DE19518333A1 - Elektromagnetische Ventilanordnung und Fahrzeugbremssystem mit dieser elektromagnetischen Ventilanordnung - Google Patents

Elektromagnetische Ventilanordnung und Fahrzeugbremssystem mit dieser elektromagnetischen Ventilanordnung

Info

Publication number
DE19518333A1
DE19518333A1 DE19518333A DE19518333A DE19518333A1 DE 19518333 A1 DE19518333 A1 DE 19518333A1 DE 19518333 A DE19518333 A DE 19518333A DE 19518333 A DE19518333 A DE 19518333A DE 19518333 A1 DE19518333 A1 DE 19518333A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
connection
arrangement
electromagnetic valve
pressure
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19518333A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19518333B4 (de
Inventor
Helmut Gegalski
Dieter Voges
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF International UK Ltd
Original Assignee
Lucas Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lucas Industries Ltd filed Critical Lucas Industries Ltd
Priority to DE19518333A priority Critical patent/DE19518333B4/de
Priority to KR1019970708215A priority patent/KR19990014870A/ko
Priority to EP96916130A priority patent/EP0825942B1/de
Priority to DE59601425T priority patent/DE59601425D1/de
Priority to PCT/EP1996/002156 priority patent/WO1996036518A1/de
Publication of DE19518333A1 publication Critical patent/DE19518333A1/de
Priority to US08/971,912 priority patent/US6050654A/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19518333B4 publication Critical patent/DE19518333B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/321Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration deceleration
    • B60T8/3255Systems in which the braking action is dependent on brake pedal data
    • B60T8/326Hydraulic systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T15/00Construction arrangement, or operation of valves incorporated in power brake systems and not covered by groups B60T11/00 or B60T13/00
    • B60T15/02Application and release valves
    • B60T15/025Electrically controlled valves
    • B60T15/028Electrically controlled valves in hydraulic systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/36Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition including a pilot valve responding to an electromagnetic force
    • B60T8/3615Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems
    • B60T8/363Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems in hydraulic systems
    • B60T8/364Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems in hydraulic systems switching between a number of discrete positions as a function of the applied signal, e.g. 3/3-valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/36Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition including a pilot valve responding to an electromagnetic force
    • B60T8/3615Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems
    • B60T8/3655Continuously controlled electromagnetic valves
    • B60T8/366Valve details
    • B60T8/3665Sliding valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/42Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition having expanding chambers for controlling pressure, i.e. closed systems
    • B60T8/4275Pump-back systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/48Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition connecting the brake actuator to an alternative or additional source of fluid pressure, e.g. traction control systems
    • B60T8/4809Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems
    • B60T8/4827Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems
    • B60T8/4863Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems closed systems
    • B60T8/4872Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems closed systems pump-back systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/50Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition having means for controlling the rate at which pressure is reapplied to or released from the brake
    • B60T8/5018Pressure reapplication using restrictions
    • B60T8/5025Pressure reapplication using restrictions in hydraulic brake systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Ven­ tilanordnung, vorzugsweise für ein Druckmedium eines Fahrzeug­ bremssystems, mit einer Elektromagnetanordnung, die mit einer in mehrere Stellungen bringbaren Ventilschließeinrichtung ge­ koppelt ist, einem Gehäuse mit einem ersten, einem zweiten, ei­ nem dritten und einem vierten Anschluß.
Ventilanordnungen dieser Art gibt es im Stand der Technik in den unterschiedlichsten Ausführungsformen.
Allerdings haben bekannte Ventilanordnungen dieser Art den Nachteil, daß manche Kombinationen von Verbindungen bzw. Unter­ brechungen zwischen den vier Anschlüssen nur schwierig her­ stellbar sind. Insbesondere ist eine explizite und von mehreren Stellungen aus erreichbare Sperrstellung, in der alle Anschlüs­ se gegeneinander abgesperrt sind, nur mit großem konstruktiven Aufwand erreichbar.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß mit geringem baulichen Aufwand die vorstehend erläuterten Nachteile behoben sind.
Dazu ist die Ventilanordnung der eingangs genannten Art dahin­ gehend weitergebildet, daß in einer ersten Stellung der erste Anschluß und der zweite Anschluß miteinander verbunden sind, und der dritte Anschluß und der vierte Anschluß gesperrt sind, in einer zweiten Stellung der erste Anschluß, der zweite An­ schluß, der dritte Anschluß und der vierte Anschluß gesperrt sind, in einer dritten Stellung der erste Anschluß und der zweite Anschluß gesperrt sind, und der dritte Anschluß und der vierte Anschluß miteinander verbunden sind, und in einer vier­ ten Stellung der erste Anschluß und der dritte Anschluß mitein­ ander verbunden sind, und der zweite Anschluß und der vierte Anschluß gesperrt sind.
Damit kann nach einem Druckaufbau bei einfacher Ansteuerung ei­ ne definierte Druckhaltephase realisiert werden, was bei der Verwendung derartiger Ventilanordnungen in z. B. hydraulischen Roboter-Aktuatoren, Fahrzeugbremsanlagen oder dergl. notwendig sein kann. Insbesondere erfolgt der Eintritt in die Druckhalte­ phase übergangsfrei; es wird also kein Druckmedium in einen Me­ dium-Speicher abgegeben, so daß der aufgebaute Druck vollstän­ dig gehalten wird.
Dem ersten Ventilglied ist bevorzugt eine Druckverringerungs­ stufe zugeordnet, die in dem Druckmedium herrschenden Druck zwischen zumindest zwei Auslässen reduziert. Damit ist eine stufenlose Variation des Druckaufbaugradienten möglich, ohne daß die Ventilanordnung einen Schaltvorgang ausführt. Die Ven­ tilanordnung schaltet nach einer Druckhaltephase erst wieder bei einem Druckabbau.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Ven­ tilschließeinrichtung ein mit einem Anker der Elektromagne­ tanordnung gekoppeltes erstes Ventilglied, wobei die Ventil­ schließeinrichtung entweder einteilig ist, oder ein zweites Ventilglied und eine mit einem Anker der Elektromagnetanordnung gekoppelte Betätigungseinrichtung für das zweite Ventilglied aufweist. Die einteilige Ausgestaltung der Ventilschließein­ richtung ist insofern vorteilhaft, als sie sie mit sehr wenigen Bauteilen realisiert werden kann.
Bei der zweiteiligen Ausgestaltung der Ventilschließeinrichtung können die beiden Ventilglieder koaxial und an entgegengesetz­ ten Enden des Ankers der Elektromagnetanordnung angeordnet sein. Um eine Strömung des Druckmediums an dem Anker vorbei von dem ersten Ventilglied zu dem zweiten Ventilglied zu ermögli­ chen, weist der Anker vorzugsweise Kanäle an seiner Außenseite in Form von Nuten oder Längsbohrungen auf, durch die das Druck­ medium strömen kann.
Dabei ist das erste Ventilglied durch eine erste Federanordnung gegen den Anker der Elektromagnetanordnung vorgespannt und das zweite Ventilglied ist durch eine zweite Federanordnung gegen einen Ventilsitz vorgespannt.
Außerdem ist der Anker der Elektromagnetanordnung durch eine dritte Federanordnung entgegen der Betätigungsrichtung (B) des ersten Ventilgliedes vorgespannt.
Diese dritte Federanordnung ist einerseits gegen das Gehäuse oder den Ventilsitz und andererseits gegen den Anker abge­ stützt.
Zumindest das erste Ventilglied weist einen Kanal auf, der in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilgliedes über Durchlässe mit einem oder mehreren der ersten, zweiten, dritten, oder vierten Anschlüsse verbindbar oder von diesen trennbar ist. Das zweite Ventilglied kann als Kugelventil realisiert sein.
Vorzugsweise ist die Druckverringerungsstufe in dem Kanal aus­ gebildet, und weist eine Blende mit einer vorbestimmbaren Durchlaßöffnung für das Druckmedium auf. Durch entsprechende Dimensionierung der Stufenbohrung bzw. der Blende kann eine ho­ he Dynamik beim Druckaufbau erreicht werden.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind die erste Federanordnung und die dritte Federanordnung in entgegengesetz­ ten Richtungen gegen den Anker der Elektromagnetanordnung vor­ gespannt. Dabei weist vorzugsweise die erste Federanordnung ei­ ne Vorspannkraft auf, die kleiner ist als die Vorspannkraft der dritten Federanordnung. Damit kann auch durch geeignete Auswahl und Zusammenspiel der durch die Elektromagnetanordnung hervor­ gerufenen Kräfte, dem Druck des Druckmediums und der ansonsten festgelegten Dimensionierungen der Ventilanordnung die Umschal­ tung aus einer Stellung in eine andere Stellung beeinflußt wer­ den.
Insbesondere ist bei einer Betätigung der Elektromagnetanord­ nung, um die Ventilschließeinrichtung aus der ersten Stellung, in der die Elektromagnetanordnung unbetätigt ist, in eine ande­ re Stellung zu bringen, in der die Elektromagnetanordnung betä­ tigt ist, die dritte Federanordnung durch die Magnetkraft der Elektromagnetanordnung, die Federkraft der ersten Federanord­ nung und eine aus einer ggf. vorhandenen Druckdifferenz an der Druckverringerungsstufe resultierenden Kraft komprimierbar.
Insbesondere wenn die Elektromagnetanordnung einen Proportiona­ lelektromagneten aufweist, der durch Beaufschlagung mit Strom unterschiedlicher Stärke die Ventilschließeinrichtung in unter­ schiedliche Stellungen bringt, kann jeder beliebige (nur durch die Stufenbohrung bzw. die Blende begrenzte) Druckaufbaugra­ dient realisiert werden.
Vorzugsweise ist in einer betätigten Stellung, in der die Ven­ tilschließeinrichtung aus der unbetätigten Stellung maximal ausgelenkt ist, die Federkraft der ersten Federanordnung größer oder gleich Null.
Bei einer für bestimmte Anwendungen besonders geeigneten Aus­ führungsform der elektromagnetischen Ventilanordnung ist in dem ersten Ventilglied der den ersten Anschluß mit dem Kanal ver­ bindende bzw. trennende Ringkanal so ausrichtbar, daß sich bei einer vorhandenen Druckdifferenz an der Druckverringerungsstufe eine bestimmte Durchtrittsfläche für Druckmedium in den Ringka­ nal einstellt.
Weiterhin kann in Abhängigkeit von dem Strom durch die Elektro­ magnetanordnung die Strömung des Druckmediums an der Druckver­ ringerungsstufe so veränderbar sein, daß sich bei einem niedri­ gem Strom durch die Elektromagnetanordnung ein hoher Druckauf­ baugradient und bei einem hohen Strom durch die Elektromagne­ tanordnung ein niedriger Druckaufbaugradient an dem der Druck­ verringerungsstufe stromabwärts zugeordneten Auslaß einstellt.
Die Erfindung betrifft auch mit besonderem Vorteil eine Fahr­ zeugbremsanlage mit einer derartigen elektromagnetischen Ven­ tilanordnung, wobei die Fahrzeugbremsanlage einen über ein Bremspedal betätigbaren Bremskraftverstärker hat, der auf einen Hauptbremszylinder wirkt, eine Pumpenanordnung ein für Druckme­ dium, der ein Speicher für das Druckmedium zugeordnet ist, so­ wie wenigstens eine Bremsvorrichtung. Dabei ist der erste An­ schluß der Ventilanordnung mit dem Hauptbremszylinder verbun­ den, der zweite und der dritte Anschluß der Ventilanordnung sind mit der Bremsvorrichtung verbunden, und der vierte An­ schluß der Ventilanordnung ist mit dem Druckspeicher verbunden.
Außerdem betrifft die Erfindung auch ein Fahrzeugbremssystem mit einer elektromagnetischen Ventilanordnung, wie sie vorste­ hend beschrieben ist, einem über ein Bremspedal betätigbaren Bremskraftverstärker, der auf einen Hauptbremszylinder wirkt, einer Pumpenanordnung für Druckmedium, der ein Speicher für das Druckmedium zugeordnet ist, sowie wenigstens einer Bremsvor­ richtung, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschluß der Ventilanordnung mit dem Hauptbremszylinder verbunden ist, der zweite und der dritte Anschluß der Ventilanordnung mit der Bremsvorrichtung verbunden sind, und der vierte Anschluß der Ventilanordnung mit dem Druckspeicher und/oder der Pumpenanord­ nung verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform der elektromagnetische Venti­ lanordnung ist die Ventilschließeinrichtung in eine fünfte Stellung bringbar, und das Gehäuse weist einen fünften Anschluß auf, wobei in der fünften Stellung der zweite Anschluß und der fünfte Anschluß miteinander in Strömungsverbindung stehen, und der erste Anschluß, der dritte Anschluß und der vierte Anschluß gesperrt sind.
Vorzugsweise ist bei dieser Ausführungsform der ektromagneti­ sche Ventilanordnung der fünfte Anschluß in den anderen Stel­ lungen gesperrt.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeugbremssystem mit einer elektromagnetischen Ventilanordnung wie sie vorstehend beschrieben ist, einer Sensoreinrichtung zum Erfassen von an einem Bremspedal auftretenden statischen und dynamischen Zu­ ständen, mit einer elektronischen Steuervorrichtung zur Erzeu­ gung von Steuersignalen für die elektromagnetische Ventilanord­ nungin Abhängigkeit von den an dem Bremspedal auftretenden sta­ tischen und dynamischen Zuständen, einer unter Druck stehendes Hydraulikfluid liefernden Quelle, einem Reservoir für Druckme­ dium, sowie wenigstens einer Bremsvorrichtung dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Anschluß der Ventilanordnung mit der unter Druck stehendes Hydraulikfluid liefernden Quelle verbun­ den ist, der zweite und der dritte Anschluß der Ventilanordnung mit der Bremsvorrichtung verbunden sind, und der vierte und fünfte Anschluß der Ventilanordnung mit dem Reservoir verbunden sind.
Weitere Vorteile, Eigenschaften und Merkmale der Erfindung wer­ den anhand der beigefügten Zeichnungen nachstehend erläutert.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer elektromagneti­ schen Ventilanordnung in einem schematischen Längsschnitt.
Fig. 2a bis 2d zeigen die unterschiedlichen Stellungen der elektromagnetischen Ventileinrichtung aus Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der elektromagneti­ schen Ventilanordnung in einem schematischen Längsschnitt.
Fig. 4 zeigt ein Fahrzeugbremssystem mit einer elektromagneti­ schen Ventilanordnung gemäß Fig. 1 oder Fig. 3.
Fig. 5 zeigt das Ablaufdiagramm einer Antiblockierregelung in Abhängigkeit von der Betätigung der elektromagnetischen Ventil­ anordnung, der Betätigung des Pumpenmotors und den daraus re­ sultierenden Bremsdruck an der Radbremse.
Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform der elektromagneti­ schen Ventilanordnung in einem schematischen Längsschnitt.
Fig. 7 zeigt ein Fahrzeugbremssystem mit einer elektromagneti­ schen Ventilanordnung gemäß Fig. 6.
Fig. 1 zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete elektromagneti­ sche Ventilanordnung, die eine aus einer zylindrischen Spule 12 und einen im Inneren der Spule 12 geführten Anker 14 aufweist. Der Anker 14 ist längs der Mittelachse A bei Beaufschlagung der Spule 12 mit Strom über die Leitung 16 durch eine (nicht ge­ zeigte) elektronische Ansteuervorrichtung verschiebbar. Vor­ zugsweise handelt es sich dabei-um eine Proportional- Elektromagnetanordnung, bei der die Auslenkung des Ankers 14 in Abhängigkeit von dem eingespeisten Strom erfolgt. Koaxial mit dem Anker 14 ist dieser mit einem ersten Ventilglied 18 und ei­ ner stiftförmigen Betätigungseinrichtung 20 für ein zweites Ventilglied 22 gekoppelt.
Das erste Ventilglied 18 ist in einer zylindrischen Bohrung 28 in einem Gehäuse 30 aufgenommen und hat die Form einer rohrför­ migen Hülse, die einen zur Längsachse A koaxial verlaufenden Kanal 24 aufweist. Am Umfang des Ventilglieds 18 sind ein er­ ster, zweiter und dritter umlaufender Ringkanal 18d, 18e, 18f ausgeformt, wobei von dem zweiten und dritten Ringkanal 18e, 18f ein erster und zweiter radialer Durchlaß 18a, 18b zu dem Kanal 24 führen. Durch eine erste Federanordnung in Form einer zylindrischen Schraubenfeder 26 ist das erste Ventilglied 18 gegen den Anker 14 axial vorgespannt. Dazu weist der Kanal 24 an seinem von dem Anker 14 abliegenden Ende einen sich radial erweiternden Absatz 24a auf, an dem sich die Schraubenfeder 26 unter Vorspannung abstützt.
Das Gehäuse 30 weist darüber hinaus einen ersten Anschluß 32, einen zweiten Anschluß 34, einen dritten Anschluß 36 sowie ei­ nen vierten Anschluß 38 auf. Durch die Anschlüsse 32 . . . 38 kann ein vorzugsweise hydraulisches Druckmedium zu der elektro­ magnetischen Ventilanordnung 10 hingeführt oder abgeführt wer­ den. Dazu ist der erste Anschlüsse 32 dem dritten Ringkanal 18f, der zweite Anschluß 34 dem zweiten Ringkanal 18e sowie der dritte Anschluß 36 dem dritten Ringkanal 18d zugeordnet.
Das zweite Ventilglied ist durch eine Kugel 22 gebildet, die über einen Kugelkäfig 42 durch eine zweite Federanordnung in Form einer zylindrischen Schraubenfeder 44 gegen einen Ventil­ sitz 46 abgestützt ist. Dieser Ventilsitz 46 ist durch eine Hülse gebildet, die in einer sich koaxial zu der Achse A er­ streckenden zylindrischen Bohrung 48 im Preßsitz aufgenommen ist. Die Hülse weist einen Durchlaß 46a auf, durch den das Druckmedium bei geöffneter Stellung zu dem vierten Anschluß 38 strömen kann.
Die mit dem Anker 14 verbundene Betätigungseinrichtung 20 weist an ihrem vorderen Ende eine stiftförmige Verjüngung 20a auf, deren Durchmesser so bemessen ist, daß unter Ausbildung eines Ringspaltes mit der Wandung des Durchlasses 46a die Kugel 22 von dem Ventilsitz 46 gegen die Kraft der Feder 44 abgehoben werden kann.
Die Betätigungseinrichtung 20 umgebend ist eine dritte Federan­ ordnung in Form einer Schraubenfeder 50 zwischen dem hülsenför­ migen Ventilsitz 46 und dem Anker 14 unter Vorspannung angeord­ net, so daß der Anker 14 gegen die Betätigungsrichtung des er­ sten Ventilgliedes 18 vorgespannt ist. Dies wird dadurch er­ reicht, daß die Vorspannkraft der dritten Feder 50 größer als die Vorspannkraft der ersten Feder 26 ist.
Der Kanal 24 in dem ersten Ventilglied 18 weist an seinem dem Anker 14 zugewandten Ende eine stufenförmige Erweiterung 54 auf, in der eine Blende 52 mit einer vorbestimmbaren Durchlaß­ öffnung für das Druckmedium angeordnet ist.
An seinem dem Anker 14 zugewandten stirnseitigen Ende 18′ weist das erste Ventilglied 18 von dem Kanal 24 radial nach außen ge­ hende Durchlässe auf, so daß Druckmedium aus dem Kanal 24 in eine dem Anker 14 an dessen dem ersten Ventilglied 18 zugewand­ ten Ende umgebende ringförmige Kammer 60 und von dort aus ent­ lang über den Umfang verteilte Kanäle 14a des Ankers 14 in den Raum 48 zu dem zweiten Ventilsitz 46 gelangen kann.
Die Funktionsweise der in Fig. 1 gezeigten elektromagnetischen Ventilanordnung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2a bis 2d erläutert.
Fig. 2a zeigt die elektromagnetische Ventilanordnung in einer ersten (unbetätigten) Stellung (I.). Dabei ist der erste An­ schluß 32 über den Ringkanal 18f und den Durchlaß 18b mit dem Kanal 24 verbunden. Der Kanal 24 steht über den Durchlaß 18a und den Ringkanal 18e mit dem Anschluß 34 in Strömungsverbin­ dung. In dieser unbetätigten Stellung (I.) ist der dritte An­ schluß 36 gegenüber dem Ringkanal 18d so versetzt, daß der An­ schluß 36 nicht mit der Kammer 60 kommuniziert.
Um das erste Ventilglied 18 in seine in Fig. 2b veranschaulich­ te zweite (betätigte) Stellung (II.) zu bringen, ist es erfor­ derlich, die Spule 12 mit einem Strom vorbestimmter Stromstärke I1 zu beaufschlagen. Dies hat zur Folge, daß der Anker 14 sich gegen die Feder 50 auf das zweite Ventilglied 22 zubewegt (in Fig. 2b nach oben) und dabei durch die Feder 26 unterstützt wird, so daß das erste Ventilglied 18 sich ebenfalls nach oben um die Strecke s1 verschiebt. In dieser zweiten Stellung (II.) ist der Anschluß 32 gegenüber dem Ringkanal 18f axial soweit verschoben, daß der Anschluß 32 gesperrt ist. In der gleichen Weise ist der zweite Anschluß 34 gegenüber dem Ringkanal 18e axial verschoben, so daß auch der zweite Anschlusses 34 gesperrt ist. Der dritte Anschluß 36 steht über den Ringbund 18d, die Kammer 60 und den Kanal 14a mit dem Raum 48 in Verbindung (Gegenüber Fig. 1 ist der Kanal 14 a hier als Mittenkanal 14a durch den Anker 14 ausgeführt, der mit der Kammer 60 über die an der Stirnseite 18′ des Ventilglieds 18 angeordneten Durch­ lässe kommuniziert). Die von dem Anker 14 - und damit auch von der Betätigungseinrichtung 20 - in Richtung auf das zweite Ven­ tilglied 22 ausgeführte Bewegung ist jedoch nicht ausreichend um das Ventilglied 22 von dem Ventilsitz 46 abzuheben. Die zweite Feder 44 ist so dimensioniert, daß sie durch den an dem dritten Anschluß 36 anliegenden Druckmedium nicht unter Abhe­ bung der Kugel 22 von dem Ventilsitz 46 komprimierbar ist. Dies bedeutet, daß auch der dritte Anschluß 36 und der vierte An­ schluß 38 gesperrt sind.
In der in Fig. 2c gezeigten dritten Stellung (III.) der Ventil­ anordnung ist die Spule 12 mit einem Strom 12 von solcher Stromstärke beaufschlagt, daß der Anker 14 sich gegen die Kraft der dritten Feder 50 um den Betrag s2 nach oben in Richtung auf das zweite Ventilglied 22 bewegt, wobei die erste Federanord­ nung 26 das Ventilglied 18 ebenfalls nach oben schiebt. Dies hat zur Folge, daß der stiftförmige Fortsatz 20a der Betäti­ gungseinrichtung 20 die Öffnung 46a in dem Ventilsitz 46 soweit durchstößt, daß das Ventilglied 22 von dem Ventilsitz 46 abhebt und dabei den dritten Anschluß 36 mit dem vierten Anschluß 38 über den Ringbund 18d, die Kammer 60, die an der Stirnseite 18′ des Ventilglieds 18 angeordneten Durchlässe, den Mittenkanal 14a und dem Raum 48 in Strömungsverbindung bringt. Der erste Anschluß 32 und der Anschluß 34 bleiben gegenüber dem Kanal 24 gesperrt.
In der in Fig. 2d gezeigten vierten Stellung (IV.) wird die Spule 12 mit einem Strom I₀ derartiger Stärke beaufschlagt, daß der Anker 14 und das erste Ventilglied 18 gegenüber der in Fig. 2a gezeigten unbetätigten Stellung die um die Strecke s0 in Axialrichtung nach oben verschobene Position einnehmen. Insge­ samt gilt sowohl für die Betätigungsströme in den drei Stellun­ gen (Fig. 2b, 2c und 2d) und die Betätigungswege s₀, s₁, s₂ folgender Zusammenhang:
I₀ < I₁ < I₂;
s₀ < s₁ < s₂.
In der um die Strecke s₀ verschobenen vierten Position (IV.) ist das zweite Ventilglied 22 wieder durch die zweite Feder 44 auf den Ventilsitz 46 gedrängt, da der stiftförmige Fortsatz 20a der Betätigungseinrichtung 20 sich zusammen mit dem Anker 14 wieder nach unten bewegt hat. Damit ist der vierte Anschluß 38 wieder gesperrt. Der erste Anschluß 32 ist gegenüber dem Ringkanal 18f so angeordnet, daß ein Durchtritt von Druckmedium über den Anschluß 32 in den Kanal 24 ermöglicht ist. Die Durch­ trittsstelle hat die Funktion einer Regelkante 32a. Der zweite Anschluß 34 ist gegenüber dem Ringkanal 18e in axialer Richtung so versetzt, daß dieser gesperrt ist. Der dritte Anschluß 36 steht über den Ringkanal 18d mit der Kammer 60 in Verbindung, die über die an der Stirnseite 18′ des Ventilgliedes 18 ange­ ordneten Durchlässe mit dem Kanal 24 verbunden ist. Damit be­ steht über die im Kanal 24 angeordnete Blende 52 eine Strö­ mungsverbindung vom ersten Anschluß 32 zum dritten Anschluß 36.
In der (ausgeglichenen) Regelstellung (IV.), bei der der Anker 14 um den Weg s₀ aus der Ruhestellung abgehoben ist, besteht ein Gleichgewicht der Kräfte zwischen der ersten Federanordnung F26, der dritten Federanordnung F50, der Kraft der Elektroma­ gnetanordnung F12 und der durch die Strömung an der Blende 52 hervorgerufenen Kraft F52 aus dem Druckmedium. Damit kann die Strömung des Druckmediums an der Blende 52 und folglich auch der Druckaufbaugradient an dem dritten Anschluß 36 variiert werden.
Eine Variation des Stroms I₀ durch die Spule 12 innerhalb des Bereiches 0 < = I0 < I1 bewirkt eine entsprechende Änderung der elektromagnetischen Kraft F12. Da die Federkräfte F26 und F50 nur vom Weg s0 abhängig sind, der in der Regelstellung (IV.) nahezu als konstant angenommen werden kann, wird aufgrund des Gleichgewichts der Kräfte durch Änderung der elektromagneti­ schen Kraft F12 auch eine Änderung der durch die Strömung an der Blende 52 hervorgerufenen Kraft F52 bewirkt, die über die an der Blende 52 anstehenden Druckdifferenz den Volumenstrom durch die Blende 52 bestimmt. Dies hat zur Folge, daß bei einem geringen Strom durch die Spule 12 ein größerer Druckaufbaugra­ dient und bei einem höheren Strom durch die Spule 12 sich ein kleinerer Druckaufbaugradient sich einstellt.
Der Durchschnittsquerschnitt an der Regelkante 32a und damit der Weg so wird innerhalb vernachlässigbarer Grenzen beeinflußt durch die Viskosität des Druckmediums, dem Spiel zwischen dem Ventilglied 18 und der Wandung der Bohrung 28 sowie der zwi­ schen dem ersten Anschluß 32 und dem dritten Anschluß 36 herr­ schenden Druckdifferenz.
Der Proportionalmagnet kann durch Strom-, Spannung- bzw. Puls­ weitenmodulationssignale (durch die elektrische Steuerung) an­ gesteuert werden, um die jeweiligen Stellungen schnell und po­ sitionsgenau einzunehmen. Insbesondere die Stellung zum Öffnen des zweiten Ventilgliedes 22 kann durch kurzzeitiges Überhöhen des Stroms bzw. der Spannung eingenommen werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der gesamte Hubweg des Ankers 2,5 mm. Dabei entfallen 1,5 mm auf den Weg so (Fig. 2d), 0,75 mm auf einen Sicherheitsabstand, da­ mit das erste Ventilglied 18 in der Position s1 den Ringkanal 18f sicher gegen den ersten Anschluß 32 abdichtet (Fig. 2b) und 0,25 mm sind die Differenz zwischen s1 und s2, um die das zwei­ te Ventilglied 22 von seinem Ventilsitz 46 abgehoben wird (Fig. 2c).
In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der elektromagneti­ schen Ventilanordnung veranschaulicht, wobei hier das zweite Ventilglied 22, die zweite Federanordnung 44, der Ventilsitz 46, die Betätigungseinrichtung 20 mit dem stiftförmigen Fort­ satz 20a und die Kanäle 14a in dem Anker 14 dadurch eingespart sind, daß der vierte Anschluß 38 über den ersten Ringkanal 18d und einen von diesem ausgehenden dritten Durchlaß 18c mit dem Kanal 24 verbindbar ist, wobei der dritte Durchlaß 18c in den von der Blende 52 und dem Anker 14 begrenzten Bereich des Ka­ nals 24 eintritt. Der Wegfall der zweiten Federanordnung 44 er­ fordert gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine gerin­ gere Magnetkraft um die Anordnung in die dritte Schaltstellung (III.) zu überführen, so daß Einsparungen auch bei Auslegung der Elektromagnetanordnung und deren elektrischer Ansteuerung möglich sind. Im übrigen sind die Ventilanordnungen gemäß Fig. 1 und Fig. 3 übereinstimmend in Aufbau und Funktion, so daß sich eine detaillierte weitere Beschreibung erübrigt.
Das in Fig. 4 gezeigte Fahrzeugbremssystem weist eine elektro­ magnetische Ventilanordnung gemäß Fig. 1 oder Fig. 3 auf. Ein über ein Bremspedal 70 betätigter pneumatischer Bremskraftver­ stärker 72 betätigt einen Hauptbremszylinder 74, der über eine Leitung 76 mit dem ersten Anschluß 32 der Ventilanordnung 10 verbunden ist. Eine von der Leitung 76 abgehende Abzweigung 76a führt zur Saugseite einer durch einen Elektromotor 78 betriebe­ nen Pumpe 80, die über eine Leitung 82 mit einem Druckspeicher 84 und dem vierten Anschluß 38 der Ventilanordnung 10 verbunden ist. Der zweite und der dritte Anschluß 34, 36 der Ventilanord­ nung 10 sind zusammengelegt und führen über eine Leitung 85 an eine Radbremse 86.
In den Diagrammen von Fig. 5 ist der Ablauf einer Antiblockier­ regelung eines Fahrzeugbremssystems gemäß Fig. 4 veranschau­ licht. Dabei zeigt das oberste Diagramm den Verlauf des Stroms in der Spule 12, das mittlere Diagramm die Betätigung des Mo­ tors 78 der Pumpe 80 und das unterste Diagramm den Druckverlauf in der Leitung 85, d. h. an der Radbremse 86.
Ausgehend von der ersten Stellung (I.) für Normalbremsungen, bei der die Ventilanordnung die in Fig. 2a gezeigte Position hat , wird bei Erkennen einer Blockierneigung der Räder durch einen Strom I₁ an der Spule 12 in die zweite Stellung (II.) (siehe Fig. 2b) umgeschaltet. Dadurch wird der Bremsdruck in der Bremse 86 konstant gehalten. Falls eine Antiblockierreglung nicht erforderlich ist, wird auf die Normalstellung durch Ab­ schalten des Stromes auf Null (Fig. 2a) zurückgeschaltet. Falls eine Antiblockierregelung erforderlich ist, so ist dies über eine erste Druckabbauphase einzuleiten. Dies erfolgt durch Er­ höhen des Stroms an der Spule 12 auf den Wert I2, so daß sich die Ventilanordnung in die in Fig. 2c gezeigte Stellung (III.) bringt, damit das Bremsfluid von der Bremse 86 in den Druck­ speicher 84 abfließen kann. Gleichzeitig mit der Einleitung der ersten Druckabbauphase wird der Motor 78 der Pumpe 80 für die Dauer der Antiblockierregelung aktiviert, um das Bremsfluid vom Druckspeicher 84 in den Bremskreis 76 zurückzufördern. Ausge­ hend von dieser dritten Stellung (III.) kann sowohl in die zweite Stellung (II.) wie in Fig. 5 dargestellt, als auch un­ mittelbar in die vierte Regelstellung (IV.) gemäß Fig. 2d umge­ schaltet werden. In der vierten Stellung (IV.) können durch Va­ riation des Stroms durch die Spule 12 unterschiedliche Druckauf­ baugradienten eingestellt werden, so daß der während der Druck­ aufbauphase wie in Fig. 5 dargestellt der Druckaufbaugradient mit Annäherung an das Blockierdruckniveau stetig reduziert wer­ den kann, um einen nahezu idealen Druckverlauf an der Radbremse 86 einzustellen. Durch gezielten Wechsel zwischen den Stellun­ gen 2b, 2c, 2d kann der Bremsdruck durch Einstellung von Druck­ halte-, Druckabbau- sowie insbesondere Druckaufbauphasen mit variablem Druckaufbaugradienten beliebig moduliert werden.
Die Funktion der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Venti­ lanordnung wird nachstehend anhand einer Kräftebilanz an dem Anker 14 erläutert. Dabei gehen die von der ersten Federanord­ nung 26 erzeugte Federkraft F26, die von der Spule 12 erzeugte elektromagnetische Kraft F12, die an der Blende 52 in Folge ei­ nes Durchströmens von Druckmedium erzeugte Differenz-Druckkraft F52 sowie die Kraft der dritten Federanordnung F50 in die Be­ trachtung ein. Der Federkraft F50 sind die Magnetkraft F12, der Differenzdruck F52 und die Federkraft F26 entgegengesetzt. Da­ bei ergibt sich die Federkraft F26 aus ihrer Federkonstanten c26 und der Stellung des Ankers 14 entlang der Achse A, die Fe­ derkraft F50 aus der Federkonstanten c50 und der Stellung des Ankers 14 entlang der Achse A, die Magnetkraft F12 ist ein Funktion des durch die Spule 12 fließenden Stroms und die aus der Druckdifferenz an der Blende 52 resultierende Kraft F52 ist proportional der Quadratwurzel des Volumenstroms durch die Blende 52.
In der in Fig. 2a gezeigten Stellung für normales Bremsen ist die Spule 12 stromlos, an der Blende 52 ist keine Druckdiffe­ renz, so daß die Magnetkraft F12 und die Druckkraft F52 Null sind. Da die erste und die dritte Feder 26, 50 vorgespannt sind, wobei die Vorspannkraft F0,50 der Feder 50 größer ist als die Vorspannkraft F0,26 der Feder 26, wird der Anker 14 und da­ mit das erste Ventilglied 18 in die unbetätigte Stellung ge­ drängt.
In der in Fig. 2b gezeigten Stellung ist die Druckdifferenz im­ mer noch Null, so daß die Kraft F52 Null ist. Die Magnetkraft F12 ist durch geeignete Wahl des Stromes I1 so gewählt, daß un­ ter Berücksichtigung der beiden Federkonstanten c26, c50 und der beiden Vorspannkräfte F0,26, F0,50 der Anker 14 und damit das erste Ventilglied 18 um die Strecke s1 entlang der Achse A verschoben werden. Da hierbei an der Blende 52 kein Druckabfall auftritt und damit auch keine Strömung von Druckmedium, besteht die Möglichkeit auf die Grundstellung 2a zurückzuschalten.
In der in Fig. 2c gezeigten Stellung ist die Druckdifferenz im­ mer noch Null, so daß die Kraft F52 Null ist. Der Strom durch die Spule 12 wird so gewählt, daß unter Berücksichtigung der Federkonstanten c26, c50, der Vorspannkräfte F0,26, F0,50 sowie der Federkraft F44 der zweiten Federanordnung, die sich aus de­ ren Vorspannkraft F0,44, deren Federkonstanten c44 sowie dem Hubweg des zweiten Ventilgliedes 22 ergibt, der Anker 14 und das erste Ventilglied 18 sich um die Wegstrecke s2 entlang der Achse A bewegen.
Die Vorspannkraft F0,26 der ersten Feder 26 ist so ausgelegt, daß diese größer oder zumindest gleich der aus der Federkon­ stanten c26 und der Wegstrecke s2 resultierenden Kraft ist. Da­ mit ist gewährleistet, daß der Anker 14 und das erste Ventil­ glied 18 über den der Anordnung zugrundeliegenden Betätigungs­ weg 0 < = s < = s2 stets aneinander an ihren gemeinsamen Stirn­ flächen 14′, 18′ anliegen.
Um den Bremsdruck geregelt aufbauen zu können, müssen der Anker 14 und das erste Ventilglied 18 die in Fig. 2d gezeigte Regel­ stellung eingenommen haben, in der der Anker 14 und das erste Ventilglied 18 um den Weg so entlang der Achse A aus der Grund­ stellung verschoben sind. Dabei ist die Summe aus der Kraft F52 und der Kraft F12 gleich der Summe der beiden Federkonstanten c26 und c50 multipliziert mit dem Weg s0 zuzüglich der Diffe­ renz aus der Vorspannkraft F0,50 und F0,26. Da wie bereits zu­ vor erläutert die Kraft F52 proportional zum Volumenstrom durch die Blende 52 ist, kann durch eine Variation des Stroms I durch die Spule zwischen Null und I1 der Druckaufbaugradient variiert werden.
In Fig. 6 ist eine dritte mit 110 bezeichnete Ausführungsform der elektromagnetischen Ventilanordnung dargestellt, die einen fünften Anschluß 100 aufweist, der dem dritten Ringkanal 18f zugeordnet ist und somit über den zweiten radialen Durchlaß 18b mit dem Kanal 24 in Verbindung bringbar ist. Damit ist eine weitere fünfte Schaltstellung (V.) verfügbar, in der der dritte Anschluß 36 und der fünfte Anschluß 100 miteinander in Verbin­ dung stehen, und der erste Anschluß 32, der zweite Anschluß 34 und der vierte Anschluß 38 gesperrt sind. Diese fünfte Stellung (V.) wird bei stromloser Spule 12 unter Wirkung der aus der er­ sten und dritten Federanordnung 26, 50 resultierenden Feder­ kraft eingenommen und stellt somit die unbetätigte Grundstel­ lung, wie in Fig. 6 gezeigt, dar. Ausgehend von der Grundstel­ lung sind bei entsprechender Bestromung der Spule 12 die selbi­ gen Verbindungen zwischen den Anschlüssen 32 . . . 38 gemäß der Schaltstellungen I., II., II. und IV. der Ausführungsformen nach Fig. 1 oder Fig. 3 herstellbar, wobei der fünfte Anschluß 100 stets gesperrt ist. Ansonsten stimmt die Ausführung gemäß Fig. 6 mit den Ausführungen gemäß Fig. 1 oder Fig. 3 überein, so daß eine weitergehende Beschreibung nicht erforderlich ist.
Das in Fig. 7 dargestellte Fahrzeugbremssystem weist eine elek­ tromagnetische Ventilanordnung 110 gemäß Fig. 6 auf. Dabei han­ delt es sich um ein sogenanntes "Brake-by-Wire" System, bei dem der Fahrerwunsch an einem mit einem Wegsimulator 101 verbunde­ nen Bremspedal 70 mit einer hier nicht dargestellten Sensorik erfaßt, in Form von elektrischen Signalen einer hier nicht dar­ gestellten elektronischen Steuerung zugeführt, dort ausgewertet und zur Erzeugung elektrischer Ansteuersignale zur Ansteuerung der Ventilanordnung 110 und einer elektromotorisch betriebenen Pumpe 105 herangezogen wird. Damit erlaubt ein solches System auch vom Fahrerwunsch unabhängige Bremseingriffe, insbesondere Antriebsschlupfregelung und/oder fahrdynamische Regelungen.
Der zum Bremsen erforderliche Bremsdruck wird durch eine Ein­ heit bestehend aus der Hydraulikpumpe 105 und einem Druckspei­ cher 106 bereitgestellt. Dazu ist die Eingangsseite 105a der Pumpe 105 mit einem Reservoir 107 verbunden, um Hydraulikfluid anzusaugen, während die Ausgangsseite 105b der Pumpe 105 eine direkte Verbindung mit dem Anschluß 106a des Druckspeichers 106 aufweist. Zum Schutz des Systems ist zwischen der Eingangsseite 105a und der Ausgangsseite 105b der Pumpe 105 ein Druckbegren­ zungsventil 108 angeordnet, welches den Druck im Speicher 106 auf einen vorgegebenen Grenzwert limitiert. Damit der Druck im Speicher 106 gehalten werden kann, ist die Pumpe 105 druckhal­ tend ausgeführt, was in geeigneter Weise durch Rückschlagventi­ le oder einen selbsthemmenden Antrieb erreicht wird.
Um als Stellglied den Bremsdruck in der Radbremse 86 zu modu­ lieren, weist die Ventilanordnung 110 folgende Anschlußbelegung auf. Der zweite und der dritte Anschluß 34, 36 sind zusammenge­ führt und über eine Leitung 85 mit der Bremse 86 verbunden. Der erste Anschluß 32 ist an den Ausgang 106a des Druckspeichers 106 angeschlossen, der vierte und der fünfte Anschluß 38, 100 sind mit dem Reservoir 107 verbunden.
In der unbestromten Grundstellung (V.) ist die Radbremse 86 di­ rekt mit dem Reservoir 107 verbunden, während die Anschlüsse 32, 36, 38 gesperrt sind, so daß kein Bremsdruck an der Rad­ bremse 86 ansteht und das zugehörige Fahrzeugrad freigängig ist. Bei Anforderung eines Bremseneingriffs durch die elektro­ nische Steuerung wird durch geeignete Bestromung der Spule 12 zwischen den Schaltstellungen I. (ungeregelter Druckaufbaupha­ se), II. (Druckhaltephase), III. (Druckabbauphase) und IV. (geregelter Druckaufbau) so umgeschaltet, daß jeder gewünschte Druckverlauf an der Radbremse 86 einstellbar ist. Da der fünfte Anschluß 100 dabei stets abgesperrt ist und mit der Ausnahme, daß gegenüber Fig. 4 der Druckspeicher 106 anstelle des Haupt­ bremszylinders 74 den Bremsdruck bereitstellt, stimmt die Funk­ tionsweise der Ventilanordnung 110 in den Schaltstellungen I., II., II. und IV. mit der der Ausführungen nach Fig. 1 oder Fig. 3 überein.

Claims (22)

1. Elektromagnetische Ventilanordnung, vorzugsweise für ein Druckmedium eines Fahrzeugbremssystems, mit
  • - einer Elektromagnetanordnung (12, 14), die mit
  • - einer in mehrere Stellungen (I, II, III, IV) bringbaren Ven­ tilschließeinrichtung (18, 22) gekoppelt ist,
  • - einem Gehäuse (30) mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Anschluß (32, 34, 36, 38), von denen
  • - in einer ersten Stellung (I)
    • - der erste Anschluß (32) und der zweite Anschluß (34) mitein­ ander in Strömungsverbindung stehen, und
    • - der dritte Anschluß (36) und der vierte Anschluß (38) ge­ sperrt sind,
  • - in einer zweiten Stellung (II)
    • - der erste Anschluß (32), der zweite Anschluß (34), der dritte Anschluß (36) und der vierte Anschluß (38) gesperrt sind,
  • - in einer dritten Stellung (III)
    • - der erste Anschluß (32) und der zweite Anschluß (34) ge­ sperrt sind, und
    • - der dritte Anschluß (36) und der vierte Anschluß (38) mit­ einander verbunden sind, und
  • - in einer vierten Stellung (IV)
    • - der erste Anschluß (32) und der dritte Anschluß (36)
    • - der zweite Anschluß (34) und der vierte Anschluß (38) ge­ sperrt sind.
2. Elektromagnetische Ventilanordnung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß
  • - dem ersten Ventilglied (18) eine Druckverringerungsstufe (52) zugeordnet ist, die in dem Druckmedium herrschenden Druck zwi­ schen zumindest zwei Auslässen (32, 36) reduziert.
3. Elektromagnetische Ventilanordnung nach einem der Ansprü­ che 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Ventilschließeinrichtung (18, 22) ein mit einem Anker (14) der Elektromagnetanordnung (12, 14) gekoppeltes erstes Ventilglied (18) aufweist.
4. Elektromagnetische Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Ventilschließeinrichtung (18, 22) ein zweites Ventilglied (22) und vorzugsweise eine mit dem Anker (14) der Elektromagne­ tanordnung (12, 14) gekoppelte Betätigungseinrichtung (20) für das zweite Ventilglied (22) aufweist.
5. Elektromagnetische Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das erste Ventilglied (18) durch eine erste Federanordnung (26) gegen den Anker (14) der Elektromagnetanordnung (12, 14) vorgespannt ist.
6. Elektromagnetische Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das zweite Ventilglied (22) durch eine zweite Federanordnung (44) gegen einen Ventilsitz (46) vorgespannt ist.
7. Elektromagnetische Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Anker (14) der Elektromagnetanordnung (12, 14) durch eine dritte Federanordnung (50) entgegen der Betätigungsrichtung (B) des ersten Ventilgliedes (18) vorgespannt ist.
8. Elektromagnetische Ventilanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die dritte Federanordnung (50) einerseits gegen das Gehäuse (30) oder den Ventilsitz (46) und andererseits gegen den Anker (14) abgestützt ist.
9. Elektromagnetische Ventilanordnung nach einem oder mehre­ ren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das erste Ventilglied (18) einen Kanal (24) aufweist, der in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilgliedes (18) über Durchlässe (18a, 18b, 18c) und/oder Ringkanäle (18d, 18e, 19f) mit einem oder mehreren der ersten, zweiten, dritten, oder vierten Anschlüsse (32 . . . 38) in Strömungsverbindung bringbar oder von diesen trennbar ist.
10. Elektromagnetische Ventilanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Druckverringerungsstufe (52) in dem Kanal (24) ausgebil­ det ist und eine Blende (52) mit einer vorbestimmbaren Durch­ laßöffnung für das Druckmedium aufweist.
11. Elektromagnetische Ventilanordnung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die erste Federanordnung (26) und die dritte Federanordnung (50) in entgegengesetzten Richtungen gegen den Anker (14) der Elektromagnetanordnung (12, 14) vorgespannt sind.
12. Elektromagnetische Ventilanordnung nach einem oder mehre­ ren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die erste Federanordnung (26) eine Vorspannkraft (F0, 26) aufweist, die kleiner ist als die Vorspannkraft (F0, 50) der dritten Federanordnung (50).
13. Elektromagnetische Ventilanordnung nach einem oder mehre­ ren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - bei einer Betätigung der Elektromagnetanordnung, um die Ven­ tilschließeinrichtung aus der ersten Stellung (I), in der die Elektromagnetanordnung (12, 14) unbetätigt ist, in eine andere Stellung (II, III, IV) zu bringen, in der die Elektromagne­ tanordnung (12, 14) betätigt ist, die dritte Federanordnung (50) durch die Magnetkraft (F12) der Elektromagnetanordnung (12, 14), die Federkraft (F26) der ersten Federanordnung (26) und eine aus einer ggf. vorhandenen Druckdifferenz an der Druckverringerungsstufe (52) resultierende Kraft (F52) kompri­ mierbar ist.
14. Elektromagnetische Ventilanordnung nach einem oder mehre­ ren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Elektromagnetanordnung (12, 14) einen Proportionalelek­ tromagneten aufweist, der durch Beaufschlagung mit Strom unter­ schiedlicher Stärke die Ventilschließeinrichtung (18, 22) in unterschiedliche Stellungen (I . . . IV) bringt.
15. Elektromagnetische Ventilanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - in einer betätigten Stellung (III), in der die Ventil­ schließeinrichtung (18, 22) aus der unbetätigten Stellung (I) maximal ausgelenkt ist, die Federkraft (F26) der ersten Feder­ anordnung (26) größer oder gleich Null ist.
16. Elektromagnetische Ventilanordnung nach einem oder mehre­ ren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - in dem ersten Ventilglied (18) der den ersten Anschluß (32) mit dem Kanal (24) verbindende bzw. trennende Ringkanal (18f) so ausrichtbar ist, daß sich bei einer vorhandenen Druckdiffe­ renz an der Druckverringerungsstufe (52) eine bestimmte Durch­ trittsfläche (32a) für Druckmedium in den Ringkanal (18f) ein­ stellt.
17. Elektromagnetische Ventilanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - in Abhängigkeit von dem Strom durch die Elektromagnetanord­ nung (12, 14) die Strömung des Druckmediums an der Druckverrin­ gerungsstufe (52) so veränderbar ist, daß sich bei einem gerin­ gen Strom durch die Elektromagnetanordnung (12, 14) ein größe­ rer Druckaufbaugradient und bei einem höheren Strom durch die Elektromagnetanordnung (12, 14) ein kleinerer Druckaufbaugra­ dient an dem der Druckverringerungsstufe (52) stromabwärts zu­ geordneten Auslaß (36) einstellt.
18. Fahrzeugbremssystem mit
  • - einer elektromagnetischen Ventilanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
  • - einem über ein Bremspedal (70) betätigbaren Bremskraftver­ stärker (72), der auf einen Hauptbremszylinder (74) wirkt,
  • - einer Pumpenanordnung (78, 80) für Druckmedium, der ein Spei­ cher (84) für das Druckmedium zugeordnet ist, sowie wenigstens einer Bremsvorrichtung (86), dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der erste Anschluß (32) der Ventilanordnung (10) mit dem Hauptbremszylinder (74) verbunden ist,
  • - der zweite und der dritte Anschluß (34, 36) der Ventilanord­ nung (10) mit der Bremsvorrichtung (86) verbunden sind, und
  • - der vierte Anschluß (38) der Ventilanordnung (10) mit dem Druckspeicher (84) und/oder der Pumpenanordnung (78, 80) ver­ bunden ist.
19. Elektromagnetische Ventilanordnung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß
  • - die Ventilschließeinrichtung (18, 22) in eine fünfte Stellung (V) bringbar ist, und
  • - das Gehäuse (30) einen fünften Anschluß (100) aufweist, wobei
  • - in der fünften Stellung (V)
    • - der zweite Anschluß (34) und der fünfte Anschluß (100) mit­ einander in Strömungsverbindung stehen, und
    • - der erste Anschluß (32), der dritte Anschluß (36) und der vierte Anschluß (38) gesperrt sind.
20. Elektromagnetische Ventilanordnung nach Anspruch 19, da­ durch gekennzeichnet, daß der fünfte Anschluß (100) in den anderen Stellungen (I, II, III, IV) gesperrt ist.
21. Fahrzeugbremssystem mit
  • - einer elektromagnetischen Ventilanordnung (110) nach Anspruch 20,
  • - einer Sensoreinrichtung (101) zum Erfassen von an einem Bremspedal (70) auftretenden statischen und dynamischen Zuständen,
  • - mit einer elektronischen Steuervorrichtung zur Erzeugung von Steuersignalen für die elektromagnetische Ventilanordnung (110) in Abhängigkeit von den an dem Bremspedal (70) auftretenden statischen und dynamischen Zuständen,
  • - einer unter Druck stehendes Hydraulikfluid liefernden Quelle (105, 106),
  • - einem Reservoir (107) für Druckmedium, sowie
  • - wenigstens einer Bremsvorrichtung (86)
dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der erste Anschluß (32) der Ventilanordnung (110) mit der un­ ter Druck stehendes Hydraulikfluid liefernden Quelle (105, 106) verbunden ist,
  • - der zweite und der dritte Anschluß (34, 36) der Ventilanord­ nung (110) mit der Bremsvorrichtung (86) verbunden sind, und
  • - der vierte und fünfte Anschluß (38, 100) der Ventilanordnung (110) mit dem Reservoir (107) verbunden sind.
DE19518333A 1995-05-18 1995-05-18 Elektromagnetische Ventilanordnung und Fahrzeugbremssystem mit dieser elektromagnetischen Ventilanordnung Expired - Fee Related DE19518333B4 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19518333A DE19518333B4 (de) 1995-05-18 1995-05-18 Elektromagnetische Ventilanordnung und Fahrzeugbremssystem mit dieser elektromagnetischen Ventilanordnung
KR1019970708215A KR19990014870A (ko) 1995-05-18 1996-05-20 전자식 밸브 장치 및 그 장치가 장착되어 있는 차량 제동 시스템
EP96916130A EP0825942B1 (de) 1995-05-18 1996-05-20 Elektromagnetische ventilanordnung und fahrzeugbremssystem mit dieser elektromagnetischen ventilanordnung
DE59601425T DE59601425D1 (de) 1995-05-18 1996-05-20 Elektromagnetische ventilanordnung und fahrzeugbremssystem mit dieser elektromagnetischen ventilanordnung
PCT/EP1996/002156 WO1996036518A1 (de) 1995-05-18 1996-05-20 Elektromagnetische ventilanordnung und fahrzeugbremssystem mit dieser elektromagnetischen ventilanordnung
US08/971,912 US6050654A (en) 1995-05-18 1997-11-17 Electromagnetic valve arrangement and vehicle braking system comprising said electromagnetic valve arrangement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19518333A DE19518333B4 (de) 1995-05-18 1995-05-18 Elektromagnetische Ventilanordnung und Fahrzeugbremssystem mit dieser elektromagnetischen Ventilanordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19518333A1 true DE19518333A1 (de) 1996-11-21
DE19518333B4 DE19518333B4 (de) 2006-01-05

Family

ID=7762296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19518333A Expired - Fee Related DE19518333B4 (de) 1995-05-18 1995-05-18 Elektromagnetische Ventilanordnung und Fahrzeugbremssystem mit dieser elektromagnetischen Ventilanordnung

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR19990014870A (de)
DE (1) DE19518333B4 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19747307A1 (de) * 1996-12-06 1998-06-10 Itt Mfg Enterprises Inc Mehrwegeventil
DE19710173A1 (de) * 1997-03-12 1998-09-17 Itt Mfg Enterprises Inc Druckregelventil
DE19710862A1 (de) * 1997-03-15 1998-09-17 Itt Mfg Enterprises Inc Hydraulische, mit Fremdkraft betätigbare Bremsanlage
US6916003B2 (en) 2000-09-11 2005-07-12 Bosch Rexroth Ag Directional-control valve
DE19635574B4 (de) * 1996-09-02 2005-11-03 Lucas Industries Plc, Solihull Hydraulische Bremsanlage für ein Landfahrzeug
DE19635590B4 (de) * 1996-09-02 2006-07-27 Lucas Industries Plc, Solihull Hydraulische Bremsanlage für ein Landfahrzeug

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014211582A1 (de) * 2014-06-17 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Elektronisch schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0479044A1 (de) * 1990-10-01 1992-04-08 Robert Bosch Gmbh Drucksteuerventil für eine elektropneumatische Bremsanlage
JP3153231B2 (ja) * 1990-10-16 2001-04-03 ボッシュブレーキシステム株式会社 アンチスキッドブレーキ制御装置
DE4034839C1 (de) * 1990-11-02 1992-03-19 Manfred 2300 Kiel De Schlaupitz

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19635574B4 (de) * 1996-09-02 2005-11-03 Lucas Industries Plc, Solihull Hydraulische Bremsanlage für ein Landfahrzeug
DE19635590B4 (de) * 1996-09-02 2006-07-27 Lucas Industries Plc, Solihull Hydraulische Bremsanlage für ein Landfahrzeug
DE19747307A1 (de) * 1996-12-06 1998-06-10 Itt Mfg Enterprises Inc Mehrwegeventil
DE19710173A1 (de) * 1997-03-12 1998-09-17 Itt Mfg Enterprises Inc Druckregelventil
US6309030B1 (en) 1997-03-12 2001-10-30 Continental Teves Ag & Co., Ohg Pressure control valve
DE19710862A1 (de) * 1997-03-15 1998-09-17 Itt Mfg Enterprises Inc Hydraulische, mit Fremdkraft betätigbare Bremsanlage
US6213568B1 (en) 1997-03-15 2001-04-10 Continental Teves Ag & Co., Ohg Hydraulic braking system operated by extraneous force
US6916003B2 (en) 2000-09-11 2005-07-12 Bosch Rexroth Ag Directional-control valve

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990014870A (ko) 1999-02-25
DE19518333B4 (de) 2006-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0746485B1 (de) Elektromagnetisch steuerbare ventilanordnung
EP0877686B1 (de) Elektromagnetisch betätigtes ventil, insbesondere für hydraulische bremsanlagen von kraftfahrzeugen
DE3934771C1 (de)
DE3920766C3 (de) Unterdruckbremskraftverstärker für eine schlupfgeregelte Bremsanlage
DE4234041C1 (de) Bremsdruck-Steuereinrichtung für ein Straßenfahrzeug
DE4430168A1 (de) Fahrzeugbremsanlage
DE3526189A1 (de) Druckmodulator fuer abs-systeme
DE19528726A1 (de) Elektromagnetisches Ventil
DE19833102A1 (de) Solenoid
EP0708720B1 (de) Ventilanordnung
EP0160750B1 (de) Drucksteuerventil für eine Druckmittel-Bremsanlage
EP0607188B1 (de) Blockiergeschützte, hydraulische bremsanlage
EP0825942B1 (de) Elektromagnetische ventilanordnung und fahrzeugbremssystem mit dieser elektromagnetischen ventilanordnung
DE4141751A1 (de) Verfahren zum schalten einer drucksteuereinrichtung
EP0906211A1 (de) Bremsanlage für kraftfahrzeuge
DE19533400A1 (de) Elektromagnetisch steuerbare Ventilanordnung
DE4332056A1 (de) Druckregelungsventil
WO1998007611A1 (de) Elektrohydraulische steuervorrichtung
EP0305710A2 (de) Elektromagnetisch betätigbare Ventileinrichtung
DE19518333A1 (de) Elektromagnetische Ventilanordnung und Fahrzeugbremssystem mit dieser elektromagnetischen Ventilanordnung
WO1998041430A1 (de) Hydraulische, mit fremdkraft betätigbare bremsanlage
EP0209817A1 (de) Druckverstärker und -modulator
EP0210421A1 (de) Bremsdruckverstärker bei Fahrzeugbremsanlagen
DE3832722A1 (de) Bremsanlage
DE2751150A1 (de) Elektromagnetisch gesteuertes 3/3-wegeventil

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination
8110 Request for examination paragraph 44
8170 Reinstatement of the former position
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee