DE4213572C2 - Druckmodulator für eine hydraulische Bremsanlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine hydraulische Brems­ anlage in einem Kraftfahrzeug, die sowohl eine Antiblockierregelung als auch eine Antriebs­ schlupfregelung ermöglicht, und die einen Hauptbremszylinder aufweist, der nach Maßgabe eines Fahrers betätigbar ist, und einen Radbremszylinder aufweist, der mit dem Haupt­ bremszylinder über eine hydraulische Schaltung verbunden ist zum Aufbringen einer Bremskraft auf ein Rad.

Aus DE 39 04 614 A1 ist ein Druckmodulator für eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsan­ lage bekannt, durch welchen der an einen Radbremszylinder angelegte Fluiddruck sowohl im Rahmen eines ABS-Regelmodus als auch im Rahmen eines ASR-Regelmodus gesteuert werden kann.

Im Rahmen des ABS-Regelmodus wird der an den jeweiligen Radbremszylin­ der angelegte Fluiddruck auf einen den jeweiligen Bodenhaftungsverhältnissen Rechnung tragenden Druckpegel eingestellt. Im Rahmen des Antriebsschlupfregelmodus kann über den jeweiligen Radbremszylinder ein Bremsmoment erzeugt werden, durch welches ein Teil der einem angetriebenen Rad über eine entsprechende Antriebswelle zugeführte Antriebs­ energie abgezogen werden kann, um zu vermeiden, daß die Umfangsgeschwindigkeit des angetriebenen Rades die Fahrzeuggeschwindigkeit erheblich übersteigt.

Der bekannte Druckmodulator umfaßt einen Steuerzylinder und einen darin axial verschiebbar aufge­ nommenen Steuerkolben. Der Steuerkolben weist eine, eine Ventilschieberfläche bildende Umfangsfläche auf, die in Abhängigkeit von der Position des Steuerkolbens die Eintrittsöff­ nungen eines in den Steuerzylinder mündenden Druckaufbaukanales oder eines Druckab­ baukanales verschließt. Die Mündungen des Druckaufbaukanales und des Druckabbauka­ nales sind in Axialrichtung des Steuerzylinders entsprechend der axialen Länge des Steuer­ kolbens zueinander beabstandet. Der Steuerkolben bildet in dem Steuerzylinder eine Kam­ mer, die mit einem Radbremszylinder in Fluidverbindung steht. Der in dieser Kammer wir­ kende Fluiddruck drängt den Kolben gegen einen Stößel. Dieser Stößel ist in einer Neutral­ stellung derart positioniert, daß der Steuerkolben in dem Steuerzylinder eine Position zwi­ schen der Mündung des Druckaufbaukanales und der Mündung des Druckabbaukanales einnimmt. In dieser Kolbenstellung sind beide Kanäle geöffnet.

Der Druckabbaukanal ist mit einer Rückschlagventilenrichtung versehen, die ausschließlich ein Rückströmen eines Hydraulikfluides aus der Kammer zu dem Hauptbremszylinder ermöglicht. Der Druckauf­ baukanal ist mit einer Rückschlagventileinrichtung versehen, die ausschließlich ein Zuströ­ men eines durch den Hauptbremszylinder unter Druck gesetzten Hydraulikfluides zu dem Steuerzylinder ermöglicht. Der Druckabbaukanal steht mit der Kammer in Fluidverbindung, wenn sich der Steuerkolben in seiner Position zwischen den Eintrittsöffnungen des Druck­ aufbaukanales und des Druckabbaukanales zu dem Steuerzylinder befindet.

In dem Steuerkolben ist eine Bohrung ausgebildet, über welche der Druckaufbaukanal mit der Kammer in Fluidverbindung steht.

Im Rahmen eines Antiblockierregelmodus wird der Stößel zurückgezogen. Der Steuerkolben folgt dem Stößel aufgrund des in der Kammer herr­ schenden Fluiddruckes. Bereits ein geringes Verschieben des Steuerkolbens führt dazu, daß die Außenumfangsfläche des Steuerkolbens den in den Steuerzylinder mündenden Druckaufbaukanal verschließt.

Der Druckabbaukanal befindet sich prinzipiell weiterhin in Fluidverbindung mit der Kammer. Ein Abströmen des Druckfluides aus der Kammer, über das eine derartige Abströmung prinzipiell zulassende Rückschlagventil unterbleibt jedoch, da der stromabwärts an dem Rückschlagventil anliegende Fluiddruck des Hauptbremszylin­ ders im Rahmen des Antiblockierregelmodus höher ist als der Druck in der Kammer 11. Nachdem nunmehr der Druckaufbaukanal durch den Steuerkolben verschlossen ist, kann der an dem Radbremszylinder anliegende Bremsdruck durch Vergrößern des Volumens der Kammer auf den jeweils gewünschten Wert abgesenkt werden. Die auf dem Stößel wirken­ de Kraft ist dabei direkt proportional zu dem an dem Radbremszylinder anliegenden Hyd­ raulikdruck bzw. direkt proportional zu dem Druck in der Kammer.

Wird während des Anti­ blockierregelmodus der fahrerseitig über den Hauptbremszylinder aufgebrachte Bremsdruck auf einen Druck abgesenkt, der niedriger ist als der im Rahmen des Antiblockierregelmodus in der Kammer eingestellte Bremsdruck, so erfolgt ein Fluidaustritt aus der Kammer durch den Druckabbaukanal solange, bis sich in der Kammer der gleiche Druck einstellt, wie durch den Hauptbremszylinder vorgegeben.

Im Rahmen eines Antriebsschlupfregelmodus wird unabhängig von einer Betätigung des Hauptbremszylinders der Steuerkolben durch den Stößel derart verschoben, daß das Volumen der Kammer abnimmt. Die Außenumfangsflä­ che des Steuerkolbens verschließt dabei die Mündung des Druckabbaukanales. Da das in der Druckaufbauleitung angeordnete Rückschlagventil das Abströmen des in dem Steuerzylinder unter Druck gesetzten Hydraulikfluides verhindert, baut sich im Inneren des Steuerzy­ linders bzw. im Inneren der Kammer ein Hydraulikdruck auf, der proportional zu einer Betä­ tigungskraft des Stößels 20 ist.

Der zur Druckmodulation des an dem Radbremszylinder anliegenden Fluiddruck vorgese­ hene Stößel wird durch eine hoch vorgespannte Feder in eine Mittelstellung gedrängt. Die Vorspannkraft dieser Feder muß im Rahmen eines Antiblockierregelmodus von dem Stö­ ßelantriebssystem überwunden werden. Üblicherweise unterstützt der in der Kammer anlie­ gende Fluiddruck im Rahmen des Antiblockierregelmodus die Rückzugsbewegung des Stö­ ßels.

Falls das Antiblockiersystem jedoch bereits bei geringen Bremsdrücken aktiviert wird, wie es beispielsweise bei Bremsmanövern auf Fahrbahnen, die eine nur geringe Boden­ haftung bieten, notwendig wird, müssen seitens einer Betätigungseinrichtung zur Bewegung des Stößels erhebliche Betätigungskräfte aufgebracht werden. Diese Betätigungskräfte sind allgemein erheblich höher als die zur Betätigung des Stößels im Rahmen eines ASR-Regel­ modus erforderlichen Betätigungskräfte. Die Betätigungseinrichtung zur Verschiebung der Stößelstange erscheint dabei im Hinblick auf die im Rahmen des ASR-Regelmodus erfor­ derlichen Betätigungskräfte als überdimensioniert.

Aus JP-4-151 355 A ist ein weiteres hydraulisches Bremsstellglied bekannt.

Bei diesem herkömmlichen Bremsstellglied werden bei der Antiblockierregelung, wenn das Rad eines Kraftfahrzeuges aufgrund zu hoher Bremskraft zum Rutschen neigt, zwei Ventile entsprechend der Information über den Rutschzustand geregelt.

Das heißt, ein elektromagnetisch betätigtes erstes Ventil wird geöffnet und unterbricht die Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und zwei Kammern, die durch einen Kolben in einem Steuerzylinder gebildet werden. Anschließend wird ein elektromagnetisch betätigtes zweites Ventil geschlossen und unterbricht die Verbindung zwischen den zwei Kammern des Steuerzylinders. Anschließend wird ein auf ähnliche Art elektromagnetisch betätigtes zweites Ventil geschlossen, unterbricht die Verbindung zwischen den zwei Kammern des Steuerzylinders und hält diese Kammern im Moment des Rutschens auf dem Druck des Radzylinders. Danach wird der Kolben von einem Antriebsmotor verschoben, wodurch das Volumen der auf der Seite des Radzylinders liegenden Kammer des Steuerzylinders erhöht und der Druck des Radzylinders verringert wird, somit die gewünschte Antiblockierregelung er­ folgt und das Bremsmoment verringert und das Rutschen des Rades verhindert wird.

Die zum Antrieb des Kolbens benötigte Antriebskraft entspricht der Kraft, die aufgewendet wird, um den Druck in der auf der Seite des Radzylinders liegenden Kammer des Steuerzy­ linders vom Druckwert im Augenblick des Rutschens auf einen niedrigeren Druckwert, der eine Verhinderung des Rutschens ermöglicht, zu verringern, so daß es möglich ist, die Leistung des Antriebsmotors auf ein Mindestmaß zu reduzieren.

Bei der ASR-Regelung, die bei Durchdrehen eines Rades aufgrund zu hoher Antriebskraft erfolgt, wird andererseits nur das zweite elektromagnetisch betätigte Ventil geschlossen und der Kolben erhält Schub, so daß das Volumen der auf der Seite des Radzylinders liegenden Kammer des Steuerzylinders verringert wird und der Druck des Radzylinders erhöht wird, wodurch eine Bremskraft auf das Rad wirkt und die Zugkraft wie gewünscht geregelt wird.

Der oben erähnte Aufbau gemäß der JP-4-151 355 A hat sich dahingehend als vorteilhaft erwiesen, daß die Antiblockierregelung und zusätzlich die ASR-Regelung durch ein einzel­ nes Stellglied mit einem kompakten Antriebsmotor für den Kolben erfolgen kann.

Für die Antiblockierregelung, beispielsweise bei diesem herkömmlichen Bremsstellglied, sind zwei elektromagnetische Antriebselemente für die zwei Ventile und ein Antriebselement für die Ausübung des Schubes auf den Kolben erforderlich, jedoch ist es wünschenswert, die Gesamtzahl der Antriebselemente zu verringern und die Größe, das Gewicht, den Ener­ gieverbrauch, die Herstellungskosten usw. auf ein Mindestmaß zu verringern.

Besonders wenn für jedes einzelne Rad eines Kraftfahrzeuges ein Bremsstellglied benötigt wird, wie es bei der Vierkanal-Anti-blockier- und/oder Zugkraftregelung eines allradgetriebe­ nen Fahrzeuges der Fall ist, ist es äußerst wünschenswert, den Gesamtaufbau weiter zu vereinfachen, die Herstellungskosten des einzelnen Stellgliedes zu verringern und gleichzeitig die oben erwähnten Vorteile entsprechend JP-4-151 355 A beizubehalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung für eine hydraulische Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die eine Modulation des an einem Rad­ bremszylinder anliegenden Fluiddruckes sowohl im ABS- als auch im ASR-Regelmodus unter vergleichweise geringen Betätigungskräften ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Druckmodulator für eine hydrauli­ sche Bremsanlage in einem Kraftfahrzeug, die sowohl eine Antiblockierregelung als auch eine Antriebsschlupfregelung ermöglicht und die einen Hauptbremszylinder aufweist, der durch den Fahrer betätigbar ist, sowie einen Radbremszylinder, der mit dem Hauptbremszy­ linder über eine hydraulische Schaltung mit einem gesteuerten Trennventil verbindbar ist, zum Aufbringen einer Bremskraft auf ein Rad, wobei der Druckmodulator eine Steuerzylin­ dereinrichtung umfaßt, die über einen Kolben eine erste Kammer und eine zweite Kammer definiert, die mit dem Radbremszylinder verbunden und über eine Ventileinrichtung schalt­ bar mit dem Hauptbremszylinder verbindbar ist, wobei der Kolben axial verschiebbar in der Steuerzylindereinrichtung aufgenommenen, durch eine Federeinrichtung in einer neutralen Position zentrierend vorgespannt und in dieser Position druckausgeglichen ist, sowie mit einer Kolbenantriebseinrichtung zum axialen Verschieben des Kolbens bei geschlossenem Trennventil entgegen der den Kolben in seiner neutralen Position zentrierenden Federkraft in eine erste Richtung für einen Modus zur Antiblockierregelung, und in eine zweite entge­ gengesetzte Richtung in einem Modus für die Antriebsschlupfregelung, wobei die Ventilein­ richtung einen Einlaß aufweist, der mit dem dem Hauptbremszylinder, nachgeschalteten Trennventil verbunden ist, und einen Auslaß aufweist, der mit der ersten Kammer verbun­ den ist, wobei die Ventileinrichtung mit dem Kolben gekoppelt ist derart, daß sie eine Durch­ gangsstellung einnimmt, wenn sich der Kolben in seiner Neutral-Position befindet, und eine Schließstellung einnimmt, wenn der Kolben aus der Neutralposition bewegt ist, und wobei zum Druckausgleich des Kolbens ein zweiter Einfaß in die zweite Kammer führt, die zum Volumenausgleich über einen Anschluß mit einem Speicher druckabhängig variablen Volu­ mens verbunden ist.

Die Betätigungsvorrichtung bzw. das Bremsstellglied gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den Hydraulikkreislauf geschaltet und umfaßt ein Steuerzylinderelement mit einer Kam­ mer, die mit dem Radzylinder verbunden ist und die wahlweise mit dem Hauptzylinder ver­ bunden oder von ihm getrennt werden kann und einen in der Kammer axial verschiebbar angebrachten Kolben zur Veränderung des Volumens der Kammer.

Das Bremsstellglied gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt weiterhin ein Kolbenan­ triebselement zur axialen Verschiebung des Kolbens und ein Ventilelement mit einer mit dem Hauptzylinder verbundenen Eintrittsöffnung und einer mit der Kammer verbundenen Austrittsöffnung, das funktionell mit dem Kolben des Steuerzylinderelements verbunden ist, so daß es bei Verschiebung des Kolbens geöffnet oder geschlossen wird.

Mit dem Bremsstellglied gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine gewünschte Antiblo­ ckierregelung und zusätzlich eine Traktionsregelung grundsätzlich auf die gleiche Art und Weise wie bei dem vorangehend genannten Bremsstellglied erfolgen. In diesem Fall wird die axiale Verschiebung des Kolbens des Steuerzylinderelements durch das Kolbenantriebselement bewirkt. Eine derartige Verschiebung des Kolbens führt nicht nur zu einer Veränderung des Volumens der in dem Steuerzylinderelement definierten Kammer, die mit dem Rad verbun­ den ist, sondern auch zum Öffnen oder Schließen des Ventilelements, das zwischen dem Hauptzylinder und der Kammer im Steuerzylinderelement liegt, da das Ventilelement funkti­ onell mit dem Kolben verbunden ist.

Das Ventilelement gemäß der vorliegenden Erfindung erfordert keinen Schaltmag­ net oder ähnliches elektromagnetisches Antriebselement, wodurch es möglich ist, den Gesamtaufbau des Bremsstellgliedes zu vereinfachen, die Größe, das Gewicht, den Ener­ gieverbrauch, die Herstellungskosten usw. auf ein Mindestmaß zu reduzieren und die ge­ wünschte Regelung mit verbesserter Ansprechcharakteristik auszuführen.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf einige, in den beige­ fügten Zeichnungen dargestellte, bevorzugte Ausführungen näher beschrieben.

Fig. 1 ist ein Schema, das ein Beispiel einer Bremskraftregelanlage darstellt, in der das Bremsstellglied der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt, der das Bremsstellglied gemäß einer Ausführung der vor­ liegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht eines Details des Kolbenantriebs des Bremsstell­ gliedes;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines Beispiels des Ventilteiles des Bremsstellgliedes;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die die Funktionsweise des Ventilteiles nach Fig. 4 zeigt, wobei am ersten Ventil ein Steuerstrom anliegt;

Fig. 6 u. 7 sind Flußdiagramme, die ein Beispiel eines von der Regeleinrichtung ausge­ führten Regelprogramms zeigen; und

Fig. 8 ist ein Längsschnitt, ähnlich wie Fig. 2, der ein Bremsstellglied gemäß einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 1 stellt ein Beispiel einer Bremskraftregelanlage eines Kraftfahrzeuges dar, in der die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann. Das Fahrzeug hat ein linkes und ein rechtes Vorderrad F_l, F_r, ein linkes und ein rechtes Hinterrad R_l, R_r, ein Bremspedal 1, einen Hauptzylinder 2, der den Hauptzylinderdruckleitungen 3 den Hauptzylinderdruck P_m zuführt, welcher von der Betätigungskraft abhängt, mit der das Bremspedal betätigt wird, und ein Bremsstellglied 4 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Räder F_l, F_r, R_l und R_r sind mit den Radzylindern 5a, 5b, 5c und 5d verbunden, die das entsprechende Rad bremsen. Somit regelt das Stellglied 4 den Hauptzylinderdruck P_m und erzeugt entsprechend vorgegebene Drücke, die den Radzylindern 5a, 5b, 5c und 5d über Bremsdruckleitungen 6a, 6b, 6c und 6d zugeführt werden. Dadurch wirken Bremskräfte auf die Bremsscheiben 7a, 7b, 7c und 7d, die zusammen mit den entsprechenden Rädern F_l, F_r, R_l und R_r in Rotation versetzt werden.

Das Bremsstellglied 4 bildet zusammen mit einer Regeleinrichtung, die weiter unten be­ schrieben wird, die Bremskraftregelanlage, und es setzt sich aus mindestens einem Brems­ stellglied mit einem Ventilelement und einem Stellgliedgehäuse zusammen. Das Ventilele­ ment umfaßt ein erstes und ein zweites Ventil, die in einer zwischen dem Hauptzylinder und dem Radzylinder verlaufenden Bremsflüssigkeitsdruckleitung wirksam sind, und das Stell­ gliedgehäuse beinhaltet einen Drucksteuerzylinder. Hinsichtlich der Antiblockierregelung handelt es sich bei der Bremskraftregelanlage im dargestellten Beispiel um eine Vierkanal- Vieraufnehmer-Anlage, d. h. das Bremsstellglied 4 besteht aus vier Bremsstellgliedern, die in die Bremsdruckleitungen 6a, 6b, 6c und 6d der entsprechenden Räder F_l, F_r, R_l und R_r ein­ gesetzt sind.

Fig. 2 und 3 stellen ein Beispiel für den Aufbau eines Bremsstellgliedes zur Regelung des Bremsflüssigkeitsdrucks eines Kanals dar, das das Bremsstellglied 4 bildet, das in der oben erwähnten Bremskraftregelanlage eingesetzt werden kann. Das Bremsstellglied hat ein Stellgliedgehäuse 4A, ein elektro-magnetisch betätigtes Ventilteil 4B als erstes Ventil 20, und einen Druckspeicher 4C, der mit einer im folgenden als zweite Kammer bezeichneten Kammer 14 im Drucksteuerzylinder des Stellgliedgehäuses 4A verbunden ist, die weiter unten erläutert wird. Das Bremsstellglied besteht weiterhin aus einem Kolbenantriebsteil (Fig. 3) zum axialen Antrieb des Kolbens 9 im Stellgliedgehäuse 4A, der ebenfalls weiter unten erläutert wird. Zur dargestellten Ausführung gehört ein zweites Ventil 22 im Stellglied­ gehäuse 4A, das entsprechend der Verschiebung des Kolbens 9 betätigt werden kann.

Das Stellgliedgehäuse 4A ist mit dem Ventilteil 4B über Leitungen 28, 29 verbunden, die aus einer gemeinsamen Leitung abzweigen, und hat, wie weiter unten erläutert wird, eine erste Kammer 15 im Steuerzylinder, die mit dem Radzylinder 5 einer Bremseinrichtung ver­ bunden ist, zu der auch die Bremsscheibe 7 gehört.

Der Ventilteil 4B und ein Drehmomentmotor 32 (Fig. 3), die einen Bestandteil des Kolben­ antriebsteils bilden, werden von einem Regler 34 mit einem Mikroprozessor geregelt, der ein Regelprogramm zur Regelung verschiedener Glieder eines jeden Kanals ausführt.

Dahingegen wird das zweite Ventil im Stellgliedgehäuse 4A nicht vom Regler geregelt. Ge­ nauer gesagt, kann das zweite Ventil 22 ein Steuerkolbenventil sein, das beispielsweise einen verschiebbar mit dem Kolben verbundenen Ventilsteuerkolben und mehrere Öffnun­ gen hat, die in Ruhestellung des Steuerkolbens miteinander verbunden sind und voneinan­ der getrennt werden, wenn der Ventilsteuerkolben leicht aus der Ruhestellung verschoben wird. Eine der Öffnungen kann entweder mit dem ersten Ventil oder der ersten Kammer 15 des Steuerzylinders 8 verbunden sein, und eine andere Öffnung kann mit der zweiten Kammer 14 des Steuerzylinders 8 verbunden sein.

Der Aufbau des Bremsstellgliedes wird weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert, die ein Beispiel des Ventilteils 4B des Bremsstellgliedes darstellt, und unter Bezugnahme auf Fig. 5, die die Funktionsweise des Ventilteils 4B zeigt, wobei ein Steuerstrom an das erste Ventil 20 angelegt wird.

Wie in Fig. 2 dargestellt, hat das Stellgliedgehäuse 4A einen Drucksteuerzylinder 8, in dem der Kolben 9 axial verschiebbar angebracht ist. Die Längsenden des Steuerzylinders 8 sind jeweils mit Abschlußdeckeln 10, 11 und Dichtlagern 12, 13 verschlossen und bilden eine erste Kammer 15 und eine zweite Kammer 14 zu beiden Seiten des Kolbens 9. Der Kolben 9 hat Kolbenstangen 16, 17 an seinen Längsseiten, die jeweils mit Dichtlagern 12, 13 abge­ dichtet sind und verschiebbar durch sie hindurchgehen. Auf die Kolbenstangen 16, 17 wir­ ken axiale Federkräfte der Druckfedern 18, 19, die einander entgegengesetzt gerichtet sind. Die Feder 18 wirkt auf die Kolbenstange 16 durch den Steuerkolben des zweiten Ventils, während die Feder 19 direkt auf die Kolbenstange 17 wirkt. Die Federn 18, 19 halten den Kolben 9 elastisch in seiner Ruhelage und bewegen den Kolben 9 in die Ruhelage zurück, wenn, wie weiter unten erklärt wird, der Eingang des Kolbenstellgliedes Null beträgt.

Die zweite Kammer 14 des Steuerzylinders 8, die sich in Fig. 2 rechts vom Kolben 9 befin­ det, ist mit dem Druckspeicher 4C und der Hauptzylinderdruckleitung 3 über das erste Ventil 20 verbunden, das den Ventilteil 4B bildet. Die erste Kammer 15 des Steuerzylinders 8, die sich in Fig. 2 links vom Kolben 9 befindet, ist mit der zum Radzylinder 5 führenden Brems­ druckleitung 6 und mit der Hauptzylinderdruckleitung 3 über das erste Ventil 20 des Ventil­ teils 4B und das zweite Ventil im Stellgliedgehäuse 4A verbunden.

Der Druckspeicher 4C hat eine Kammer 23, die mit einer Öffnung 24d verbunden ist, die sich im Stellgliedgehäuse 4A befinden. Der Druckspeicher 4C hat weiterhin einen Kolben 25, eine Druckfeder 26 und einen Federteller 28. Wenn das Arbeitsmedium aus der zweiten Kammer 14 in den Druckspeicher 4C eingeleitet wird, wird der Kolben 25 in Fig. 2 nach links verschoben, drückt die Feder 26 zusammen und dämpft so die Druckschwankung in der ersten Kammer 14.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführung verhindert das erste Ventil 20 im Arbeitszustand, wenn das erste Ventil 20 durch den Regler 34 geschlossen gehalten wird, den Durchfluß des Arbeitsmediums vom Hauptzylinder 2 zum Steuerzylinder und läßt das Arbeitsmedium in die entgegengesetzte Richtung fließen, d. h. zum Hauptzylinder 2. Als Alternative kann jedoch auch ein mit steigendem Steuerdruck schließendes elektromagnetisches Ventil als Ventil 20 eingesetzt werden, bei dem ein elektromagnetisch betätigter Tauchkolben in ei­ nem Ventilgehäuse angebracht wird. Der Tauchkolben kann dann von einer Feder in offener Stellung gehalten werden, wenn der Schaltmagnet in unerregtem Zustand ist, und von dem Schaltmagneten angezogen werden, so daß die Spitze des Tauchkolbens gegen den Ven­ tilsitz gedrückt wird, wenn der Schaltmagnet erregt wird.

Das erste Ventil 20 kann ein betätigtes Absperrventil, wie in Fig. 4 dargestellt, sein, das entweder durch Anlegen elektrischen Stroms an einen Schaltmagneten oder durch Ab­ schaltung seiner Stromzufuhr betätigt werden kann. Das Absperrventil, das das erste Ventil 20 bildet, ist so aufgebaut, daß es das Arbeitsmedium vom Steuerzylinder zum Hauptzylin­ der 2 fließen läßt und den Durchfluß des Arbeitsmediums in die entgegengesetzte Richtung verhindert. Zu diesem Zweck hat das erste Ventil 20 ein Gehäuse, in dem sich ein axial ver­ schiebbarer Tauchkolben 20a befindet, der von einer Druckfeder 20b in Fig. 4 nach links gedrückt wird und ein Tellerventilglied 21a, das seinerseits von einer Druckfeder 21b in Fig. 4 nach rechts gedrückt wird und in der in Fig. 4 dargestellten Ruhestellung an das linke Ende des Tauchkolbens 20a stößt. Die Federkraft der Feder 21b ist geringer als die der Feder 20a, so daß der Tauchkolben 20a das Tellerventilglied 21a gegen die Kraft der Feder 21b nach links drückt. In dieser Stellung des Tellerventilgliedes 21a befindet sich das Absperr­ ventil, so daß die mit dem Hauptzylinder 2 verbundene Hauptzylinderdruckleitung 3 über eine Einlaßöffnung 21c, eine zwischen dem Ventilglied 21a und einem Ventilsitz 21d befind­ liche Öffnung und über eine Auslaßöffnung 21f des Tellerventils mit den Leitungen 28, 29 in Verbindung steht. In dieser Verbindung ist der Abstand L₁ zwischen dem Ventilglied 21a und dem Ventilsitz 21d kleiner als die Verschiebung L₂ des Tauchkolbens 20a von der Position in Fig. 4 (L₁ < L₂). Das erste Ventil befindet sich in offener Stellung, wenn der Schaltmagnet 20c im Ausschaltzustand ist, wobei ihm vom Regler 34 kein elektrischer Strom zugeführt wird und er damit nicht erregt ist. Wenn dem Schaltmagneten 20c vom Regler 34 elektri­ scher Strom zugeführt wird und er damit erregt wird (Einschaltzustand), wird der Tauchkol­ ben um den Betrag L₂ nach der durch die innere Abschlußwand 20d des Gehäuses gebil­ deten äußersten rechten Seite in Fig. 5 verschoben. Da zu diesem Zeitpunkt der Abstand L₁ zwischen dem Ventilglied 21a und dem Ventilsitz 21d geringer ist als die Verschiebung L₂ des Tauchkolbens 20a, löst sich das Tellerventilelement 21a vom Tauchkolben 20a, schließt die Öffnung 21e und riegelt, wie in Fig. 5 dargestellt, die Verbindung zwischen den Öffnungen 21c und 21f ab. In der in Fig. 5 gezeigten Stellung arbeitet das erste Ventil wie ein gewöhnliches nicht-betätigtes Absperrventil.

Auf die oben beschriebene Art wird das erste Ventil 20 im erregten Zustand (Einschaltzu­ stand) des Schaltmagneten 20c geschlossen, wobei das Tellerventilglied 21a in Fig. 5, wenn der Druck an der Öffnung 21c auf der Hauptzylinderseite höher ist als der Druck an der Öffnung 21f auf der Seite des zweiten Ventils 22, durch einen Differenzdruck nach rechts gedrückt wird, die Verbindung zwischen den Öffnungen 21c und 21f abriegelt und in selbstgeschlossener Stellung verharrt. Wenn der Druck an der Öffnung 21f auf der Seite des zweiten Ventils 22 höher ist als der Druck an der Öffnung 21c auf der Seite des Haupt­ zylinders wird das Tellerventilglied 21a aus der in Fig. 5 dargestellten Stellung nach links zurückgezogen, so daß die Öffnungen 21c und 21f miteinander verbunden bleiben, auch wenn der Schaltmagnet 20c erregt ist.

Die Öffnung 21f des ersten Ventils ist über die Leitung 28 auf einer Seite mit dem zweiten, im Stellgliedgehäuse 4A befindlichen, Ventil 22 verbunden. Das zweite Ventil 22 ist ein Steuerkolbenventil mit einem Ventilsteuerkolben 22a und einem Führungskörper 22b, in dem sich der Ventilsteuerkolben 22a verschiebbar befindet. Ein Ende des Ventilsteuerkol­ bens 22a (in Fig. 2 rechte Seite) ist mit der Kolbenstange 16 des Kolbens 9 in Kontakt.

Der Führungskörper 22b hat eine Öffnung 22c, die mit der Leitung 28 verbunden ist, und eine weitere Öffnung 22e, die über eine weitere Leitung 28a mit der Öffnung 24a der ersten Kammer 15 des Steuerzylinders verbunden ist.

Der Ventilsteuerkolben 22a hat eine ringförmige Kammer 22d, die sich zwischen einem Ab­ schnitt des Ventilsteuerkolbens 22a mit geringerem Durchmesser und dem inneren Wand­ umfang des Führungskörpers 22b befindet. Die ringförmige Kammer 22d stellt die Verbin­ dung zwischen den Öffnungen 22c und 22e her, wenn sich der Ventilsteuerkolben 22a, wie in Fig. 2 dargestellt, in Ruhestellung befindet, und riegelt die Verbindung ab, wenn der Steuerkolben 22a axial aus der Ruhestellung verschoben wird.

Am anderen Ende (in Fig. 2 linke Seite) des Ventilsteuerkolbens 22a befindet sich ein Fe­ derteller 36. Die oben erwähnte Druckfeder 18 ist zwischen dem Federteller 36 und der Abschlußdeckelwand des Stellgliedgehäuses 4A angebracht und drückt den Steuerkolben 22a (und damit über die Kolbenstange 16 den Kolben 9) in Fig. 2 nach rechts. Ein weiterer Federteller 37 befindet sich an der Kolbenstange 17 und die oben erwähnte Druckfeder 19 ist zwischen dem Federteller 37 und einer Ringwand des Stellgliedgehäuses 4A angebracht und drückt den Kolben 9 in Fig. 2 nach links.

Dieser Aufbau gewährleistet, daß, wenn der Kolben 9 axial verschoben wird, der Steuerkol­ ben 22a sich zusammen mit dem Kolben 9 bewegt, wohingegen, wenn die Kolbenantriebs­ kraft Null wird und der Kolben 9, wie in Fig. 2 dargestellt, in Ruhestellung zurückkehrt, die Druckfedern 18, 19 den Steuerkolben 22a in seine Ruhestellung zurückdrücken. Somit wird das zweite Ventil 22 durch die axiale Verschiebung des Kolbens 9 geöffnet und geschlos­ sen.

Die Öffnung 21f des ersten Ventils 20 ist, wie bereits erwähnt, über die Leitung 28 mit dem zweiten Ventil 22 verbunden. Die Öffnung 22c des zweiten Ventils 22, die mit der Leitung 28 verbunden ist, ist über die ringförmige Kammer 22d, die Öffnung 22e, die Leitung 28a und die Öffnung 24a mit der ersten Kammer 15 des Steuerzylinders 8 verbunden. Die erste Kammer 15 ist über die Öffnung 24c mit dem Radzylinder verbunden. Die Öffnung 21f ist über die Leitung 29 und die Öffnung 24b ebenfalls mit der zweiten Kammer 14 des Drucksteuerzylinders 8 verbunden. (Die zweite Kammer 14 ist ebenfalls mit der Öffnung 22c des zweiten Ventils 22 verbunden.) Wie bereits erwähnt, ist die zweite Kammer 14 mit dem Druckspeicher 4C verbunden.

Während das erste Ventil 20 in der dargestellten Ausführung nicht Teil des Stellgliedgehäu­ ses 4A ist, ist es natürlich auch möglich, sie in ein Bauteil zu integrieren.

Die Kolbenstange 17 des Kolben 9 im Drucksteuerzylinder 8 hat, wie in Fig. 2 und 3 darge­ stellt, ein Kopfende, das als Kugelumlaufspindel 17a ausgeführt ist. Die Kugelumlaufspindel 17a hat eine Gewindeverbindung mit einer Kugelumlaufmutter 30, die drehbar, aber axial nicht verschiebbar in Lagern 31a, 31b und 31c gelagert ist. Die Kugelumlaufmutter 30 hat am äußeren Rand Außenzähne. Zum Kolbenstellgliedteil, das den Kolben 9 im Stellgliedge­ häuse 4A stellt, gehört ein Umkehrdrehmomentmotor 32 mit einem außenliegenden Ritzel 33, das mit den Außenzähnen der Kugelumlaufmutter 30 im Eingriff ist.

Die Kugelumlaufspindel 17a und die Kugelumlaufmutter 30 bilden gemeinsam einen Dreh­ moment-Schub-Umwandlungsmechanismus zur Umwandlung der vom Drehmomentmotor 32 abgegebenen Drehbewegung in einen auf den Kolben 9 wirkenden Schub. Im Betrieb wird der Wert des auf den Kolben 9 wirkenden Schubes so geregelt, daß ein Gleichgewicht zwischen dem vom Drehmomentmotor 32 ausgeübten Schub und dem Differenzdruck über die erste und zweite Kammer 15 und 14 auf beiden Seiten des Kolbens 9 hergestellt wird.

Das Bremsstellglied mit dem oben geschilderten Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einen Bremsflüssigkeitskreislauf des Kanals, der geregelt werden soll, eingesetzt.

Der Regler 34 regelt die Funktion des ersten Ventils 20 und bestimmt den Betrag eines Be­ fehls, der zur Erzeugung eines den Kolben 9 axial antreibenden Schub an den Drehmo­ mentmotor 32 geht. Dem Regler 34 werden verschiedene Eingangssignale zugeführt, wie zum Beispiel ein Signal von einem Radgeschwindigkeitsaufnehmer 35, der die Umfangsge­ schwindigkeit V_W eines Rades ermittelt. Im Falle einer Vierkanal-Vieraufnehmer-Anlage, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, sind vier Radgeschwindigkeitsaufnehmer 35a, 35b, 35c, 35d mit dem Regler 34 verbunden.

Zum Regler 34 gehören Eingangsanschlüsse, die mit den Aufnehmern verbunden sind, ein Verarbeitungsschaltkreis (CPU), ein Speicherschaltkreis zum Speichern des vom Verarbei­ tungsschaltkreis auszuführenden Regelprogramms und Ausgangsanschlüsse für die Zufüh­ rung der Befehlssignale zum Schaltmagneten des ersten Ventils 20 usw.

Der Regler 34 regelt die Bremskraft entsprechend dem Rutschen oder Durchdrehen des betreffenden Rades. In diesem Fall wird das erste Ventil 20 in Form eines betätigten Ab­ sperrventils so geregelt, daß das erste Ventil 20 geschlossen wird, wenn das ermittelte Rut­ schen der Räder ein vorgegebenes Kriterium überschreitet, und geöffnet wird, wenn das dem Drehmomentmotor 32 zuzuführende Signal Null erreicht oder es das Volumen der ersten Kammer 15 verringert.

Das zweite Ventil 22 wird, wie bereits erwähnt, entsprechend der axialen Verschiebung des Kolbens 9 im Drucksteuerzylinder 8 betätigt und befindet sich somit nur dann in offener Stellung, wenn das dem Drehmomentmotor 32 zuzuführende Signal im wesentlichen Null beträgt. Dementsprechend bedarf das zweite Ventil 22 selbst keiner elektromagnetischen Betätigung.

Der Regler 34 bestimmt den Betrag des dem Drehmomentmotor 32 zuzuführenden Befehls­ signals um einen optimalen Rutschwert oder einen optimalen Durchdrehwert des Rades beizubehalten. Darüber hinaus wird, wenn das Befehlssignal ein verringertes Volumen der ersten Kammer 15 im Steuerzylinder 8 erfordert, oder wenn es ein erhöhtes Volumen der ersten Kammer 15 erfordert, das Befehlssignal auf Null gebracht.

Vorzugsweise wird die Bremskraftregelung so ausgeführt, daß das erste Ventil 20 auch ge­ öffnet wird, wenn das Rutschen des Rades das vorgegebene Kriterium nicht erreicht.

Fig. 6 und 7 stellen ein Beispiel des vom Regler 34 auszuführenden Regelprogramms dar.

Das Regelprogramm wird in vorgegebenen Zeitabständen periodisch ausgeführt. Dieses Regelprogramm soll nicht nur die Antiblockierregelung (ABS-Funktion) sondern auch die Zugkraftregelung (TRC-Funktion) ausführen, so daß es für ein Antriebsrad (z. B. ein Hinter­ rad) geeignet ist. Wie weiter unten erläutert wird, hängt die Antiblockierregelung mit dem Druckwert "P_ABS" zusammen, und die Zugkraftregelung hängt mit dem Druckwert "P_TRC" zu­ sammen.

Das Regelprogramm beinhaltet einen Schritt 110, mit dem ermittelt wird, ob Antiblockierre­ gelung ausgeführt wird und einen weiteren Schritt 11, mit dem ermittelt wird, ob Zugkraftre­ gelung ausgeführt wird. Die Ermittlung bei Schritt 110 kann durchgeführt werden, indem überwacht wird, ob der Wert P_ABS nicht Null beträgt, und die Ermittlung kann bei Schritt 111 ähnlich durchgeführt werden, indem überwacht wird, ob der Wert P_TCR nicht Null beträgt.

Wenn das Ergebnis der Ermittlung bei Schritt 110 "JA" ist (P_ABS0), geht die Regelung zum nächsten Schritt 120. Wenn, weiterhin, das Ergebnis der Ermittlung bei Schritt 111 "JA" ist (P_TCR0), geht die Regelung zum nächsten Schritt 130. Die Aufgabe dieser Schritte 120, 130 wird weiter unten erläutert. Ist das Ergebnis der Ermittlung bei Schritt 110 "NEIN" (P_ABS = 0), und das Ergebnis der Ermittlung bei Schritt 111 ebenfalls "NEIN" (P_TCR = 0), wird vorausge­ setzt, daß weder Antiblockierregelung noch Zugkraftregelung ausgeführt werden, so daß die Regelung zu Schritt 112 und den folgenden Schritten geht, um weitergehend zu ermitteln, ob diese Regelungen einzuleiten sind. Somit wird bei Schritt 112 ermittelt, ob der tatsächli­ che Rutschwert des Rades einen vorgegebenen Wert überschreitet. Auf der Grundlage des Wertes der Radgeschwindigkeit V_W und der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeuges V_V kann der Rutschwert S des Rades mit der folgenden Formel errechnet werden:

S = (V_W - V_V)/V_V

In diesem Fall kann die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeuges vom Wert der Radge­ schwindigkeit V_W auf bekannte Art per se abgeleitet werden.

Wenn der so ermittelte Rutschwert S nicht unter einem vorgegebenen Grenzwert S₁ liegt, wird vorausgesetzt, daß die Bremskraft Rutschen des Rades verursacht, die Regelung geht zu Schritt 121 und leitet die Antiblockierregelroutine ein. Wenn, andererseits, ermittelt wird, daß der Rutschwert S unter dem Grenzwert S₁ liegt, wird vorausgesetzt, daß die Antiblo­ ckierregelung nicht notwendig ist, so daß das erste Ventil 20 bei Schritt 113 in offener Stel­ lung gehalten wird, und der obenerwähnte Wert P_ABS bei Schritt 114 auf Null gesetzt wird und die Regelung bei Schritt 115 usw. weitergeführt wird. Der Wert P_ABS kann als Druckbe­ fehlswert für die Antiblockierregelung angesehen werden, der bei Schritt 123, der weiter unten erläutert wird, ermittelt wird und mit dem das betreffende Rad auf einem optimalen Rutschwert gehalten wird.

Der Schritt 115 dient zur Überwachung oder Ermittlung eines Zustandes, in welchem ein Rad durchdreht. Ist das Ergebnis der Ermittlung im dem Schritt 115 "Ja", oder wenn es sich in dem Schritt 115 herausgestellt hat, daß an das Rad eine übermäßige Antriebskraft ange­ legt wurde, die ein Durchdrehen des Rades verursacht, geht die Steuerung zu einem Schritt 130 über, um eine Traktionssteuerung einzuleiten und eine Bremskraft an das Rad anzule­ gen, um das Durchdrehen des Rades zu unterdrücken. Ist das Ergebnis der Ermittlung in dem Schritt 115 "Nein", so wird angenommen, daß die Traktionssteuerungsfunktion nicht erforderlich ist, so daß der voranstehend erwähnte Wert P_TRC in einem Schritt 116 auf Null gesetzt wird, so daß die Steuerung mit einem Schritt 140 (Fig. 7) weitergeht, usw. Der P_TRC- Wert soll ein Traktionssteuer-Befehlswert sein, wie er in dem Schritt 130 ermittelt wird, mit welchem das jeweilige Rad in einem optimalen Radschlupfzustand gehalten wird. Genauer gesagt ist der P_TRC-Wert ein Bremsdruckwert, der erforderlich ist, um einen optimalen Antriebszustand des Rades dadurch aufrechtzuerhalten, daß eine Bremskraft an das Rad angelegt und ein Durchdrehen des Rades unterdrückt wird.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, dient der Schritt 140 in der erläuterten Ausführungsform dazu, ei­ nen Wert "F_OUT" einzustellen, welcher die Summe des P_ABS-Wertes und des P_TRC-Wertes ist (F_OUT = P_ABS + P_TRC), und zur Ermittlung eines Befehlswertes für den Axialdruck, der auf den Kolben 9 ausgeübt werden soll. Der F_OUT-Wert stellt den gewünschten Druckvariationswert für den Radzylinderdruck des betreffenden Rades dar, und nimmt ein negatives Vorzeichen an, wenn der Druck erniedrigt werden soll, und ein positives Vorzeichen, wenn der Druck erhöht werden soll. Wie nachstehend erläutert wird, stellt der P_ABS-Wert mit negativem Vor­ zeichen während der Anti-Rutsch-Steuerung einen Druckabnahmebefehl dar, und der P_TRC- Wert mit einem positiven Vorzeichen während der Traktionssteuerung ist ein Druckerhö­ hungsbefehl.

Weiterhin wird in einem Schritt 141 eine Ermittlung getroffen, ob der Absolutwert des F_OUT- Wertes gleich Null oder im wesentlichen gleich Null ist. Abhängig von dem Ergebnis der Er­ mittlung in dem Schritt 141 geht die Steuerung entweder zunächst zu einem Schritt 142 und dann zu einem Schritt 143 über, oder aber direkt zu dem Schritt 143. Nachdem nunmehr der P_ABS-Wert bzw. der P_TRC-Wert in den Schritten 114 bzw. 116 auf Null gesetzt wurde, und die Steuerung den Schritt 140 beendet hat, ist der F_OUT-Wert Null, so daß das Ergebnis der Er­ mittlung in dem Schritt 141 "Ja" ist. In diesem Schritt wird der F_OUT-Wert in dem Schritt 142 auf Null gesetzt (oder zurückgesetzt), und wird dann zur Ableitung eines Ausgangssignals in dem Schritt 143 verwendet, um das Steuerprogramm zu beenden.

Das in dem Schritt 143 abgeleitete Ausgangssignal dient zur Bereitstellung eines Steuer­ befehlsstroms, der dem Drehmomentmotor 32 zugeführt werden soll, abhängig von dem F_OUT-Wert in dem Schritt 140 (also dem Axialdruck-Befehlswert für den Kolben 9), oder dem F_OUT-Wert, der in dem Schritt 142 eingestellt wurde (= 0). In dem vorliegenden Fall ist der Strom, der dem Drehmomentmotor 132 zugeführt werden soll, Null, da der F_OUT-Wert Null ist, so daß der Drehmomentmotor 32 in dem AUS-Zustand gehalten wird, um das zweite Ventil 22 in der offenen Position zu halten.

Während der Steuerung entlang der voranstehend angegebenen Schleife ist es möglich, einen normalen Bremsvorgang zu erzielen. Wenn eine normale Bremskraft an ein Rad während des Fahrens des Fahrzeuges entlang einer geraden Bahn angelegt wird, tritt daher kein Rutschen des Rades oder ein Durchdrehen des Rades auf, und der P_ABS-Wert für die Anti-Rutsch-Steuerung und der P_TRC-Wert für die Traktionssteuerung werden in dem Schritt 114 bzw. 116 auf Null gesetzt. Daher werden das erste und das zweite Ventil 20, 22 in der jeweiligen offenen Position gehalten (Schritte 113, 142, 143). Daher wird, beispielsweise für das zweite Ventil 22, infolge der Tatsache, daß der an den Kolben 9 anzulegende Axial­ druck gleich Null ist, der Spulenkörper 22a in seiner neutralen Position gehalten, so daß die Öffnungen 22c, 22e miteinander in Verbindung gehalten werden. Der durch das Niederdrü­ cken des Bremspedals 1 erzeugte Hauptzylinderdruck P_M wird als der Bremsdruck P_W an den Radzylinder 5 übertragen, und zwar über die Öffnungen 21e, 21f des ersten Ventils 20, über die Öffnung 22c, die Kammer 22d und den Anschluß 22e des zweiten Ventils 22, und weiterhin über die erste Kammer 15 des Steuerzylinders 8, und dies gestattet die Durchfüh­ rung eines normalen Bremsvorgangs, der durch den Hauptzylinderdruck P_M per se durch­ geführt wird.

Der Hauptzylinderdruck P_M wird weiterhin über die Anschlüsse 22e, 22f an die zweite Kam­ mer 14 des Drucksteuerzylinders 8 und weiterhin an den Sammler 4C angelegt. Hierbei werden die erste und zweite Kammer 15, 14 auf demselben Druck gehalten, und der an den Kolben 9 anzulegende Axialdruck ist Null, da sich der Drehmomentmotor 32 in dem AUS- Zustand befindet (Schritte 142, 143), so daß der Kolben 9 durch die Federn 18, 19 - wie in Fig. 2 gezeigt - in seiner vorbestimmten neutralen Position gehalten wird.

Die Anti-Rutsch-Steuerfunktion wird während des voranstehend erwähnten Bremsvorgangs, bei welchem die erste und zweite Kammer 15, 14 auf demselben Druck gehalten werden, dadurch durchgeführt, daß der Druck innerhalb der ersten und zweiten Kammer 15, 14 ein­ geschlossen wird, und dadurch, daß der Druck innerhalb der ersten Kammer 15 geändert wird, also der Radzylinderdruck P_W.

Die Anti-Rutsch-Steuerung wird eingeleitet, wenn in dem Schritt 112 das Ergebnis "Ja" er­ halten wird, also bezüglich der Frage, ob die Padschlupfrate S ein vorher festgelegtes Krite­ rium überschreitet. Die Schlupfrate S wird auf die voranstehend angegebene Weise ermittelt, so daß eine höhere Schlupfrate das Auftreten eines intensiveren Schlupfes des Rades darstellt. Wenn die Schlupfrate S die Schwelle S₁ überschreitet, muß daher der Radzylin­ derdruck nicht über den P_W-Wert (= Pm-Wert) zu diesen Zeitpunkt erhöht werden, so daß das erste Ventil 20 geschlossen wird (Schritt 121). Daher wird die in Fig. 5 gezeigte Position des ersten Ventils 20 erreicht, wobei die Verbindung zwischen dem Hauptzylinder 2 und dem Drucksteuerzylinder 8 durch das Tellerventilelement 21a blockiert wird.

Daraufhin wird in dem Schritt 123 der P_ABS-Wert als der Steuerbefehlswert für den Anti- Rutsch-Betrieb berechnet. Diese Berechnung dient zur Bestimmung des Wertes, mit wel­ chem - beginnend mit der Schlupfrate zum genauen Zeitpunkt der Ausführung des Schrit­ tes 123 - der Radzylinderdruck verringert wird, so daß die Schlupfrate S einen Wert zwi­ schen dem Schwellenwert S₁ und einem weiteren Schwellenwert S₃ annimmt, der niedriger ist als der Schwellenwert S₁ (S₁ < S₃). Die Schwellenwerte S₁ und S₃ dienen zur Festlegung eines Bereiches, in welchem die momentane Schlupfrate S annähernd auf einer idealen Schlupfrate gehalten wird. Mit anderen Worten bedeutet dies bezüglich der maximalen Bremswirkung des Fahrzeuges, daß die ideale Schlupfrate einen vorbestimmten Bereich aufweist, der durch eine obere. Grenze und eine untere Grenze festgelegt ist. Beispielsweise können die Schwellenwerte S₁ bzw. S₃ 0,3 bzw. 0,1 betragen.

Weiterhin wird, unter Bezug auf einen weiteren Schwellenwert S₂, der in dem Schritt 120 in einer Schleife nach dem Begin der Anti-Rutsch-Steuerung verwendet wird, dieser Schwel­ lenwert S₂ so eingestellt, daß er sogar noch geringer ist als die Schwellenwerte S₁ und S₃ (S₁ < S₃ < S₂). Bei dem voranstehend beschriebenen Beispiel kann der Schwellenwert S₂ 0,01 betragen.

In dem folgenden Schritt 124 wird eine Ermittlung getroffen, ob der in dem Schritt 123 be­ rechnete P_ABS-Wert niedriger als Null ist (P_ABS < 0), oder ob der Druck verringert werden soll. Ist das Ergebnis der Ermittlung in dem Schritt 124 "Nein", so geht die Steuerung zu den Schritten 125, 126 über. Wenn daher der P_ABS-Wert, der in dem Schritt 123 berechnet wur­ de, nicht kleiner als Null ist (also der Druckerhöhungsbefehl), so wird angenommen, daß die Anti-Rutsch-Steuerfunktion nicht erforderlich ist, so daß das erste Ventil 20 geöffnet und der P_ABS-Wert auf Null gesetzt wird. Wenn andererseits das Ergebnis der Ermittlung in dem Schritt 124 "Ja" ist, so werden diese Schritte 125, 126 übersprungen, und die Steuerung geht direkt zu dem Schritt 140 über.

In diesem Fall ist der P_TRC-Wert während der Anti-Rutsch-Steuerung Null, so daß in dem Schritt 140 der F_OUT-Wert auf den P_ABS-Wert gesetzt wird. Daher ist das Ergebnis der Er­ mittlung in dem Schritt 141 "Nein", so daß die Steuerung nach Ausführung des Schrittes 143 beendet ist.

Nun geht die Steuerung zu dem Anti-Rutsch-Steuerprogramm über und geht von dem Schritt 110 aus mit dem Schritt 120 für weitere Schleifen weiter. Daher wird nach der Ein­ leitung der Anti-Rutsch-Steuerung der Schritt 120 ausgeführt, um zu ermitteln, ob die Schlupfrate S unterhalb des Schwellenwertes S₂ liegt. Wurde in dem Schritt 120 festgestellt, daß die Schlupfrate S kleiner als der Schwellenwert S₂ ist, so wird angenommen, daß das Aufrechterhalten des Druckes innerhalb des Drucksteuerzylinders 8 nicht erforderlich ist, so daß das erste Ventil 20 geöffnet wird (Schritt 122) und kontrolliert wird, bis der P_ABS-Wert Null wird. Wenn andererseits ermittelt wurde, daß die Schlupfrate S nicht niedriger ist als der Schwellenwert S₂, so werden die Schritte 121, 123, 124, 140, 141 und 143 durchgeführt, um die Anti-Rutsch-Steuerfunktion durchzuführen. Während dieser Steuerung wird der Kol­ ben 9 in Fig. 2 nach rechts bewegt und bewirkt ein Umschalten des zweiten Ventils 22 in seine geschlossene Position.

Was die Traktionssteuerungsfunktion betrifft, so wird diese Steuerung nach der Feststellung eines durchdrehenden Rades in dem Schritt 115 (Fig. 6) eingeleitet. Dann geht die Steue­ rung zu dem Schritt 130 über, um den P_TRC-Wert zu ermitteln, der erforderlich ist, das Durchdrehen eines Rades zu verhindern und einen optimalen Fahrzustand zu erzielen. Daraufhin erfolgt in dem Schritt 131 (Fig. 7) eine Ermittlung, ob der P_TRC-Wert größer als Null ist, also ob der Druck erhöht werden soll. Falls der P_TRC-Wert nicht größer als Null ist, und falls das Ergebnis der Ermittlung in dem Schritt 131 "Nein" ist, so wird angenommen, daß die Traktionssteuerfunktion nicht erforderlich ist, so daß in dem Schritt 132 der P_TRC- Wert auf Null gesetzt wird, und die Steuerung zu dem Schritt 140 übergeht. Wenn andererseits der P_TRC-Wert größer als Null ist, und das Ergebnis der Ermittlung in dem Schritt 131 "Ja" ist, so geht die Steuerung direkt zu dem Schritt 140 über.

Auf diese Weise wird, wenn die Steuerung von dem Schritt 130 zu dem Schritt 140 über­ geht, der Axialdruck-Befehlswert F_OUT auf den voranstehend erwähnten P_TRC-Wert gesetzt, und die Steuerung geht weiter von dem Schritt 141 zu dem Schritt 143 über, um das Steu­ erprogramm zu beenden. Nach der Einleitung der Steuerung, also nachdem einmal ein Steuerprogramm entlang der Schleife einschließlich des Schrittes 115 ausgeführt wurde, wird daher eine nachfolgende Traktionssteuerung von dem Schritt 111 bis zum Schritt 130 und in der Reihenfolge der Schritte 131, 140, 141 und 143 durchgeführt. Während dieser Steuerung wird der Kolben 9 in Fig. 2 nach links bewegt und bewirkt ebenfalls ein Um­ schalten des zweiten Ventils 22 in seine geschlossene Position.

Im Falle der Traktionssteuerung wird der Kolben 9 mit einem Axialdruck in einer Richtung (nach links in Fig. 2) zur Ableitung eines erhöhten Radzylinderdrucks beaufschlagt. Zu die­ sem Zeitpunkt wird der Anschluß 22e geschlossen, so daß das Arbeitsfluid in der zweiten Kammer 15 eingeschlossen ist, um so den Kolben 9 in Fig. 2 weiter nach links zu bewegen und den Radzylinderdruck zu erhöhen, wodurch eine Bremskraft auf das betreffende Rad ausgeübt und das Durchdrehen des Rades unterdrückt wird.

Die Traktionssteuerfunktion wird durchgeführt, wenn ein Durchdrehen des Rades infolge einer übermäßigen Antriebskraft auftritt, die an das betreffende Rad angelegt wird. In die­ sem Fall wird nur das zweite Ventil 22 geschlossen, welches auf die Bewegung des Kolbens 9 reagiert. Der Kolben wird mit einem Axialdruck beaufschlagt, durch den Drehmomentmo­ tor 32, um das Volumen der zweiten Kammer 15 innerhalb des Steuerzylinders 8 zu verrin­ gern, also nach links in Fig. 2, wenn der Radzylinderdruck erhöht werden soll, um eine Bremskraft an das betreffende Rad anzulegen und das Durchdrehen des Rades zu über­ brücken. Hierbei ist infolge des ungebremsten Zustandes des Fahrzeugs der Anfangsdruck Null, der in der zweiten Kammer 15 eingeschlossen ist.

Die Traktionssteuerung wird beendet, wenn der P_TRC-Wert entweder Null ist oder ein positiver Wert, der im wesentlichen Null ist. Daher wird während der Traktionssteuerung, wenn die Steuerung infolge der Ermittlung in dem Schritt 131 zu dem Schritt 132 übergegangen ist, der P_TRC-Wert auf Null gesetzt, so daß die Steuerung zu den Schritten 140, 141, 142 und 143 übergeht und das Traktionssteuerprogramm verläßt. Infolge der Rückkehrbewegung des Kolbens 9 kehrt das zweite Ventil 22 in die offene Position zurück. Wie voranstehend erläutert wurde, wird die Anti-Rutsch-Steuerung beim Auftreten eines Schlupfzustands infol­ ge einer übermäßigen, an ein Rad angelegten Bremskraft eingeleitet. Daher wird beispiels­ weise während eines Bremsvorgangs auf einer rutschigen Straße, wenn das betreffende Rad einen Schlupf erfährt und ermittelt wurde, daß die momentane Schlupfrate S niedriger als der Schwellenwert S₁ ist, das erste Ventil 20 geschlossen (Schritt 121), um eine Druck­ erhöhung der ersten und zweiten Kammer 15, 14 innerhalb des Drucksteuerzylinders 8 zu verhindern. Zu diesem Zweck wird die Magnetspule 20c des ersten Ventils 20 mit einem elektrischen Strom beaufschlagt, um den Plungerkolben 20a anzuziehen und um das Tel­ lerventilelement 21a dazu zu veranlassen, auf dem Anschluß 21e aufzusitzen. Dies dient zur Aufrechterhaltung des ursprünglichen Hauptzylinderdrucks innerhalb der ersten und zweiten Kammer 15, 14 im selben Moment des Auftretens des Schlupfzustandes. Die Anti- Rutsch-Steuerung wird in einem solchen Zustand durchgeführt, um den Schlupf des betref­ fenden Rades zu unterdrücken, und zwar durch Anlegen eines Axialdrucks an den Kolben 9 mit Hilfe des Drehmomentmotors 32, um so das Volumen der ersten Kammer 15 zu vergrö­ ßern und hierdurch den Fluiddruck in dem Radzylinder 5 zu verringern. Daher wird der Steuerbefehlswert P_ABS-Wert für den Druck berechnet, der erforderlich ist, um die Anti- Rutsch-Steuerung auszuführen (Schritt 123), und es wird der Befehlswert F_OUT für den Axi­ aldruck ermittelt, der an den Kolben 9 angelegt werden soll (Schritt 140). Dann wird der Kol­ ben in Fig. 2 nach rechts bewegt, so daß der Anschluß 22c des zweiten Ventils 22 durch den Ventil-Spulenkörper 22a geschlossen wird, um die Verbindung zwischen den Anschlüs­ sen 22c, 22e zu unterbrechen. Während die erste Kammer 15 in einem Zustand gehalten wird, in welchem das druckbeaufschlagte Fluid darin eingeschlossen ist, ist der Druck inner­ halb der Kammern 14, 15 nicht groß genug, um die Steuerung durchzuführen, so daß der Kolben 9 infolge des auf ihn ausgeübten Axialdrucks weiter nach rechts gezogen wird. Wenn sich der Kolben 9 nach rechts bewegt hat, mit dem zweiten Ventil 22 in seiner ge­ schlossenen Position, nimmt das Volumen der Kammer 15 zu, so daß der Druck innerhalb der ersten Kammer 15 verringert wird, also der Radzylinderdruck, so daß das Rad wieder greift.

Zu diesem Zeitpunkt entspricht die für die Axialbeaufschlagung des Kolbens 9 erforderliche Kraft der Kraft, die zur Verringerung des Druckes innerhalb der erstem Kammer 15 des Drucksteuerzylinders 8 verwendet wird, der sich auf der Seite des Radzylinders befindet, und zwar von dem Druckwert zum exakten Zeitpunkt des Auftretens eines Schlupfes aus zu einem niedrigeren Druckwert, mit dem der Schlupf unterdrückt werden kann. Es ist daher möglich, die Kapazität des Drehmomentmotors 32 als Kolbenantriebsabschnitt zu minimali­ sieren. In diesem Zusammenhang dient der Sammler 4C zur Unterdrückung eines Anstiegs des Druckes innerhalb der zweiten Kammer 14 des Steuerzylinders 8, und zur wirksamen Umwandlung des auf den Kolben 9 ausgeübten Axialdruckes in den Druck innerhalb der erstem Kammer 15.

Wie voranstehend vollständig erläutert wurde ermöglicht gemäß der vorliegenden Erfindung die Ausbildung des zweiten Ventils 22 als ein EIN/AUS-Ventil, welches in Reaktion auf die Bewegung des Kolbens 9 betätigt wird, auf einfache Weise, eine verbesserte Brems-Betäti­ gungseinichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine Anti-Rutsch-Steuerfunktion und eine Traktionssteuerfunktion ohne eine Magnetspule oder eine ähnliche elektromagnetische Ein­ richtung für das zweite Ventil zur Verfügung stellen kann, und die einen einfachen Aufbau aufweist, ein geringes Gewicht, und die weniger kostenaufwendig ist. Im Gegensatz zu dem früheren Vorschlag des Anmelders, bei welchem der Kolben mit einem Axialdruck beauf­ schlagt wird, nachdem das zweite Ventil elektromagnetisch geschlossen wurde, erfordert die Brems-Betätigungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die elektromagneti­ sche Einrichtung nicht und stellt sicher, daß ein entsprechender Vorgang einfach ausgeführt werden kann, nämlich einfach durch Anlegen eines Axialdruckes an den Kolben. Da ein e­ lektromagnetischer Betrieb und eine zugehörige Signalbearbeitung nicht erforderlich sind, können darüber hinaus die erforderlichen Steuerfunktionen mit einer verbesserten Reakti­ onscharakteristik ausgeführt werden. Die Brems-Betätigungseinrichtung gemäß der voran­ stehend erwähnten Ausführungsform zusammen mit der zugehörigen Steuerung ermöglicht es, exakt den Willen des Fahrers in Bezug auf die Bremskraftsteuerung wiederzugeben, insbesondere dann, wenn der Fahrer beispielsweise die Bremspedal-Niederdrückkraft wäh­ rend der Anti-Rutsch-Steuerung verringert. Dies tritt infolge der Anordnung auf, bei welcher das zweite Ventil 22 einer Steuerung durch die Steuereinrichtung 34 unterworfen wird, so daß es geschlossen wird, wenn der an dem Kolben 9 anzulegende Axialdruck einen Wert ungleich Null oder im wesentlichen gleich Null aufweist, und bei welcher das erste Ventil 20 einen Fluß des Arbeitsfluids in Richtung auf den Hauptzylinder 2 zu gestattet.

Die Brems-Betätigungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Anti-Rutsch- Steuerfunktion und die Traktionssteuerfunktion mit einer einfachen Einheit mit einer verein­ fachten und kompakten Anordnung des Antriebsabschnitts für den Kolben 9 erzielen. Die beispielhaft in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigte Brems-Betätigungseinrichtung kann sowohl für antreibende als auch für angetriebene Räder verwendet werden. Im letztgenannten Fall ist es natürlich selbstverständlich, daß geringe Abänderungen unter Bezug auf die Schritte des Steuerprogramms auf einfache Weise durchgeführt werden können, welche sich auf die Traktionssteuerfunktion beziehen.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 8 gezeigt, die sich von der vorhergehenden Ausführungsform hauptsächlich bezüglich der Anordnung des zweiten Ventils 22 unterscheidet.

Hierbei sind der Ventil-Spulenkörper des zweiten Ventils 22 und die Kolbenstange des Kol­ bens 9 auf der Seite des Ventil-Spulenkörpers als ein einstückiges Teil 16a ausgebildet, in welchem ein Längskanal 22g vorgesehen ist, um eine Verbindung zwischen einer ringförmi­ gen Kammer 22h und der zweiten Kammer 14 innerhalb des Steuerzylinders 8 herzustellen. Die ringförmige Kammer 22h wird durch einen Abschnitt verringerten Durchmessers des einstückigen Teils 16a festgelegt. Weiterhin ist die Ventilbuchse 22b mit einem Anschluß 22i versehen, der mit der ringförmigen Kammer 22h ausgerichtet werden kann. Entlang der in­ neren Umfangsoberfläche der Buchse 22b ist eine Längsnut 22j ausgebildet, die mit einem Raum zwischen der Kolbenstange und dem Enddeckel 10 zusammenwirkt, um eine Verbin­ dung zwischen der ringförmigen Kammer 22h und der ersten Kammer 15 innerhalb des Drucksteuerzylinders 8 einzurichten. Das einstückige Teil 16a, welches die Kolbenstange und die Ventilbuchse bildet, ist so ausgelegt, daß die ringförmige Kammer 22h den Anschluß 22i öffnet, wenn das einstückige Teil 16a, wie in Fig. 8 gezeigt, seine neutrale Po­ sition einnimmt. Soweit das Gehäuse 4A der Betätigungseinrichtung betroffen ist, ist dar­ über hinaus der Anschluß 21f des Ventilabschnitts 4B, der das erste Ventil bildet, nur mit der zweiten Kammer 14 des Drucksteuerzylinders 8 verbunden.

Im übrigen ist die Brems-Betätigungseinrichtung gemäß der Ausführungsform von Fig. 8 im wesentlichen auf dieselbe Weise wie die vorhergehende Ausführungsform aufgebaut und wird entsprechend gesteuert. Daher kann die Brems-Betätigungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform einen Kolbentreiberabschnitt aufweisen, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, und den in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ventilabschnitt 4B.

Auch bei dieser Ausführungsform wird das zweite Ventil 22 in Reaktion auf die Verschie­ bung des Kolbens 9 betätigt. Wenn der Axialdruck F, der an den Kolben 9 angelegt werden soll, Null ist, wird daher die erste Kammer 15 innerhalb des Drucksteuerzylinders 8 in Ver­ bindung mit der ersten Kammer 14 gehalten, und zwar über die Nut 22j, den Anschluß 221, die ringförmige Kammer 22h und den Kanal 22g, so daß in der neutralen Position die erste und zweite Kammer 15, 14 auf demselben Druck gehalten werden.

Wenn mit Hilfe des Kolbentreiberabschnitts ein Axialdruck F auf den Kolben 9 ausgeübt wird, wird der Ventil-Spulenkörper des zweiten Ventils 22 aus seiner neutralen Position her­ aus bewegt, so daß die ringförmige Kammer 22h nicht länger auf den Anschluß 221 ausge­ richtet ist. Auf diese Weise wird das Arbeitsfluid in der ersten Kammer 15 eingeschlossen, und der Radzylinderdruck kann dann entweder erhöht werden (Traktionssteuermodus), oder erniedrigt werden (Anti-Rutsch-Steuermodus), in Reaktion auf die Verschiebung des Kol­ bens, zusammen mit einer Verringerung oder einer Erhöhung des Volumens der ersten Kammer 15.

Auch die Brems-Betätigungseinrichtung gemäß der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform ist befähigt, die Anti-Rutsch-Steuerfunktion und die Traktionssteuerfunktion durch eine einzige Einheit mit einem vereinfachten und kompakten Aufbau der Antriebsvorrichtung für den Kolben 9 durchzuführen. Im Gegensatz zu der vorhergehenden Ausführungsform ist darüber hinaus diese Ausführungsform insbesondere in der Hinsicht vorteilhaft, daß die Anzahl der Anschlüsse, die für den Ventil-Spulenkörper zur Verfügung gestellt werden müssen, verrin­ gert werden kann, und der Ventil-Spulenkörper so ausgelegt werden kann, daß er eine ge­ ringere Axiallänge aufweist. Darüber hinaus dient die Ausbildung der Arbeitsfluid-Kanäle innerhalb des Kolbens und/oder innerhalb der Ventilbuchse dazu, den Aufbau zu vereinfa­ chen und die Anzahl externer Rohrverbindungen zu verringern.

Zwar wurde die vorliegende Erfindung nur unter Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausfüh­ rungsbeispiele erläutert, jedoch ist selbstverständlich die vorliegende Erfindung nicht auf die spezifischen Anordnungen beschränkt, und es lassen sich verschiedene Modifikationen und/oder Änderungen durchführen, ohne daß von dem Umfang der Erfindung abgewichen wird. Zwar wurde die Brems-Betätigungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung so beschrieben, daß sie sowohl die Anti-Rutsch-Steuerfunktion als auch die Traktionssteuer­ funktion ausführen kann, jedoch Kann sie beispielsweise so angeändert werden, daß sie nur entweder die Anti-Rutsch-Steuerfunktion oder die Traktionssteuerfunktion durchführt.

Claims (4)

1. Druckmodulator (4A) für eine hydraulische Bremsanlage in einem Kraftfahrzeug, die so­ wohl eine Antiblockierregelung als auch eine Antriebsschlupfregelung ermöglicht und die einen Hauptbremszylinder (2) aufweist, der durch den Fahrer betätigbar ist, so­ wie einen Radbremszylinder (5; 5a; 5b; 5c; 5d), der mit dem Hauptbremszylinder (2) über eine hydraulische Schaltung mit einem gesteuerten Trennventil (20; 4B) ver­ bindbar ist, zum Aufbringen einer Bremskraft auf ein Rad (F_l; F_r; R_l; R_r), wobei der Druckmodulator eine Steuerzylindereinrichtung (8) umfaßt, die über einen Kolben (9) eine erste Kammer (15) und eine zweite Kammer (14) definiert, die mit dem Rad­ bremszylinder (5; 5a; 5b; 5c; 5d) verbunden und über eine Ventileinrichtung (Schie­ ber 22) schaltbar mit dem Hauptbremszylinder (2) verbindbar ist, wobei der Kolben (9) axial verschiebbar in der Steuerzylindereinrichtung (8) aufgenommenen, durch eine Federeinrichtung (18, 19) in einer neutralen Position zentrierend vorgespannt und in dieser Position druckausgeglichen ist, sowie mit einer Kolbenantriebseinrichtung (17, 30, 32) zum axialen Verschieben des Kolbens (9) bei geschlossenem Trennventil (20; 4B) entgegen der den Kolben (9) in seiner neutralen Position zentrierenden Fe­ derkraft in eine erste Richtung für einen Modus zur Antiblockierregelung, und in eine zweite entgegengesetzte Richtung in einem Modus für die Antriebsschlupfregelung, wobei die Ventileinrichtung (22) einen Einlaß (22c; 22h) aufweist, der mit dem dem Hauptbremszylinder (2) nachgeschalteten Trennventil (20; 4B) verbunden ist, und ei­ nen Auslaß (22e; 22i) aufweist, der mit der ersten Kammer (15) verbunden ist, wobei die Ventileinrichtung (Schieber 22) mit dem Kolben (9) gekoppelt ist derart, daß sie eine Durchgangs-Stellung einnimmt, wenn sich der Kolben (9) in seiner Neutral- Position befindet, und eine Schließstellung einnimmt, wenn der Kolben (9) aus der Neutralposition bewegt ist, und wobei zum Druckausgleich des Kolbens (9) ein zweiter Einlaß (24b) in die zweite Kammer (14) fährt, die zum Volumenausgleich ü­ ber einen Anschluß (24d) mit einem Speicher (4C) druckabhängig variablen Volu­ mens verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (22) ein bewegliches Ventilelement (22a) aufweist, das mit dem Kolben (9) gekoppelt ist, und daß eine Gehäuseeinrichtung (22b) vorgesehen ist zur Aufnahme und zur Führung des Ventilelementes (22a), wobei die Gehäuseeinrichtung (22b) Einlaß- und Auslaßanschlüsse aufweist, und daß das Ventilelement (22a) eine Kammer (22d) aufweist, um die Einlaß- und Auslaßanschlüsse (22c bzw. 22e) schaltbar miteinander zu verbinden oder zu trennen (Fig. 2).

3. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (22a) ein Kolbenschieber (16a) ist, und daß die Gehäuseeinrichtung (22b) eine Ven­ tilbuchse ist (Fig. 8).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kolbenschie­ ber (16a) ein Längskanal ausgebildet ist, der den Einlaßanschluß (22h) mit der zweiten Kammer (14) verbindet (Fig. 8).