DE102012106213A1

DE102012106213A1 - Arbeitsmaschine mit einem elektrischen Antriebssystem

Info

Publication number: DE102012106213A1
Application number: DE201210106213
Authority: DE
Inventors: Mark Hanke
Original assignee: Linde Material Handling GmbH
Current assignee: Linde Material Handling GmbH
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2014-01-16
Also published as: FR2993225A1; FR2993225B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einem elektrischen Antriebssystem, insbesondere einem batterie-elektrischen Antriebssystem, das einen elektrischen Fahrantrieb (4) umfasst, und mit einer als Federspeicherbremse (5) ausgebildeten Bremseinrichtung (2), die als Betriebsbremse arbeitet, wobei die Bremseinrichtung (2) hydraulisch mittels eines in einem Bremslösedruckraum (7) anstehenden Bremslüftdruckes in Richtung einer Lösestellung beaufschlagbar ist und zur Erzielung der Betriebsbremse ein in Abhängigkeit von einem Bedienelement (30) betätigbares Bremsventil (20) vorgesehen ist, mittels dem der in dem Bremslösedruckraum (7) anstehende Bremslüftdruck zur Betätigung der Federspeicherbremse (5) in eine Bremsstellung verringerbar ist. Die Aufgabe, eine derartige elektrisch betriebene Arbeitsmaschine zur Verfügung zu stellen, deren Bedienverhalten für die Betriebsbremsung vereinfacht ist und an ein Bedienverhalten einer verbrennungs-motorisch betriebenen Arbeitsmaschine mit einem hydrostatischen Fahrantrieb angeglichen ist, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Bremsventil (20) als elektrisch betätigbares Bremsventil ausgebildet ist und das Bedienelement (30) des Bremsventils (20) als Fahrpedaleinrichtung (25) des Fahrantriebs (4) ausgebildet ist, wobei eine mit der Fahrpedaleinrichtung (25) und dem Bremsventil (20) in Verbindung stehende elektronische Steuereinrichtung (50) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von dem Betätigungssignal der Fahrpedaleinrichtung (25) ein Bremssignal für eine Betriebsbremsung erzeugt und das Bremsventil (20) in Richtung einer Verringerung des Bremslösedrucks zur Erzielung der Betriebsbremse ansteuert.

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einem elektrischen Antriebssystem, insbesondere einem batterie-elektrischen Antriebssystem, das einen elektrischen Fahrantrieb umfasst, und mit einer als Federspeicherbremse ausgebildeten Bremseinrichtung, die als Betriebsbremse arbeitet, wobei die Bremseinrichtung hydraulisch mittels eines in einem Bremslösedruckraum anstehenden Bremslüftdruckes in Richtung einer Lösestellung beaufschlagbar ist und zur Erzielung der Betriebsbremse ein in Abhängigkeit von einem Bedienelement betätigbares Bremsventil vorgesehen ist, mittels dem der in dem Bremslösedruckraum anstehende Bremslüftdruck zur Betätigung der Federspeicherbremse in eine Bremsstellung verringerbar ist.
Derartige als Federspeicherbremsen ausgebildete Bremseinrichtungen, die durch einen Bremslüftdruck in einem Bremslösedruckraum entgegen der Federkraft eines Federpaketes in die Lösestellung beaufschlagbar sind, werden auch als hydraulisch beaufschlagte negative Federspeicherbremsen bezeichnet. Die Beaufschlagung der Federspeicherbremse in Richtung der Bremsstellung erfolgt durch einen Abbau des in dem Bremslösedruckraum anstehenden und von einem Bremsventil gesteuerten Bremslüftdruckes, wobei die maximale Bremskraft und somit das maximale Bremsmoment durch die Federkraft des Federpaketes der Federspeicherbremse vorgegeben wird.
Bei mobilen Arbeitsmaschinen mit einem elektrischen Antriebssystem, insbesondere einem batterie-elektrischen Antriebssystem, beispielsweise als Gabelstapler ausgebildete Flurförderzeuge, werden derartige hydraulisch lösbare Federspeicherbremsen als Betriebsbremse und/oder Feststellbremse verwendet.
Arbeitsmaschinen mit einem vorzugsweise batterie-elektrischen Antriebssystem, beispielsweise als Gegengewichtsgabelstapler ausgebildete Flurförderzeuge, weisen zur Betätigung der mittels der Federspeicherbremse erzielbaren Betriebsbremsfunktion ein Bremspedal als Bedienelement auf, mit dem ein Bremsventil betätigbar ist, das bei einer Betätigung durch das Bremsventil den Bremslüftdruck in Abhängigkeit von der Betätigung des Bremspedals dosiert verringert, so dass die Federspeicherbremse mittels der Federeinrichtung in die Bremsstellung beaufschlagt wird und die Arbeitsmaschine dosiert durch eine Verringerung des Bremslüftdruckes abgebremst werden kann. Mit der Federspeicherbremse wird in der Regel zusätzlich die Funktion einer Feststellbremse erzielt, zu deren Betätigung ein Schalter oder ein Taster als Bedienelement vorgesehen ist, und bei dessen Betätigung der Bremslüftdruck schnell abgebaut wird, um die Federspeicherbremse in die Bremsstellung zu betätigen. Eine derartige Arbeitsmaschine mit einem batterie-elektrischen Antriebssystem und einer als Betriebsbremse und Feststellbremse arbeitenden hydraulisch lösbaren Federspeicherbremse ist aus der DE 10 2010 010 824 A1 bekannt.
Arbeitsmaschinen mit einem batterie-elektrischen Antriebssystem ermöglichen zudem eine Betriebsbremsung durch eine generatorische Abbremsung über einen elektrischen Fahrantrieb. Der elektrische Fahrmotor wird hierzu als Generator betrieben, der elektrische Energie in eine Traktionsbatterie der Arbeitsmaschine zurückspeist. Die generatorische Abbremsung wird bei derartigen Arbeitsmaschinen mit einem batterie-elektrischen Antriebssystem über die Fahrpedaleinrichtung als Bedienelement gesteuert. Die generatorische Abbremsung ist jedoch stark von der Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine abhängig. Mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit wird die generatorische Abbremsung und somit das Bremsmoment der generatorischen Abbremsung durch den generatorischen Betrieb des Fahrmotors verringert. Bei hoher Fahrgeschwindigkeit ist das Bremsmoment der generatorischen Abbremsung sehr gering.
Im Betrieb der batterie-elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine ergibt sich somit ein Bedienverhalten, dass bei einer nicht ausreichenden generatorischen Abbremsung während der Betriebsbremsung die Bedienperson mit den Fußen von der Fahrpedaleinrichtung als Bedienelement der generatorischen Abbremsung des Fahrantriebs auf das Bremspedal als Bedienelement der hydraulischen Federspeicherbremse umwechseln muss, um über das Bremsventil das gewünschte Abbremsverhalten mit einer gewünschten Verzögerung der Arbeitsmaschine zu erzielen.
Damit weicht das Bedienverhalten der Betriebsbremsung einer batterie-elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine mit einem elektrischen Fahrantrieb deutlich von dem Bedienverhalten der Betriebsbremsung einer verbrennungsmotorisch-betriebenen Arbeitsmaschine mit einem hydrostatischen Fahrantrieb ab. Bei derartigen verbrennungsmotorisch-betriebenen Arbeitsmaschinen mit einem hydrostatischen Fahrantrieb, beispielsweise als Gegengewichtsgabelstapler ausgebildeten Flurförderzeugen, wirkt der hydrostatische Fahrantrieb als Betriebsbremse, der von der Fahrpedaleinrichtung als Bedienelement gesteuert wird, und über den gesamten Fahrgeschwindigkeitsbereich der Arbeitsmaschine ein ausreichendes Bremsmoment zum Abbremsen der Arbeitsmaschine erzeugt. Eine verbrennungsmotorisch-betriebene Arbeitsmaschine kann somit während einer Betriebsbremsung ausschließlich über die Fahrpedaleinrichtung abgebremst werden. Eine hydraulisch lösbare Federspeicherbremse, die mittels eines Bremspedals als Bedienelement betätigbar ist, wird bei verbrennungsmotorisch-betriebenen Arbeitsmaschine äußert selten zur Betriebsbremsung verwendet und dient fast ausschließlich als Feststellbremse, die im Fahrzeugstillstand zum Arretieren der Arbeitsmaschine im Stillstand verwendet wird.
Bedienpersonen, die derartige verbrennungsmotorisch-betriebenen Arbeitsmaschinen und batterie-elektrisch betriebene Arbeitsmaschinen im Wechsel bedienen, empfinden dieses unterschiedliche Bedienverhalten für die Betriebsbremsung als störend.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch betriebene Arbeitsmaschine zur Verfügung zu stellen, deren Bedienverhalten für die Betriebsbremsung vereinfacht ist und an ein Bedienverhalten einer verbrennungs-motorisch betriebenen Arbeitsmaschine mit einem hydrostatischen Fahrantrieb angeglichen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Bremsventil als elektrisch betätigbares Bremsventil ausgebildet ist und das Bedienelement des Bremsventils als Fahrpedaleinrichtung des Fahrantriebs ausgebildet ist, wobei eine mit der Fahrpedaleinrichtung und dem Bremsventil in Verbindung stehende elektronische Steuereinrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von dem Betätigungssignal der Fahrpedaleinrichtung ein Bremssignal für eine Betriebsbremsung erzeugt und das Bremsventil in Richtung einer Verringerung des Bremslösedrucks zur Erzielung der Betriebsbremse ansteuert. Erfindungsgemäß ist somit das Bedienelement der hydraulisch lösbaren Federspeicherbremse während einer Betriebsbremsung von der den Fahrantrieb steuernden Fahrpedaleinrichtung gebildet, so dass die Bremswirkung der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine während einer Betriebsbremsung ausschließlich über die Fahrpedaleinrichtung geregelt werden kann. Das in Abhängigkeit von der Fahrpedaleinrichtung elektrisch betätigbare Bremsventil ermöglicht hierbei auf einfache Weise, dass der in dem Bremslösedruckraum anstehende Bremslüftdruck dosiert gemäß der Betätigung der Fahrpedaleinrichtung verringert werden kann und somit ein variables Bremsmoment der Federspeicherbremse erzeugt werden kann, mit den die Arbeitsmaschine gezielt und dosiert mit einer gewünschten Verzögerung gemäß der Betätigung der Fahrpedaleinrichtung abgebremst werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine wird somit für eine Betriebsbremsung ein Bedienverhalten erzielt, bei dem die Betriebsbremsung und die Bremswirkung ausschließlich über die Fahrpedaleinrichtung gesteuert werden kann, so dass ein Umwechseln mit den Füßen von der Fahrpedaleinrichtung auf ein Bremspedal während einer Betriebsbremsung nicht mehr erforderlich ist. Damit weist eine erfindungsgemäße elektrisch betriebene Arbeitsmaschine ein vereinfachtes Bedienverhalten für die Betriebsbremsung auf und ist an ein Bedienverhalten einer verbrennungs-motorisch betriebenen Arbeitsmaschine mit einem hydrostatischen Fahrantrieb angeglichen.
Die Ausbildung des Bremsventils als elektrisch betätigbares Bremsventil führt zu weiteren Vorteilen, wenn gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung der Fahrantrieb mindestens einen elektrischen Fahrmotor aufweist, wobei die elektronische Steuereinrichtung zur Erzielung der Betriebsbremse in Abhängigkeit von dem Betätigungssignal der Fahrpedaleinrichtung eine generatorische Abbremsung durch einen generatorischen Betrieb des Fahrmotors durchführt, in dem der Fahrmotor elektrische Energie in eine Batterie des elektrischen Antriebsstrangs zurückspeist, beispielsweise eine Traktionsbatterie eines batterie-elektrischen Antriebssystems oder in einen elektrischen Energiespeichers eines Hybridfahrzeugs mit einem elektrischen Antriebssystem. Die elektronische Steuereinrichtung kann somit bei einer entsprechenden Betätigung der Fahrpedaleinrichtung und einem Bremssignal für eine Betriebsbremsung das für den Bremswunsch erforderliche Bremsmoment aus einem variablen Bremsmoment der generatorischen Abbremsung über den Fahrmotor und einem variables Bremsmoment der Federspeicherbremse durch entsprechende Ansteuerung des elektrisch betätigbaren Bremsventils zusammensetzten. Das erfindungsgemäße elektrisch betätigbare Bremsventil ermöglicht es somit auf einfache Weise, dass die elektronische Steuereinrichtung, die ebenfalls das generatorische Abbremsen des Fahrantriebs steuert, dessen Bremsmoment variabel ist und stark von der Fahrgeschwindigkeit abhängt, einen entsprechenden zusätzlichen variablen Anteils des erforderlichen Bremsmoments über die hydraulisch lösbare Federspeicherbremse erzeugen kann, um bei jeder Fahrgeschwindigkeit ein gefordertes Bremsmoment und eine geforderte Verzögerung der Arbeitsmaschine ausschließlich über die Betätigung der Fahrpedaleinrichtung zu realisieren.
Mit besonderem Vorteil ist gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung das elektrisch betätigbare Bremsventil als Proportionalventil, insbesondere als Proportionaldruckregelventil, ausgebildet. Ein in Abhängigkeit von der Fahrpedaleinrichtung elektrisch betätigbares Proportionalventil ermöglicht mit geringem Bauaufwand, den in dem Bremslösedruckraum anstehende Bremslüftdruck dosiert gemäß der Betätigung des Bedienelements zu verringert, um ein variables Bremsmoment zu erzeugen, mit dem die Arbeitsmaschine gezielt und dosiert gemäß der Betätigung der Fahrpedaleinrichtung bei einer Betriebsbremsung abgebremst werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung berücksichtigt die elektronische Steuereinrichtung bei der Ansteuerung des Bremsventils in Richtung einer Verringerung des Bremslüftdruckes den Ladezustand der Batterie des elektrischen Antriebssystems, das Bremsmoment der generatorischen Abbremsung und die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine. Die elektronische Steuereinrichtung hat bzw. erhält die Information über die momentane Fahrgeschwindigkeit und die Information aber das bei der Fahrgeschwindigkeit mögliche generatorische Bremsmoment sowie den Ladezustand der Traktionsbatterie eines batterie-elektrischen Antriebssystems bzw. den Ladezustand des elektrischen Energiespeichers eines Hybridfahrzeugs mit einem elektrischen Antriebssystem, so dass die elektronische Steuereinrichtung in Abhängigkeit dieser Größen das elektrisch betätigbare Bremsventil zusätzlich zu dem generatorischen Abbremsen aktivieren kann, um während einer Betriebsbremsung bei einem entsprechenden generatorischen Bremsmoment ein zusätzliches variables Bremsmoment der Federspeicherbremse zu erzeugen und bei der gegebenen Fahrgeschwindigkeit die Arbeitsmaschine mit einem gewünschten Bremsmoment und einer gewünschten Verzögerung abzubremsen.
Die Fahrpedaleinrichtung kann gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung als Doppelpedaleinrichtung ausgeführt sein, die ein Fahrpedal zur Steuerung der Vorwärtsfahrt und ein Fahrpedal zur Steuerung der Rückwärtsfahrt der Arbeitsmaschine aufweist.
Die Fahrpedaleinrichtung kann gemäß einer alternativen Ausgestaltungsform der Erfindung als Einpedaleinrichtung ausgeführt sein, die ein Fahrpedal und einen Fahrtrichtungswahlschalter zur Vorgabe einer Vorwärtsfahrt oder einer Rückwärtsfahrt aufweist.
Bei elektrisch betriebenen Arbeitsmaschinen kann die generatorische Abbremsung des elektrischen Fahrantriebs ein- bzw. abgeschalten werden. Bei eingeschalteter generatorischer Abbremsung wird bei einer entsprechenden Betätigung der Fahrpedaleinrichtung das über die Fahrgeschwindigkeit variable und mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit abnehmende generatorische Bremsmoment erzeugt. Bei abgeschalteter generatorischer Abbremsung wird kein generatorisches Bremsmoment erzeugt, so dass bei der entsprechenden Betätigung der Fahrpedaleinrichtung ein ungebremstes Ausrollverhalten der Arbeitsmaschine erzielt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung erzeugt bei eingeschalteter generatorischer Abbremsung die elektronische Steuereinrichtung bei einer Reduzierung der Auslenkung der Fahrpedaleinrichtung ein Bremssignal für die Betriebsbremsung und zur Betätigung des Bremsventils. Die Reduzierung und Verringerung der Auslenkung der Fahrpedaleinrichtung und somit der Fahrpedalstellung wird somit von der elektronischen Steuereinrichtung als Bremswunsch interpretiert, um das Bremsmoment aus dem generatorischen Bremsmoment des Fahrantriebs und dem zusätzlichen Bremsmoment der Federspeicherbremse zu erzeugen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung erzeugt bei abgeschalteter generatorischer Abbremsung die elektronische Steuereinrichtung bei einem Reversiervorgang der Fahrpedaleinrichtung ein Bremssignal für die Betriebsbremsung und zur Betätigung des Bremsventils. Bei einer Verringerung der Auslenkung der Fahrpedaleinrichtung wird somit das bei abgeschalteter generatorischer Abbremsung erwünschte ungebremste Ausrollverhalten der Arbeitsmaschine erzielt. Bei einer Doppelpedaleinrichtung wird ein derartiger Reversiervorgang bei einer Betätigung des der Gegenfahrtrichtung zugeordneten Fahrpedals erzeugt. Bei einer Einpedaleinrichtung wird ein derartiger Reversiervorgang durch eine Betätigung des Fahrtrichtungswahlschalters in die Gegenfahrtrichtung und einer Betätigung des Fahrpedals erzeugt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden von der elektronischen Steuereinrichtung bei der Ansteuerung des Bremsventils bei einer Betriebsbremsung ein oder mehrere der folgenden Parameter berücksichtigt:

• Beladungszustand der Arbeitsmaschine, insbesondere aufgenommene Last und/oder Hubhöhe eines Flurförderzeugs,
• Kurvenfahrt der Arbeitsmaschine.

Mit der elektronischen Steuereinrichtung, die über das elektrisch betätig bare Bremsventil das Bremsmoment der Federspeicherbremse und das generatorische Abbremsen des Fahrantriebs steuert, kann die Bremswirkung der Arbeitsmaschine bei einer Betriebsbremsung gezielt in Abhängigkeit von dem Beladungszustand der Arbeitsmaschine und/oder der Kurvenfahrt verringert werden. Bei einem Flurförderzeug mit angehobener Last kann durch die Verringerung der Bremswirkung während einer Betriebsbremsung wirkungsvoll ein Kippen nach Vorne um die Antriebsräder vermieden werden oder bei einer Kurvenfahrt durch die Verringerung der Bremswirkung während einer Betriebsbremsung wirkungsvoll ein seitliche Kippen vermieden werden.
Mit der elektronischen Steuereinrichtung, die über das elektrisch betätigbare Bremsventil das Bremsmoment der Federspeicherbremse steuert, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auf einfache Weise ermöglicht, dass die Federspeicherbremse automatisch beim Erkennen von Hindernissen oder Personen, beispielsweise im Fahrweg, betätigt werden kann, wenn die Arbeitsmaschine mit einer Sensoreinrichtung zum Erkennen von Hindernissen oder einer Kollisionsgefahr versehen ist und die Steuereinrichtung das Bremsventil in Abhängigkeit von der Sensoreinrichtung ansteuert.
Hinsichtlich einer einfachen Bedienbarkeit der über die Fahrpedaleinrichtung von der Bedienperson steuerbaren Betriebsbremse ergeben sich besondere Vorteile, wenn an der Fahrpedaleinrichtung eine mit der elektronischen Steuereinrichtung in Verbindung stehende Kraftrückmeldungseinrichtung angeordnet ist, die der Pedaleinrichtung bei der Betriebsbremsung eine Betätigungskraft aufprägt, die proportional zu dem eingestellten Bremsmoment der Arbeitsmaschine ist. Mit der elektronischen Steuereinrichtung, die das Bremsmoment der generatorischen Abbremsung des Fahrantriebs und über das elektrisch betätigbare Bremsventil das Bremsmoment der Federspeicherbremse steuert, kann auf einfache Weise mittels einer Kraftrückmeldungseinrichtung an der Fahrpedaleinrichtung eine Betätigungskraft aufgeprägt werden, die proportional zu dem aus der Summe des generatorischen Bremsmomentes und dem Bremsmoment der Federspeicherbremse aktuell eingestellten Bremsmoment ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung arbeitet die Federspeicherbremse zusätzlich zu der Betriebsbremse als Feststellbremse, wobei als Betätigungselement der Feststellbremse ein Schalter oder Taster vorgesehen ist. Eine derartige manuell betätigbare Feststellbremse kann auf einfache Weise erzielt werden, wenn ein elektrisch betätigbares Schaltventil vorgesehen ist, das dem Bremslösedruckraum zugeordnet ist, wobei das Schaltventil eine im stromlosen Zustand wirksame Sperrstellung und eine elektrisch schaltbare, den Bremslösedruckraum mit einem Behälter verbindende Drucklosstellung aufweist, und das Schaltventil zur Erzielung der manuell betätigbaren Feststellbremse in die Drucklosstellung bestromt ist. Als manuell betätigbare Feststellbremse im Sinne der Erfindung soll eine von der Bedienperson durchführbare Betätigung der Federspeicherbremse in die Bremsstellung angesehen werden, die bei Fahrzeugstillstand oder während der Fahrt von der Bedienperson ausgelöst werden kann. Eine derartige Feststellbremsfunktion ist auf einfache Weise erzielbar, wenn das Schaltventil bei einer Betätigung des Betätigungselements durch eine elektrische Ansteuerung des Schaltventils in die Drucklosstellung beaufschlagt wird. Durch Ansteuern und Bestromen des Schaltventils kann ein sofortiger Druckabbau des in dem Bremslösedruckraum anstehenden Bremslösedruckes erzielt werden, so dass ein sofortiges Einfallen der Federspeicherbremse in die Bremsstellung erzielt werden kann.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein zusätzliches Bremsventil vorgesehen ist, mit dem der Bremslüftdruck verringerbar ist.
Für die Betriebsbremse ist erforderlich, dass zusätzlich zu der Betriebsbremse über das von der Fahrpedaleinrichtung gesteuerte und elektrisch betätigbare Bremsventil eine Hilfsbremsfunktion vorgesehen ist, um bei einem Ausfall oder Defekt der Betriebsbremse, die von dem elektrisch betätigbaren Bremsventil gebildet ist, über die Hilfsbremsfunktion die Arbeitsmaschine kontrolliert abbremsen zu können. Mit einem zusätzlichen Bremsventil kann diese Hilfsbremsfunktion der Federspeicherbremse durch einen dosierten Abbau des Bremslüftdruckes auf einfache Weise erzielt werden.
Das zusätzliche Bremsventil kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung mittels eines Bremspedals als Bedienelement der Hilfsbremsfunktion betätigbar sein. Bei einem Ausfall oder Defekt der über die Fahrpedaleinrichtung steuerbaren Betriebsbremse der Arbeitsmaschine kann von einer Bedienperson durch Betätigen des zusätzlichen Bremsventils auf schnelle und in intuitiv einfacher Weise über das Bremspedal das zusätzliche Bremsventil betätigt werden, mit dem die Federspeicherbremse dosiert betätigt werden kann, um die Arbeitsmaschine dosiert mit einer gewünschten Verzögerung abbremsen zu können.
Das zusätzliche Bremsventil kann als mechanisch betätigbares Bremsventil oder elektrisch betätigbares Bremsventil ausgebildet ist. Das mechanisch oder elektrisch betätigbare Bremsventil kann hierbei von dem Bremspedal betätigt werden. Bei einem elektrisch betätigbare Bremsventil ergibt sich zudem die Möglichkeit, durch ein alternatives Bedienelement der Hilfsbremsfunktion auf ein zusätzliches Bremspedal zu verzichten.
Bei der Erfindung wird vorteilhafterweise von der elektronischen Steuereinrichtung das Bremsmoment der Arbeitsmaschine als Summe des generatorischen Bremsmoments und der Bremsmoments der Federspeicherspeicherbremse erzeugt. Die elektronische Steuereinrichtung kann auf einfache Weise in Abhängigkeit von der Betätigung der Fahrpedaleinrichtung aus dem generatorischen Bremsmoment und dem Bremsmoments der Federspeicherspeicherbremse ein gefordertes Bremsmoment zusammensetzen, um bei jeder Fahrgeschwindigkeit eine geforderte Verzögerung der Arbeitsmaschine zu erzielen.
Zweckmäßigerweise ist ein mit der elektronischen Steuereinrichtung in Verbindung stehender Drucksensor zur Erfassung des Bremslüftdruckes der Federspeicherbremse vorgesehen. Von der Steuereinrichtung kann somit mittels des Drucksensors den Bremslüftdruck und somit das Bremsmoment der Federspeicherbremse regeln.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt
1 einen hydraulischen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Bremssteuerungssystems und
2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremssteuerungssystems und
3 den Verlauf des mit der erfindungsgemäßen Betriebsbremse erzielten Bremsmoment.
In der 1 ist ein Bremssteuerungssystem 1 einer erfindungsgemäßen elektrisch betrieben Arbeitsmaschine, beispielsweise eines batterie-elektrisch betriebenen Gabelstaplers als Beispiels eines Flurförderzeugs, mit einer als Federspeicherbremse 5 ausgebildeten Bremseinrichtung 2 dargestellt, die eine Feststellbremse und eine Betriebsbremse bildet.
In der 1 ist die linke Hälfte einer Antriebsachse der Arbeitsmaschine dargestellt, wobei ein angetriebenes Rad über eine Radwelle 3 von einem elektrischen Fahrantrieb 4 antreibbar ist, beispielsweise einem elektrischen Fahrmotor. Die Radwelle 3 ist durch die Bremseinrichtung 2 abbremsbar und arretierbar, die als hydraulisch lösbare Federspeicherbremse 5 ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Federspeicherbremse 5 als ölgekühlte Lamellenbremse ausgebildet.
Der elektrische Fahrantrieb 4 kann als Ein-Motor-Antrieb ausgeführt sein, bei einem ein einzelner elektrischer Fahrmotor über ein Differentialgetriebe die beiden Antriebsräder der Antriebsachse antreibt. Alternativ kann der elektrische Fahrantrieb 4 als Zwei-Motor-Antrieb ausgeführt sein, bei dem jedem Antriebsrad der Antriebsachse ein entsprechender elektrischer Fahrmotor als Radantrieb zugeordnet ist.
Zur Steuerung des Fahrantriebs 4 ist eine Fahrpedaleinrichtung 25 vorgesehen. In der 1 ist die Fahrpedaleinrichtung 25 als Doppelpedaleinrichtung 26 ausgebildet, die ein Fahrpedal 26a zur Steuerung der Vorwärtsfahrt und ein Fahrpedal 26b zur Steuerung der Rückwärtsfahrt der Arbeitsmaschine aufweist Die Federspeicherbremse 5 ist von einer Federeinrichtung 6 in eine die Bremsstellung bildende Schließstellung beaufschlagt, wobei die Kraft der Federeinrichtung 6 eine maximale Bremskraft und somit eine maximale Verzögerung definiert. Die Federspeicherbremse 5 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als einkreisige Federspeicherbremse ausgebildet und umfasst ausschließlich einen der Federeinrichtung 6 entgegenwirkenden Bremslösedruckraum 7, der bei einer Druckbeaufschlagung mit einem Bremslüftdruck der Kraft der Federeinrichtung 6 entgegenwirkt, um die Federspeicherbremse 5 in eine Lösestellung zu beaufschlagen. Der Bremslösedruckraum 7 ist an eine hydraulische Bremsleitung 8 angeschlossen, die an eine Druckversorgungsleitung 9 einer nicht mehr näher dargestellten Druckversorgungseinrichtung anschließbar ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Bremssteuerungssystem 1 weist die Federspeicherbremse 2 die Funktion einer Feststellbremse und die Funktion einer Betriebsbremse auf.
Zur Steuerung der Federspeicherbremse 5 zwischen der Bremsstellung und der Lösestellung in der Betriebsbremsfunktion ist erfindungsgemäß ein elektrisch betätigbares Bremsventil 20 vorgesehen, das dem Bremslösedruckraum 7 zur Steuerung des Bremslüftdruckes zugeordnet ist. Als Bedienelement 30 zur Steuerung des Bremsventils 20 ist erfindungsgemäß die Fahrpedaleinrichtung 25 des elektrischen Fahrantriebs 4 vorgesehen.
Das elektrisch betätigbare Bremsventil 20 ist als Proportionalventil 21, insbesondere als Proportionaldruckregelventil, ausgebildet, das an die Druckversorgungsleitung 9 der nicht näher dargestellten Druckversorgungseinrichtung und an die zu dem Bremslösedruckraum 7 geführte Bremsleitung 8 sowie an eine zu einem Behälter 13 geführte Behälterleitung 14 angeschlossen ist.
Das elektrisch betätigbare Bremsventil 20 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Proportionaldruckregelventil 21 mit einer steigenden Ventilkennlinie ausgebildet.
Das Proportionaldruckregelventil 21 ist im stromlosen Zustand mittels einer Feder 22 in eine Bremsstellung beaufschlagt, in der die Bremsleitung 8 mit der Behälterleitung 14 verbunden ist. Mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung 23, beispielsweise einem Proportionalmagneten, ist das Proportionaldruckregelventil 21 mit zunehmender Ansteuerung in Richtung einer Lösestellung beaufschlagt, in der die Bremsleitung 8 mit der Druckversorgungsleitung 9 in Verbindung steht, um einen Bremslüftdruck zu erzeugen.
Zur Ansteuerung des elektrisch betätigbaren Bremsventils 20 ist eine elektronische Steuereinrichtung 50 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 50 steht eingangsseitig mit einer nicht näher dargestellten Sensoreinrichtung in Verbindung, die die Stellung der Fahrpedaleinrichtung 25 erfasst, und ausgangsseitig mit der Betätigungseinrichtung 23 zur Betätigung des Bremsventils 20.
Das mit einer steigenden Ventilkennlinie versehene Bremsventil 20 wird hierbei derart angesteuert, dass bei einer Fahrbetätigung der Fahrpedaleinrichtung 25 das Bremsventil 20 vollständig bestromt ist und das Bremsventil 20 in eine Lösestellung angesteuert ist, in der durch eine Verbindung der Druckversorgungsleitung 9 mit der Bremsleitung 8 ein Bremslüftdruck zum Lösen der Federspeicherbremse 5 erzeugt wird. Bei einer Bremsbetätigung der Fahrpedaleinrichtung 25 wird in Abhängigkeit von dem Betätigungssignal der Fahrpedaleinrichtung 25 ein Bremssignal für die Betriebsbremsung erzeugt und die elektrische Ansteuerung des Bremsventils 20 verringert, so dass das Bremsventil 20 in Richtung der Bremsstellung angesteuert wird, in der durch eine Verbindung der Bremsleitung 8 mit der Behälterleitung 14 der Bremslüftdruck gesteuert und somit entsprechend der Ansteuerung dosiert verringert werden kann und die Federspeicherbremse 5 zur Erzielung einer Betriebsbremsfunktion dosiert in die Bremsstellung beaufschlagt werden kann.
Weiterhin ist ein mit der elektronischen Steuereinrichtung 50 in Verbindung stehender Drucksensor 60 vorgesehen, der der Bremsleitung 8 zugeordnet ist und zur Erfassung des Bremslüftdruckes der Federspeicherbremse 5 dient. Von der Steuereinrichtung 50 kann mittels des Drucksensors 60 der Bremslüftdruck und somit das Bremsmoment der Federspeicherbremse 5 geregelt werden.
Um bei einem Defekt oder einem Ausfall der von dem elektrischen betätigten Bremsventil 20 gebildeten Betriebsbremsfunktion eine Hilfsbremsfunktion zu erzielen, ist ein zusätzliches Bremsventil 10 vorgesehen. Das zusätzliche Bremsventil 10 ist in dem Ausführungsbeispiel ebenfalls dem Bremslösedruckraum 7 zugeordnet und ermöglicht durch eine entsprechende Verringerung des Bremslüftdruckes eine Betätigung der Federspeicherbremse 6 in die Bremsstellung, um ein dosiertes Abbremsen der Arbeitsmaschine zu erzielen. Das zusätzliche Bremsventil 10 ist in dem Ausführungsbeispiel der 1 als mechanisch betätigtes Bremsventil 10 ausgebildet, zu dessen Betätigung ein Bremspedal 11 als Bedienelement 12 vorgesehen ist.
Das zusätzliche Bremsventil 10 für die Hilfsbremsfunktion ist parallel zu dem elektrisch betätigbare Bremsventil 20 der Betriebsbremse angeordnet und ebenfalls an die Druckversorgungsleitung 9 der Druckversorgungseinrichtung und an die zu dem Bremslösedruckraum 7 geführte Bremsleitung 8 sowie die Behälterleitung 14 angeschlossen ist.
Das Bremsventil 10 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Bremsregelventil mit einer fallenden Kennlinie ausgebildet. Das Bremsventil 10 ist an die Druckversorgungsleitung 9 und an die zu dem Bremslösedruckraum 7 geführte Bremsleitung 8 sowie an eine zu einem Behälter 13 geführte Behälterleitung 14 angeschlossen.
Das Bremsventil 10 ist mittels einer Feder 16 in eine Lösestellung beaufschlagt, in der die Bremsleitung 8 mit der Druckversorgungsleitung 9 in Verbindung steht und die Verbindung der Bremsleitung 8 zur Behälterleitung 14 abgesperrt ist, so dass im Bremslösedruckraum 7 ein der Federeinrichtung 6 entgegenwirkender Bremslüftdruck erzeugt wird und die Federspeicherbremse 5 in die Lösestellung beaufschlagt wird.
Bei einer Betätigung des Bedienelements 12 wird das Bremsventil 10 über einen Betätigungsstößel 15 in Abhängigkeit von der Betätigung des Bedienelements 12 zunehmend in eine die Bremsleitung 8 mit der Behälterleitung 14 verbindende Bremsstellung beaufschlagt, so dass durch einen dosierten Abbau des in der Bremsleitung 8 anstehenden Bremslüftdruckes die Federspeicherbremse 5 zur Erzielung einer Hilfsbremsfunktion dosiert in die Bremsstellung beaufschlagt wird.
Mittels elektrisch betätigter Abkoppelventilen 31, 32, die von der Steuereinrichtung 50 betätigt werden, wird ermöglicht, das in der Betriebsbremsung durch Ansteuerung des elektrisch betätigten Bremsventils 20 der Bremslösedruck verringert werden kann, um ein entsprechendes Bremsmoment der Federspeicherbremse 5 zu erzeugen, bzw. in der Hilfsbremsfunktion durch Betätigung des zusätzlichen Bremsventils 10 der Bremslösedruck verringert werden kann, um ein entsprechendes Bremsmoment der Federspeicherbremse 5 zu erzeugen
Um eine manuell betätigbare Feststellbremsfunktion und/oder eine automatische Feststellbremsfunktion zu erzielen, weist das Bremssteuerungssystem 1 ein elektrisch betätigbares Schaltventil 35 mit einer Sperrstellung 35a und einer Drucklosstellung 35b auf, das dem Bremslösedruckraum 7 zugeordnet ist und in einer die Bremsleitung 8 mit der Behälterleitung 14 verbindenden Steuerleitung 36 angeordnet ist. In der Steuerleitung 36 und somit der Verbindung des Bremslösedruckraumes 7 mit dem Behälter 13 sind zusätzlich zu dem Schaltventil 35 keine weiteren drosselnden Ventileinrichtungen angeordnet. Das Schaltventil 35 ist von einer Feder 37 in die Sperrstellung 35a beaufschlagt und durch eine elektrische Betätigungseinrichtung 38, beispielsweise einen Schaltmagneten, in die Drucklosstellung 35b beaufschlagbar. Das Schaltventil 35 befindet sich somit im stromlosen Zustand in der Sperrstellung 35a. Bei einer Ansteuerung wird das Schaltventil 35 in die Drucklosstellung 35b betätigt, in der der Bremslösedruckraum 7 über die Steuerleitung 36 direkt und ohne Zwischenschaltung weiterer Ventileinrichtungen mit dem Behälter 13 verbunden ist, um durch den Abbau des Bremslösedruckes in dem Bremslösedruckraum 7 die Feststellbremsfunktion zu erzielen.
Das Schaltventil 35 ist mittels der elektronischen Steuereinrichtung 50 betätigbar. Als Betätigungsorgan für die manuelle Feststellbremsfunktion ist ein Bedienelement 51 vorgesehen, das von einem Schalter oder einem Taster gebildet ist.
Eine automatische Feststellbremsfunktion wird von der Steuereinrichtung 50 durch entsprechende Ansteuerung des Schaltventils 35 in die Drucklosschaltstellung 35b initiiert, beispielsweise im Fahrzeugstillstand oder nachdem eine Bedienperson einen Fahrersitz verlässt, wozu zum Erfassen dieser Betriebszustände geeignete nicht näher dargestellte Sensoren vorgesehen sein können.
In der 2 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssteuerungssystems 1 dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Bei der 2 ist anstelle des mechanisch betätigten Bremsventils 10 mit der fallenden Kennlinie der 1 das Bremsventil 10 der Hilfsbremsfunktion als elektrisch betätigbares Proportionalventil 110 ausgebildet. Das elektrisch betätigbare Proportionalventil 110 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Proportionaldruckregelventil 111 mit einer steigenden Ventilkennlinie ausgebildet.
Das Proportionaldruckregelventil 111 ist im unbestromten Zustand mittels einer Feder 112 in eine Bremsstellung beaufschlagt, in der die Bremsleitung 8 mit der Behälterleitung 14 verbunden ist. Mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung 113, beispielsweise einem Proportionalmagneten, ist das Proportionaldruckregelventil 111 mit zunehmender Ansteuerung in Richtung einer Lösestellung beaufschlagt, in der die Bremsleitung 8 mit der Druckversorgungsleitung 9 in Verbindung steht.
Das Proportionaldruckregelventil 111 ist mittels der Steuereinrichtung 50 ansteuerbar, wozu das von dem Bremspedal 11 gebildete Betätigungsorgan 12 mit einer nicht näher dargestellten Sensoreinrichtung versehen ist, die mit zunehmender Betätigung des Bremspedals 12 ein ansteigendes Ausgangssignal erzeugt.
Das mit einer steigenden Ventilkennlinie versehene Proportionalventil 110 wird hierbei derart angesteuert, dass bei nicht betätigtem Bremspedal 12 das Proportionalventil 110 vollständig bestromt ist und das Proportionalventil 110 in die Lösestellung angesteuert ist, in der durch eine Verbindung der Druckversorgungsleitung 9 mit der Bremsleitung 8 ein Bremslüftdruck zum Lösen der Federspeicherbremse 5 erzeugt wird. Bei einer Betätigung des Bremspedals 12 wird die elektrische Ansteuerung des Proportionalventils 110 proportional zur Betätigung des Bremspedals 12 verringert, so dass das Proportionalventil 110 in Richtung der Bremsstellung angesteuert wird, in der durch eine Verbindung der Bremsleitung 8 mit der Behälterleitung 14 der Bremslüftdruck gesteuert und dosiert verringert werden kann und die Federspeicherbremse 5 zur Erzielung der Hilfsbremsfunktion dosiert in die Bremsstellung beaufschlagt werden kann. Bevorzugt wird hierzu in der Steuereinrichtung 50 das Ausgangssignal der Sensoreinrichtung am Bremspedal 11 für die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 113 invertiert.
In der 2 ist alternativ zu der Ausführung der Fahrpedaleinrichtung 25 des Fahrantriebs 4, die weiterhin das Bedienelement 30 zur Steuerung des Bremsventils 20 in der Betriebsbremsfunktion bildet, als Doppelpedaleinrichtung 26 die Fahrpedaleinrichtung 25 als Einpedaleinrichtung 27 ausgebildet, die ein Fahrpedal 27a zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit und einen Fahrtrichtungswahlschalter 27b zur Vorgabe einer Vorwärtsfahrt V oder einer Rückwärtsfahrt R aufweist. Mittels nicht näher dargestellter Sensoreinrichtungen kann die Steuereinrichtung 50 die Stellung des Fahrpedals 27a und die Einstellung des Fahrtrichtungswahlschalter 27b erfassen.
Mit dem elektrischen Fahrantrieb 4 kann bei einer Betriebsbremsung in Abhängigkeit von dem Betätigungssignal der Fahrpedaleinrichtung 25 eine generatorische Abbremsung durch einen generatorischen Betrieb des Fahrmotors durchführt werden, in dem der Fahrmotor elektrische Energie in eine nicht dargestellte Traktionsbatterie eines batterie-elektrischen Antriebssystems oder in einen elektrischen Energiespeicher eines Hybridfahrzeugs mit einem elektrischen Antriebssystem zurückspeist.
In der 3 ist das bei der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine erzielte Bremsmoment während der Betriebsbremsung bei eingeschalteter generatorischer Abbremsung dargestellt.
In der 3 ist auf der Abszisse die Drehzahl n des Fahrmotors und somit die Fahrgeschwindigkeit v der Arbeitsmaschine aufgetragen und auf der Ordinate das Bremsmoment M_B der Betriebsbremse, das sich aus der Summe des generatorischen Bremsmoments M_EM aus der generatorischen Abbremsung des Fahrantriebs 4 und dem Bremsmoment M_Br der Federspeicherbremse 5 ergibt.
In dem schraffierten Bereich ist der Verlauf EM des generatorischen Bremsmoments M_EM dargestellt, wobei ersichtlich ist, dass bis zu einer Drehzahl n₁ bzw. bis zu einer Fahrgeschwindigkeit v₁ das generatorische Bremsmoment M_EM maximal ist. In diesem Bereich entspricht das generatorische Bremsmoment M_EM im dargestellten Ausführungsbeispiel einem erforderlichen Bremsmoment M_B, so dass bis zu der Drehzahl n₁ bzw. bis zu der Fahrgeschwindigkeit v₁ eine gewünschte Verzögerung der Arbeitsmaschine ausschließlich durch das generatorische Abbremsen des Fahrantriebs erzielt werden kann. In dem Bereich von der Drehzahl n₁ bzw. der Fahrgeschwindigkeit v₁ bis zu einer maximalen Drehzahl n_max bzw. bis zu einer maximalen Fahrgeschwindigkeit v_max nimmt das generatorische Bremsmoment M_EM ab. Um das erforderliche Bremsmoment M_B der Betriebsbremsung in diesem Bereich bei jeder Fahrgeschwindigkeit zu erzielen, wird von der elektronischen Steuereinrichtung 50 das elektrisch betätigbare Bremsventil 20 entsprechend angesteuert, so dass ein entsprechendes Bremsmoment M_Br der Federspeicherbremse 5 erzeugt wird, das zusätzlich zu dem generatorischen Bremsmoment M_EM wirkt.
Bei der Erfindung sind sowohl das generatorische Bremsmoment M_EM als auch das durch die Ansteuerung des Bremsventils 20 erzielbare Bremsmoment M_Br der Federspeicherbremse 5 variabel und von der Steuereinrichtung 50 veränderbar.
Bei eingeschalteter generatorischer Abbremsung über den Fahrantrieb 4 wird von der Steuereinrichtung 50 eine Verringerung der Betätigung der Fahrpedaleinrichtung 25 und somit eine Reduzierung der Auslenkung der Fahrpedaleinrichtung 25, beispielsweise des Fahrpedals 26a bzw. 26b der 1 oder des Fahrpedals 27a der 2, als Betätigungssignal für eine Betriebsbremsung interpretiert und ein entsprechendes Bremssignal für eine Betriebsbremsung erzeugt. Hierbei wird entsprechend der 3 bei der gegebenen Fahrgeschwindigkeit v durch eine Ansteuerung des Fahrantriebs 4 mittels der Steuereinrichtung 50 das mögliche generatorische Bremsmoment M_EM erzeugt. Sofern ein zusätzliches Bremsmoment M_Br der Federspeicherbremse 5 erforderlich ist, um das geforderte Bremsmoment M_B zu erreichen, wird von der Steuereinrichtung 50 das Bremsventil 20 mit einem entsprechenden Ansteuersignal angesteuert. Hierbei berücksichtigt die elektronische Steuereinrichtung 50 bei der Ansteuerung des Bremsventils 20 in Richtung einer Verringerung des Bremslüftdruckes den Ladezustand der Traktionsbatterie des batterie-elektrischen Antriebssystems bzw. den Ladezustand eines Energiespeichers eines Hybridantriebs, das Bremsmoment M_EM der generatorischen Abbremsung und die Fahrgeschwindigkeit v der Arbeitsmaschine, so dass durch das variable Bremsmoment M_EM der generatorischen Abbremsung des Fahrantriebs 4 und das variable Bremsmoment M_Br der Federspeicherbremse 5 durch entsprechende Ansteuerung des Bremsventils 20 das geforderte Bremsmoment M_B erzielt wird und die Arbeitsmaschine dosiert abgebremst werden kann.
Bei abgeschalteter generatorischer Abbremsung wird von der Steuereinrichtung 50 ein Reversiervorgang der Fahrpedaleinrichtung 25 als Betätigungssignal für eine Betriebsbremsung interpretiert und ein entsprechendes Bremssignal für eine Betriebsbremsung und zur Ansteuerung des Bremsventils 20 erzeugt. Bei der 1 liegt ein derartiger Reversiervorgang der Fahrpedaleinrichtung 25 vor, wenn bei betätigtem Fahrpedal 26a die Auslenkung des Fahrpedals 26a zurückgenommen wird und das Fahrpedal 26b betätigt wird bzw. bei betätigtem Fahrpedal 26b die Auslenkung des Fahrpedals 26b zurückgenommen wird und das Fahrpedal 26a betätigt wird. Bei der 2 liegt ein derartiger Reversiervorgang der Fahrpedaleinrichtung 25 vor, wenn der Bediener den Fahrtrichtungswahlschalter 27b in die Gegenrichtung umschaltet und das Fahrpedal 27a betätigt. Durch eine entsprechende Ansteuerung des Bremsventils 20 wird hierbei das Bremsmoment M_B ausschließlich von der Federspeicherbremse 5 erzeugt.
Bei der Erfindung kann bei einer elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine, beispielsweise einer batterie-elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine, eine Betriebsbremsung ausschließlich über die Fahrpedaleinrichtung 25 gesteuert werden und die Bremswirkung der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine über die Stellung der Fahrpedaleinrichtung 25 gesteuert bzw. geregelt werden. Das Bedienverhalten in der Betriebsbremsung entspricht hierbei dem Bedienverhalten einer verbrennungs-motorisch betriebenen Arbeitsmaschine mit einem hydrostatischen Fahrantrieb. Ein Umwechseln von der der Fahrpedaleinrichtung 25 auf das Bremspedal 11 ist während einer Betriebsbremsung nicht erforderlich.
Sofern die mittels des elektrisch angesteuerten Bremsventils 20 erzielte Betriebsbremse versagen sollte, kann durch Betätigen des Bremspedals 12 und entsprechender Betätigung des zusätzlichen Bremsventils 10 die Hilfsbremsfunktion aktiviert werden und der Bremslüftdruck dosiert verringert werden, um ein dosiertes Abbremsen der Arbeitsmaschine in der Hilfsbremsfunktion zu erzielen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführung des Bedienelements 30 der Betriebsbremse als Einpedaleinrichtung 26 oder Doppelpedaleinrichtung 26 ist unabhängig von der Ausführung des zusätzlichen Bremsventils 10 als mechanisch betätigtes Bremsventil oder elektrisch betätigtes Bremsventil.
Zudem ist die Erfindung nicht auf die Ausführung der Federspeicherbremse 5 als einkreisige Federspeicherbremse beschränkt, bei der mit dem Bremsventil 20 der Betriebsbremse und dem zusätzlichen Bremsventil 10 der Hilfsbremsfunktion der in dem Bremslösedruckraum 7 anstehende Bremslüftdruck verringerbar ist.
Die Federspeicherbremse kann alternativ als zweikreisige Federspeicherbremse ausgeführt werden, wobei die beiden Bremsventile 10, 20 auf entgegenwirkende Druckräume der Federspeicherbremse wirken. Bei einer zweikreisigen Federspeicherbremsen ist an der Federspeicherbremse zusätzlich zu dem dem Federpaket entgegenwirkenden Bremslösedruckraum 7, dem das Bremsventil 20 der Betriebsbremse zugeordnet ist, ein gleichsinnig mit dem Federpaket wirkender Bremsdruckraum ausgebildet, wobei ein in dem Bremsdruckraum anstehender Bremsdruck von dem zusätzlichen Bremsventil 10 der Hilfsbremsfunktion erzeugt wird und somit in der Hilfsbremsfunktion der in dem Bremslösedruckraum anstehende Bremslüftdruck übersteuert wird, um die Federspeicherbremse in die Bremsstellung zu beaufschlagen.
Die erfindungsgemäße Arbeitsmaschine mit einem elektrischen Antriebssystem kann ein batterie-elektrisches Antriebssystem aufweisen, bei dem eine Traktionsbatterie die elektrische Antriebsquelle bildet. Alternativ kann das elektrische Antriebssystem als verbrennungsmotorisch-elektrisches Antriebssystem ausgebildet sein, bei dem die elektrische Energie des elektrischen Fahrantriebs von einem Generator erzeugt wird, der von einem Verbrennungsmotor angetrieben ist. Alternativ kann das elektrische Antriebssystem als Hybridantrieb ausgebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010010824 A1 [0004]

Claims

Mobile Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einem elektrischen Antriebssystem, insbesondere einem batterie-elektrischen Antriebssystem, das einen elektrischen Fahrantrieb (4) umfasst, und mit einer als Federspeicherbremse (5) ausgebildeten Bremseinrichtung (2), die als Betriebsbremse arbeitet, wobei die Bremseinrichtung (2) hydraulisch mittels eines in einem Bremslösedruckraum (7) anstehenden Bremslüftdruckes in Richtung einer Lösestellung beaufschlagbar ist und zur Erzielung der Betriebsbremse ein in Abhängigkeit von einem Bedienelement (30) betätigbares Bremsventil (20) vorgesehen ist, mittels dem der in dem Bremslösedruckraum (7) anstehende Bremslüftdruck zur Betätigung der Federspeicherbremse (5) in eine Bremsstellung verringerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsventil (20) als elektrisch betätigbares Bremsventil ausgebildet ist und das Bedienelement (30) des Bremsventils (20) als Fahrpedaleinrichtung (25) des Fahrantriebs (4) ausgebildet ist, wobei eine mit der Fahrpedaleinrichtung (25) und dem Bremsventil (20) in Verbindung stehende elektronische Steuereinrichtung (50) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von dem Betätigungssignal der Fahrpedaleinrichtung (25) ein Bremssignal für eine Betriebsbremsung erzeugt und das Bremsventil (20) in Richtung einer Verringerung des Bremslösedrucks zur Erzielung der Betriebsbremse ansteuert.
Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrantrieb (4) mindestens einen elektrischen Fahrmotor aufweist, wobei die elektronische Steuereinrichtung (50) zur Erzielung der Betriebsbremse in Abhängigkeit von dem Betätigungssignal der Fahrpedaleinrichtung (25) eine generatorische Abbremsung durch einen generatorischen Betrieb des Fahrmotors durchführt, in dem der Fahrmotor elektrische Energie in eine Batterie des elektrischen Antriebssystems zurückspeist.
Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch betätigbare Bremsventil (20) als Proportionalventil (21), insbesondere als Proportionaldruckregelventil, ausgebildet ist.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (50) bei der Ansteuerung des Bremsventils (20) in Richtung einer Verringerung des Bremslüftdruckes den Ladezustand der Batterie des elektrischen Antriebssystems, das Bremsmoment (M_EM) der generatorischen Abbremsung und die Fahrgeschwindigkeit (v) der Arbeitsmaschine berücksichtigt.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrpedaleinrichtung (25) als Doppelpedaleinrichtung (26) ausgeführt ist, die ein Fahrpedal (26a) zur Steuerung der Vorwärtsfahrt und ein Fahrpedal (26b) zur Steuerung der Rückwärtsfahrt der Arbeitsmaschine aufweist.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrpedaleinrichtung (25) als Einpedaleinrichtung (27) ausgeführt ist, die ein Fahrpedal (27a) und einen Fahrtrichtungswahlschalter (27b) zur Vorgabe einer Vorwärtsfahrt oder einer Rückwärtsfahrt aufweist.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei eingeschalteter generatorischer Abbremsung die elektronische Steuereinrichtung (50) bei einer Reduzierung der Auslenkung der Fahrpedaleinrichtung (25) ein Bremssignal für die Betriebsbremsung und zur Betätigung des Bremsventils (20) erzeugt.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei abgeschalteter generatorischer Abbremsung die elektronische Steuereinrichtung (50) bei einem Reversiervorgang der Fahrpedaleinrichtung (25) ein Bremssignal für die Betriebsbremsung und zur Betätigung des Bremsventils (20) erzeugt.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass von der elektronischen Steuereinrichtung (50) bei der Ansteuerung des Bremsventils (20) bei einer Betriebsbremsung ein oder mehrere der folgenden Parameter berücksichtigt werden: • Beladungszustand der Arbeitsmaschine, insbesondere aufgenommene Last und/oder Hubhöhe eines Flurförderzeugs, • Kurvenfahrt der Arbeitsmaschine.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine mit einer Sensoreinrichtung zum Erkennen von Hindernissen oder einer Kollisionsgefahr versehen ist und die Steuereinrichtung (50) das Bremsventil (20) in Abhängigkeit von der Sensoreinrichtung ansteuert.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Fahrpedaleinrichtung (25) eine mit der elektronischen Steuereinrichtung (50) in Verbindung stehende Kraftrückmeldungseinrichtung angeordnet ist, die der Pedaleinrichtung (25) bei der Betriebsbremsung eine Betätigungskraft aufprägt, die proportional zu dem eingestellten Bremsmoment (M_B) der Arbeitsmaschine ist.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federspeicherbremse (5) als Feststellbremse arbeitet, wobei als Betätigungselement (51) der Feststellbremse ein Schalter oder Taster vorgesehen ist.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzliches Bremsventil (10) vorgesehen ist, mit dem der Bremslüftdruck verringerbar ist.
Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Bremsventil (10) mittels eines Bremspedals (11) betätigbar ist.
Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Bremsventil (10) als mechanisch betätigbares Bremsventil oder elektrisch betätigbares Bremsventil ausgebildet ist.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass von der elektronischen Steuereinrichtung (50) das Bremsmoment (M_B) der Arbeitsmaschine als Summe des generatorischen Bremsmoments (M_EM) und der Bremsmoments (M_Br) der Federspeicherspeicherbremse (5) erzeugt.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der elektronischen Steuereinrichtung (50) in Verbindung stehender Drucksensor (60) zur Erfassung des Bremslüftdruckes der Federspeicherbremse (5) vorgesehen ist.