DE3615046A1

DE3615046A1 - Method for braking a vehicle which is provided with a steering brake system and control valve for carrying out the method

Info

Publication number: DE3615046A1
Application number: DE19863615046
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl Ing Heubner
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1986-05-03
Filing date: 1986-05-03
Publication date: 1987-11-05

Abstract

The invention relates to a method for braking a vehicle which is provided with a steering brake system, a separate brake circuit being present for each wheel. In the event of the failure of a front brake circuit, the method permits the vehicle to be braked with three wheels and in the event of the failure of a rear brake circuit, to be braked with at least two wheels, specifically wheels lying diagonally opposite one another, and an activation valve which is used to carry out this method and ensures, by means of a piston arranged in it, that when only one brake pedal is actuated the front wheel assigned to this pedal is not braked so that a steering brake is made possible whilst in the case of simultaneous actuation of both brake pedals all four wheels can be braked. By means of the special design of the valve, it is ensured that in the event of a brake circuit failing it continues to be possible to brake the other three wheels. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbremsen eines mit einer Lenkbremsanlage ausgerüsteten Fahrzeugs und ein Steuerventil zur Ausführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for braking of a vehicle equipped with a steering brake system and a control valve for executing this Procedure.

Lenkbremsanlagen dienen beispielsweise dazu, bei Ackerschleppern während der Feldarbeit, den Wendekreis zu verkürzen. Dazu wird zusätzlich zum Lenkeinschlag das kurveninnere Rad der ungelenkten Achse abgebremst. Die gesetzlichen Bestimmungen besagen, daß bei normaler Straßenfahrt die Räder einer Achse nur gleichzeitig abbremsbar sein dürfen. In neuerer Zeit werden solche Lenkbremsanlagen zweikreisig ausgeführt, um auch bei Ausfall eines Bremskreises das Fahrzeug jederzeit anhalten zu können.Steering brake systems serve, for example, at Agricultural tractors during field work, the turning circle To shorten. In addition to the steering lock, the inside of the curve is also used Wheel of the unguided axle braked. The legal provisions state that with normal Road travel the wheels of an axle only at the same time may be braked. More recently such steering brake systems are designed with two circuits, in order to ensure that even if one brake circuit fails To be able to stop the vehicle at any time.

Die DE-OS 31 35 174 offenbart eine zweikreisige Lenkbremseinrichtung für Kraftfahrzeuge, bei der je ein Bremskreis für die Vorder- und Hinterachse vorgesehen ist. Durch zwei Tandemhauptzylinder wird das Bremssystem druckbeaufschlagbar und mittels mehrerer Ventile die in einem Gehäuse zusammengefaßt sind, sind die jeweils komplementären Druckräume der Hauptzylinder miteinander verbindbar, so daß sich bei gleichzeitiger Betätigung beider Hauptzylinder der Druck zwischen diesen ausgleichen kann. DE-OS 31 35 174 discloses a two-circuit Steering brake device for motor vehicles, each a brake circuit for the front and rear axles is provided. The braking system is controlled by two tandem master cylinders can be pressurized and by means of several valves are combined in one housing, they are each complementary pressure chambers of the master cylinder connectable with each other, so that at the same time Actuation of both master cylinders the pressure can balance between these.

Durch die gestiegenen Endgeschwindigkeiten der mit Lenkbremseinrichtungen versehenen Fahrzeuge besteht beim Ausfall eines Bremskreises eine hohe Schleudergefahr, wenn dann, wie hier, nur die Räder einer Achse abbremsbar sind.Due to the increased top speeds of the Steering brake devices provided vehicles if a brake circuit fails, there is a high risk of skidding, if then, like here, only the wheels of one Axis can be braked.

In der DE-AS 16 55 258 ist eine Lenkbremsanlage gezeigt, bei der bei Ausfall eines Hinterachsbremskreises zusätzlich zu den vorderen Rädern auch noch ein hinteres Rad abbremsbar ist. Bei Ausfall eines Vorderradbremskreises wird jedoch auch das andere Vorderrad nicht mehr mit Bremsdruck beaufschlagt, so daß für diesen Fall nur noch die Hinterräder abbremsbar sind, was eine erhöhte Schleudergefahr bedeutet.In DE-AS 16 55 258 is a steering brake system shown in the event of failure of a rear axle brake circuit in addition to the front wheels a rear wheel can be braked. If a front brake circuit fails, however also the other front wheel no longer with brake pressure acted on, so that only the Rear wheels can be braked, which increases the risk of skidding means.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abbremsen eines mit einer Lenkbremsanlage ausgerüsteten Fahrzeuges anzugeben, mit dem es möglich ist bei gewünschter Abbremsung aller Fahrzeugräder und Beschädigung einer Bremsleitung der Vorderräder die drei anderen Räder und bei Beschädigung einer Bremsleitung der Hinterräder mindestens noch zwei Räder diagonal gegenüberliegend abzubremsen.The invention has for its object a method for braking one with a steering brake system equipped vehicle with which it is possible is at the desired braking of all vehicle wheels and damage to a brake line on the front wheels the three other wheels and if one is damaged Brake line of the rear wheels at least two more Braking the wheels diagonally opposite one another.

Die Lösung der Aufgabe ist dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 zu entnehmen.The solution to the problem is the characteristic part of claim 1.

In Anspruch 2 ist ein Steuerventil zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 angegeben. Weitere Ausgestaltungsmerkmale des Steuerventils sind den übrigen Ansprüchen entnehmbar. In claim 2 is a control valve for performing the Method according to claim 1 specified. Other design features of the control valve are the rest Removable claims.

Durch Anwendung dieses Verfahrens, zu dessen Ausführung das Steuerventil nach Anspruch 2 dient, ist sichergestellt, daß bei Straßenfahrt und Ausfall eines Bremskreises eine stabile Abbremsung des Fahrzeugs grundsätzlich möglich ist, da jedem Radzylinder ein eigener Bremskreis zugeordnet ist und sich beim Bremsen die entstehenden Giermomente dadurch aufheben, daß zumindest zwei diagonal gegenüberliegende Fahrzeugräder gebremst werden.By using this procedure to carry it out the control valve is used according to claim 2 ensures that when driving and failure a braking circuit a stable braking of the vehicle is basically possible because every wheel cylinder a separate brake circuit is assigned and itself the resulting yaw moments when braking pick up that at least two diagonally opposite Vehicle wheels are braked.

Anhand der Figur, die die Lenkbremsanlage schematisch darstellt und das Zuschaltventil im Schnitt zeigt, wird die Erfindung näher beschrieben.Based on the figure, the steering brake system schematically represents and the cut-in valve in section shows, the invention is described in more detail.

Die beiden Tandemhauptzylinder sind mit HZL bzw. HZR, die Radzylinder der Hinterachse mit HL bzw. HR und die der Vorderachse mit VL bzw. VR bezeichnet. Das Steuerventil 1 besteht im wesentlichen aus folgenden Bauteilen: Dem mit einer Durchgangsbohrung 3 versehenen Gehäuse 2, den beiden Flanschen 4 und 4 a, die eine Stufenbohrung 5 bzw. 5 a aufweisen, dem doppeltwirkenden Kolben 6 mit den beidseitig daran angeordneten Stößeln 7, 7 a und den Druckfedern 8, 8 a.The two tandem master cylinders are labeled HZL and HZR , the wheel cylinders of the rear axle are labeled HL and HR, and those of the front axle are labeled VL and VR . The control valve 1 essentially consists of the following components: the housing 2 provided with a through bore 3 , the two flanges 4 and 4 a , which have a stepped bore 5 and 5 a , the double-acting piston 6 with the plungers 7, 7 arranged thereon on both sides a and the compression springs 8, 8 a .

Die beiden Hauptzylinder HZR, HZL deren Primärkolben 17, 17 a jeweils mit einem der Bremspedale BPR, BPL verbunden und deren Sekundärkolben 16, 16 a als Schwimmkolben ausgebildet sind, sind primärraumseitig über die Anschlüsse 9 bzw. 9 a und 10 bzw. 10 a des Steuerventils 1 mit den Radbremszylindern VR, VL der gelenkten Achse und mit ihrem Sekundärraum 14, 14 a mit den Anschlüssen 11 bzw. 11 a und den Radbremszylindern HR, HL der ungelenkten Achse verbunden. The two master cylinders HZR, HZL, whose primary pistons 17, 17 a are each connected to one of the brake pedals BPR, BPL and whose secondary pistons 16, 16 a are designed as floating pistons, are on the primary space side via connections 9 and 9 a and 10 and 10 a of Control valve 1 with the wheel brake cylinders VR, VL of the steered axle and with its secondary space 14 , 14 a connected to the connections 11 and 11 a and the wheel brake cylinders HR, HL of the unguided axle.

In der gezeigten Grundstellung wird der Kolben 6 mittels der Druckfedern 8, 8 a, die sich an den Stößeln 7, 7 a und den Verschraubungen 12, 12 a im Gehäuse 2 abstützen, gehalten. Die Funktionsweise der Bremsanlage ist folgende:In the basic position shown, the piston 6 is held by means of the compression springs 8, 8 a , which are supported on the tappets 7, 7 a and the screw connections 12, 12 a in the housing 2 . The brake system works as follows:

Normal braking

Bei der normalen Abbremsung des Fahrzeugs, die dann erzielbar ist, wenn - wie gesetzlich vorgeschrieben - bei Straßenfahrt die beiden Bremspedale BPR, BPL miteinander starr verbunden sind oder beide Pedale BPR, BPL gleichzeitig getreten werden, wird von den Hauptzylindern HZR, HZL sekundärseitig Bremsflüssigkeit zu den Radzylindern HR, HL und über die Anschlüsse 11, 11 a in die Druckkammern 13, 13 a im Steuerventil 1 gepumpt. Durch die gleich großen Drücke in den Druckkammern 13 und 13 a wird der Stufenkolben 6 in Grundstellung gehalten und der primärraumseitig aufgebaute Druck der Hauptzylinder HZL, HZR wird über die Anschlüsse 9 bzw. 9 a, die Stufenbohrungen 5 bzw. 5 a und die Anschlüsse 10 bzw. 10 a an die Radzylinder VR, VL geleitet.During normal braking of the vehicle, which can be achieved if - as required by law - the two brake pedals BPR, BPL are rigidly connected to each other when driving on the road or both pedals BPR, BPL are depressed simultaneously, the master cylinders HZR, HZL apply brake fluid on the secondary side the wheel cylinders HR, HL and via the connections 11, 11 a in the pressure chambers 13, 13 a in the control valve 1 pumped. The stepped piston 6 is held in the basic position by the equally large pressures in the pressure chambers 13 and 13 a and the pressure of the master cylinders HZL, HZR built up on the primary space is via the connections 9 and 9 a , the stepped bores 5 and 5 a and the connections 10 or 10 a passed to the wheel cylinders VR, VL .

Das im Betrieb auftretende unterschiedliche Volumenaufnahmevermögen der einzelnen Radzylinder - hervorgerufen durch unterschiedliche Abnutzung der Bremsbeläge oder durch Einbautoleranzen - wird im Steuerventil 1 durch die Verschiebung des Kolbens 6 kompensiert, was nachfolgend - unter der Annahme, der rechte vordere Radzylinder VR weise das größte Volumenaufnahmevermögen auf - beschrieben wird:The different volume absorption capacity of the individual wheel cylinders that occurs during operation - caused by different wear of the brake pads or by installation tolerances - is compensated in the control valve 1 by the displacement of the piston 6 , which subsequently - assuming that the right front wheel cylinder VR has the largest volume absorption capacity - is described:

Der Primärkolben des Hauptzylinders HZR müßte einen größeren Weg zurücklegen als der des Hauptzylinders HZL, um im Primärraum 15 denselben Druck wie im Primärraum 15 a zu erzeugen. The primary piston of the master cylinder HZR must travel a greater distance than that of the main cylinder HZL, to produce the same in the primary chamber 15 as pressure in the primary chamber 15 a.

Wegen der starr miteinander gekoppelten Bremspedale BPR, BPL herrscht bei Bremsbeginn demnach im Primärraum 15 a ein höherer Druck als im Primärraum 15. Die in den Primärräumen aufgebauten Drücke, wirken über die Schwimmkolben 16, 16 a auch in den Sekundärräumen 14 und 14 a, so daß auch im Sekundärraum 14 a und somit in der Druckkammer 13 a des Steuerventils 1 der Druck größer ist als im Sekundärraum 14 bzw. in der Druckkammer 13.Because of the rigidly coupled to one another brake pedals BPR, BPL prevails at the beginning of braking, therefore, in the primary chamber 15 a higher pressure than in the primary chamber 15 °. The pressures built up in the primary spaces act via the floating pistons 16, 16 a in the secondary spaces 14 and 14 a , so that the pressure in the secondary space 14 a and thus in the pressure chamber 13 a of the control valve 1 is greater than in the secondary space 14 or in the pressure chamber 13 .

Der Druckunterschied in den Druckkammern 13 a, 13 bewirkt ein Verschieben des Kolbens 6 gegen die Kraft der Feder 8, woraus eine Verkleinerung der Druckkammer 13 resultiert, was zu einer Druckerhöhung im Sekundärraum 14 und wegen des Kräftegleichgewichts am Sekundärkolben auch im Primärraum 15 führt, wobei die Druckkammer 13 soweit verkleinert wird bis die Drücke in beiden Hauptzylindern HZR, HZL und allen Radzylindern VR, VL, HR, HL betragsgleich sind.The pressure difference in the pressure chambers 13 a , 13 causes the piston 6 to move against the force of the spring 8 , which results in a reduction in the pressure chamber 13 , which leads to a pressure increase in the secondary space 14 and, because of the balance of forces on the secondary piston, also in the primary space 15 , whereby the pressure chamber 13 is reduced until the pressures in the two master cylinders HZR, HZL and all wheel cylinders VR, VL , HR, HL are equal.

Entsprechend dem Vorstehenden erfolgt der Ausgleich des Volumenaufnahmevermögens für alle Radzylinder, wobei jeweils der mit dem größten Aufnahmevermögen den Verschiebeweg des Kolbens 6 bestimmt.In accordance with the above, the volume absorption capacity is compensated for all wheel cylinders, the one with the largest absorption capacity determining the displacement path of the piston 6 .

Steering braking

Im Falle der gewünschten Lenkunterstützung durch die Bremse, die dann möglich wird, wenn nur das der Lenkrichtung zugeordnete Bremspedal BPR oder BPL betätigt wird, sorgt das Steuerventil 1 dafür, daß der entsprechende Radzylinder VR oder VL der gelenkten Achse nicht druckbeaufschlagt wird. Unter der Annahme, daß eine Lenkbremsung nach rechts gewünscht ist, wird das rechte Bremspedal BPR niedergetreten und der rechte Hauptzylinder HZR betätigt. Der sich in dessen Sekundärraum 14 aufbauende Druck gelangt an den rechten Radzylinder HR der angetriebenen Achse und über den Anschluß 11 in die Druckkammer 13 des Steuerventils 1.In the case of the desired steering assistance by the brake, which becomes possible if only the brake pedal BPR or BPL assigned to the steering direction is actuated, the control valve 1 ensures that the corresponding wheel cylinder VR or VL of the steered axle is not pressurized. Assuming that steering braking to the right is desired, the right brake pedal BPR is depressed and the right master cylinder HZR is actuated. The pressure building up in its secondary space 14 reaches the right wheel cylinder HR of the driven axle and via the connection 11 into the pressure chamber 13 of the control valve 1 .

Durch die einseitige Kraftbeaufschlagung des Kolbens 6 verschiebt sich dieser gegen die Kraft der Druckfeder 8 a. Der Stößel 7 verschließt den Übergang von der Stufenbohrung 5 zum Anschluß 10 und trennt dadurch die Verbindung des Radzylinders VR mit dem Primärraum 15 des Hauptzylinders HZR, so daß das gelenkte Rad nicht abbremsbar ist. Sinngemäß erfolgt die Lenkbremsung in die andere Richtung durch Niedertreten des Bremspedals BPL.Due to the one-sided application of force to the piston 6, it moves against the force of the compression spring 8 a . The tappet 7 closes the transition from the stepped bore 5 to the connection 10 and thereby separates the connection of the wheel cylinder VR to the primary space 15 of the master cylinder HZR , so that the steered wheel cannot be braked. Analogously, the steering is braked in the other direction by depressing the BPL brake pedal.

Brake circuit failure

Dadurch, daß jedem Radzylinder einer der Druckräume 14, 14 a bzw. 15, 15 a zugeordnet ist, ist auch bei Ausfall eines Bremskreises eine sichere Abbremsung des Fahrzeugs bei Straßenfahrt möglich. Für den Fall, daß ein Vorderrad-Bremskreis ausfällt ist die Funktionsfähigkeit der anderen drei Bremskreise nicht beeinträchtigt, so daß trotzdem drei Räder abgebremst werden. Bei Ausfall eines Hinterrad-Bremskreises, hier als Beispiel, durch Bruch der Leitung am Anschluß 11, passiert folgendes:Because one of the pressure chambers 14, 14 a and 15, 15 a is assigned to each wheel cylinder, safe braking of the vehicle when driving on the road is possible even if a brake circuit fails. In the event that a front wheel brake circuit fails, the functionality of the other three brake circuits is not impaired, so that three wheels are nevertheless braked. If a rear wheel brake circuit fails, here as an example, by breaking the line at connection 11 , the following happens:

Der Radzylinder HR kann nicht mehr druckbeaufschlagt werden und aus der Druckkammer 13 fließt die Bremsflüssigkeit zurück. Der Radzylinder VR wird davon nicht beeinflußt. Gleichzeitig wird der Kolben 6 durch die Kraft des in der Druckkammer 13 a herrschenden Hydraulikdruckes auf der Zeichnung nach rechts verschoben und der Stößel 7 a verschließt in der Stufenbohrung 5 a den Durchgang vom Anschluß 9 a zum Anschluß 10 a, so daß auch der Radzylinder VL nicht mehr druckbeaufschlagbar ist. Unbeeinflußt davon wird der Radzylinder HL weiterhin mit Bremsflüssigkeit versorgt, so daß in diesem Fall das linke Hinterrad und das rechte Vorderrad weiterhin gebremst werden. Eine Schleudergefahr des Fahrzeugs ist ausgeschlossen, da sich die entstehenden Giermomente gegenseitig aufheben. Entsprechend entgegengesetzt erfolgt die Abbremsung des Fahrzeuges für den Fall, daß der an den Radzylinder HL angeschlossene Bremskreis ausfällt.The wheel cylinder HR can no longer be pressurized and the brake fluid flows back from the pressure chamber 13 . The wheel cylinder VR is not affected by this. At the same time the piston 6 is displaced by the force of the pressure chamber 13 a prevailing hydraulic pressure on the drawing to the right and the plunger 7 a closing in of the stepped bore 5 a passage from the terminal 9a to the terminal 10 a, so that the wheel cylinder VL can no longer be pressurized. Unaffected by this, the wheel cylinder HL continues to be supplied with brake fluid, so that in this case the left rear wheel and the right front wheel continue to be braked. There is no risk of the vehicle skidding because the yaw moments that occur cancel each other out. The braking of the vehicle takes place in the opposite direction in the event that the brake circuit connected to the wheel cylinder HL fails.

Claims

1. A method for braking a vehicle provided with a steering brake system and at least four hydraulically actuated wheel brake cylinders, characterized in that

- When desired braking of all vehicle wheels, each of the wheel cylinders (VR, VL, HR, HL) from a pressure chamber ( 14, 14 a , 15 a ) assigned to it, the tandem master cylinder (HZR, HZL) is acted upon by brake pressure and the four brake circuits thus formed the two front are controlled by a control valve ( 1 ).
- If one of the front brake circuits fails, three wheel cylinders (VR or VL, HR, HL) will be pressurized without being influenced
- In the event of failure of one of the rear brake circuits, the front wheel cylinder (VL or VR ) diagonally opposite the failed wheel cylinder (HR or HL) is separated from the hydraulic circuit in that the piston ( 6 ) arranged in the control valve ( 1 ) by means of the in the pressure chamber ( 13 a or 13 ) prevailing hydraulic pressure from the pressure chamber ( 14 a or 14 ) is pushed into one of its end positions and the plunger ( 7 a or 7 ) connects the connection ( 9 a or 9 ) to the connection ( 10 a or 10 ) interrupts, while the remaining wheel cylinders (HL and VR or HR and VL) remain unaffected.

2. Control valve for performing the method according to claim 1, characterized in that the control valve ( 1 ) has a double-acting piston ( 6 ) which is provided at both ends with a plunger ( 7, 7 a ) and through which in the housing ( 2) two pressure chambers (13, 13 a are formable) in Wirkverbindug with the pressure chambers (14, 14 a) of the tandem master cylinder (HZR, HZL), wherein by means of the plunger (7, 7 a), the terminals (10, 10 a ) for the wheel cylinders (VR, VL) depending on the position of the double-acting piston ( 6 ) from the connections ( 9, 9 a ) for the pressure chambers ( 15, 15 a ) of the tandem master cylinder (HZR, HZL) are separable and in Basic position of the piston ( 6 ) a hydraulic connection between the pressure chambers ( 15 or 15 a ) of the tandem master cylinder (HZR or HZL) and the wheel cylinders (VR or VL) of the steered axle is made.

3. Control valve according to claim 2, characterized in that in the case of rigidly coupled brake pedals BPR, BPL by means of the piston 6, a pressure equalization between the pressure chambers 14, 14 a , 15, 15 a of the tandem master cylinder HZR, HZL can be achieved, so that when braking Wheel cylinders VR, VL, HR, HL are independent of their individual volume absorption capacity and can be acted upon by the design brake pressure.

4. Control valve according to claim 2, characterized in that when actuating only one of the brake pedals (BPR or BPL) the double-acting piston ( 6 ) can be displaced by means of hydraulic pressure force so that the wheel cylinder (VR or VL) assigned to this pedal (BPR or BPL ) the steered axle can be separated from the hydraulic circuit and only the corresponding wheel cylinder (HR or HL) of the unguided axle on the same side can be pressurized.

5. Control valve according to claim 2, characterized in that the double-acting piston ( 6 ) by means of two, on the ends of the plunger ( 7, 7 a ) acting compression springs ( 8, 8 a ) can be brought into the basic position.