201a unterbrochen. Wenn umgekehrt die Kugel 205 von dem Ventilsitz 211 abhebt, ist eine Verbindung zwischen den Durchlässen 203a und 201a hergestellt. Eine Rückstellfeder 208 drängt den Anker 204 in eine Richtung, in der die Kugel 205 in dem Ventilsitz 211 aufgenommen ist. Wenn die Wicklung 214 mit Energie versorgt wird, wird der Anker 204 in Richtung des Kerns 201 bewegt, so daß die Kugel 205 von dem Ventilsitz 211 abhebt. Im Ergebnis wird das Dif ferenzdruck-Steuerventil 200 geöffnet. Wenn die Erregung der Wicklung 214 unterbrochen wird, kehrt der Anker 204 unter der Kraft der Rückstellfeder 208 in Richtung der Platte 203 zurück, so daß der Ventilsitz 211 die Kugel 205 wieder auf nimmt. Im Ergebnis ist das Steuerventil 200 geschlossen.

Während eines normalen Bremsvorgangs gibt die ECU 20 keiner lei Treibersignale an das Steuerventil 200 und das Schalt ventil 30. Somit verbleibt das Schaltventil 30 geöffnet, so daß der Hauptzylinder 2, die Pumpe 9 und der Radzylinder 4 in voller Verbindung miteinander stehen. Hierbei verbleibt das Differenzdruck-Steuerventil 200 in seinem geschlossenen Zustand, so daß die Verbindung zwischen dem Radzylinder 4 und dem Reservoir 8 unterbrochen ist. In diesem Falle wird der Hauptzylinderdruck PM, der bei Niederdrücken des Bremspedales 1 erzeugt wird, dem Radzylinder 4 über die Lei tung 10, das Schaltventil 30 und die Leitung 11 ohne irgend welche Schaltvorgänge in dem Schaltventil 30 zugeführt. Wäh rend des normalen Bremsvorganges übt der Radzylinderdruck PW eine Kraft auf den Anker 204 in dem Steuerventil 200 in Richtung eines Trennens des Ventilsitzes 211 und der Kugel 205 aus. Die Kraft der Rückstellfeder 208 ist hierbei so eingestellt, daß die Kugel 205 in Anlage mit dem Ventilsitz 211 bleibt, ungeachtet, wie hoch der Radzylinderdruck in diesem Falle ist. Beispielsweise wird die Kraft der Feder 208 so gewählt, daß die Ventilkugel 205 in Anlage mit dem Ventilsitz 211 verbleibt, wenn der Radzylinderdruck PW auf bis 250 kg/cm² anwächst. Somit ist es während des normalen Bremsvorganges möglich, das Austreten von Bremsflüssigkeit aus dem Radzylinder 4 in Richtung Reservoir 8 über das Steu erventil 200 zu verhindern.

Wenn während des Bremsvorganges der Blockiergrad des Rades 5 anwächst, beginnt die ECU 20 mit einer Antiblockiersteue rung. Während dieser Antiblockiersteuerung arbeitet die ECU 20 derart, daß der Radzylinderdruck PW durch Steuerung des Steuerventils 200 und des Schaltventils 30 eingestellt wird.

Wenn während der Antiblockiersteuerung der Radzylinderdruck PW abnehmen soll oder konstant bleiben soll, erregt die ECU 20 das Schaltventil 30 und schließt somit dieses, so daß die Verbindung zwischen Radzylinder 4 und Hauptzylinder 2 bzw. Pumpe 9 unterbrochen ist. Zusätzlich liefert die ECU 20 einen Impulstreiberstrom an das Steuerventil 200, um den Radzylinderdruck PW einzustellen.

Die Arbeitsweise des Differenzdruck-Steuerventils 200 wird nun unter Bezug auf Fig. 10 näher erläutert. Wenn die Wick lung 214 in dem Steuerventil 200 von der ECU 20 mit einem Treiberstrom versorgt wird, so daß die Wicklung 214 erregt wird, wird eine elektromagnetische Anziehungskraft FE er zeugt, welche in einer Richtung wirkt, in der die Kugel 205 an dem Anker 204 von dem Ventilsitz 211 an der Platte 203 abhebt, wie in Fig. 10 dargestellt. Der Anker 204 unterliegt zwei Kräften FS und FW neben der Anziehungskraft FE, wie ebenfalls in Fig. 10 dargestellt. Die erste Kraft FS wird von der Rückstellfeder 208 in Richtung Bewegung der Kugel 205 auf den Ventilsitz 211 erzeugt. Die zweite Kraft FW wird von dem Radzylinderdruck PW in Richtung Trennen der Kugel 205 vom Ventilsitz 211 erzeugt. Diese zweite Kraft FW ergibt sich als FW = PW × S, wobei S die Fläche des Teils des Ven tilsitzes 211 darstellt, der dem Radzylinderdruck PW ausgesetzt ist, wenn die Kugel 205 in Anlage mit dem Ventilsitz 211 ist.

Wenn die Kräfte FE, FS und FW, welche auf den Anker 204 wir ken in Balance sind, ergibt sich die Beziehung zwischen die sen Kräften wie folgt:

FW + FE = FS (3)

Unter Bezug auf Gleichung (3) und die Beziehung zwischen der Kraft FW und dem Radzylinderdruck PW ergibt sich der Radzy linderdruck PW durch die folgende Gleichung:

PW = (FS - FE)/S (4)

Da die Federkraft FS und die Ventilsitzfläche S konstant sind, ergibt sich aus Gleichung (4), daß der Radzylinder druck PW abhängig von der elektromagnetischen Anziehungs kraft FE kontinuierlich variiert werden kann, wie aus Fig. 11 hervorgeht. Die elektromagnetische Anziehungskraft FE ist proportional zu dem Treiberstrom, der der Wicklung 214 zuge führt wird. Somit kann der Radzylinderdruck PW kontinuier lich durch Steuerung des Treiberstroms der Wicklung 214 ein gestellt werden.

Das Differenzdruck-Steuerventil 200 wirkt somit so, daß die Differenz zwischen dem Radzylinderdruck PW und dem Druck in nerhalb des Reservoirs 8 eingestellt wird. Da der Druck in nerhalb des Reservoirs 8 annähernd Null ist, wirkt das Steu erventil 200 im wesentlichen so, daß der Absolutwert des Radzylinderdruckes PW eingestellt wird.

Nachfolgend wird das Absenken des Bremsendruckes während der Antiblockiersteuerung näher erläutert. Es sei angenommen, daß der Radzylinderdruck PW gleich einem Wert PW1 ist, wenn der Treiberstrom an der Wicklung 214 des Steuerventils 200 einen Wert IE1 annimmt und so die elektromagnetische Anzie hungskraft FE gleich dem Wert FE1 wird, wie in Fig. 11 dar gestellt. Nachfolgend sei der Fall betrachtet, in dem der Treiberstrom vom Wert IE1 zu einem Wert IE2 angehoben wird, so daß die elektromagnetische Anziehungskraft FE von einem Wert FE1 auf einem Wert FE2 zu einem Zeitpunkt t0 ansteigt, wie in Fig. 12 dargestellt. Das Anheben des Treiberstroms bringt die Kräfte FE, FS und FW, welche auf den Anker 204 wirken außer Gleichgewicht, so daß die sich ergebende resul tierende Kraft in den Anker 204 von dem Ventilsitz 211 weg bewegt. Im Ergebnis trennt sich die Kugel 205 von ihrem Ven tilsitz 211 und das Differenzdruck-Steuerventil 200 ist ge öffnet. Somit kann Bremsflüssigkeit vom Radzylinder 4 in Richtung Reservoir über das Steuerventil 200 austreten, so daß der Radzylinderdruck PW abnimmt, wie in Fig. 12 darge stellt. Mit Absinken des Radzylinderdrucks PW wird die zuge hörige Kraft FW geringer. Wenn der Radzylinderdruck PW einen Wert PW2 entsprechend der elektromagnetischen Anziehungs kraft FE 2 erreicht (Fig. 11), sind die Kräfte FE, FS und FW, welche auf den Anker 204 wirken wieder im Gleichgewicht und die Ventilkugel 205 wird wieder in Anlage mit dem Ven tilsitz 211 bewegt. Das Steuerventil 200 schließt somit und der Radzylinderdruck PW wird auf dem Wert PW2 gehalten.

Die Federkonstante der Rückstellfeder 208 wird so gewählt, daß sie größer ist als die Variationsbreite der elektroma gnetischen Anziehungskraft FE bezüglich des Hubs des Ankers 204. Wenn somit der Radzylinderdruck PW sich in Richtung des Wertes PW2 entsprechend der Anziehungskraft FE2 bewegt, be wegt sich die Kugel 205 in Richtung des Ventilsitzes 211 mit einer geringeren Rate, je näher der Radzylinderdruck PW am Wert PW2 ist. Im Ergebnis wird der Öffnungsgrad des Druck steuerventils 200, der durch den Abstand zwischen Kugel 205 und Ventilsitz 211 bestimmt ist graduell verringert und der Radzylinderdruck PW nimmt sanft ab, wie in Fig. 12 darge stellt.

Wie erwähnt, ist es der ECU 20 möglich, ein sanftes Absenken des Radzylinderdruckes PW durch Erhöhen des Treiberstromes IE an das Steuerventil 200 zu bewirken, während das Schalt ventil 30 mit Energie versorgt wird. Der Grad oder die Größe dieses Absenkens des Radzylinderdrucks PW kann durch Steuern des Treiberstroms IE an das Steuerventil 200 beliebig fein oder grob eingestellt werden.

Wenn es während der Antiblockiersteuerung nötig ist, den Radzylinderdruck PW konstant zu halten, versorgt die ECU 20 das Schaltventil 30 und hält den Treiberstrom IE an das Steuerventil 200 konstant.

Nachfolgend wird ein geringes Anheben des Radzylinderdrucks PW während der Durchführung der Antiblockiersteuerung näher erläutert. Wenn während der Antiblockiersteuerung ein gerin ges Anheben des Radzylinderdrucks PW nötig ist, verringert die ECU 20 den Treiberstrom IE an das Differenzdruck-Steuer ventil 200 und liefert einen gepulsten Treiberstrom an das Schaltventil 30. Die weitere Erläuterung erfolgt nun unter Bezug auf Fig. 13. Es sei nun angenommen, daß der Treiber strom IE an das Steuerventil 200 fest bleibt und weiterhin der Radzylinderdruck PW konstant bleibt bis zu einem Moment t0 in Fig. 13. Während eines Intervalls zwischen den Zeit punkten t0 und t1 erhöht die ECU 20 den Treiberstrom IE für das Steuerventil 200, so daß der Radzylinderdruck PW sanft abfällt, wie aus Fig. 13 hervorgeht. In dem Fall, in de der Radzylinderdruck PW um einen Druck PA zu Moment t1 angehoben werden soll, verringert die ECU 20 den Treiberstrom IE an das Steuerventil 200 um einen Wert ΔIEA entsprechend dem Druck PA und schaltet das Schaltventil 30 ab. Gemäß Fig. 13 liefert die ECU 20 in einem Intervall zwischen den Zeitpunk ten t1 und t3 einen negativen Impuls des Treiberstroms an das Schaltventil 30, so daß der abgeschaltete Zustand des Schaltventils 30 aufrechterhalten bleibt und so das Schalt ventil 30 offen bleibt. Die Bremsflüssigkeit strömt somit über das Schaltventil 30 in den Radzylinder 4 und der Radzy linderdruck PW steigt an. Zu einem Zeitpunkt t2 zwischen den Zeitpunkten t1 und t3 steigt der Radzylinderdruck PW auf einen Wert PWA der höher ist als der vorhergehende Minimal wert, nämlich um den Druck PA höher und das Anheben des Rad zylinderdrucks PW ist abgeschlossen. Zum Zeitpunkt t3 be ginnt die ECU 20 mit der Zufuhr eines positiven Impulses des Treiberstroms an das Schaltventil 30. Während des Intervalls zwischen den Zeitpunkten t2 und t3, während die Bremsflüs sigkeit über das Schaltventil 30 in den Radzylinder 4 fließt und somit der Radzylinderdruck PW weiter ansteigt wird das Steuerventil 200 geöffnet und die Bremsflüssigkeit tritt vom Radzylinder 4 über das Steuerventil 200 in das Reservoir 8 aus. Im Ergebnis wird ein weiteres Ansteigen des Radzylin derdrucks PW verhindert und der Radzylinderdruck PW wird auf dem Wert PWA gehalten. Mit anderen Worten, während des In tervalls zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 wird das Austre ten der Bremsflüssigkeit aus dem Radzylinder 4 über das Steuerventil 200 in das Reservoir 8 und die Zufuhr von Bremsflüssigkeit über das Schaltventil 30 in den Radzylinder 4 gleichzeitig durchgeführt. Da der Bremsflüssigkeitsstrom, der aus der gleichzeitigen Zufuhr in den Radzylinder und dem Austritt von Bremsflüssigkeit aus dem Radzylinder 4 auftritt praktisch wirkungslos für eine Veränderung des Radzylinder drucks PW ist, sollte das Intervall zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 kurz sein. Genauer gesagt, vorzugsweise ist eine Breite D (Fig. 13) eines negativen Pulses des Treiberstroms für das Schaltventil 30 oder die Zeitdauer der Nicht-Ener gieversorgung des Schaltventils 30 etwas länger als das In tervall zwischen den Momenten t1 und t2, also dem Intervall, das verstreicht, um den Radzylinderdruck PW um den Wert PA anzuheben.

Wenn während der Antiblockiersteuerung ein rasches und hohes Anwachsen des Radzylinderdrucks PW nötig ist, senkt die ECU 20 den Treiberstrom IE für das Steuerventil 200 stark ab und führt einen Pulstreiberstrom an das Schaltventil 30. Hierbei wird die Pulsbreite des Treiberstroms für das Schaltventil 30 relativ groß gesetzt.

Die Fig. 14 bis 17 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 14 ist ähnlich derjenigen von den Fig. 1 bis 7 mit Ausnahme der nachfolgenden Änderun gen: die Ausführungsform von Fig. 14 verwendet ein stromab wärtiges Druckeinstellventil 300 des elektromagnetischen Typs anstelle des Steuerventils 100 von Fig. 1.

Gemäß Fig. 15 weist das Einstellventil 300 ein Gehäuse mit einem ersten Ende 320 und einem zweiten Ende 321 auf. Das erste Ende 320 des Gehäuses weist einen Durchlaß 320a auf, der mit der Leitung 10 (Fig. 14) in Verbindung steht. Das zweite Ende 321 des Gehäuses weist einen Durchlaß 321a auf, der mit der Leitung 11 (Fig. 14) in Verbindung steht. Wie noch erläutert werden wird, können die Durchlässe 320a und 321a wahlweise miteinander in Verbindung gebracht oder von einander getrennt werden. An dem ersten Ende 320 des Gehäu ses ist ein Zapfen oder eine Spule 309 gleitbeweglich ange ordnet. Ein Ende der Spule 309 steht mit einer Ventilkugel 305 in Anlage, welche an einem Anker 304 ausgebildet ist. Das andere Ende der Spule 309 ist mit einer Feder 308 in An lage, so daß die Spule 309 von der Feder 308 vorgespannt ist. Das erste Ende 320 des Gehäuses weist eine Kammer 320b zur Aufnahme der Feder 308 auf. Die Kammer 320b öffnet sich über einen Durchlaß 320c zur Atmosphärenseite hin, so daß in der Kammer 320b Atmosphärendruck herrscht. Der Anker 304 nimmt die Kraft der Feder 308 über die Spule 309 und die Ventilkugel 305 auf. Das stromabwärtige Druckeinstellventil 300 weist weiterhin einen Ventilsitz 311 auf, der an einer inneren Mündung des Durchlasses 320a ausgebildet ist. Abhän gig von einer Bewegung des Ankers 304 ist die Kugel 305 in Anlage mit dem Ventilsitz 311 bringbar bzw. von diesem ab hebbar. Wenn die Kugel 305 mit dem Ventilsitz 311 in Anlage ist, ist eine Verbindung zwischen den Durchlässen 320a und 321a unterbrochen, so daß das Einstellventil 300 insgesamt geschlossen ist. Wenn die Kugel 305 von dem Ventilsitz 311 abhebt, ist eine Verbindung zwischen den Durchlässen 320a und 321a hergestellt und das Druckeinstellventil 300 ist of fen. Hierbei wird der Anker 304 von der Feder 308 in Rich tung Ventil-offen vorgespannt, also in einer Richtung, in der die Kugel 305 von dem Ventilsitz 311 getrennt ist, so daß das Druckeintellventil 300 für gewöhnlich offen ist. Der Anker 304 wird durch Erregen und Abschalten einer Wicklung 314 bewegt. Die Spule 309 weist einen Teil größeren Durch messers und einen Teil kleineren Durchmessers auf. Gemäß Fig. 16 ist der Flächenquerschnitt S1 des Teils größeren Durchmessers der Spule 309 gleich einem Ventilsitzquer schnittsbereich S2 gesetzt, der dann auftritt, wenn die Ku gel 305 in Anlage mit dem Ventilsitz 311 ist.

Wenn es während einer Antiblockiersteuerung nötig ist, den Radzylinderdruck PW anzuheben, schaltet die ECU 20 das Schaltventil 7 ab und liefert einen Treiberstrom an das stromabwärtige Druckeinstellventil 300 (Fig. 14). In diesem Fall hängt das Anwachsen des Radzylinderdrucks PW vom Wert des Treiberstroms an das Einstellventil 300 ab.

Unter Bezug auf Fig. 16 erfolgt nun eine genauere Beschrei bung der Arbeitsweise des stromabwärtigen Druckeinstellven tils 300. Wenn die Wicklung 314 in dem Einstellventil 300 von der ECU 20 mit einem Treiberstrom versorgt wird, so daß die Wicklung 314 erregt wird, wird einen elektromagnetische Anziehungskraft FE in Richtung einer Bewegung der Ventilku gel 305 auf den Ventilsitz 311 zu erzeugt, wie in Fig. 16 dargestellt. Hierbei unterliegt der Anker 304 drei Kräften FS, FM und FW neben der elektromagnetischen Anziehungskraft FE, wie ebenfalls in Fig. 16 dargestellt. Die erste Kraft FS wird von der Rückstellfeder 308 in Richtung einer Trennung der Kugel 305 von Ventilsitz 311 erzeugt. Die zweite Kraft FM wird von einem Hauptzylinderdruck PM in einer Richtung des Trennens der Ventilkugel 305 vom Ventilsitz 311 erzeugt. Diese zweite Kraft FM ergibt sich als FM = PM × S, wobei S die Oberfläche des Teils des Ventilsitzes 311 ist, der dem Hauptzylinderdruck PM ausgesetzt ist, wenn die Kugel 305 in dem Ventilsitz 311 liegt. Die dritte Kraft FW wird von dem Radzylinderdruck PW in Richtung einer Bewegung der Kugel 305 auf den Ventilsitz 311 zu erzeugt. Diese dritte Kraft FW ist als FW = PW × S gegeben. Da die Spule 309 eine Kraft FM auf nimmt, welche von dem Hauptzylinderdruck PM erzeugt wird und welche in einer Richtung entgegengesetzt der Kraft FS wirkt, wird eine resultierende Kraft gleich der Federkraft FS minus der Hauptzylinderkraft FM von der Spule 309 dem Anker 304 übertragen. Mit anderen Worten, der Anker 304 empfängt die resultierende Kraft FS - FM anstelle der reinen Federkraft FS.

Wenn die auf den Anker 304 wirkenden Kräfte FE, FS - FM, FM und FW in einem Gleichgewicht sind, ergibt sich die Bezie hung zwischen diesen Kräften aus der nachfolgenden Glei chung:

FM + (FS - FM) = FW + FE (5)

Die Gleichung (5) läßt sich in die nachfolgende Gleichung umsetzen:

FS = FW + FE (6)

Unter Bezug auf die Gleichung (6) und die Beziehung zwischen der Kraft FW und dem Radzylinderdruck PW läßt sich der Rad zylinderdruck durch die folgende Gleichung ausdrücken:

PW = (FS - FE)/S (7)

Somit ist der Radzylinderdruck PW unabhängig vom Hauptzylin derdruck PM. Da die Federkraft FS und die Ventilsitzfläche S konstant sind, ergibt sich aus Gleichung (7), daß der Radzy linderdruck PW abhängig von der elektromagnetischen Anzie hungskraft FE kontinuierlich variiert werden kann, wie in Fig. 17 dargestellt. Die elektromagnetische Anziehungskraft FE wiederum ist proportional zu dem Treiberstrom der Wick lung 314. Insgesamt kann somit der Radzylinderdruck PW durch Steuerung des Treiberstroms für die Wicklung 314 kontinuier lich eingestellt werden.

Wenn währen der Antiblockiersteuerung der Radzylinderdruck PW abnehmen soll oder konstant bleiben soll, steuert die ECU 20 das stromabwärtige Druckeinstellventil 300 und das Schaltventil 7 in einer Art und Weise ähnlich der Steuerung des Steuerventils 100 und des Schaltventils 7 in der Ausfüh rungsform gemäß den Fig. 1 bis 7.

Fig. 18 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 7 weitestgehend ähnlich ist mit Ausnahme der folgenden Änderung: Die Ausführungsform gemäß Fig. 18 verwendet an stelle des Differenzdruck-Steuerventils 100 gemäß Fig. 1 das elektromagnetische Schaltventil 30. Das Schaltventil 30 ist vom Normal-offen-Typ und weist einen Aufbau ähnlich dem Schaltventil 30 in der Ausführungsform gemäß den Fig. 8 bis 13 auf.

Wenn während einer Antiblockiersteuerung ein Anheben des Radzylinderdrucks PW nötig ist, schaltet die ECU 20 das elektromagnetische Schaltventil 7 und das elektromagnetische Schaltventil 30 (Fig. 18) ab, so daß das Schaltventil 7 ge schlossen und das Schaltventil 30 offen ist. Wenn der Radzy linderdruck PW konstant bleiben soll, versorgt die ECU 20 das Schaltventil 30 mit Energie und schaltet das Schaltven til 7 ab, so daß beide Schaltventile 30 und 7 geschlossen sind. Wenn ein normales Abnehmen des Radzylinderdrucks PW nötig ist, wird von der ECU 20 sowohl das Schaltventil 30 als auch das Schaltventil 7 mit Energie versorgt, so daß das Schaltventil 30 schließt und das Schaltventil 7 offen ist.

Wenn während der Antiblockiersteuerung geringe Änderungen des Radzylinderdrucks PW nötig sind, schaltet die ECU 20 das Ventil 30 für ein erstes kurzes Intervall ab und versorgt das Ventil 7 für ein zweites kurzes Zeitintervall. Im Ergeb nis ist das Ventil 30 für das erste kurze Intervall offen und das Ventil 7 für das zweite kurze Intervall ebenfalls offen. Somit sind während eines dritten kurzen Zeitinter valls entsprechend einer Überlappung aus erstem und zweitem Intervall beide Ventile 30 und 7 offen, so daß die Brems flüssigkeit, die dem Radzylinder 4 über das Ventil 30 zuge führt wird gleichzeitig über das Schaltventil 7 aus dem Rad zylinder 4 wieder abgeführt wird. Genauer gesagt, das erste kurze Intervall und das zweite kurze Intervall werden von einander unabhängig gesetzt in Antwort oder abhängig von dem Rad oder der Größe der benötigten Änderung in dem Radzylin derdruck PW, so daß der momentane Radzylinderdruck PW abhän gig von der benötigten Variation im Radzylinderdruck PW va riiert werden kann. Wenn beispielsweise das erste kurze In tervall 3 ms ist und das zweite kurze Intervall 4 ms ist, wird der Radzylinderdruck PW um einen Wert entsprechend von 1 ms verringert. Auf diese Art und Weise sind kleine Ände rungen im Radzylinderdruck PW möglich.

Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ähnlich der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 7 mit Ausnahme der folgenden Änderung: Bei der fünften Ausfüh rungsform wird ein Treibersignal von der ECU 20 dem Diffe renzdruck-Steuerventil 100 als Pulssignal mit einem Taktver hältnis t/T zugeführt, wie in Fig. 19 dargestellt. Hierbei wird beispielsweise die Periode T im Bereich von 1 ms bis 100 ms gewählt.

Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung erfolgt anhand von fünf Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Anwendung in einem Antiblockier- oder Antirutschsteuersystem. Andere Anwendungsmöglichkeiten liegen im Rahmen des fachmännischen Handelns, beispielsweise die Anwendung bei Antiblockier- Steuervorrichtungen des offenen Schleifentyps, Traktions steuerungen, Bremskraft-Verteilvorrichtungen, Antischlupfre gelungen und dergleichen.

Claims

1. Bremsdruck-Steuervorrichtung für Kraftfahrzeuge mit:
Einrichtungen (6) zur Erkennung eines Fahrzustands des Kraftfahrzeugs;
einem Radzylinder (4);
Einrichtungen zur Steuerung eines Bremsdrucks in dem Radzylinder abhängig von dem erkannten Fahrzustand des Kraftfahrzeugs;
einer hydraulischen Druckquelle (2);
einem Einlaßventil (100; 30) zwischen der hydrauli schen Druckquelle und dem Radzylinder;
einem Reservoir (8);
einem Auslaßventil (7; 200) zwischen dem Radzylinder und dem Reservoir;
Steuereinrichtungen (20) zur Ausgabe von Steuersi gnalen an die Ventile, wobei die Steuereinrichtungen beide Ventile gleichzeitig anzusteuern vermögen, um gleichzei tig die Zufuhr von Bremsflüssigkeit zu dem Radzylinder und das Austreten von Bremsflüssigkeit aus dem Radzylin der durchzuführen;
dadurch gekennzeichnet, daß
eines der Ventile (Ein- oder Auslaßventil) ein pro portionales elektromagnetisches Ventil ist, um den Brems druck in dem Radzylinder abhängig von einem Stromwert des zugehörigen Steuersignals kontinuierlich zu variieren;
die Steuereinrichtungen Entscheidungsvorrichtungen aufweisen zur Entscheidung, ob eine geringe Variation des Bremsdrucks in dem Radzylinder auf der Grundlage des er kannten Fahrzustands des Kraftfahrzeugs durchgeführt wer den soll oder nicht, um, wenn die Entscheidungsvorrich tungen entscheiden, daß geringe Variationen des Brems drucks in dem Radzylinder durchgeführt werden sollen, die gleichzeitige Ansteuerung des Einlaßventils und des Aus laßventils durchzuführen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das proportionale elektromagnetische Ventil (100; 200) ein Differenzdruck-Steuerventil (100) umfaßt, um kontinuierlich eine Differenz zwischen einem Bremsdruck an einer Eingangsseite und einem Bremsdruck an einer Ausgangsseite zu variieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruck-Steuerventil (100) seinerseits aufweist:
ein Gehäuse (101);
einen Ventilsitz (111), der sich in das Gehäuse erstreckt;
ein Ventilteil (105), welches in Zusammenwirkung mit dem Ventilsitz angeordnet ist, um eine Verbindung zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite zu blockieren, wenn es in dem Ventilsitz angeordnet ist;
eine Feder (108a, 108b) zum Vorspannen des Ventilteils in eine Richtung auf den Ventilsitz zu; und
Vorrichtungen (104) zur Erzeugung einer elektromagnetischen Kraft auf das Ventilteil zum Bewegen des Ventilteils in eine Richtung entgegengesetzt der Vorspannrichtung des Ventilteils durch die Feder, wobei
eine Federkonstante der Feder größer ist als eine Variationsrate der elektromagnetischen Kraft bezüglich einer Versetzung eines Ventilteils.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ventil (Ein- oder Auslaßventil) ein Schaltventil (7; 30) ist, welches zwischen einer geschlossenen und einer offenen Position schaltbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (20) Einrichtungen aufweisen, um den Stromwert für das Steuersignal für das proportionale elektromagnetische Ventil zu variieren und gleichzeitig das Schaltventil gepulst zu betreiben, um geringfügige Änderungen im Bremsdruck in dem Radzylinder (4) durchzuführen.