DE102014114138A1

DE102014114138A1 - Hydrostatic drive system

Info

Publication number: DE102014114138A1
Application number: DE102014114138.5A
Authority: DE
Inventors: Peter Magsaam
Original assignee: Linde Material Handling GmbH
Current assignee: Linde Material Handling GmbH
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2016-03-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem (1) einer mobilen Arbeitsmaschine mit einer von einem Verbrennungsmotor (2) angetriebenen Hydraulikpumpe (4), die einen Hubantrieb (8) mit Druckmittel versorgt, wobei die Hydraulikpumpe (4) im offenen Kreislauf betrieben ist, die Druckmittel mittels einer Ansaugleitung (5) aus einem Behälter (6) ansaugt und in eine Förderleitung (7) fördert, wobei die Hydraulikpumpe (4) bei gleicher Drehrichtung und gleicher Durchflussrichtung des Druckmittels als Hydraulikmotor betreibbar ist, der den Verbrennungsmotor (2) antreibt, wobei eine elektronische Steuereinrichtung (20) vorgesehen ist, die einen Nutzsenkenbetrieb durchführt, bei dem im Senkenbetrieb des Hubantriebs (8) die Hydraulikpumpe (4) als Hydraulikmotor betrieben wird, die von dem von dem Hubantrieb (8) abströmenden Druckmittel angetrieben wird. Die elektronische Steuereinrichtung (20) ist derart ausgebildet, dass im Nutzsenkenbetrieb der Verbrennungsmotor (2) in einem Schleppbetrieb betrieben wird, in dem die Kraftstoffeinspeisung des Verbrennungsmotors (2) reduziert wird oder der Verbrennungsmotor (2) ohne Kraftstoffeinspeisung betrieben wirdThe invention relates to a hydrostatic drive system (1) of a mobile working machine with a hydraulic pump (4) driven by an internal combustion engine (2) which supplies a lifting drive (8) with pressure medium, wherein the hydraulic pump (4) is operated in the open circuit, the pressure means by means of a suction line (5) from a container (6) sucks and promotes in a delivery line (7), wherein the hydraulic pump (4) in the same direction of rotation and the same flow direction of the pressure medium as a hydraulic motor is operated, which drives the internal combustion engine (2), wherein an electronic control device (20) is provided, which performs a Nutzkenkenbetrieb, in which in the lowering operation of the lifting drive (8), the hydraulic pump (4) is operated as a hydraulic motor, which is driven by the from the lifting drive (8) flowing pressure medium. The electronic control device (20) is designed such that in Nutzsenkenbetrieb the internal combustion engine (2) is operated in a towing operation, in which the fuel supply of the internal combustion engine (2) is reduced or the internal combustion engine (2) is operated without fuel feed

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem einer mobilen Arbeitsmaschine mit einer von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe, die einen Hubantrieb mit Druckmittel versorgt, wobei die Hydraulikpumpe im offenen Kreislauf betrieben ist, die Druckmittel mittels einer Ansaugleitung aus einem Behälter ansaugt und in eine Förderleitung fördert, wobei die Hydraulikpumpe bei gleicher Drehrichtung und gleicher Durchflussrichtung des Druckmittels als Hydraulikmotor betreibbar ist, der den Verbrennungsmotor antreibt, wobei eine elektronische Steuereinrichtung vorgesehen ist, die einen Nutzsenkenbetrieb durchführt, bei dem im Senkenbetrieb des Hubantriebs die Hydraulikpumpe als Hydraulikmotor betrieben wird, die von dem von dem Hubantrieb abströmenden Druckmittel angetrieben wird. The invention relates to a hydrostatic drive system of a mobile machine with a driven by an internal combustion engine hydraulic pump that supplies a lifting drive with pressure medium, wherein the hydraulic pump is operated in open circuit, sucks the pressure medium by means of a suction from a container and conveys into a delivery line, said Hydraulic pump is operated at the same direction of rotation and the same flow direction of the pressure medium as a hydraulic motor, which drives the engine, wherein an electronic control device is provided, which performs a Nutzsenkenbetrieb, in which in the lowering operation of the linear actuator, the hydraulic pump is operated as a hydraulic motor, that of the lifting drive is driven outflowing pressure medium.

Ein derartiges Antriebssystem ist aus der DE 10 2008 048 057 A1 bekannt. Im Senkenbetrieb des Hubantriebs ist ein Nutzsenkenbetrieb möglich, in dem die als Hydraulikmotor betriebene Hydraulikpumpe einen Generator antreibt, der elektrische Energie in einen elektrischen Energiespeicher zwischengespeichert. Die im Nutzsenkenbetrieb zwischengespeicherte elektrische Energie kann für einen späteren Motorbetrieb des Generators verwendet werden, so dass der mit dem Generator trieblich verbundene Verbrennungsmotor durch den Motorbetrieb des Generators unterstützt wird und damit dessen Kraftstoffverbrauch sinkt. Ein derartiger Nutzsenkenbetrieb weist jedoch aufgrund des elektrischen Generators und des elektrischen Energiespeichers einen hohen Bauaufwand auf. Such a drive system is from the DE 10 2008 048 057 A1 known. In the lowering operation of the lifting drive a Nutzsenkenbetrieb is possible in which the hydraulic pump operated as a hydraulic motor drives a generator, the intermediate stored electrical energy in an electrical energy storage. The canned in Nutzsenkenbetrieb electrical energy can be used for later engine operation of the generator, so that the combustion engine drivingly connected to the generator is supported by the engine operation of the generator and thus its fuel consumption decreases. However, such Nutzkenkenbetrieb has due to the electrical generator and the electrical energy storage a high construction cost.

Weiterhin ist es bereits bekannt, bei Antriebssystemen mit einer von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe einen hydraulischen Druckspeicher einzusetzen, der durch eine Ladeschaltung mit Druckmittel geladen wird. Sofern die Hydraulikpumpe bei gleicher Drehrichtung und gleicher Durchflussrichtung des Druckmittels als Hydraulikmotor betreibbar ist, die von dem Druckmittel aus dem Druckspeicher angetrieben wird, kann zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs des Verbrennungsmotor eine Start-Stopp-Funktion des Verbrennungsmotors vorgesehen werden, in dem während einer Arbeitspause der Arbeitsmaschine der Verbrennungsmotor abgestellt wird. Der Wiederstart des abgestellten Verbrennungsmotors aus dem Stillstand bei einer Leistungsanforderung kann durch den Motorbetrieb der Hydraulikpumpe erfolgen, wobei die Hydraulikpumpe mit Druckmittel aus dem Druckspeicher angetrieben wird. Die Hydraulikpumpe bildet somit im Motorbetrieb einen hydraulischen Starter des Verbrennungsmotors. Ein derartiges Antriebssystem ist aus der DE 10 2013 101 868 A1 bekannt. Furthermore, it is already known to use a hydraulic pressure accumulator in drive systems with a driven by an internal combustion engine hydraulic pump, which is charged by a charging circuit with pressure medium. If the hydraulic pump in the same direction of rotation and the same flow direction of the pressure medium is operated as a hydraulic motor, which is driven by the pressure medium from the pressure accumulator, can be provided to reduce the fuel consumption of the internal combustion engine, a start-stop function of the engine in which during a work break of Working machine of the internal combustion engine is turned off. The restart of the parked engine from standstill at a power request can be done by the engine operation of the hydraulic pump, wherein the hydraulic pump is driven with pressure medium from the pressure accumulator. The hydraulic pump thus forms a hydraulic starter of the internal combustion engine during engine operation. Such a drive system is from the DE 10 2013 101 868 A1 known.

Bei derartigen Antriebssystemen mit einem hydraulischen Druckspeicher und einer hydraulischen Start-Stopp-Funktion, bei der die von dem Druckmittel aus dem Druckspeicher angetriebene Hydraulikpumpe im Motorbetrieb einen hydraulischen Starter des Verbrennungsmotor bildet, kann in der Stillstandsphase des abgestellten Verbrennungsmotors eine Kraftstoffeinsparung erzielt werden. Derartige Antriebssysteme mit einer hydraulischen Start-Stopp-Funktion weisen jedoch den Nachteil auf, dass in der Stillstandsphase des abgestellten Verbrennungsmotors die von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Aggregate, beispielsweise eine Lichtmaschine und/oder ein Klimakompressor einer Klimaanlage, nicht angetrieben sind bzw. mit alternativer Energie versorgt werden müssen. Zudem kann es bei häufigen Stillstandsphasen des Verbrennungsmotors im Betrieb der Arbeitsmaschine dazu kommen, dass der Verbrennungsmotor kaum oder spät auf Betriebstemperatur kommt. Zudem können Abgasreinigungsprozesse des Verbrennungsmotors durch häufige Stillstandsphasen des Verbrennungsmotors unterbrochen werden und nicht ordnungsgemäß ablaufen. In such drive systems with a hydraulic pressure accumulator and a hydraulic start-stop function in which the hydraulic pump driven by the pressure medium from the pressure accumulator forms a hydraulic starter of the internal combustion engine during engine operation, a fuel saving can be achieved in the stoppage phase of the parked internal combustion engine. However, such drive systems with a hydraulic start-stop function have the disadvantage that in the stoppage phase of the parked internal combustion engine driven by the engine units, such as an alternator and / or an air conditioning compressor of an air conditioner, are not driven or supplied with alternative energy Need to become. In addition, during frequent standstill phases of the internal combustion engine during operation of the work machine, it may happen that the internal combustion engine hardly or late comes to operating temperature. In addition, exhaust gas purification processes of the internal combustion engine can be interrupted by frequent stoppage phases of the internal combustion engine and not run properly.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, bei dem mit geringem Bauaufwand eine Kraftstoffeinsparung des Verbrennungsmotors erzielt wird und die Nachteile durch die Stillstandsphasen des abgestellten Verbrennungsmotors vermieden werden. The present invention has for its object to provide a drive system of the type mentioned available in which a low construction cost fuel saving of the engine is achieved and the disadvantages are avoided by the stoppage phases of the parked engine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die elektronische Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass im Nutzsenkenbetrieb der Verbrennungsmotor in einem Schleppbetrieb betrieben wird, in dem die Kraftstoffeinspeisung des Verbrennungsmotors reduziert wird oder der Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffeinspeisung betrieben wird. Bei der Erfindung wird somit im Nutzsenkenbetrieb des Hubantriebs die potentielle Energie aus dem Senken einer Last während des Senkenbetriebs gleichzeitig zum Antrieb des Verbrennungsmotors genutzt, der von der als Hydraulikmotor betriebenen Hydraulikpumpe angetrieben ist, die im Nutzsenkenbetrieb von dem aus dem Hubantrieb abströmenden Druckmittel angetrieben wird und somit den Verbrennungsmotor antreibt. Durch den Antrieb des Verbrennungsmotors während des Nutzsenkenbetriebs durch die als Hydraulikmotor arbeitende Hydraulikpumpe kann erfindungsgemäß der Verbrennungsmotor geschleppt werden und somit in einem Schleppbetrieb betrieben wird, in dem die Kraftstoffeinspeisung des Verbrennungsmotors reduziert wird oder der Verbrennungsmotor vollständig ohne Kraftstoffeinspeisung betrieben wird. Das für den Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors erforderliche Antriebsdrehmoment wird hierbei im Nutzsenkenbetrieb von der als Hydraulikmotor betriebenen Hydraulikpumpe aufgebracht und ergibt sich aus dem Lastdruck der abzusenkenden Last und dem Verdrängervolumen der Hydraulikpumpe. In diesem Schleppbetrieb ist während des Nutzsenkenbetriebs eine Kraftstoffeinsparung des Verbrennungsmotors erzielbar. Bei der Erfindung ist die Kraftstoffeinsparung des Verbrennungsmotors im Nutzsenkenbetrieb mit geringem Bauaufwand erzielbar, da durch den Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors und dessen Antrieb durch das Lastmoment im Nutzsenkenbetrieb keine zusätzliche Energiespeichereinrichtung erforderlich ist, wie ein hydraulischer Druckspeicher oder ein elektrischer Energiespeicher. Gegenüber hydrostatischen Antriebssystemen mit einer Start-Stopp-Funktion zur Kraftstoffeinsparung des Verbrennungsmotors ergibt sich als weiterer Vorteil, dass bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem für die Kraftstoffeinsparung durch den Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors keine Stillstandsphasen des Verbrennungsmotors auftreten, so dass auch während des Schleppbetriebs des Verbrennungsmotors die von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Aggregate, beispielsweise eine Lichtmaschine und/oder ein Klimakompressor einer Klimaanlage, weiter angetrieben werden. This object is achieved in that the electronic control device is designed such that in Nutzsenkenbetrieb the internal combustion engine is operated in a towing operation in which the fuel supply of the engine is reduced or the internal combustion engine is operated without fuel feed. In the invention, the potential energy from the lowering of a load during lowering operation is thus simultaneously used to drive the internal combustion engine, which is driven by the hydraulic pump operated as a hydraulic motor, which is driven in Nutzsenkenbetrieb by the flow of pressure from the lifting drive and thus driving the internal combustion engine. By driving the internal combustion engine during the Nutzsenkenbetriebs by operating as a hydraulic motor hydraulic pump, the internal combustion engine can be towed according to the invention and thus operated in a towing operation in which the fuel supply of the engine is reduced or the internal combustion engine is operated completely without fuel supply. The drive torque required for the towing operation of the internal combustion engine is in this case operated by the hydraulic motor operated in Nutzsenkenbetrieb Applied hydraulic pump and results from the load pressure of the lowered load and the displacement volume of the hydraulic pump. In this towing operation, a fuel economy of the internal combustion engine can be achieved during the Nutzsenkenbetriebs. In the invention, the fuel economy of the engine in Nutzsenkenbetrieb with low construction costs can be achieved because no additional energy storage device is required by the towing operation of the engine and its drive by the load torque in Nutzsenkenbetrieb, such as a hydraulic accumulator or an electrical energy storage. Compared with hydrostatic drive systems with a start-stop function for saving fuel of the internal combustion engine results in a further advantage that occur in the drive system according to the invention for the fuel economy by the towing operation of the engine no stoppages of the engine, so that even during towing operation of the internal combustion engine Internal combustion engine driven units, such as an alternator and / or an air conditioning compressor of an air conditioner, are driven further.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Verbrennungsmotor im Nutzsenkenbetrieb auf der unteren Leerlaufdrehzahl betrieben. Hierdurch ergeben sich Vorteile, da bereits bei geringen Senkengeschwindigkeiten der abzusenken Last ein Nutzsenkenbetrieb mit einem kraftstoffsparenden Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors ermöglicht wird. According to an advantageous embodiment of the invention, the internal combustion engine is operated in Nutzsenkenbetrieb on the lower idle speed. This results in advantages, since already at low lowering speeds of the load to be lowered a Nutzsenkenbetrieb with a fuel-efficient towing operation of the engine is made possible.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung führt die elektronische Steuereinrichtung den Nutzsenkenbetrieb in Abhängigkeit von der Hubhöhe des Hubantriebs durch, wobei von der elektronischen Steuereinrichtung der Nutzsenkenbetrieb mit einem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors durchgeführt wird, wenn im Senkenbetrieb des Hubantriebs die Hubhöhe höher als eine Grenzhubhöhe ist, und die elektronische Steuereinrichtung den Nutzsenkenbetrieb beendet und einen automatischen Startvorgang des Verbrennungsmotors durchführt, wenn im Senkenbetrieb des Hubantriebs die Grenzhubhöhe unterschritten wird. Hierdurch wird auf einfache Weise erzielt, dass zum Ende eines Senkenbetriebs, bei dem von der abzusenkenden Last die Grenzhubhöhe unterschritten wird, von der elektronischen Steuereinrichtung der Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors beendet wird und ein automatischer Startvorgang des Verbrennungsmotors erfolgt, in dem der Verbrennungsmotor wieder mit Kraftstoff versorgt wird. According to one embodiment of the invention, the electronic control device performs the Nutzsenkenbetrieb depending on the lifting height of the lifting drive, being carried out by the electronic control device of the Nutzsenkenbetrieb with a towing operation of the internal combustion engine when the lifting height of the lifting drive is higher than a Grenzhubhöhe, and the electronic control device terminates the Nutzsenkenbetrieb and performs an automatic starting operation of the internal combustion engine when the Grenzhubhöhe is exceeded in the lowering operation of the linear actuator. As a result, it is achieved in a simple manner that the end of a sink operation in which the Grenzhubhöhe is exceeded by the lowered load, is terminated by the electronic control device of Nutzsenkenbetrieb with the towing of the engine and an automatic starting operation of the engine takes place, in which the engine again is supplied with fuel.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Hydraulikpumpe als Konstantmaschine mit einem konstanten Verdrängervolumen ausgebildet. In der elektronischen Steuereinrichtung ist hierbei ein Mindestlastdruck des Hubantriebs und eine Mindestsenkengeschwindigkeit des Hubantriebs hinterlegt, wobei die elektronische Steuereinrichtung im Senkenbetrieb des Hubantriebs den Nutzsenkenbetrieb durchgeführt, wenn der Lastdruck des Hubantriebs größer als der Mindestlastdruck ist und die Senkengeschwindigkeit des Hubantriebs größer als die Mindestsenkengeschwindigkeit ist, und die elektronische Steuereinrichtung im Senkenbetrieb des Hubantriebs den Nutzsenkenbetrieb nicht durchführt oder beendet, wenn der Lastdruck des Hubantriebs niedriger als der Mindestlastdruck ist und/oder die Senkengeschwindigkeit des Hubantriebs niedriger als die Mindestsenkengeschwindigkeit ist. Ausgehend von einer bekannten Motorleistung des Verbrennungsmotors im Leerlauf und somit einem Betrieb auf der unteren Leerlaufdrehzahl kann das für den Antrieb des Verbrennungsmotors im Leerlauf und somit das zum Schleppen des Verbrennungsmotors erforderliche Antriebsdrehmoment bestimmt werden. Anhand der Beziehung M = p·V , wobei

M: das zum Schleppen des Verbrennungsmotors im Schleppbetrieb erforderliche Antriebsdrehmoment,
p: der Lastdruck im Senkenbetrieb des Hubantriebs und
V: das Verdrängervolumen der Hydraulikpumpe pro Umdrehung ist,

According to an advantageous embodiment of the invention, the hydraulic pump is designed as a constant machine with a constant displacement volume. In the electronic control device in this case a minimum load pressure of the linear actuator and a minimum lowering speed of the linear actuator is stored, the electronic control device in the lowering operation of the linear actuator operated the Nutzsenkenbetrieb when the load pressure of the linear actuator is greater than the minimum load pressure and the lowering speed of the linear actuator is greater than the minimum sinking speed, and the electronic control device in the lowering operation of the lifting drive does not perform the Nutzkenkenbetrieb or terminated when the load pressure of the lifting drive is lower than the minimum load pressure and / or the lowering speed of the lifting drive is lower than the minimum sinking speed. Starting from a known engine power of the internal combustion engine at idle and thus an operation at the lower idle speed required for driving the engine idling and thus required for towing the engine drive torque can be determined. Based on the relationship

M = pV

, in which

M: the drive torque required for towing the internal combustion engine in towing mode,
p: the load pressure in the sink operation of the lifting drive and
V: is the displacement volume of the hydraulic pump per revolution,

kann bei einer als Konstantmaschine mit einem konstanten Verdrängervolumen und einem bekannten Antriebsdrehmoment für den Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors ein erforderlicher Mindestlastdruck berechnet werden, ab dem die als Hydraulikmotor betriebene Hydraulikpumpe ein ausreichend großes Antriebsdrehmoment im Nutzsenkenbetrieb erzeugt, um den Verbrennungsmotor schleppen zu können und somit den Nutzsenkenbetrieb durchführen zu können. Anhand der bekannten Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors im Schleppbetrieb und dem bekannten Verdrängervolumen der Hydraulikpumpe pro Umdrehung kann ebenfalls eine Mindestsenkengeschwindigkeit berechnet werden, ab der die als Hydraulikmotor betriebene Hydraulikpumpe mit der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors betrieben werden kann. Von der elektronischen Steuereinrichtung wird hierbei der Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors aktiviert, wenn der Lastdruck des Hubantriebs den Mindestlastdruck übersteigt und die Senkengeschwindigkeit des Hubantriebs die Mindestsenkengeschwindigkeit übersteigt. Sofern im Senkenbetrieb der Lastdruck des Hubantriebs niedriger als der Mindestlastdruck ist, kann die als Hydraulikmotor betriebene Hydraulikpumpe das für den Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors erforderliche Antriebsdrehmoment nicht erzeugen, so dass von der elektronischen Steuereinrichtung der Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors nicht durchführt wird. Sofern im Senkenbetrieb der Hubantrieb mit einer Senkengeschwindigkeit betrieben wird, die niedriger als die Mindestsenkengeschwindigkeit ist und somit die als Hydraulikmotor betriebene Hydraulikpumpe das Antriebsdrehmoment für den Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors bei der unteren Leerlaufdrehzahl nicht aufrechterhalten kann, wird von der elektronischen Steuereinrichtung der Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors ebenfalls nicht durchführt. Sofern im Senkenbetrieb mit ausreichendem Lastdruck und ausreichender Senkengeschwindigkeit der Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors durchgeführt wird und hierbei die Senkengeschwindigkeit unter die Mindestsenkengeschwindigkeit reduziert werden, wird von der elektronischen Steuereinrichtung der Nutzsenkenbetrieb beendet. can be calculated as a constant machine with a constant displacement volume and a known drive torque for the towing of the engine, a required minimum load pressure from which operated as a hydraulic motor hydraulic pump generates a sufficiently large drive torque in Nutzsenkenbetrieb to tow the engine and thus perform the Nutzsenkenbetrieb to be able to. Based on the known idling speed of the internal combustion engine in towing operation and the known displacement volume of the hydraulic pump per revolution, a minimum lowering speed can also be calculated, from which the hydraulic pump operated as a hydraulic motor can be operated at the idling speed of the internal combustion engine. From the electronic control device in this case the Nutzsenkenbetrieb is activated with the towing operation of the internal combustion engine when the load pressure of the linear actuator exceeds the minimum load pressure and the lowering speed of the linear actuator exceeds the minimum sinking speed. If the load pressure of the linear actuator is lower than the minimum load pressure in sink mode, it can be used as a hydraulic motor operated hydraulic pump does not generate the required for the towing operation of the internal combustion engine drive torque, so that is not performed by the electronic control device of the Nutzsenkenbetrieb with the towing operation of the internal combustion engine. If, in the sink mode, the lifting drive is operated at a lowering speed which is lower than the minimum lowering speed and thus the hydraulic pump operated as a hydraulic motor can not maintain the drive torque for the towing operation of the internal combustion engine at the lower idling speed, the electronic control device uses the lowering mode with the towing mode of the Internal combustion also does not perform. If, in the sink operation with sufficient load pressure and sufficient sink speed, the useful sink operation is carried out with the towed operation of the internal combustion engine and in this case the sink speed is reduced below the minimum sinking speed, the utility control operation is ended by the electronic control device.

Gemäß einer alternativen und vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Hydraulikpumpe als Verstellmaschine mit einem stufenlos verstellbaren Verdrängervolumen ausgebildet. Die elektronische Steuereinrichtung steuert hierbei im Nutzsenkenbetrieb das Verdrängervolumen der Verstellmaschine in Abhängigkeit von dem Lastdruck des Hubantriebs. Bei einer als Verstellmaschine ausgebildeten Hydraulikpumpe wird es ermöglicht, im Nutzsenkenbetrieb das Verdrängervolumen in Abhängigkeit von dem Lastdruck des Hubantriebs zu steuern, um das für den Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors erforderliche Antriebsdrehmoment von der als Hydraulikmotor betriebenen Hydraulikpumpe erzeugen zu können. Sofern im Senkenbetrieb ein hoher Lastdruck aufgrund einer schweren Last ansteht, kann das Verdrängervolumen der Verstellmaschine verringert werden, um das für den Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors erforderliche Antriebsdrehmoment von der als Hydraulikmotor betriebenen Hydraulikpumpe aufbauen zu können. Da bei einem geringen Verdrängervolumen der Verstellmaschine die Leerlaufdrehzahl auch bereits bei kleinen Volumenströmen erzielt wird, kann somit bei einem hohen Lastdruck bereits bei kleiner Senkengeschwindigkeit ein Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb durchgeführt werden. Sofern entsprechend im Senkenbetrieb ein geringer Lastdruck aufgrund einer leichten Last ansteht, muss das Verdrängervolumen der Verstellmaschine erhöht werden, um das für den Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors erforderliche Antriebsdrehmoment von der als Hydraulikmotor betriebenen Hydraulikpumpe aufbauen zu können. Da bei einem hohen Verdrängervolumen der Verstellmaschine die Leerlaufdrehzahl bei höheren Volumenströmen erzielt wird, kann somit bei einem niedrigen Lastdruck bei höherer Senkengeschwindigkeit ein Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors durchgeführt werden. According to an alternative and advantageous embodiment of the invention, the hydraulic pump is designed as an adjusting machine with a continuously variable displacement volume. The electronic control device controls this in Nutzkenkenbetrieb the displacement volume of the adjusting machine in response to the load pressure of the linear actuator. With a hydraulic pump embodied as an adjusting machine, it is possible to control the displacement volume as a function of the load pressure of the lifting drive in order to produce the drive torque required for the towing operation of the internal combustion engine from the hydraulic pump operated as a hydraulic motor. If a high load pressure due to a heavy load is present in the sink operation, the displacement volume of the adjusting machine can be reduced in order to build up the required for the towing operation of the internal combustion engine drive torque from the hydraulic pump operated as a hydraulic motor can. Since at a low displacement volume of the adjusting the idling speed is achieved even at low flow rates, can thus be carried out at a high load pressure at low sink speed a Nutzsenkenbetrieb with the towing operation. If a low load pressure due to a light load is present correspondingly in the lowering operation, the displacement volume of the adjusting machine must be increased in order to build up the drive torque required for the towing operation of the internal combustion engine from the operated as a hydraulic motor hydraulic pump can. Since at a high displacement volume of the adjusting the idling speed is achieved at higher flow rates, can thus be carried out at a low load pressure at higher sink speed Nutzkenkenbetrieb with the towing operation of the internal combustion engine.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist von dem Hubantrieb ein erster Senkenzweig zu dem Behälter geführt, in dem ein von der elektronischen Steuereinrichtung angesteuertes Senkenventil angeordnet ist, und zweigt von dem ersten Senkenzweig zwischen dem Hubantrieb und dem Senkenventil ein zweiter Senkenzweig ab, der zu der Ansaugleitung der Hydraulikpumpe geführt ist. Über den zweiten Senkzweig kann somit im Senkenbetrieb des Hubantriebs der Hydraulikpumpe auf der Saugseite Druckmittel zugeführt werden und die Hydraulikpumpe auf einfache Weise von dem aus dem Hubantrieb abströmenden Druckmittel bei gleicher Drehrichtung und gleicher Durchströmungsrichtung wie im Pumpenbetrieb in einem Motorbetrieb und somit als Hydraulikmotor für den Nutzsenkenbetrieb betrieben werden. Über den ersten Senkenzweig und das darin angeordnete Senkenventil wird es auf einfache Weise ermöglicht, den Senkenbetrieb des Hubantriebs ohne Nutzsenkenbetrieb durchzuführen und im Senkenbetrieb des Hubantriebs und gleichzeitigem Nutzsenkenbetrieb, in dem der Verbrennungsmotor auf der unteren Leerlaufdrehzahl in einem Schleppbetrieb betrieben ist, durch Ansteuerung des Senkenventils über den ersten Senkenzweig einen zusätzlichen Druckmittelstrom aus dem Hubantrieb zum Behälter abzuführen, um höhere Senkengeschwindigkeiten des Hubantriebs zu ermöglichen. According to an advantageous embodiment of the invention, a first lowering branch is guided from the lifting drive to the container, in which a controlled by the electronic control device lowering valve is arranged, and branches off from the first sink branch between the lifting drive and the drain valve from a second sink branch, which to the Suction line of the hydraulic pump is guided. Via the second Senkzweig can thus be supplied in the lowering operation of the lifting drive of the hydraulic pump on the suction side pressure medium and the hydraulic pump in a simple manner by the outflowing from the linear actuator pressure medium in the same direction and the same flow direction as in pump operation in an engine operation and thus as a hydraulic motor for the Nutzsenkenbetrieb operate. About the first sinking branch and arranged therein sink valve, it is easily possible to perform the sink operation of the lifting drive without Nutzsenkenbetrieb and operating in sink mode of Hubantriebs and simultaneous Nutzsenkenbetrieb in which the engine is operated at the lower idle speed in a towing operation, by driving the sink valve to dissipate an additional flow of pressure medium from the lifting drive to the container via the first lowering branch in order to enable higher lowering speeds of the lifting drive.

In der Ansaugleitung der Hydraulikpumpe ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zwischen dem Anschluss des zweiten Senkenzweiges und dem Behälter ein in Richtung zum Behälter sperrendes Sperrventil angeordnet. Über das Sperrventil in der Ansaugleitung wird ermöglicht, dass die Hydraulikpumpe im Pumpenbetrieb Druckmittel aus dem Behälter ansaugen kann. Im Motorbetrieb der als Hydraulikmotor arbeitenden Hydraulikpumpe, wobei der Hydraulikmotor von dem über den zweiten Senkenzweig und somit der Ansaugleitung zuströmenden Druckmittel angetrieben wird, kann mit dem Sperrventil auf einfache Weise verhindert werden, dass von dem Hubantrieb über den Senkenzweig abströmendes Druckmittel unter Umgehung der als Hydraulikmotor betriebenen Hydraulikpumpe ungenutzt zum Behälter abströmt. In the suction line of the hydraulic pump according to an advantageous embodiment of the invention between the connection of the second sinking branch and the container a blocking in the direction of the container check valve is arranged. The check valve in the suction line allows the hydraulic pump to suck in pressure medium from the tank during pump operation. During engine operation of the hydraulic pump operating as a hydraulic motor, the hydraulic motor being driven by the pressure medium flowing in via the second sink branch and thus the suction line, the blocking valve can be used to easily prevent the pressure medium flowing from the lift drive via the sink branch bypassing the hydraulic motor operated hydraulic pump flows unused to the tank.

Mit besonderem Vorteil ist in dem zweiten Senkenzweig ein von der elektronischen Steuereinrichtung angesteuertes Steuerventil, insbesondere ein Proportionaldrosselventil, angeordnet. Mit einem derartigen Steuerventil wird es auf einfache Weise ermöglicht, im Nutzsenkenbetrieb unabhängig von dem Lastdruck des Hubantriebs den in dem zweiten Senkenzweig zur Ansaugseite der als Hydraulikmotor betriebene Hydraulikpumpe strömenden Druckmittelstrom derart zu steuern, dass die als Hydraulikmotor betriebene Hydraulikpumpe mit der unteren Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors betrieben wird. With particular advantage, a control valve, in particular a proportional throttle valve, which is controlled by the electronic control device, is arranged in the second sink branch. With such a control valve, it is possible in a simple manner, in Nutzkenkenbetrieb regardless of the load pressure of the linear actuator in the second sink branch to the suction side of the Hydraulic motor operated hydraulic pump flowing pressure medium flow to control such that operated as a hydraulic motor hydraulic pump is operated at the lower idle speed of the internal combustion engine.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Further advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the schematic figure.

In der Figur ist ein Hydraulikschaltplan eines erfindungsgemäßen hydrostatischen Antriebssystems 1 dargestellt, beispielsweise einer als Gabelstapler ausgebildeten mobilen Arbeitsmaschine. In the figure is a hydraulic circuit diagram of a hydrostatic drive system according to the invention 1 represented, for example, designed as a forklift mobile work machine.

Das hydrostatische Antriebssystem 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2, der mittels einer Antriebswelle 3 mit einer Hydraulikpumpe 4 in trieblicher Verbindung steht. Die Hydraulikpumpe 4 ist im offenen Kreislauf betrieben, die Druckmittel mittels einer Ansaugleitung 5 aus einem Behälter 6 ansaugt und in eine Förderleitung 7 fördert. Die Hydraulikpumpe 4 ist bei gleicher Drehrichtung und gleicher Durchflussrichtung des Druckmittels als Hydraulikmotor betreibbar. The hydrostatic drive system 1 includes an internal combustion engine 2 that by means of a drive shaft 3 with a hydraulic pump 4 is in business connection. The hydraulic pump 4 is operated in an open circuit, the pressure medium by means of a suction line 5 from a container 6 sucks and into a delivery line 7 promotes. The hydraulic pump 4 is operable as a hydraulic motor with the same direction of rotation and the same flow direction of the pressure medium.

Die Hydraulikpumpe 4 dient zur Versorgung eines Hubantriebs 8 mit Druckmittel, mit dem eine Last m angehoben und abgesenkt werden kann. Der Hubantrieb 8 bildet einen Verbraucher einer Arbeitshydraulik, die neben dem Hubantrieb 8 noch weitere hydraulische Verbraucher umfassen kann, bei der Ausführung der Arbeitsmaschine als Gabelstapler beispielsweise einen Neigeantrieb eines Hubgerüstes und gegebenenfalls vorhandene Zusatzverbraucher, beispielsweise einen Seitenschieber für ein Lastaufnahmemittel. The hydraulic pump 4 serves to supply a lifting drive 8th with pressure medium with which a load m can be raised and lowered. The lifting drive 8th forms a consumer of a working hydraulics, in addition to the lifting drive 8th may include other hydraulic consumers, in the execution of the machine as a forklift, for example, a tilt drive a mast and possibly existing additional consumers, such as a side gate for a load handling device.

Die Förderleitung 7 der Hydraulikpumpe 4 ist hierzu an einen Anschluss P einer Steuerventileinrichtung 10 angeschlossen, in der die Steuerventile zur Steuerung der Verbraucher der Arbeitshydraulik angeordnet sind. The support line 7 the hydraulic pump 4 For this purpose, it is connected to a connection P of a control valve device 10 connected, in which the control valves are arranged to control the load of the working hydraulics.

Zur Steuerung des Senkenbetriebs des Hubantriebs 8 ist von dem Hubantrieb 8 ein erster Senkenzweig 11 zu dem Behälter 6 geführt, in dem ein Senkenventil 12 angeordnet ist. Der erste Senkenzweig 11 umfasst eine Senkenleitung 13, die von dem Hubantrieb 8 zu einem Anschluss A1 der Steuerventileinrichtung 10 geführt ist und eine Ablaufleitung 14, die von einem Anschluss T der Steuerventileinrichtung 10 zu dem Behälter 6 geführt ist, wobei mittels des Senkenventils 12 die Verbindung der Senkenleitung 13 mit der Ablaufleitung 14 steuerbar ist. For controlling the lowering operation of the lifting drive 8th is from the linear actuator 8th a first sinking branch 11 to the container 6 led, in which a drain valve 12 is arranged. The first sinking branch 11 includes a drain line 13 that of the lifting drive 8th to a port A1 of the control valve device 10 is guided and a drain line 14 coming from a port T of the control valve device 10 to the container 6 is guided, wherein by means of the drain valve 12 the connection of the sink line 13 with the drain line 14 is controllable.

Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem 1 zweigt von dem ersten Senkenzweig 11 zwischen dem Hubantrieb 8 und dem Senkenventil 12 ein zweiter Senkenzweig 15 ab, der zu der Ansaugleitung 5 der Hydraulikpumpe 4 geführt ist. Der zweite Senkenzweig 15 umfasst eine Verbindungsleitung 16, die von der Senkenleitung 12 zu der Ansaugleitung 5 geführt ist. In the drive system according to the invention 1 branches off the first sinking branch 11 between the lifting drive 8th and the drain valve 12 a second sinking branch 15 off to the intake pipe 5 the hydraulic pump 4 is guided. The second sinking branch 15 includes a connection line 16 coming from the sink line 12 to the intake pipe 5 is guided.

In der Ansaugleitung 5 der Hydraulikpumpe 4 ist zwischen dem Anschluss des zweiten Senkenzweiges 15 und dem Behälter 6 ein in Richtung zum Behälter 6 sperrendes Sperrventil 17 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Sperrventil 17 als in Richtung zum Behälter 6 sperrendes Rückschlagventil 18 ausgebildet. In the intake pipe 5 the hydraulic pump 4 is between the connection of the second sink branch 15 and the container 6 one towards the tank 6 blocking check valve 17 arranged. In the illustrated embodiment, the check valve 17 as towards the vessel 6 locking check valve 18 educated.

In dem zweiten Senkenzweig 15 ist ein Steuerventil 19 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Steuerventil 19 als Proportionaldrosselventil ausgebildet. In the second sinking branch 15 is a control valve 19 arranged. In the illustrated embodiment, the control valve 19 designed as a proportional throttle valve.

Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem 1 ist eine elektronische Steuereinrichtung 20 vorgesehen, die das Senkenventil 12 des ersten Senkenzweiges 11 und das Steuerventil 19 des zweiten Senkenzweiges 15 ansteuert. In the drive system according to the invention 1 is an electronic control device 20 provided the lowering valve 12 of the first sinking branch 11 and the control valve 19 of the second sinking branch 15 controls.

Das als Proportionaldrosselventil ausgebildete Steuerventil 19 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mittels einer Feder 21 in eine Sperrstellung 19a betätigt und mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung 22, beispielsweise eines Proportionalmagneten, in Richtung einer Drosselstellung 19b betätigbar. Die Betätigungseinrichtung 22 steht zur Ansteuerung ausgangsseitig mit der elektronischen Steuereinrichtung 20 in Verbindung. The control valve designed as a proportional throttle valve 19 is in the illustrated embodiment by means of a spring 21 in a locked position 19a operated and by means of an electrical actuator 22 , For example, a proportional solenoid, in the direction of a throttle position 19b actuated. The actuating device 22 is to control the output side with the electronic control device 20 in connection.

Die elektronische Steuereinrichtung 20 steht eingangsseitig mit einem Drucksensor 25 in Verbindung, mit dem der Lastdruck des Hubantriebs 8 und somit die am Hubantrieb 8 anstehende Last m erfassbar ist. Weiterhin steht die elektronische Steuereinrichtung 20 eingangsseitig mit einer Hubhöhensensoreinrichtung 26 in Verbindung, mit der die Hubhöhe des Hubantriebs 8 erfasst werden kann. The electronic control device 20 is on the input side with a pressure sensor 25 in conjunction with which the load pressure of the linear actuator 8th and thus the lifting drive 8th Pending load m is detected. Furthermore, the electronic control device is available 20 on the input side with a lifting height sensor device 26 in conjunction with the lifting height of the lifting drive 8th can be detected.

Die elektronische Steuereinrichtung 20 steht ausgangsseitig mit einer Kraftstoffversorgungseinrichtung 27 des Verbrennungsmotors 2 in Wirkverbindung, mit der die Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors 2 steuerbar ist. The electronic control device 20 is the output side with a fuel supply device 27 of the internal combustion engine 2 in operative connection with the fuel supply of the internal combustion engine 2 is controllable.

Weiterhin steht die elektronische Steuereinrichtung 20 eingangsseitig mit einer Bedieneinrichtung 28, beispielsweise einem Joystick, in Verbindung, mit der eine Bedienperson den Senkenbetrieb des Hubantriebs 8 steuern kann und entsprechend der Betätigung der Bedieneinrichtung 28 eine Senkengeschwindigkeit vorgeben kann. Furthermore, the electronic control device is available 20 on the input side with an operating device 28 , For example, a joystick, in conjunction, with an operator, the lowering operation of the lifting drive 8th can control and according to the operation of the operating device 28 can specify a sink speed.

Die Hydraulikpumpe 4 kann als im Verdrängervolumen konstante Konstantmaschine ausgebildet sein, beispielsweise als Zahnradmaschine. The hydraulic pump 4 can be designed as a constant displacement machine in the displacement volume, for example as a gear machine.

Alternativ kann die Hydraulikpumpe 4 als Verstellmaschine mit einem stufenlos verstellbaren Verdrängervolumen ausgebildet sein, deren Verdrängervolumen mittels einer Verdrängervolumenstelleinrichtung 4a stufenlos einstellbar ist. Eine derartige Verstellmaschine kann beispielsweise als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgebildet sein, die als Verdrängervolumenstelleinrichtung 4a eine in der Neigung verstellbare Schrägscheibe aufweist. Bei der Ausführung der Hydraulikpumpe 4 als Verstellmaschine steht die elektronische Steuereinrichtung 20 ausgangsseitig weiterhin mit der Verdrängervolumenstelleinrichtung 4a zum Einstellen des Verdrängervolumens der Verstellmaschine in Verbindung. Alternatively, the hydraulic pump 4 be designed as an adjusting machine with a continuously variable displacement volume whose displacement volume by means of a displacement volume adjusting device 4a is infinitely adjustable. Such an adjusting machine may be formed, for example, as an axial piston machine in swash plate design, as the displacement volume adjusting device 4a having a tilt-adjustable swash plate. In the execution of the hydraulic pump 4 as an adjusting machine is the electronic control device 20 on the output side continues with the displacement volume adjusting device 4a for adjusting the displacer volume of the adjusting machine in conjunction.

Das erfindungsgemäße Antriebssystem 1 arbeitet wie folgt. The drive system according to the invention 1 works as follows.

Im Senkenbetrieb des Hubantriebs 8 erfasst die elektronische Steuereinrichtung 20 mittels der Hubhöhensensoreinrichtung 26 eine Grenzhubhöhe des Hubantriebs 8, mittels des Drucksensors 25 den Lastdruck des Hubantriebs 8 und die Senkengeschwindigkeit des Hubantriebs 8. Die Senkengeschwindigkeit kann beispielsweise anhand des Signals der Bedieneinrichtung 28, an der von der Bedienperson durch eine entsprechende Betätigung eine Senkengeschwindigkeit vorgegeben wird, oder anhand des Signals der Hubhöhensensoreinrichtung 26 ermittelt werden. In lowering mode of the linear actuator 8th detects the electronic control device 20 by means of the lifting height sensor device 26 a Grenzhubhöhe the lifting drive 8th , by means of the pressure sensor 25 the load pressure of the linear actuator 8th and the lowering speed of the lifting drive 8th , The lowering speed, for example, based on the signal of the operating device 28 in which a lowering speed is predetermined by the operator by a corresponding actuation or by means of the signal of the lifting height sensor device 26 be determined.

Die elektronische Steuereinrichtung 20 führt einen Nutzsenkenbetrieb durch, in dem durch eine Ansteuerung des Steuerventils 19 in Richtung der Drosselstellung 19b der zweite Strömungszweig 15 geöffnet wird und die Hydraulikpumpe 4 als Hydraulikmotor betrieben wird, der über die Ansaugleitung 5 aus dem Hubantrieb 8 abströmendes Druckmittel zugeführt wird, so dass die als Hydraulikmotor betriebene Hydraulikpumpe 4 von dem im Senkenbetrieb vom Hubantrieb 8 abströmenden Druckmittel angetrieben wird. Die als Hydraulikmotor betrieben Hydraulikpumpe 4 treibt somit im Nutzsenkenbetrieb den Verbrennungsmotor 2 an, der erfindungsgemäß während des Nutzsenkenbetriebs im Schleppbetrieb durch entsprechende Ansteuerung der Kraftstoffversorgungseinrichtung 27 ohne Kraftstoffeinspeisung betrieben ist. Die potentielle Energie der angehobene Last wird somit in dem Nutzsenkenbetrieb dazu genutzt, die als Hydraulikmotor betriebene Hydraulikpumpe 4 als Antrieb des Verbrennungsmotors 2 einzusetzen, so dass der Verbrennungsmotor 2 im Schleppbetrieb ohne Kraftstoffeinspeisung und somit kraftstoffsparend über das Lastmoment betrieben werden kann. The electronic control device 20 performs a Nutzenskenbetrieb by in which by a control of the control valve 19 in the direction of throttle position 19b the second flow branch 15 is opened and the hydraulic pump 4 operated as a hydraulic motor, via the suction line 5 from the linear actuator 8th flowing pressure medium is supplied, so that the hydraulic pump operated as a hydraulic motor 4 from the sink operation of the linear actuator 8th is driven outflowing pressure medium. The hydraulic pump operated as a hydraulic motor 4 thus drives the internal combustion engine in Nutzsenkenbetrieb 2 according to the invention during the Nutzsenkenbetriebs in tow mode by appropriate control of the fuel supply device 27 operated without fuel feed. The potential energy of the lifted load is thus used in the Nutzsenkenbetrieb, operated as a hydraulic motor hydraulic pump 4 as a drive of the internal combustion engine 2 insert so that the internal combustion engine 2 can be operated in tow mode without fuel supply and thus fuel-saving over the load torque.

Von der elektronischen Steuereinrichtung 20 wird hierbei der Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors 2 durchgeführt, wenn der anstehende Lastdruck des Hubantriebs 8 in Verbindung mit dem Verdrängervolumen der Hydraulikpumpe 4 ausreicht, um mittels der als Hydraulikmotor betriebenen Hydraulikpumpe 4 das zum Antrieb des Verbrennungsmotors 2 im Leerlauf bei unterer Leerlaudrehzahl erforderliche Antriebsdrehmoment zu erzeugen, und wenn die Senkengeschwindigkeit des Hubantriebs 8 ausreicht, um in Verbindung mit dem Verdrängervolumen der Hydraulikpumpe 4 die als Hydraulikmotor betriebene Hydraulikpumpe 4 mit der unteren Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 2 betreiben zu können. Das Steuerventil 19 wird hierbei während des Nutzsenkenbetriebs von der elektronischen Steuereinrichtung 20 derart in Richtung der Drosselstellung 19b betätigt, dass unabhängig von dem anstehenden Lastdruck des Hubantriebs 8 in dem zweiten Strömungszweig 15 ein derartiger Druckmittelstrom zum Antrieb an die als Hydraulikmotor arbeitenden Hydraulikpumpe 4 geführt wird, dass die Hydraulikpumpe 4 bei der unteren Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 2 betrieben wird. Sofern an der Bedieneinrichtung 28 eine darüber hinausgehende Senkengeschwindigkeit des Hubantriebs 8 vorgegeben ist, wird von der elektronischen Steuereinrichtung 20 zusätzlich das Senkenventil 12 angesteuert, um den ersten Senkenzweig 11 zu öffnen und einen zusätzlichen Druckmittelstrom von dem Hubantrieb 8 zum Behälter 6 abführen zu können. From the electronic control device 20 Here is the Nutzsenkenbetrieb with the towing operation of the engine 2 performed when the upcoming load pressure of the linear actuator 8th in conjunction with the displacer volume of the hydraulic pump 4 is sufficient to use the hydraulic pump operated as a hydraulic motor 4 that to the drive of the internal combustion engine 2 idle at lower idle speed required driving torque to generate, and when the lowering speed of the linear actuator 8th sufficient in conjunction with the displacement volume of the hydraulic pump 4 the hydraulic pump operated as a hydraulic motor 4 with the lower idle speed of the engine 2 to be able to operate. The control valve 19 This is during the Nutzsenkenbetriebs of the electronic control device 20 such in the direction of throttle position 19b actuates that regardless of the upcoming load pressure of the linear actuator 8th in the second flow branch 15 Such a flow of pressure medium for driving to the working as a hydraulic motor hydraulic pump 4 is guided that the hydraulic pump 4 at the lower idling speed of the internal combustion engine 2 is operated. If at the operating device 28 an exceeding lowering speed of the lifting drive 8th is specified by the electronic control device 20 in addition the lowering valve 12 driven to the first sinking branch 11 to open and an additional pressure medium flow from the linear actuator 8th to the container 6 to be able to pay.

Der Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors 2 wird von der elektronischen Steuereinrichtung 20 solange durchgeführt, bis beim Senken der Last m eine mittels der Hubhöhensensoreinrichtung 25 ermittelbare Grenzhubhöhe erreicht wird. Unterschreitet im Senkenbetrieb die Hubhöhe die Grenzhubhöhe wird der Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors 2 von der elektronischen Steuereinrichtung 20 beendet und der Verbrennungsmotor 2 automatisch gestartet, in dem dem Verbrennungsmotor 2 durch entsprechende Ansteuerung der Kraftstoffversorgungseinrichtung 27 wieder Kraftstoff zugeführt wird. Ebenfalls wird von der elektronischen Steuereinrichtung 20 der Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors 2 beendet und der Verbrennungsmotor 2 automatisch gestartet, in dem dem Verbrennungsmotor 2 durch entsprechende Ansteuerung der Kraftstoffversorgungseinrichtung 27 wieder Kraftstoff zugeführt wird, wenn die Senkengeschwindigkeit des Hubantriebs 8 derart verringert wird, dass das für den Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors 2 erforderliche Antriebsdrehmoment bei einem Betrieb der Hydraulikpumpe 4 bei der unteren Leerlaufdrehzahl nicht weiter aufrechterhalten werden kann. Nach Beenden des Nutzsenkenbetriebs erfolgt der weitere Senkenvorgang des Hubantriebs 8 durch entsprechende Ansteuerung des Senkenventils 12. The Nutzkenkenbetrieb with the towing operation of the internal combustion engine 2 is from the electronic control device 20 carried out until, when lowering the load m a means of Hubhöhensensoreinrichtung 25 determinable Grenzhubhöhe is achieved. If the lifting height falls below the limit lifting height in lowering operation, the useful lowering operation becomes the towing operation of the internal combustion engine 2 from the electronic control device 20 finished and the internal combustion engine 2 automatically started, in which the internal combustion engine 2 by appropriate control of the fuel supply device 27 fuel is supplied again. Also, by the electronic control device 20 the Nutzsenkenbetrieb with the towing operation of the internal combustion engine 2 finished and the internal combustion engine 2 automatically started, in which the internal combustion engine 2 by appropriate control of the fuel supply device 27 fuel is returned when the lowering speed of the lifting drive 8th is reduced so that that for the towing operation of the internal combustion engine 2 Required drive torque during operation of the hydraulic pump 4 can not be maintained at the lower idle speed. After completion of the Nutzsenkenbetriebs the further lowering operation of the lifting drive 8th by appropriate control of the drain valve 12 ,

Der Nutzsenkenbetrieb mit dem kraftstoffsparenden Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors 2 ist somit aktiv, wenn die folgenden Voraussetzungen kumulativ erfüllt sind:

• Ausreichend hoher Lastdruck, um mit der als Hydraulikmotor betriebenen Hydraulikpumpe 4 das erforderliche Antriebsdrehmoment zum Antrieb des Verbrennungsmotors 2 erzeugen zu können;
• der von der Grenzhubhöhe vorgegebene Schaltpunkt zum automatischen Starten des Verbrennungsmotors 2 ist nicht erreicht;
• der Hubantrieb 8 wird mit einer ausreichenden Senkengeschwindigkeit betrieben, um die als Hydraulikmotor betriebene Hydraulikpumpe 4 auf der unteren Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 2 betreiben zu können.

The Nutzkenkenbetrieb with the fuel-efficient towing the internal combustion engine 2 is thus active if the following conditions are met cumulatively:

• Sufficient load pressure to work with the hydraulic pump operated as a hydraulic motor 4 the required drive torque for driving the internal combustion engine 2 to be able to generate;
• The switching point specified by the limit lifting height for automatically starting the internal combustion engine 2 is not reached;
• the linear actuator 8th is operated at a sufficient lowering speed to the operated as a hydraulic motor hydraulic pump 4 at the lower idling speed of the internal combustion engine 2 to be able to operate.

Bei der Ausführung der Hydraulikpumpe 4 als Konstantmaschine mit einem konstanten Verdrängervolumen sind für den Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors 2 in der elektronischen Steuereinrichtung 20 ein Mindestlastdruck hinterlegt, um in Verbindung mit dem bekannten Verdrängervolumen der Hydraulikpumpe 4 das bekannte Antriebsdrehmoment des im Leerlauf betriebenen Verbrennungsmotors 2, das für den Antrieb des Verbrennungsmotors 2 im Leerlauf von der als Hydraulikmotor betriebenen Hydraulikpumpe 4 aufgebracht werden muss, erzeugen zu können, und eine Mindestsenkengeschwindigkeit hinterlegt, um bei dem bekannten Verdrängervolumen der Hydraulikpumpe 4 die als Hydraulikmotor betriebene Hydraulikpumpe 4 bei der unteren Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 2 betreiben zu können. Bei der Höhe des Mindestlastdruckes können auf weitere Faktoren berücksichtigt werden, beispielsweise Strömungsverluste und Strömungswiderstände. Sofern im Senkenbetrieb der anstehende Lastdruck den Mindestlastdruck übersteigt und die Senkengeschwindigkeit die Mindestsenkengeschwindigkeit übersteigt, kann von der elektrischen Steuereinrichtung 20 der Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors 2 durchgeführt werden, in dem der Verbrennungsmotor 2 kraftstoffsparend durch das Lastmoment mittels der als Hydraulikmotor arbeitenden Hydraulikpumpe 4 angetrieben wird. In the execution of the hydraulic pump 4 as a constant machine with a constant displacement volume are for the Nutzsenkenbetrieb with the towing operation of the internal combustion engine 2 in the electronic control device 20 a minimum load pressure stored in order in conjunction with the known displacement volume of the hydraulic pump 4 the known drive torque of the idling internal combustion engine 2 , for the drive of the internal combustion engine 2 idle from the operated as a hydraulic motor hydraulic pump 4 must be applied to generate, and a minimum steering speed deposited to the known displacement volume of the hydraulic pump 4 the hydraulic pump operated as a hydraulic motor 4 at the lower idling speed of the internal combustion engine 2 to be able to operate. The level of the minimum load pressure can take into account other factors, such as flow losses and flow resistance. If in sink mode the upcoming load pressure exceeds the minimum load pressure and the sink speed exceeds the minimum sink speed, can from the electrical control device 20 the Nutzsenkenbetrieb with the towing operation of the internal combustion engine 2 be carried out in which the internal combustion engine 2 fuel-saving by the load torque by means of working as a hydraulic motor hydraulic pump 4 is driven.

Bei der Ausführung der Hydraulikpumpe 4 als Verstellmaschine mit einem stufenlos verstellbaren Verdrängervolumen kann die elektronische Steuereinrichtung 20 das Verdrängervolumen der Verstellmaschine in Abhängigkeit von dem Lastdruck des Hubantriebs 8 steuern. Sofern ein hoher Lastdruck am Hubantrieb 8 ansteht, kann von der elektronischen Steuereinrichtung 20 im Nutzsenkenbetrieb das Verdrängervolumen der Hydraulikpumpe 4 verringert werden, um das für den Leerlauf des Verbrennungsmotors 2 erforderliche Antriebsdrehmoment von der als Hydraulikmotor arbeitenden Hydraulikpumpe 5 erzeugen zu können. Bei hohem Lastdruck und entsprechend geringem Verdrängervolumen der Hydraulikpumpe 4 wird somit ein Nutzsenkenbetrieb bereits bei geringen Senkengeschwindigkeiten ermöglicht. Sofern ein niedriger Lastdruck am Hubantrieb 8 ansteht, kann von der elektronischen Steuereinrichtung 20 im Nutzsenkenbetrieb das Verdrängervolumen der Hydraulikpumpe 4 erhöht werden, um das für den Leerlauf des Verbrennungsmotors 2 erforderliche Antriebsdrehmoment von der als Hydraulikmotor arbeitenden Hydraulikpumpe 5 erzeugen zu können. Ein Nutzsenkenbetrieb ist bei geringem Lastdruck und entsprechend erhöhtem Verdrängervolumen der Hydraulikpumpe dann möglich, wenn eine entsprechende höhere Senkengeschwindigkeit vorliegt, die ausreicht, um die als Hydraulikmotor arbeitende Hydraulikpumpe 4 mit der unteren Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 2 zu betreiben. In the execution of the hydraulic pump 4 as an adjusting machine with a continuously variable displacement volume, the electronic control device 20 the displacement volume of the adjusting machine in dependence on the load pressure of the lifting drive 8th Taxes. If a high load pressure on the linear actuator 8th can be pending, by the electronic control device 20 in Nutzsenkenbetrieb the displacement volume of the hydraulic pump 4 be reduced to that for the idling of the internal combustion engine 2 Required drive torque from working as a hydraulic motor hydraulic pump 5 to be able to produce. At high load pressure and correspondingly low displacement of the hydraulic pump 4 Thus, a Nutzsenkenbetrieb is already possible at low sink speeds. If a low load pressure on the linear actuator 8th can be pending, by the electronic control device 20 in Nutzsenkenbetrieb the displacement volume of the hydraulic pump 4 be increased to that for the idling of the internal combustion engine 2 Required drive torque from working as a hydraulic motor hydraulic pump 5 to be able to produce. A Nutzkenkenbetrieb is possible at low load pressure and correspondingly increased displacement volume of the hydraulic pump, if there is a corresponding higher sink rate, sufficient to operate as a hydraulic motor hydraulic pump 4 with the lower idle speed of the engine 2 to operate.

Das erfindungsgemäße Antriebssystem 1 weist eine Reihe von Vorteilen auf. Durch den Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors 2 im Nutzsenkenbetrieb des Hubantriebs 8 ergibt sich eine Kraftstoffersparnis des Verbrennungsmotors 2. Das Antriebsdrehmoment des im Schleppbetrieb betriebenen Verbrennungsmotors 12 ist geringer als das Startdrehmoment des abgestellten Verbrennungsmotors 2, wodurch sich Vorteile hinsichtlich der Betriebszustände ergeben, in denen im Senkenbetrieb des Hubantriebs 8 ein Nutzsenkenbetrieb mit einem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors 2 möglich wird. Das erfindungsgemäße Antriebssystem 1 benötigt zur Kraftstoffeinsparung im Nutzsenkenbetrieb des Hubantriebs 8 keinen hydraulischen Druckspeicher oder elektrischen Energiespeicher, wodurch sich ein geringer Bauaufwand des erfindungsgemäßen Antriebssystems ergibt. Sofern im Nutzsenkenbetrieb des Hubantriebs 8 der Verbrennungsmotor 2 einen weiteren Verbraucher antreibt, beispielsweise einen Fahrantrieb, um die Arbeitsmaschine anzufahren, kann durch den Motorbetrieb der Hydraulikpumpe 4 ein unterstützendes Zusatzdrehmoment und somit ein Boosterantrieb für den Verbrennungsmotor 2 erzielt werden. The drive system according to the invention 1 has a number of advantages. Due to the towing operation of the internal combustion engine 2 in Nutzsenkenbetrieb the lifting drive 8th results in a fuel economy of the engine 2 , The drive torque of the engine operated in towing mode 12 is lower than the starting torque of the parked internal combustion engine 2 , which results in advantages in terms of operating conditions, in which in the sink operation of the linear actuator 8th a Nutzkenkenbetrieb with a towing the internal combustion engine 2 becomes possible. The drive system according to the invention 1 needed to save fuel in Nutzsenkenbetrieb the lifting drive 8th no hydraulic accumulator or electrical energy storage, resulting in a low construction cost of the drive system according to the invention. If in Nutzsenkenbetrieb the lifting drive 8th the internal combustion engine 2 drives another consumer, such as a traction drive to start the work machine, by the engine operation of the hydraulic pump 4 a supporting additional torque and thus a booster drive for the internal combustion engine 2 be achieved.

Das Steuerventil 19 befindet sich im nicht angesteuerten Zustand und somit bei einem Stromausfall mittels der Feder 21 in der Sperrstellung 19a, so dass der zweite Senkenzweig 15 abgesperrt ist und eine unkontrollierte Senkenbewegung des Hubantriebs 8 im Störungsfall, beispielsweise einem Stromausfall, vermieden wird. The control valve 19 is in the non-activated state and thus in a power failure by means of the spring 21 in the locked position 19a so that the second sinking branch 15 is shut off and an uncontrolled lowering movement of the lifting drive 8th in case of failure, for example, a power failure is avoided.

Die Erfindung ermöglicht insbesondere bei Einsatzfällen, bei denen eine Last m mittels eines entsprechend schweren Anbaugeräts mit dem Hubantrieb 8 gehandhabt wird und das Eigengewicht des Anbaugeräts bereits ausreicht, um den für den Nutzsenkenbetrieb mit dem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors 2 erforderlichen Lastdruck zu erzeugen, einen Kraftstoffeinsparung des Verbrennungsmotors 2 mit besonders geringem Bauaufwand. The invention allows in particular in applications in which a load m by means of a correspondingly heavy attachment with the lifting drive 8th is handled and the weight of the attachment is already sufficient to the for the Nutzsenkenbetrieb with the towing operation of the internal combustion engine 2 required load pressure too generate a fuel economy of the internal combustion engine 2 with very low construction costs.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008048057 A1 [0002]
DE 102013101868 A1 [0003]

Claims

Hydrostatic drive system ( 1 ) of a mobile work machine with one of an internal combustion engine ( 2 ) driven hydraulic pump ( 4 ), which has a lifting drive ( 8th ) supplied with pressure medium, wherein the hydraulic pump ( 4 ) is operated in an open circuit, the pressure medium by means of a suction line ( 5 ) from a container ( 6 ) and into a pipeline ( 7 ), wherein the hydraulic pump ( 4 ) in the same direction of rotation and the same direction of flow of the pressure medium as a hydraulic motor is operable, the internal combustion engine ( 2 ), wherein an electronic control device ( 20 ) is provided, which performs a Nutzkenkenbetrieb, in which in the sink operation of the linear actuator ( 8th ) the hydraulic pump ( 4 ) is operated as a hydraulic motor, that of the of the lifting drive ( 8th ) is driven out of pressure fluid, characterized in that the electronic control device ( 20 ) is designed such that in Nutzsenkenbetrieb the internal combustion engine ( 2 ) is operated in a towed operation, in which the fuel feed of the internal combustion engine ( 2 ) or the internal combustion engine ( 2 ) is operated without fuel feed.

Hydrostatic drive system according to claim 1, characterized in that the internal combustion engine ( 2 ) is operated in Nutzsenkenbetrieb on the lower idle speed.

Hydrostatic drive system according to claim 1 or 2, characterized in that the electronic control device ( 20 ) the Nutzsenkenbetrieb depending on the lifting height of the lifting drive ( 8th ), wherein the electronic control device ( 20 ) the Nutzsenkenbetrieb with a drag operation of the internal combustion engine ( 2 ) is performed when in the lowering operation of the linear actuator ( 8th ) the lifting height is higher than a Grenzhubhöhe, and the electronic control device ( 20 ) terminates the Nutzkenkenbetrieb and an automatic starting operation of the internal combustion engine ( 2 ), when in the lowering operation of the linear actuator ( 8th ) falls below the Grenzhubhöhe.

Hydrostatic drive system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hydraulic pump ( 4 ) is formed as a constant machine with a constant displacement volume, wherein in the electronic control device ( 20 ) a minimum load pressure of the linear actuator ( 8th ) and a minimum lowering speed of the linear actuator ( 8th ), the electronic control device ( 20 ) in the lowering operation of the linear actuator ( 8th ) performs the Nutzkenkenbetrieb when the load pressure of the linear actuator ( 8th ) is greater than the minimum load pressure and the lowering speed of the linear actuator ( 8th ) is greater than the minimum lowering speed, and the electronic control device ( 20 ) in the lowering operation of the linear actuator ( 8th ) does not perform the Nutzkenkenbetrieb or terminated when the load pressure of the linear actuator ( 8th ) is lower than the minimum load pressure and / or the lowering speed of the linear actuator ( 8th ) is lower than the minimum lowering speed.

Hydrostatic drive system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hydraulic pump ( 4 ) is formed as an adjusting machine with a continuously variable displacer volume, wherein the electronic control device ( 20 ) in Nutzsenkenbetrieb the displacement volume of the adjusting machine in dependence on the load pressure of the linear actuator ( 8th ) controls.

Hydrostatic drive system according to one of claims 1 to 5, characterized in that of the lifting drive ( 8th ) a first sinking branch ( 11 ) to the container ( 6 ) in which one of the electronic control device ( 20 ) controlled drain valve ( 12 ) and from the first sinking branch ( 11 ) between the lifting drive ( 8th ) and the drain valve ( 12 ) a second sinking branch ( 15 ) branches off to the intake ( 5 ) of the hydraulic pump ( 4 ) is guided.

Hydrostatic drive system according to claim 6, characterized in that in the intake line ( 5 ) of the hydraulic pump ( 4 ) between the connection of the second sinking branch ( 15 ) and the container ( 6 ) towards the container ( 6 ) blocking check valve ( 17 ) is arranged.

Hydrostatic drive system according to claim 6 or 7, characterized in that in the second sinking branch ( 15 ) from the electronic control device ( 20 ) controlled control valve ( 19 ), in particular a proportional throttle valve, is arranged.