DE19548580A1 - Bremsdruck-Steuervorrichtung für ein ABS-System für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsdruck-Steuervorrichtung für ein Antiblockiersystem für Kraftfahrzeuge.

Derartige Antiblockiersysteme - unter der Bezeichnung "ABS" bekannt, dienen dazu, ein Blockieren der Räder im Falle eines scharfen Bremsens des Fahrzeuges zu verhindern. Dabei bedeutet die Ausdrucksweise "Blockieren der Räder", daß die Räder dann durch den Bremsdruck völlig abgestoppt werden, wenn der Fahrer die Bremse abrupt betätigt. Da bekanntlich die Gleitreibung von Gegenständen geringer ist, als die Haftreibung, kann das Fahrzeug bei blockierten Rädern über die Fahrbahn rutschen. Aus diesem Grunde kann der Bremsweg gefährlich lang, und das Steuern des Fahrzeuges unmöglich werden, was zu Unfällen führen kann.

Antiblockiersysteme verhindern derartige Zustände. Ein Antiblockiersystem steigert, verringert oder hält den Bremsdruck, der auf die Räder plötzlich aufgebracht wird, aufrecht, so daß die genannten gefährlichen Zustände verhindert werden.

Ein ABS umfaßt im allgemeinen ein Ventilsystem, das von einer hydraulischen Pumpe oder einem elektrischen Signal betätigt wird, um den auf die Räder aufgebrachten Bremsdruck zu vergrößern, zu verkleinern, oder aufrechtzuerhalten, ferner einen Sensor zum Erfassen der Drehzahl der Räder und eine Steuereinheit, die das ABS gemäß einem vorgegebenen Algorithmus betätigt.

Bei einem ABS nennt man den ersten Schritt, bei welchem der auf die Räder aufgebrachte Bremsdruck gesteigert wird, den Druckerhöhungsmodus, den zweiten Schritt, bei welchem der auf die Räder aufgebrachte Bremsdruck konstant gehalten wird, den Druckkonstanthaltungsmodus, und den dritten Schritt, bei welchem der auf die Räder aufgebrachte Bremsdruck verringert wird, den Druckverringerungsmodus.

Bei einem herkömmlichen ABS werden die genannten Modi durch Betätigen eines Solenoidventils durchgeführt.

Die Fig. 9A bis 9C zeigen ein Solenoidventil 500 während des Druckerhöhungsmodus beziehungsweise des Druckbeibehaltungsmodus beziehungsweise des Druckverringerungsmodus, und zwar bei einem herkömmlichen ABS.

Dabei umfaßt Ventil 500 ein zylindrisches Ventilgehäuse 510 und einen Deckel 520, der am unteren Ende des Gehäuses 510 angeordnet ist, um ein Austreten von Druckmedium zu verhindern. Gehäuse 510 weist einen ersten Anschluß 512 auf, der an einen (nicht gezeigten) Radzylinder angeschlossen ist, einen zweiten Anschluß 560, durch welchen Druckmedium einer nicht gezeigten Pumpe zugeführt wird, eine erste Kammer 510, die sich oberhalb des zweiten Anschlusses 560 befindet, und eine zweite Kammer 518 unterhalb des zweiten Anschlusses 560.

Am oberen Ende der ersten Kammer 510 ist ein oberer Ventilsitz 550 mit einem Druckmediumeinlaß 552 vorgesehen. Am unteren Ende der ersten Kammer 516 befindet sich ein unterer Ventilsitz 560 mit einem Druckmediumauslaß 564. Zwischen den beiden Ventilsitzen 550 und 560 befindet sich ein Zylinder 558. Am oberen und am unteren Ende von Zylinder 558 sind eine erste Kugel 554 beziehungsweise eine zweite Kugel 562 vorgesehen. Die erste Kugel 554 steht mit dem oberen Ventilsitz 550 in Berührung, und die zweite Kugel 562 mit dem unteren Ventilsitz 560.

Im Zylinder befinden sich außerdem eine erste Feder 556 sowie eine zweite Feder 566. Die beiden Federn sind derart angeordnet, daß sie auf die beiden Kugeln 554 und 562 jeweils einwirken. Zwischen den beiden Federn 556 und 566 befindet sich ein Kopfteil 534 eines Plungers 532. Kopfteil 534 verschiebt die erste Feder 556 dann, wenn sich Plunger 532 nach oben bewegt, so daß der Druckmedium-Einlaß 552 des oberen Ventilsitzes 550 durch die erste Kugel 554 abgesperrt wird.

Die zweite Kammer 518 des Ventilgehäuses 510 weist einen Anker 530 auf, der an einem Ende des Plungers 532 angekoppelt ist, eine Buchse 542, die in den oberen Endbereich der zweiten Kammer 518 eingelassen ist, um den Plunger 532 bei seiner Bewegung zu führen, sowie ein Solenoid 540, das magnetische Kraft auf den Anker 530 aufbringt und damit den Anker 530 nach oben verschiebt. Zwischen Anker 530 und der Unterseite des unteren Ventilsitzes 560 ist eine dritte Feder 576, die den Anker 530 elastisch unterstützt.

Das herkömmliche Solenoidventil des obigen Aufbaues arbeitet wie folgt: Tritt der Fahrer plötzlich auf die Bremse, so wird die Fahrzeuggeschwindigkeit plötzlich verringert. Gleichzeitig erfaßt ein am Rad des Fahrzeuges angeordneter, hier nicht dargestellter Geschwindigkeitssensor die verringerte Geschwindigkeit und übermittelt die Daten an eine elektrische Kontrolleinheit (ECU), ebenfalls nicht dargestellt. Bei Erhalt der Daten vom Geschwindigkeitssensor vergleicht die ECU diese Daten mit einem der ECU eingegebenen Wert. Übersteigt der Wert der Daten den eingegebenen Wert, so betätigt die ECU das ABS gemäß einem vorgegebenen Algorithmus. Der auf die Räder des Fahrzeuges aufgebrachte Bremsdruck wird kontinuierlich gesteigert (Druckerhöhungsmodus), ständig konstant gehalten (Druckerhaltungsmodus), oder verringert (Druckverringerungsmodus), völlig in Übereinstimmung mit dem eingegebenen Algorithmus der ECU.

Bei dem in Fig. 9A gezeigten Druckerhöhungsmodus betätigt die ECU eine nicht dargestellte hydraulische Pumpe, so daß Druckmedium von der hydraulischen Pumpe dem Druckmediumeinlaß 552 zuströmt, und die Kugel 554 nach unter gedrückt wird. So dann wird dasjenige Druckmedium, das in den Druckmediumeinlaß 552 eingetreten ist, auf den Radzylinder aufgebracht, der über den ersten Anschluß 512 mit den Rädern verbunden ist, so daß der auf die Räder ausgeübte Bremsdruck gesteigert wird.

Daraufhin wird das Solenoid 540 elektrisch beaufschlagt, so daß dieses eine magnetische Kraft erzeugt. Ist dies der Fall, so bewegt sich Anker 530 nach oben, wobei er die Kraft einer dritten Feder 576 überwindet.

Bewegt sich Anker 530 nach oben, so bewegt sich der in Anker 530 eingelassene Plunger 532 ebenfalls nach oben, während er die erste Feder 556 nach oben bewegt. Wie in Fig. 9B dargestellt, wird deshalb der Druckmediumanschluß 552 durch die erste Kugel 554 abgesperrt.

In diesem Zustand strömt kein Druckmedium in das Solenoidventil 500, so daß dieses im Druckerhaltungsmodus arbeitet, wobei konstanter Bremsdruck auf die Räder aufgebracht wird.

Wird dem Solenoid 540 weiterhin Strom zugeführt, so bewegt sich Anker 530 nach oben zur Unterseite der Buchse 542. Demgemäß wird die zweite Kugel 562, die sich im unteren Ventilsitz 560 befindet, gleichzeitig durch eine Schulter 536 des Plungers 532 verschoben, so daß sie sich nach oben bewegt. Gleichzeitig strömt Druckmedium durch einen engen Spalt zwischen Druckmediumauslaß 562 des unteren Ventilsitzes 560 und Plunger 532. So dann gelangt das Leckage-Druckmedium zu einem hier nicht dargestellten Druckmediumbehälter durch den zweiten Anschluß 514. In diesem Zustand herrscht im Solenoidventil 500 der Druckverringerungsmodus, wobei auf die Räder des Fahrzeuges aufgebrachter Bremsdruck verringert wird.

Das herkömmliche Solenoidventil wiederholt in rascher Folge die oben genannten Modi. Dies geschieht periodisch und in sehr kurzen Zeitabständen. Hierdurch wird verhindert, daß die Räder blockieren, selbst dann, wenn der Fahrer sehr plötzlich auf die Bremse drückt.

Ein herkömmliches Solenoidventil der beschriebenen Art umfaßt zahlreiche Bauteile; sein Aufbau ist kompliziert. Es ist somit nicht nur das Steuern des herkömmlichen Solenoidventils schwierig, sondern es sind auch die Herstellungskosten hoch. So müssen die drei Federn einwandfrei hergestellt werden, um den jeweiligen Modus genau fahren zu können.

Die Anmelderin hat eine US-Patentanmeldung mit der Bezeichnung "Bremsdruck-Steuervorrichtung für ein Antiblockier-Bremssystem bei Kraftfahrzeugen" eingereicht und diese Vorrichtung ist einfach im Aufbau, läßt sich leicht betätigen und sie ist kostengünstig herstellbar. Der jeweilige Modus läßt sich betreiben durch Betätigen eines Drehventils ohne Anwendung eines Solenoidventils. Das Drehventil kehrt jedoch nicht genau in seine Ausgangsposition zurück, in welcher es mit einem Radzylinder kommuniziert um nach dem Beenden der ersten ABS-Operation den Druckerhöhungsmodus auszuführen.

Ist die erste ABS-Operation abgeschlossen, so kann das Drehventil in der zweiten Position gestoppt werden, in welcher die leitende Verbindung zwischen dem Drehventil und dem Radzylinder unterbrochen ist, so daß der Druckbeibehaltungsmodus gefahren wird, oder in der dritten Position, in welcher das Drehventil mit einem Flüssigkeitsbehälter kommuniziert, so daß der Druckverringerungsmodus ausgeführt werden kann. In diesem Falle gleiten die Räder des Fahrzeuges vorübergehend, wenn die zweite ABS- Operation beginnt. Wird das Drehventil in der ersten Position nach dem Beenden der ersten ABS-Operation abgestoppt, so strömt - anders ausgedrückt - Bremsdruckmedium augenblicklich von einer hydraulischen Pumpe zum Radzylinder durch das Drehventil dann, wenn die zweite ABS- Operation beginnt, wobei die normale zweite ABS-Operation durchgeführt wird.

Wird im Gegensatz hierzu das Drehventil in der zweiten oder dritten Position abgestoppt, nachdem die erste ABS-Operation vollendet ist, so ist die leitende Verbindung zwischen dem Drehventil und dem Radzylinder abgesperrt; deshalb strömt nicht augenblicklich Bremsdruckmedium von der hydraulischen Pumpe zum Radzylinder, wenn der Fahrer plötzlich die Bremse betätigt. Die zweite ABS-Operation wird demgemäß momentan verzögert, so daß die Räder in Fahrtrichtung gleiten.

Diese Art des Gleitens kann den Fahrer verwirren und zu Unfällen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsdruck-Steuervorrichtung für ein Antiblockiersystem für Kraftfahrzeuge zu schaffen, das in noch besserer Weise seine Funktionen erfüllt, in dem es ein Gleiten der Räder noch stärker unterbindet, als dies bei bekannten ABS der Fall ist. Weiterhin soll die Vorrichtung einfacher im Aufbau sein, als bekannte Vorrichtungen. Sie soll möglichst eine geringe Zahl von Bauteilen umfassen und sich kostengünstiger herstellen lassen, als bekannte Vorrichtungen. Schließlich soll die Vorrichtung ein geringeres Bauvolumen einnehmen, als bekannte Vorrichtungen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung nähert erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt eine Bremsdruck-Steuervorrichtung für ein ABS in einer Schnittansicht.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 in einem Zustand, in welchem ein Drehventil sich durch aufgebrachten Mediumdruck nach oben bewegt hat.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Drehventils von Fig. 1.

Fig. 4 veranschaulicht in einem achssenkrechten Schnitt den Druckerhöhungsmodus, den Druckbeibehaltungsmodus und den Druckverringerungsmodus einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie S-S in Fig. 2.

Fig. 6 zeigt Einzelheiten des Drehventils sowie einer Buchse gemäß Fig. 1.

Fig. 7 zeigt in einer Schnittansicht das Drehventil, nach dem dies durch die Kraft einer Feder nach unten gedrückt wurde.

Fig. 8 ist eine Schnittansicht des Drehventils nach dessen Verdrehen in seine Ausgangsposition.

Die Fig. 9A bis 9C sind Schnittansichten eines herkömmlichen Solenoidventils, so wie oben beschrieben.

Die in Fig. 1 gezeigte Bremsdruck-Steuervorrichtung 100 weist ein Gehäuse 110 auf. Die Vorrichtung ist an eine hydraulische Pumpe P angeschlossen, die der Vorrichtung 100 Druckmedium zuführt. Auf der Vorrichtung 100 sitzt ein Motor 120. Dieser erzeugt ein Drehmoment entsprechend einem Signal von einer elektrischen Kontrolleinheit (ECU). Eine Buchse 130 ist in das Gehäuse 110 eingelassen und dort befestigt. Sie dient zum Leiten von Druckmedium, das durch Gehäuse 110 geströmt ist, zur Druckmedium- Steuervorrichtung 100. Weiterhin ist ein Drehventil 140 in Buchse 130 drehbar und beweglich angeordnet. Es erhält Druckmedium aus der Buchse 130. Drehventil 140 wird von Motor 120 verdreht, so daß Druckmedium, das durch die Buchse 130 in Drehventil 140 geströmt ist, abwechselnd einem Radzylinder B und einem Mediumbehälter T zugeführt wird. Im oberen Bereich des Drehventils 140 ist eine Feder 200 derart eingelassen, daß sie das Drehventil 140 nach unten verschieben kann.

Gehäuse 110 hat eine erste Kammer 117 zur Aufnahme der Buchse 130 sowie eine zweite Kammer 118, die von Pumpe P eingeführtes Druckmedium aufnimmt, um Drehventil 140 nach oben zu verschieben. Außerdem ist Gehäuse 110 mit einem ersten Strömungskanal 112 versehen, der an die hydraulische Pumpe P angeschlossen ist, um Druckmedium der Buchse 130 zuzuführen, mit einem zweiten Strömungskanal 114, der an den Radzylinder B angeschlossen ist, um Druckmedium, das durch die Buchse 130 hindurchgeströmt ist, dem Radzylinder B zuzuführen, und mit einem dritten Strömungskanal 116, der zwischen dem zweiten Strömungskanal 114 und der zweiten Kammer 118 verläuft, um Druckmedium von der hydraulischen Pumpe P der zweiten Kammer 118 zuzuführen.

Der dritte Strömungskanal 116 ist vor dem ersten Strömungskanal 112 an die hydraulische Pumpe P angeschlossen, so daß Druckmedium beim Arbeiten des ABS zuerst dem dritten Strömungskanal 116 zugeführt wird.

Motor 120 weist eine Welle 122 auf, die an ihrem einen Ende als Keilwelle 124 ausgeführt ist. Die Keile greifen in Nuten 345 einer Bohrung 344 ein, die im Zentrum der oberen Fläche des Drehventils 140 vorgesehen ist, so daß Drehventil 140 zusammen mit Motorwelle 122 umläuft.

Zwischen den Keilen der Keilwelle 124 und den Nuten 345 ist genügend Luft gelassen, so daß sich Drehventil 140 entlang der Keilwelle 124 leicht nach oben bewegen kann.

Buchse 130 ist zylindrisch. Auf einem Teil ihres Außenumfanges, und zwar im Bereich des Mediumbehälters T, ist sie mit einem ebenen Teil 132 versehen, so daß Druckmedium leicht zum Mediumbehälter T zurückkehren kann. Buchse 130 weist in ihrem inneren eine zylindrische Bohrung 220 auf, einen geneigten Teil 230 und einen Sitz 236 sowie eine zweite zylindrische Bohrung 238.

Fig. 6 zeigt, daß der geneigte Teil 230 von Buchse 130 eine erste geneigte Fläche 230A und eine zweite geneigte Fläche 230B umfaßt. Diese beiden sind symmetrisch zueinander gestaltet. Sie sind nach unten geneigt gegen eine erste Grenzlinie 235, die in der Mitte zwischen diesen verläuft.

Fig. 3 läßt ferner erkennen, daß die Buchse 130 an ihrer zylindrischen Außenwand Aussparungen 133 und 135 aufweist, und zwar zum Einführen oder zum Abgeben von Druckmedium. Die erste Aussparung 133 ist entsprechend dem ersten Strömungskanal 112 des Gehäuses 110 derart angeordnet, daß Druckmedium ohne weiteres aus dem ersten Strömungskanal 112 des Gehäuses 110 in die Buchse 130 strömen kann. Die zweite Aussparung 135 ist entsprechend dem zweiten Strömungskanal 114 des Gehäuses 110 angeordnet, und zwar derart, daß Druckmedium, das durch die Buchse 130 hindurchgeströmt ist, ohne weiteres in den zweiten Strömungskanal 114 des Gehäuses 110 einströmen kann. Die beiden Aussparungen 133 und 135 sind von rechteckigem Querschnitt; sie können spanabhebend erzeugt werden, beispielsweise auf einer Drehbank.

Die beiden Aussparungen 133 und 135 sind auf derselben axialen Höhe angeordnet. Die zweite Aussparung 135 ist jedoch im Uhrzeigersinn unter einem Winkel von 120° gegen die erste Aussparung 133 versetzt. Andererseits ist der ebene Bereich 132 der Buchse im Gegenzeigersinn unter einem Winkel von 120° gegen die erste Aussparung 133 versetzt.

Am Boden der ersten Aussparung 133 von Buchse 130 ist eine Einlaßbohrung 134 angeformt zum Einführen von Druckmedium in das Drehventil 140. Eine Auslaßbohrung 136 zum Leiten von Druckmedium zum Radzylinder B ist am Boden der zweiten Aussparung 135 der Buchse 130 angeformt. Außerdem weist der ebene Bereich 132 der Buchse 130 eine Bohrung 138 auf, die Drehventil 140 an den Mediumbehälter T anschließt. Die Bohrung 138 der Buchse 130 ist in axialer Richtung gegen die Einlaßbohrung 134 und die Auslaßbohrung 136 der Buchse 130 versetzt.

Wie man aus Fig. 1 erkennt, umfaßt Drehventil 140 einen Grundkörper 240, der in der ersten zylindrischen Bohrung 220 der Buchse 130 aufgenommen wird, ferner einen Schaft 244, der sich durch die zweite zylindrische Bohrung 238 der Buchse 130 hindurcherstreckt. Zwischen Grundkörper 240 und Schaft 244 ist ein Flansch 242 vorgesehen. Dieser ruht auf einem Sitz 236 der Buchse 130.

Dem Drehventil 140 ist an seinem einen Endbereich ein Vorsprung 241 angeformt, der auf dem geneigten Teil 230 der Buchse 130 sitzt. Wie man aus Fig. 6 erkennt, umfaßt Vorsprung 241 des Drehventils 140 eine erste Fläche 241A und eine zweite Fläche 241B, die zueinander symmetrisch sind und die gegen eine zweite Grenzlinie 245 hin in der Mitte zwischen diesen beiden vorspringen. Zum Zwecke des Verringerns der Reibung zwischen Drehventil 140 und Buchse 130 und damit zum Erleichtern der Bewegung des Drehventils 140 weist der Vorsprung 241 einen Radius auf, der kleiner als derjenige des geneigten Teiles 230 der Buchse 130 ist.

Im folgenden soll wieder auf Fig. 3 eingegangen werden. Grundkörper 240 des Drehventils 140 ist mit drei Anschlüssen 144, 145 und 146 versehen. Läuft Drehventil 140 um, so kommunizieren abwechselnd die drei Anschlüsse 144, 145 und 146 mit Einlaß, Auslaß und Bohrung 134 beziehungsweise 136 beziehungsweise 138 der Buchse 130, so daß Druckmedium, das durch die Buchse 130 hindurchgeströmt ist, dem Radzylinder B zugeführt oder zum Flüssigkeitsbehälter T zurückgeführt werden kann.

Die drei Bohrungen 144, 145 und 146 sind von einer solchen Erstreckung, daß sie durch das Drehventil 140 hindurchlaufen. Außerdem kommunizieren die beiden Anschlüsse 144 und 145 miteinander in derselben Ebene, und der dritte Anschluß 146 des Drehventils 140 ist in Achsrichtung um einen bestimmten Wert gegen den ersten und den zweiten Anschluß 144 und 145 versetzt.

Während der zweite Anschluß 144 im Uhrzeigersinn unter einem Winkel von 120° gegen den ersten Anschluß 144 versetzt ist, ist der dritte Anschluß 146 unter einem Winkel von 120° gegen Anschluß 145 versetzt, obgleich der dritte Anschluß 146 auf einem anderen axialen Niveau als der erste und der zweite Anschluß 144 und 145 sitzt.

Das Drehventil 140 ist demgemäß in sechs Ebenen unterteilt, und zwar durch die drei Anschlüsse 144, 145 und 146, was man in der Draufsicht erkennt.

Grundkörper 240 hat außerdem eine erste Längsnut 143, die sich von einem Ende des zweiten Anschlusses 145 nach unten erstreckt, weiterhin eine zweite Längsnut 143A, die sich vom anderen Ende des zweiten Anschlusses 145 nach unten erstreckt, eine dritte Längsnut 147, die sich von einem Ende des dritten Anschlusses 146 nach oben erstreckt, und eine vierte Längsnut 147A, die sich vom anderen Ende des dritten Anschlusses 146 nach oben erstreckt.

Die erste und die zweite Längsnut 143 und 143A haben dieselben Abmessungen wie die dritte und die vierte Längsnut 147 und 147A. Läuft Drehventil 140 um, so gelangen die vier Längsnuten abwechselnd und kontinuierlich mit dem Einlaß, dem Auslaß sowie der Durchgangsbohrung 134 beziehungsweise 136 beziehungsweise 138 der Buchse 130 in leitende Verbindung, so daß der Druckerhöhungsmodus, der Druckbeibehaltungsmodus und der Druckverringerungsmodus kontinuierlich durchgeführt werden können.

Außerdem sind um den Außenumfang des Grundkörpers 240 des Drehventils 140 herum Ölnuten 142 angeformt. Befindet sich das ABS in Betrieb, so gelangt ein wenig Lecköl in die Ölnuten 142, so daß die Reibung zwischen der äußeren Mantelfläche des Drehventils 140 und der inneren Mantelfläche der Buchse 130 zu Folge des Umlaufes des Drehventils 140 verringert wird. Die Ölnut 140 ist im oberen und im unteren Bereich des Drehventils 140 vorgesehen, um ein Gleichgewicht des Mediumdruckes zu erzielen.

Wie man weiterhin aus Fig. 1 erkennt, ist an einer bestimmten Stelle der Welle 244 des Drehventils 140 eine Nut zum Einsetzen eines Anschlagringes 250 eingestochen. Anschlagring 250 gelangt dann mit der unteren Seite der Buchse 130 in Berührung, wenn sich Drehventil 140 um eine vorgegebene Wegstrecke durch Druckmedium nach oben bewegt hat, das in die zweite Kammer 118 des Gehäuses 110 eingeströmt ist, so daß die obere Fläche des Drehventils 140 die untere Fläche des Motors 120 nicht berührt, selbst dann nicht, wenn sich das Drehventil 140 nach oben bewegt hat.

Eine in Bohrung 344 des Drehventils 140 befindliche Feder 200 wird durch die Aufwärtsbewegung des Drehventils 140 beim Arbeiten des ABS komprimiert und verschiebt das Drehventil 140 dann nach unten, wenn das ABS seine Arbeit beendet hat.

Um eine Leckage von Druckmedium zum Mediumbehälter T zu verhindern, ist ein erster O-Ring 210 zwischen der Innenwand der Buchse 130 und der Welle 244 des Drehventils 140 vorgesehen, ferner ein zweiter O-Ring 234 zwischen dem Boden der ersten Kammer 117 und der unteren Fläche der Buchse 130.

Im oberen Teil der ersten Kammer 117 ist ein Schnappring 260 angeordnet, der mit der oberen Fläche der Buchse 130 in Berührung steht, um zu verhindern, daß sich Buchse 130 löst.

Die Arbeitsweise der Bremsdruck-Steuervorrichtung 100 des oben geschilderten Aufbaus ist in Fig. 4 veranschaulicht. Aus Fig. 4 ergibt sich, daß die Vorrichtung 100 gemäß der Erfindung gemäß dem Druckerhöhungsmodus arbeiten kann, wobei auf die Räder aufgebrachter Bremsdruck gesteigert wird, nach dem Druckbeibehaltungsmodus, wobei auf die Räder aufgebrachter Bremsdruck konstant gehalten wird, sowie nach dem Druckverringerungsmodus, wobei auf die Räder aufgebrachter Bremsdruck verringert wird.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden jedoch diese drei Modi mittels eines Drehventils 140 ausgeführt, ohne Verwendung eines Solenoidventils.

Die Arbeitsweise ist wie folgt:
Tritt der Fahrer plötzlich auf die Bremse, so nimmt die Geschwindigkeit des Fahrzeuges plötzlich ab. Zu diesem Zeitpunkt erfaßt ein am Rad des Fahrzeuges angeordneter, hier nicht dargestellter Geschwindigkeitssensor die verringerte Geschwindigkeit und gibt die Daten an die ECU. Diese vergleicht die aufgenommenen Daten mit einem vorgegebenen Wert. Übersteigen die Daten den vorgegebenen Wert, so betätigt die ECU das ABS gemäß einem vorgegebenen Algorithmus. Demgemäß übermittelt die ECU ein Arbeitssignal an einen hier nicht gezeigten Antriebsmotor, der eine hydraulische Pumpe P antreibt, so daß Druckmedium von der hydraulischen Pumpe P der Bremsdruck-Steuervorrichtung 100 zugeführt wird.

Wie oben erwähnt, wird Druckmedium zunächst der zweiten Kammer 118 des Gehäuses 110 durch den dritten Strömungskanal 116 im Bereich der hydraulischen Pumpe P zugeführt.

Wie man aus Fig. 2 erkennt, überträgt das in die zweite Kammer 118 einströmende Druckmedium Druck auf die untere Fläche von Welle 244 sowie auf die untere Fläche des Anschlagringes 150, so daß sich das Drehventil 140 entlang der Keilwelle 124 des Motors 120 nach oben bewegt, wobei die Kraft der Feder 200 überwunden wird.

Da zwischen der Keilwelle 124 und der Nutenbohrung 345 des Drehventils 140 ein genügend weiter Spalt 208 verbleibt, kann sich Drehventil 140 ohne weiteres entlang der Keilwelle 124 nach oben bewegen, ohne die Keilwelle 124 zu berühren. Hat das Drehventil 140 eine gewisse Wegstrecke nach oben zurückgelegt, so gelangt Anschlagring 250 mit der oberen Fläche der Buchse 130 in Kontakt, so daß die obere Fläche des Drehventils 140 die untere Fläche des Motors 120 nicht berührt.

Hat sich Drehventil 140 nach oben bewegt, so wie in Fig. 2 gezeigt, so kommuniziert ein Ende des ersten Anschlusses 144 des Drehventils 140 mit der Einlaßbohrung 134 der Buchse 130, und ein Ende des zweiten Anschlusses 145 des Drehventils 140 kommuniziert mit der Auslaßbohrung 136 der Buchse 130, so wie in Fig. 4 gezeigt.

In diesem Stadium beginnt der Druckerhöhungsmodus.

Beim Druckerhöhungsmodus wird Druckmedium durch den ersten Anschluß 144 des Drehventils 140 von einer hydraulischen Pumpe P durch den ersten Strömungskanal 112 des Gehäuses 110 eingeleitet, die erste Aussparung 133 und die Einlaßbohrung 134 der Buchse 130.

Da das andere Ende des ersten Anschlusses 144 und das andere Ende des zweiten Anschlusses 145 durch die Innenwand der Buchse 130 abgesperrt sind, strömt Druckmedium, das in den ersten Anschluß 144 des Drehventils 140 eingetreten ist, in den zweiten Strömungskanal 144, der mit dem Radzylinder B kommuniziert, und zwar durch den zweiten Anschluß 145 des Drehventils 140, die Auslaßbohrung 136 sowie die zweite Aussparung 135 der Buchse 130. Sodann wird Druckmedium, das in den zweiten Strömungskanal 114 des Gehäuses eingeströmt ist, dem Radzylinder B zugeführt, der an die Räder des Fahrzeuges angeschlossen ist, so daß auf die Räder aufgebrachter Bremsdruck des Fahrzeuges gesteigert wird.

Wenn auch der dritte Anschluß 146 des Drehventils 140 mit dem Druckmediumbehälter T kommuniziert, so gelangt kein Druckmedium zurück zum Druckmediumbehälter, da das Druckmedium nicht durch den dritten Anschluß 146 des Drehventils 140 strömen kann.

Sodann überträgt die ECU ein Arbeitssignal auf den Motor 120, so daß dieser das Drehventil 140 im Uhrzeigersinn verdreht.

Wie oben erwähnt, gelangt etwas Lecköl in die Ölnut 142. Deswegen wird die Reibung zwischen der äußeren Mantelfläche des Drehventils 140 und der inneren Mantelfläche der Buchse 130 beim Verdrehen des Drehventils 140 verringert.

Wurde das Drehventil 140 um einen Winkel von 60° verdreht, so kommuniziert ein Ende des zweiten Anschlusses 145 des Drehventils 140 mit der Einlaßbohrung 134 der Buchse 130, und ein Ende des dritten Anschlusses 146 des Drehventils 140 mit der Auslaßbohrung 136 der Buchse 130 durch die vierte Längsnut 147A. In diesem Zustand beginnt der Druckbeibehaltungsmodus.

Da das andere Ende des zweiten Anschlusses 145 sowie die beiden Enden des ersten Anschlusses 144 durch die Innenwand der Buchse 130 abgesperrt sind, verbleibt beim Druckbeibehaltungsmodus das Druckmedium, das von der hydraulischen Pumpe P zum zweiten Anschluß 145 des Drehventils 140 geströmt ist, im ersten und zweiten Anschluß 144 und 145 des Drehventils. Somit wird kein Druckmedium dem Radzylinder B zugeführt. Da ferner das andere Ende des dritten Anschlusses 146 des Drehventils durch die innere Wand der Buchse 130 abgesperrt ist, strömt kein Druckmedium, das in Radzylinder B eingeführt wurde, zurück, so der auf die Räder aufgebrachte Bremsdruck konstant gehalten wird.

Da ferner der erste Anschluß 144 des Drehventils 140 unterhalb der Durchgangsbohrung 138 der Buchse 130 liegt, kann der erste Anschluß 144 des Drehventils nicht mit der Durchgangsbohrung 138 der Buchse 130 kommunizieren, so daß kein Druckmedium zum Druckmediumbehälter T zurückgelangen kann.

Wurde Drehventil 140 weiterhin im Uhrzeigersinn um einen Winkel von 60° durch den Motor 120 verdreht, so kommuniziert ein Ende des dritten Anschlusses 146 des Drehventils 140 mit der Einlaßbohrung 134 der Buchse 130 durch die Längsnut 147, und ein Ende des ersten Anschlusses 144 des Drehventils 140 kommuniziert mit der Auslaßbohrung 136 der Buchse 130. Außerdem kommuniziert ein Ende des zweiten Anschlusses 145 des Drehventils 140 durch die erste Längsnut 143 mit der mit dem Mediumbehälter T verbundenen Durchgangsbohrung 138. In diesem Zustand beginnt der Druckverringerungsmodus.

Da das andere Ende des dritten Anschlusses 146 durch die innere Wand der Buchse 130 abgesperrt ist, verbleibt beim Druckverringerungsmodus Druckmedium, das in den dritten Anschluß 164 des Drehventils 140 von der hydraulischen Pumpe P geströmt ist, im dritten Anschluß des Drehventils 140 so daß Druckmedium nicht zum Radzylinder B geleitet wird.

Da jedoch der zweite Anschluß 165, der mit der Durchgangsbohrung 138 über die erste Längsnut 143 kommuniziert, ebenfalls mit dem Radzylinder B durch den ersten Anschluß 144 des Drehventils 140 kommuniziert, kann jenes Druckmedium, das in Radzylinder B eingeleitet wurde, zum Druckmediumbehälter T zurückströmen, und zwar durch die zweite Aussparung 135 der Buchse 130, den zweiten Anschluß 145 des Drehventils 140, die erste Längsnut 143 und die Durchgangsbohrung 138 der Buchse 130. Dies geht auf das Druckdifferential zwischen dem zweiten Anschluß 145 des Drehventils 140 und dem Druckmediumbehälter T zurück. Somit wird der auf die Räder aufgebrachte Bremsdruck verringert.

Da ferner, wie oben beschrieben, die Buchse 130 einen Ebenen Bereich 132 in der Nähe des Druckmediumbehälters T aufweist, kann Druckmedium ohne weiteres zum Druckmediumbehälter T zurückströmen.

Im Verlaufe eines jeden Modus gelangt weiterhin der dritte Anschluß 146 des Drehventils 140, der in Achsrichtung um einen bestimmten Wert gegen die beiden anderen Anschlüsse 144 und 145 versetzt ist, abwechselnd in leitende Verbindung mit Einlaß, Auslaß und Durchgangsbohrung 134 beziehungsweise 136 beziehungsweise 138 der Buchse 130, so daß eine Pulsation des Drehventils zur Folge der Ablenkung des Druckmediums verringert wird.

Die Druckmedium-Steuervorrichtung 100 gemäß der Erfindung wiederholt in rascher Folge die drei genannten Modi und verhindert damit ein Blockieren der Räder auch dann, wenn der Fahrer abrupt auf die Bremse steigt.

Ist die Operation des ABS vollendet, so stoppt die ECU den Antriebsmotor der hydraulischen Pumpe und des Motors 120 gleichzeitig, so daß ein Verdrehen des Drehventils 140 unterbleibt. Zu diesem Zeitpunkt kann das Drehventil in der zweiten Position abgestoppt werden, in welcher der Druckbeibehaltungsmodus durchgeführt wird, oder in der dritten Position, in welcher der Druckverringerungsmodus durchgeführt wird, statt in der ersten Position, in welcher der Drucksteigerungsmodus durchgeführt wird.

Da der Betrieb der hydraulischen Pumpe ebenfalls abgestoppt wird, kehrt Druckmedium, das in die zweite Kammer 118 des Gehäuses 110 eingeströmt ist, zum Druckmediumbehälter T durch den dritten Strömungskanal 116 zurück, so daß das Drehventil 140 durch die Kraft der Feder 200 nach unten bewegt wird.

Wurde das Drehventil 140 in der ersten Position angehalten, so sitzt Vorsprung 241 des Drehventils 140 zuverlässig auf dem geneigten Bereich 230 der Buchse 130, wenn sich Drehventil 140 nach unten bewegt hat, so daß das Drehventil 140 in seine Ausgangsposition zurückkehren kann - siehe Fig. 8.

Wurde andererseits Drehventil 140 in der zweiten oder in der dritten Position angehalten, so fällt die zweite Grenzlinie 245 des Drehventils 140 nicht mit der ersten Grenzlinie 235 der Buchse 130 dann zusammen, wenn Drehventil 140 nach unten bewegt wurde, so wie in Fig. 7 gezeigt. Da jedoch der geneigte Bereich 230 der Buchse 130 nach unten abfällt, kann die zweite Grenzlinie 245 des Drehventils 140 zusammen mit der ersten und der zweiten geneigten Fläche 230A und 230B des geneigten Bereiches gleiten, sobald sie in Kontakt gelangt mit den geneigten Flächen 230A und 230B des geneigten Bereiches 230. Vorsprung 241 des Drehventils 140 kann somit auf dem geneigten Bereich 230 der Buchse 130 aufsitzen.

Selbst dann, wenn Drehventil 140 in der zweiten oder dritten Position angehalten wurde, verdreht sich Drehventil 140 entlang des geneigten Bereiches 230 der Buchse 130, so daß es in seine Ausgangsposition zurückkehren kann - siehe Fig. 8.

Auf diese Weise kehrt Drehventil 140 nach Beendigung der Operation des ABS stets in seine Ausgangsposition zurück. Demgemäß kann das Drehventil 140 auf den Druckerhöhungsmodus vorbereitet werden, wenn die zweite ABS- Operation beginnt, so daß ein Rutschen der Räder vermieden wird.

Drehventil 140 wurde zwar derart dargestellt, daß es im Uhrzeigersinn verdreht wird. Durch Anwenden eines Reversiermotors läßt es sich jedoch auch im Gegenzeigersinn verdrehen. Auf diese Weise läßt sich genau derselbe Bremseffekt verwirklichen.

Wie oben beschrieben, hat eine Bremsdruck-Steuervorrichtung für ein ABS bei Fahrzeugen gemäß der Erfindung einen einfachen Aufbau und läßt sich leicht und kostengünstig herstellen. Die Vorrichtung ist von kompaktem Bauvolumen. Sie umfaßt verhältnismäßig wenige Bauteile, so daß die Herstellungskosten niedrig gehalten werden können. Das Drehventil kann sofort in seine Ausgangsposition zurückkehren, sobald die erste ABS- Operation vollendet ist, so daß ein Rutschen der Räder dann verhindert wird, wenn die zweite ABS-Operation beginnt.

Claims (19)

1. Bremsdruck-Steuervorrichtung für ein Antiblockiersystem für Kraftfahrzeuge mit den folgenden Merkmalen:

• 1.1 ein Gehäuse, das zur Aufnahme eines Druckmediums von einer hydraulischen Pumpe vorgesehen und an diese angeschlossen ist;
• 1.2 ein erstes Mittel zum Erzeugen eines Drehmomentes gemäß eines Arbeitssignales von einer elektrischen Kontrolleinheit (ECU);
• 1.3 ein zweites Mittel zum Leiten von Druckmedium, das durch das Gehäuse hindurchgeströmt ist;
• 1.4 ein drittes Mittel, das Druckmedium aufnimmt, welches von dem zweiten Medium geleitet wurde, um das Druckmedium abwechselnd einem Radzylinder oder einem Druckmediumbehälter zuzuführen, und das im zweiten Mittel drehbar und beweglich angeordnet und von dem ersten Mittel angetrieben ist;
• 1.5 ein viertes Mittel zum Zurückführen des dritten Mittels in seine Ausgangsposition.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 2.1 das Gehäuse weist eine erste Kammer, zur Aufnahme des zweiten Mittels auf;
• 2.2 es ist eine zweite Kammer vorgesehen, die das Druckmittel von der hydraulischen Pumpe aufnimmt, um das dritte Mittel nach oben zu bewegen;
• 2.3 es ist ein erster Strömungskanal vorgesehen, der an die hydraulische Pumpe angeschlossen ist, um Druckmedium dem zweiten Mittel zuzuführen;
• 2.4 es ist ein zweite Strömungskanal vorgesehen, der an den Radzylinder angeschlossen ist, um Druckmedium, das durch das zweite Mittel hindurchgeleitet wurde, dem Radzylinder zuzuführen;
• 2.5 es ist ein dritter Strömungskanal vorgesehen, der zwischen dem zweiten Strömungskanal und die zweite Kammer geschaltet ist, um Druckmedium von der hydraulischen Pumpe der zweiten Kammer zuzuleiten;
• 2.6 der dritte Strömungskanal ist an die hydraulische Pumpe vor dem ersten Strömungskanal angeschlossen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Mittel einen Motor mit einer Motorwelle umfaßt, daß der Motor oben auf dem Gehäuse angeordnet ist, und daß die Motorwelle an einem Ende als Keilwelle ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 4.1 das zweite Mittel umfaßt eine zylindrische Buchse, die einen ebenen Bereich auf ihrem Außenumfang aufweist, um ein leichtes Rückführen des Druckmediums zum Druckmediumbehälter zu ermöglichen;
• 4.2 die Buchse weist eine erste zylindrische Bohrung auf, einen geneigten Bereich, einen Sitz sowie eine zweite zylindrische Bohrung;
• 4.3 die Buchse weist an ihrer zylindrischen Außenwand eine erste und eine zweite Aussparung auf;
• 4.4 die erste Aussparung ist entsprechend dem ersten Strömungskanal des Gehäuses derart angeordnet, daß Druckmedium vom ersten Strömungskanal in die Buchse strömen kann;
• 4.5 die zweite Aussparung ist entsprechend dem zweiten Strömungskanal derart angeordnet, daß Druckmedium, das durch die Buchse hindurchgeströmt ist, in den zweiten Strömungskanal des Gehäuses einströmen kann;
• 4.6 die erste Aussparung ist an ihrem Boden mit einer Einlaßbohrung zum Aufnehmen von Druckmedium aus dem Gehäuse versehen;
• 4.7 die zweite Aussparung ist an ihrem Boden mit einer Auslaßbohrung zum Leiten von Druckmedium zum Radzylinder versehen;
• 4.8 der ebene Bereich ist mit einer Durchgangsbohrung versehen, die mit dem Druckmediumbehälter kommuniziert und die in Achsrichtung um eine bestimmte Länge gegen die Einlaßbohrung und die Auslaßbohrung versetzt ist;
• 4.9 die Buchse sitzt fest im Gehäuse.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Aussparungen die Gestalt einer rechteckigen Nut aufweisen und auf derselben axialen Höhe angeordnet sind, und daß die zweite Aussparung im Uhrzeigersinn um einen Winkel von 120° gegen die erste Aussparung versetzt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der geneigte Bereich eine erste und eine zweite geneigte Fläche aufweist, die zueinander symmetrisch gestaltet und nach unten geneigt sind und die in einem mittleren Bereich zwischen diesen beiden eine erste Grenzlinie bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Mittel ein Drehventil aufweist mit einem Grundkörper, der in der ersten zylindrischen Bohrung der Buchse aufgenommen ist, eine Welle, die durch die zweite zylindrische Bohrung der Buchse hindurchgeführt ist, und einen Flansch, der zwischen dem Grundkörper und der Welle gebildet ist und im Sitz der Buchse ruht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper einen ersten, einen zweiten und einen dritten Anschluß aufweist, eine erste Längsnut, die sich von einem ersten Ende des zweiten Anschlusses nach unten erstreckt, eine zweite Längsnut, die sich von einem zweiten Ende des zweiten Anschlusses nach unten erstreckt, eine dritte Längsnut, die sich von einem ersten Ende des dritten Anschlusses nach oben erstreckt und eine vierte Längsnut, die sich von einem zweiten Ende des dritten Anschlusses nach oben erstreckt, daß die drei Anschlüsse abwechselnd mit der Einlaßbohrung, der Auslaßbohrung und der Durchgangsbohrung beim Umlauf des Drehventils kommunizieren, und daß dem Grundkörper an seinem einen Ende eine Vorsprung angeformt ist, der auf dem geneigten Bereich der Buchse sitzt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung des Drehventils eine erste und eine zweite Fläche aufweist die symmetrisch zueinander gestaltet sind und gegen eine zweite Grenzlinie in einem mittleren Bereich zwischen diesen vorspringen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der vorspringende Bereich des Drehventils einen Radius aufweist, der kleiner als der geneigte Bereich der Buchse ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche des Drehventils mit Ölnuten zum Verringern der Reibung zwischen Drehventil und Buchse beim Verdrehen des Drehventils versehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehventil eine Öffnung aufweist, die im Zentrum einer oberen Fläche des Drehventils angeformt ist, und die in ihrem oberen Teil Keilnuten aufweist, und daß die Keilwelle des Motors in die Öffnung einführbar ist, so daß eine drehfeste Verbindung zwischen Drehventil und Keilwelle hergestellt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Keilwelle und Drehventil ein Schiebesitz hergestellt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Mittel eine in der Öffnung des Drehventils enthaltene Feder umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Anschluß des Drehventils sich in ein und derselben Ebene miteinander kreuzen, und daß der zweite Anschluß unter einem Winkel von 120° gegen den ersten Anschluß versetzt ist, und der dritte Anschluß unter einem Winkel von 120° gegen den zweiten Anschluß, jeweils in Draufsicht gesehen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Längsnut dieselbe Größe wie die dritte und die vierte Längsnut aufweisen, und daß sämtliche Nuten abwechselnd und kontinuierlich mit der Einlaßbohrung, der Auslaßbohrung und der Durchgangsbohrung der Buchse beim Verdrehen des Drehventiles kommunizieren.

17. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ringnut in der Welle des Drehventils ein Anschlagring sitzt, und daß der Anschlagring mit einer unteren Fläche der Buchse dann in Berührung gelangt, wenn sich das Drehventil um eine bestimmte Wegstrecke zur Folge des Druckmediums, das in die zweite Kammer des Gehäuses eingeströmt ist, nach oben bewegt hat.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenwand der Buchse und der Welle des Drehventil ein erster O- Ring eingesetzt ist, und daß zwischen dem Boden der ersten Kammer und einer unteren Fläche der Buchse ein zweiter O-Ring eingesetzt ist um eine Leckage von Druckmedium zum Druckmediumbehälter hin zu verhindern.

19. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oberen Bereich der ersten Kammer ein Schnappring zum Verhindern des Lösens der Buchse eingesetzt ist.