DE102021125481A1

DE102021125481A1 - Verfahren zur Steuerung eines Fahrtrichtungswechsels eines Arbeitsfahrzeugs zwischen Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt oder umgekehrt

Info

Publication number: DE102021125481A1
Application number: DE102021125481.7A
Authority: DE
Inventors: Mirko Brütt; Michael Haverkamp; Jan Spremberg
Original assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Priority date: 2021-02-09
Filing date: 2021-10-01
Publication date: 2022-08-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrtrichtungswechsels eines Arbeitsfahrzeugs (2) zwischen Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt oder umgekehrt, wobei das Arbeitsfahrzeug (2) einen elektronisch steuerbaren hydrostatischen Fahrantrieb (3), eine fremdkraftbetätigte Bremsanlage (22) mit mindestens einem elektronisch steuerbaren Bremskreis (106) und ein elektronisches Bremssteuergerät (40) zur Steuerung des Fahrantriebs (3) sowie des mindestens einen elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) der Bremsanlage (22) aufweist, und bei dem während einer Fahrt in eine erste Fahrtrichtung (15) ein Fahrtrichtungswechsel in die dazu entgegengesetzte Fahrtrichtung (17) durch eine Umschaltung (69) des hydrostatischen Fahrantriebs (3) mittels eines zugeordneten manuellen Bedienungselementes (70) ausgelöst wird. Zur Reduzierung der mechanischen Belastung der Bauteile des hydrostatischen Antriebsstrangs (3.1) des Fahrantriebs (3) ist vorgesehen, dass bei der Durchführung des erwähnten Fahrtrichtungswechsels die Verzögerung des Arbeitsfahrzeugs (2) durch eine automatische Betätigung der Bremsen (113a, 113b) des elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) der Bremsanlage (22) unterstützt wird, wobei diese Bremsen (113a, 113b) ausgelöst durch die Umschaltung (69) des Bedienungselementes (70) betätigt und spätestens mit Erreichen des Fahrzeugstillstands (vF= 0) wieder gelöst werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrtrichtungswechsels eines Arbeitsfahrzeugs zwischen Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt oder umgekehrt, wobei das Arbeitsfahrzeug einen elektronisch steuerbaren hydrostatischen Fahrantrieb, eine fremdkraftbetätigte Bremsanlage mit mindestens einem elektronisch steuerbaren Bremskreis und ein elektronisches Bremssteuergerät zur Steuerung des Fahrantriebs sowie des mindestens einen elektronisch steuerbaren Bremskreises der Bremsanlage aufweist, und bei dem während einer Fahrt in eine erste Fahrtrichtung ein Fahrtrichtungswechsel in die dazu entgegengesetzte Fahrtrichtung durch eine Umschaltung des hydrostatischen Fahrantriebs mittels eines zugeordneten manuellen Bedienungselementes ausgelöst wird.
Ein hydrostatischer Fahrantrieb eines Arbeitsfahrzeugs, bei dem es sich zum Beispiel um einen Radlader, einen Traktor oder einen Gabelstapler handeln kann, weist einen hydrostatische Antriebsstrang mit mindestens einer Hydrostatpumpe und einem Hydrostatmotor auf, welche in einem geschlossenen oder offenen fluidischen Kreislauf miteinander verbunden sein können. Zumindest die Hydrostatpumpe ist derart verstellbar, dass deren Fördervolumen variabel steuerbar ist. Der hydrostatische Fahrantrieb kann alleine aus dem hydrostatischen Antriebsstrang bestehen ( DE 101 45 996 A1 ) oder beispielsweise aus einem Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem hydrostatischen Antriebsstrang und einem dazu parallelen mechanischen Antriebsstrang gebildet sein ( DE 101 22 823 B4 ).
Vorliegend wird davon ausgegangen, dass eine Fahrtrichtungsänderung, welche durch eine Umschaltung der zu dem Hydrostatmotor geführten Hochdruckleitungen und Niederdruckleitungen bewirkt wird, bei einem geschlossenen Kreislauf durch eine entsprechende Umsteuerung der Hydrostatpumpe oder bei einem offenen Kreislauf durch eine Umschaltung eines zwischen der Hydrostatpumpe und dem Hydrostatmotor angeordneten Umschaltventils erfolgt.
Bei einem Arbeitsfahrzeug mit einem derartigen hydrostatischen Fahrantrieb sowie einer an der Fahrzeugvorderseite angeordneten Ladeschaufel oder Ladegabel kann ein Fahrtrichtungswechsel schon während der Fahrt durch eine entsprechende Umschaltung eines Bedienungselementes, wie eines Fahrtrichtungshebels oder eines Fahrtrichtungsschalters, in die jeweils entgegengesetzte Fahrtrichtung ausgelöst werden. Dies kann beispielsweise in folgenden Situationen erfolgen: Bei der Aufnahme von Ladegut an einer Ladeposition von Vorwärtsfahrt hin zu Rückwärtsfahrt, an einer Wendeposition mit aufgenommenen Ladegut zum Wechsel von Rückwärtsfahrt zu Vorwärtsfahrt, und an einer Entladeposition zum Entladen des zuvor aufgenommenen Ladeguts von Vorwärtsfahrt zu Rückwärtsfahrt.
Der Fahrer eines Arbeitsfahrzeugs muss beim Verladen von Ladegut mehrere Aufgaben erfüllen, zum Beispiel das Lenken des Fahrzeugs, wechselweise ein Fahrpedal und ein Bremspedal betätigen, bei der Ladungsaufnahme und dem Entladen die Hebel zum Anheben und Absenken sowie Kippen der Ladeschaufel oder Ladegabel bedienen, sowie die Umgebung beobachten, um Kollisionen mit anderen Fahrzeugen, Personen und mit stationären Hindernissen zu vermeiden. Mit der Umschaltung des Bedienungselementes in die entgegengesetzte Fahrtrichtung schon während der Fahrt wird zunächst das Fördervolumen der Hydrostatpumpe kontinuierlich bis auf den Wert Null reduziert und dann mit entgegengesetzter Förderrichtung oder mit umgeschaltetem Umschaltventil wieder erhöht. Wenn der Fahrer dabei die Verzögerung des Arbeitsfahrzeugs nicht durch das Loslassen des Fahrpedals und die Betätigung des Bremspedals aktiv unterstützt, sondern den Fuß weiter auf dem Fahrpedal belässt, erfolgt die Verzögerung des Arbeitsfahrzeugs alleine über den hydrostatischen Antriebsstrang, welches mit einer nachteilig hohen mechanischen Belastung der betreffenden Bauteile verbunden ist. Diese Belastung ist im beladenen Zustand aufgrund der dann höheren Fahrzeugmasse naturgemäß höher als im entladenen Zustand des Arbeitsfahrzeugs.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrtrichtungswechsels eines gattungsgemäßen Arbeitsfahrzeugs zwischen Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt oder umgekehrt vorzustellen, durch dessen Nutzung die mechanische Belastung der Bauteile des hydrostatischen Antriebsstrangs bei der beschriebenen Betriebsweise reduziert werden kann.
Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrtrichtungswechsels eines Arbeitsfahrzeugs zwischen Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt oder umgekehrt, wobei das Arbeitsfahrzeug einen elektronisch steuerbaren hydrostatischen Fahrantrieb, eine fremdkraftbetätigte Bremsanlage mit mindestens einem elektronisch steuerbaren Bremskreis und ein elektronisches Bremssteuergerät zur Steuerung des Fahrantriebs sowie des mindestens einen elektronisch steuerbaren Bremskreises der Bremsanlage aufweist, und bei dem während einer Fahrt in eine erste Fahrtrichtung ein Fahrtrichtungswechsel in die dazu entgegengesetzte Fahrtrichtung durch eine Umschaltung des hydrostatischen Fahrantriebs mittels eines zugeordneten manuellen Bedienungselementes ausgelöst wird.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei diesem Verfahren vorgesehen, dass bei der Durchführung des Fahrtrichtungswechsels von Vorwärtsfahrt zu Rückwärtsfahrt oder umgekehrt die Verzögerung des Arbeitsfahrzeugs durch eine automatische Betätigung der Bremsen des elektronisch steuerbaren Bremskreises der Bremsanlage unterstützt wird, wobei diese Bremsen ausgelöst durch die Umschaltung des manuellen Bedienungselementes betätigt und spätestens mit Erreichen des Fahrzeugstillstands wieder gelöst werden.
Die Erfindung geht demnach aus von einem an sich bekannten Arbeitsfahrzeug, wie zum Beispiel einem Radlader, einem Traktor oder einem Gabelstapler, welches einen elektronisch steuerbaren hydrostatischen Fahrantrieb, eine fremdkraftbetätigte Bremsanlage mit mindestens einem elektronisch steuerbaren Bremskreis sowie ein elektronisches Bremssteuergerät zur Ansteuerung des Fahrantriebs und des elektronisch steuerbaren Bremskreises der Bremsanlage aufweist.
Wenn der Fahrer dieses Fahrzeugs während einer Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt das genannte manuelle Bedienungselement umschaltet, um einen Fahrtrichtungswechsel in die entgegengesetzte Fahrtrichtung auszulösen, wird in dem hydrostatischen Antriebsstrang zunächst das Fördervolumen der Hydrostatpumpe kontinuierlich bis auf den Wert Null reduziert und dann mit entgegengesetzter Förderrichtung oder mit umgeschaltetem Umschaltventil wieder erhöht. Wenn der Fahrer die Verzögerung der Arbeitsmaschine nicht durch die Betätigung des Bremspedals aktiv unterstützt, kommt es dabei in den Bauteilen des hydrostatischen Antriebsstrangs zu einer unerwünscht hohen mechanischen Belastung.
Durch die automatische Abbremsung des Arbeitsfahrzeugs mit den Bremsen des elektronisch steuerbaren Bremskreises der Bremsanlage wird der hydrostatische Antriebsstrang bei der Abbremsung des Arbeitsfahrzeugs unterstützt und entlastet, sodass die mechanische Belastung der betreffenden Bauteile reduziert und die schadlose Gebrauchsdauer des hydrostatischen Antriebsstrangs erhöht wird. Der elektronisch steuerbare Bremskreis der Bremsanlage kann dabei beispielsweise die Bremsaktuatoren an der Vorderachse, an der Hinterachse oder an beiden Fahrzeugachsen betätigen.
Zur Dosierung des in die Bremszylinder des elektronisch steuerbaren Bremskreises eingesteuerten Bremsdruckes p_B ist beispielsweise vorgesehen, dass die Fahrgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs sowie mindestens ein die mechanische Belastung des hydrostatischen Antriebsstrangs kennzeichnender Betriebsparameter sensorisch erfasst und deren Werte an das zugeordnete Steuergerät übertragen werden, und dass der in die Bremszylinder des elektronisch steuerbaren Bremskreises einzusteuernde Bremsdruck p_B in diesem Steuergerät in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit v_F des Arbeitsfahrzeugs sowie von dem Wert des mindestens einen die mechanische Belastung des hydrostatischen Antriebsstrangs kennzeichnenden Betriebsparameters bestimmt wird.
Als Betriebsparameter, die kennzeichnend für die mechanische Belastung des hydrostatischen Antriebsstrangs sind, können beispielsweise das Eingangsdrehmoment M_{HA_E}, das Ausgangsdrehmoment MHA_A und die Übersetzung iHA des hydrostatischen Antriebsstrangs sowie der Arbeitsdruck p_A in einer Hochdruckleitung des hydrostatischen Antriebsstrangs genutzt werden.
Da eine zusätzliche Abbremsung des Arbeitsfahrzeugs mittels den Bremsen des elektronisch steuerbaren Bremskreises nur bei höherer Fahrgeschwindigkeit v_F sinnvoll ist, kann vorgesehen sein, dass die Bremsen des elektronisch steuerbaren Bremskreises nur dann betätigt werden, wenn die Fahrgeschwindigkeit v_F des Arbeitsfahrzeugs zum Zeitpunkt der Umschaltung des manuellen Bedienungselementes eine vorab festgelegte Mindestfahrgeschwindigkeit v_{F_min} erreicht hat oder überschreitet |v_F| ≥ v_{F_min}. Diese Mindestfahrgeschwindigkeit v_{F_min} kann beispielsweise auf einen Wert von 5 km/h festgelegt sein (v_{F_min} = 5 km/h).
Auch kann das vorzeitige Lösen der Bremsen vor Erreichen des Fahrzeugstillstands (Fahrgeschwindigkeit v_F = 0) sinnvoll sein, weil das Lösen der Bremsen nach der Drucklosschaltung der zugeordneten Bremszylinder üblicherweise mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung erfolgt. Um eine Behinderung der anschließenden Beschleunigung des Arbeitsfahrzeugs durch die dann noch greifenden Bremsen zu vermeiden, kann daher vorgesehen sein, dass die Bremsen des elektronisch steuerbaren Bremskreises schon vor Erreichen des Fahrzeugstillstands (v_F = 0) gelöst werden, wenn die Fahrgeschwindigkeit v_F des Arbeitsfahrzeugs eine minimale Fahrgeschwindigkeit v_F__min* nahe dem Wert Null erreicht oder unterschritten hat (|v_F|≤ v_{F_min*}). Diese minimale Fahrgeschwindigkeit v_{F_min*} kann beispielsweise auf einen Wert von 0,5 km/h festgelegt sein (v_{F_min*} = 0,5 km/h).
Die Bremsen des elektronisch steuerbaren Bremskreises werden bevorzugt auch dann gelöst, sobald die Betätigung eines Fußbremsventils registriert wird, wobei der in die betreffenden Bremszylinder bereits eingesteuerte Bremsdruck p_B in einem stetigen Verlauf in den über das Fußbremsventil eingesteuerten oder mittels eines am Fußbremsventil angeordneten Bremswertgebers oder Stellwegsensors bestimmten Bremsdruck überführt wird.
Die Höhe des in die Bremszylinder des elektronisch steuerbaren Bremskreises eingesteuerten Bremsdruckes p_B wird beispielsweise proportional zu der zum Zeitpunkt der Umschaltung des Bedienungselementes vorliegenden Fahrgeschwindigkeit v_F des Arbeitsfahrzeugs bestimmt, da die Belastung der Bauteile des hydrostatischen Antriebsstrangs beim Abbremsen des Arbeitsfahrzeugs mit der Höhe der Fahrgeschwindigkeit v_F ansteigt.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Höhe des in die Bremszylinder des elektronisch steuerbaren Bremskreises eingesteuerten Bremsdruckes p_B auch proportional zu dem zum Zeitpunkt der Umschaltung des Bedienungselementes vorliegenden Eingangsdrehmoment M_{HA_E}, dem Arbeitsdruck p_A in der Hochdruckleitung und dem Ausgangsdrehmoment M_{HA_A} oder der Übersetzung i_HA des hydrostatischen Antriebsstrangs bestimmt werden, die kennzeichnend für die Belastung der Bauteile des hydrostatischen Antriebsstrangs sind.
Der nach der Umschaltung des Bedienungselementes in die Bremszylinder des elektronisch steuerbaren Bremskreises eingesteuerte Bremsdruck p_B kann bis zum Lösen der Bremsen konstant gehalten werden.
Möglich ist es aber auch, dass der nach der Umschaltung des Bedienungselementes in die Bremszylinder des elektronisch steuerbaren Bremskreises eingesteuerte Bremsdruck p_B bis zum Lösen der Bremsen kontinuierlich, beispielsweise proportional zur abnehmenden Fahrgeschwindigkeit v_F, abgesenkt wird.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass der nach der Umschaltung des Bedienungselementes in die Bremszylinder des elektronisch steuerbaren Bremskreises eingesteuerte Bremsdruck p_B derart geregelt wird, dass eine vorgegebene Bremsverzögerung a_{F_soll} eingehalten wird.
Abhängig vom Aufbau der Bremsanlage des Arbeitsfahrzeugs kann der Bremsdruck in den Bremszylindern des elektronisch steuerbaren Bremskreises auf unterschiedliche Weise eingestellt werden. So kann der Bremsdruck p_B in den Bremszylindern des elektronisch steuerbaren Bremskreises mittels eines elektronisch ansteuerbaren Proportionalventils eingestellt werden, an welches eingangsseitig eine druckführende Vorratsleitung und ausgangsseitig eine zu den Bremszylindern führende Hauptbremsleitung angeschlossen ist.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der Bremsdruck p_B in den Bremszylindern der Bremsen des elektronisch steuerbaren Bremskreises an jeder Fahrzeugseite mittels einer ABS-Steuereinheit eingestellt wird. Die ABS-Steuereinheiten weisen Einlassventile und Auslassventile auf und sind Bestandteile eines an sich bekannten Antiblockiersystems. Eine ABS-Steuereinheit ermöglicht in an sich bekannter Weise die Durchführung eines Anti-Blockier-Verfahrens an den Fahrzeugrädern. An die beiden ABS-Steuereinheiten ist eingangsseitig jeweils ein von einer als Hauptbremsleitung dienenden Achsbremsleitung abzweigender Abschnitt einer vorderen Achsbremsleitung angeschlossen. Ausgangsseitig ist an die beiden ABS-Steuereinheiten jeweils ein zu einem Bremszylinder der zugeordneten Bremse führender Abschnitt der vorderen Achsbremsleitung angeschlossen.
In bestimmten Fällen ist auch der Betrieb von Fahrzeuggespannen, die aus einem Zugfahrzeug und einem angehängten Anhängerfahrzeug bestehen, mit häufigen Fahrtrichtungswechseln verbunden. Beispielsweise muss ein Traktor mit einer angehängten einachsigen Feldspritze am Ende eines Feldes mit zwei Fahrtrichtungswechseln wenden, wenn das Verlassen des Feldes für das Wendemanöver zum Beispiel aufgrund von Busch- oder Baumbewuchs nicht möglich ist.
Um dabei ein Einknicken des Fahrzeuggespanns um eine Anhängerkupplung zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass bei einem aus einem Zugfahrzeug und einem Anhängerfahrzeug bestehenden Fahrzeuggespann nur die Bremsen mindestens eines elektronisch steuerbaren Bremskreises der Bremsanlage des in Fahrtrichtung gesehen hinteren Teilfahrzeugs betätigt werden. Demnach wird bei einer zu Ende gehenden Vorwärtsfahrt nur das Anhängerfahrzeug und bei einer zu Ende gehenden Rückwärtsfahrt nur das Zugfahrzeug abgebremst.
Alternativ dazu kann zu demselben Zweck vorgesehen sein, dass bei einem aus einem Zugfahrzeug und einem Anhängerfahrzeug bestehenden Fahrzeuggespann die Bremsen mindestens eines elektronisch steuerbaren Bremskreises der Bremsanlage des in der gerade anstehenden Fahrtrichtung hinteren Teilfahrzeugs stärker betätigt werden als die Bremsen mindestens eines elektronisch steuerbaren Bremskreises der Bremsanlage des in Fahrtrichtung vorderen Teilfahrzeugs. Demnach wird also bei Vorwärtsfahrt das Anhängerfahrzeug stärker als das Zugfahrzeug abgebremst wird, und bei Rückwärtsfahrt wird das Zugfahrzeug stärker als das Anhängerfahrzeug abgebremst.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass nach der Betätigung des manuellen Bedienungselementes zur Unterstützung der Verzögerung des Arbeitsfahrzeugs oder des Zugfahrzeugs oder des Anhängerfahrzeugs die Bremsen an der Vorderachse oder an der Hinterachse und/oder an der Vorderachse und an der Hinterachse dieses Fahrzeugs elektronisch gesteuert betätigt werden. Demnach können in Abhängigkeit davon, wie das Fahrzeug aufgebaut ist und/oder betrieben wird, die Räder der für die Aufgabenlösung und den sonstigen Betrieb des Fahrzeugs jeweils optimalen Fahrzeugachse abgebremst werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 ein Blick von oben auf einen Ladeplatz, auf dem ein Arbeitsfahrzeug ein Anhängerfahrzeug eines Zugfahrzeugs mit einem Ladegut belädt, wobei das Verfahren gemäß der Erfindung zur Steuerung eines Fahrtrichtungswechsels des Arbeitsfahrzeugs von Vorwärtsfahrt zu Rückwärtsfahrt und umgekehrt zur Anwendung gelangt,
2a den Schaltzustand eines manuellen Bedienungselementes des Arbeitsfahrzeugs bei dem in 1 dargestellten Fahrszenario in einem Zeitdiagramm,
2b die Fahrgeschwindigkeit und die Fahrtrichtung des Arbeitsfahrzeugs bei dem in 1 dargestellten Fahrszenario in einem weiteren Zeitdiagramm,
3 die Steuerung der Bremsvorgänge in dem Fahrszenario gemäß den 1, 2a und 2b in einem Funktionsschema, und
4 eine Bremsanlage eines Arbeitsfahrzeugs zur Anwendung des Verfahrens gemäß den 1 bis 3 in einer schematischen Abbildung.

Das Verfahren gemäß der Erfindung dient zur Steuerung eines Fahrtrichtungswechsels von Vorwärtsfahrt zu Rückwärtsfahrt oder umgekehrt bei einem Arbeitsfahrzeug 2, welches einen elektronisch steuerbaren hydrostatischen Fahrantrieb 3, eine fremdkraftbetätigte Bremsanlage 22 mit mindestens einem elektronisch steuerbaren Bremskreis 106 sowie ein elektronisches Bremssteuergerät 40 zur Ansteuerung des Fahrantriebs 3 und des elektronisch steuerbaren Bremskreises 106 der Bremsanlage 22 aufweist. Dieses Verfahren wird nachfolgend beispielhaft anhand eines Fahrszenarios erläutert, welches in einer Draufsicht in der 1 abgebildet ist.
Ein Arbeitsfahrzeug 2, bei dem es sich vorliegend um einen mit einer Frontladerschaufel 4 versehenen Traktor handelt, soll lockeres Ladegut 8 von einem größeren Haufen 6 aufnehmen und auf der Ladefläche eines Anhängerfahrzeugs 14 eines Fahrzeuggespanns 10 abladen. Bei dem Ladegut 8 handelt es sich in diesem Beispiel um Sand, Getreide oder Silage. Das Fahrzeuggespann 10 besteht aus einem weiteren Traktor 12 und dem an diesem angehängten Anhängerfahrzeug 14.
Um diesen Ladevorgang auszuführen fährt das Arbeitsfahrzeug 2 von einer Ausgangsposition A auf einem ersten Fahrweg 16 vorwärts die Ladeposition B an, an der sich der Haufen 6 mit dem Ladegut 8 befindet, um mit der Frontladerschaufel 4 Ladegut 8 aufzunehmen. Anschließend fährt das Arbeitsfahrzeug 2 in etwa entlang des ersten Fahrweges 16 rückwärts zu der nahe der Ausgangsposition A liegenden ersten Wendeposition C. Von der ersten Wendeposition C aus fährt das Arbeitsfahrzeug 2 auf einem zweiten Fahrweg 18 vorwärts bis zu einer Entladeposition D, welche sich unmittelbar neben dem Anhängerfahrzeug 14 befindet. Dort angekommen kippt die Frontladerschaufel 4 das in ihr aufgenommene Ladegut 8 auf die Ladefläche des Anhängerfahrzeugs 14. Danach fährt das Arbeitsfahrzeug 2 in etwa entlang des zweiten Fahrweges 18 rückwärts zu einer zweiten Wendeposition E, welche dicht bei der Ausgangsposition A und der ersten Wendeposition C liegt. Dieser Fahrzyklus wird mehrfach so lange wiederholt, bis das Anhängerfahrzeug 14 ausreichend mit dem Ladegut 8 beladen ist.
Erkennbar finden an der Ladeposition B und der Entladeposition D jeweils Fahrtrichtungswechsel von Vorwärtsfahrt hin zu Rückwärtsfahrt statt, während an den beiden Wendepositionen C, E jeweils ein Fahrtrichtungswechsel von Rückwärtsfahrt hin zu Vorwärtsfahrt erfolgt.
Die genannten Fahrtrichtungswechsel können schon während der Fahrt durch eine entsprechende Betätigung 69 eines manuellen Bedienungselementes70 (siehe 4), also etwa ein Fahrtrichtungshebel oder ein Fahrtrichtungsschalter, in die jeweils entgegengesetzte Fahrtrichtung ausgelöst werden. Dabei wird in dem hydrostatischen Antriebsstrang 3.1 zunächst das Fördervolumen einer nicht dargestellten Hydrostatpumpe kontinuierlich bis auf den Wert Null oder zumindest nahe Null reduziert und dann mit entgegengesetzter Förderrichtung oder mit einem ebenfalls nicht gezeigten umgeschalteten Umschaltventil wieder erhöht. Dies verursacht eine unerwünscht hohe mechanische Belastung der hier wirksamen Bauteile des hydrostatischen Antriebsstrangs 3.1.
Dem wirkt das erfindungsgemäße Verfahren entgegen, indem die Verzögerung des Arbeitsfahrzeugs 2 mittels des hydrostatischen Antriebsstrangs 3.1 durch eine automatische Abbremsung mit den Bremsen 113a, 113b mindestens eines elektronisch steuerbaren Bremskreises 106 der Bremsanlage 22 unterstützt wird. Dabei werden die betreffenden Radbremsen 113a, 113b mit der Umschaltung 69 des manuellen Bedienungselementes 70 entgegen der aktuellen Vorwärts-Fahrtrichtung 15, V oder Rückwärts-Fahrtrichtung 17, R betätigt und spätestens mit Erreichen des Fahrzeugstillstands (v_F = 0) wieder gelöst. Dies ist in den beiden Diagrammen der 2a und 2b für das in 1 dargestellte Fahrszenario veranschaulicht. In dem ersten Diagramm gemäß 2a ist mit der durchgezogenen Linie der Schaltzustand S_BE des manuellen Bedienungselementes 70 zwischen Vorwärtsfahrt V und Rückwärtsfahrt R über der Zeit t aufgetragen, während das Diagramm gemäß 2b die Fahrgeschwindigkeit v_F des Arbeitsfahrzeugs 2 bei Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt über der Zeit t dargestellt.
Wie die beiden 2a und 2b in einer Zusammenschau verdeutlichen, beginnt der Fahrbetrieb an der Ausgangsposition A gemäß 1 zum Zeitpunkt t0 mit einer Beschleunigung des Arbeitsfahrzeugs 2 in der Vorwärtsfahrt, wobei sich das erwähnte manuelle Bedienungselement 70 zunächst in der Schaltstellung S_BE = V für Vorwärtsfahrt befindet.
Zum Zeitpunkt t1 schaltet der Fahrer des Arbeitsfahrzeugs 2 das manuelle Bedienungselement 70 in die Schaltstellung S_BE = R für Rückwärtsfahrt um. Danach wird das Arbeitsfahrzeug 2 in einer ersten Bremsphase B1 einerseits mittels der Umsteuerung des hydrostatischen Fahrantriebs 3 und zusätzlich mittels einer Betätigung der Bremsen 113a, 113b des genannten elektronisch steuerbaren Bremskreises 106 der Bremsanlage 22 abgebremst. Spätestens mit dem Erreichen des Fahrzeugstillstands (v_F = 0) zum Zeitpunkt t1', welcher idealerweise mit dem Erreichen der Ladeposition B zusammenfällt, werden die Bremsen 113a, 113b des elektronisch steuerbaren Bremskreises 106 wieder gelöst.
Danach wird das Arbeitsfahrzeug 2 rückwärts beschleunigt, wie dies der Verlauf der Kurve v_F(t) zeigt. Zum Zeitpunkt t2 schaltet der Fahrer das manuelle Bedienungselement 70 in die Schaltstellung S_BE = V für Vorwärtsfahrt um. Danach wird das Arbeitsfahrzeug 2 in einer zweiten Bremsphase B2 mittels der Umsteuerung des hydrostatischen Antriebsstrangs 3.1 und zusätzlich mittels einer Betätigung der Bremsen 113a, 113b des elektronisch steuerbaren Bremskreises 106 abgebremst. Spätestens mit dem Erreichen des Fahrzeugstillstands (v_F = 0) zum Zeitpunkt t2', welcher mit dem Erreichen der ersten Wendeposition C zusammenfällt, werden die Bremsen 113a, 113b des elektronisch steuerbaren Bremskreises 106 wieder gelöst.
Danach wird das Arbeitsfahrzeug 2 vorwärts beschleunigt. Zum Zeitpunkt t3 schaltet der Fahrer das manuelle Bedienungselement 70 in die Schaltstellung S_BE = R für Rückwärtsfahrt R. Danach wird das Arbeitsfahrzeug 2 in einer dritten Bremsphase B3 mittels der Umsteuerung des hydrostatischen Antriebsstrangs 3.1 und zusätzlich mittels einer Betätigung der Bremsen 113a, 113b des elektronisch steuerbaren Bremskreises 106 abgebremst. Spätestens mit dem Erreichen des Fahrzeugstillstands (v_F = 0) zum Zeitpunkt t3', der idealerweise mit dem Erreichen der Entladeposition D zusammenfällt, werden die Bremsen 113a, 113b des elektronisch steuerbaren Bremskreises 106 wieder gelöst.
Anschließend wird das Arbeitsfahrzeug 2 rückwärts beschleunigt. Zum Zeitpunkt t4 schaltet der Fahrer das manuelle Bedienungselement 70 in die Schaltstellung S_BE = V für Vorwärtsfahrt um. Danach wird das Arbeitsfahrzeug 2 in der vierten Bremsphase B4 mittels der Umsteuerung des hydrostatischen Antriebsstrangs 3.1 und zusätzlich mittels der Betätigung der Bremsen 113a, 113b des elektronisch steuerbaren Bremskreises 106 abgebremst. Spätestens mit dem Erreichen des Fahrzeugstillstands (v_F = 0) zum Zeitpunkt t4', der mit dem Erreichen der zweiten Wendeposition E zusammenfällt, werden die Bremsen 113a, 113b des elektronisch steuerbaren Bremskreises wieder gelöst.
Da es bei den beiden Wendepositionen C und E nicht auf die exakte Einhaltung der jeweiligen Position ankommt, ist die Steuerung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in den beiden Bremsphasen B2, B4 unproblematisch. Dagegen ist eine weitgehend exakte Einhaltung der Ladeposition B und der Entladeposition D erforderlich, um die Aufnahme des Ladegutes 8 an der Ladeposition B und das Abladen des Ladegutes 8 an der Entladeposition D zu ermöglichen, sowie um eine Kollision mit dem Anhängerfahrzeug 14 des Fahrzeuggespanns 10 nahe der Entladeposition D zu vermeiden. Beim Anfahren der Ladeposition B und beim Anfahren der Entladeposition D ist daher ein geübter Fahrer erforderlich, damit diese beiden Positionen B und D ohne eine Betätigung des Bremspedals und/oder des Fahrpedals durch den Fahrer weitgehend exakt erreicht werden können.
In dem Funktionsschema gemäß 3 ist die Ermittlung des in den vier erwähnten Bremsphasen B1, B2, B3, B4 gemäß 2a und 2b jeweils in die Bremszylinder des elektronischen Bremskreises 106 der Bremsanlage 22 eingesteuerten Bremsdruckes p_B veranschaulicht. Demnach werden die Schaltstellung S_BE des manuellen Bedienungselementes 70, die Fahrgeschwindigkeit v_F des Arbeitsfahrzeugs 2, die gewünschte Bremsverzögerung a_{F_soll} des Arbeitsfahrzeugs 2 und das Eingangsdrehmoment M_{HA_E} und/oder das Ausgangsdrehmoment MHA_A des hydrostatischen Antriebsstrangs 3.1 sensorisch gemessen und einem elektronischen Steuergerät 20 zugeführt. In diesem Steuergerät 20 werden diese Sensordaten verarbeitet und mit deren Hilfe der in die Bremszylinder 114a, 114b des elektronischen Bremskreises 106 einzusteuernde Bremsdruck p_B bestimmt. Dieses elektronische Steuergerät 20 kann ein Bestandteil eines zentralen elektronischen Steuergerätes 60 sein, oder es ist mit diesem wie in 4 dargestellt über eine Datenleitung verbunden. Der so einzusteuernde Bremsdruck p_B wird dann entweder mittels eines elektronisch ansteuerbaren Proportionalventils oder mittels der elektronischen ABS-Steuereinheiten 130, 132 eingestellt.
Demnach kann gemäß 4 vorgesehen sein, dass der Bremsdruck p_B in den Bremszylindern 114a, 114b der beiden Bremsen 113a, 113b des elektronisch steuerbaren Bremskreises 106 mittels ABS-Steuereinheiten 130, 132 eingestellt wird. An diese ABS-Steuereinheiten 130, 132 ist eingangsseitig jeweils ein von der als Hauptbremsleitung dienenden Achsbremsleitung 110 abzweigender Abschnitt 112a, 112b der vorderen Achsbremsleitung 112 angeschlossen, und ausgangsseitig jeweils ein zu einem Bremszylinder 114a, 114b der zugeordneten Bremse 113a, 113b führender Abschnitt 115a, 115b der vorderen Achsbremsleitung 112 angeschlossen.
Als weiterer Betriebsparameter zur Bestimmung des einzusteuernden Bremsdruckes p_B kann der Arbeitsdruck p_A in einer Hochdruckleitung 77 des hydrostatischen Antriebsstrangs 3.1 sensorisch gemessen und an das Steuergerät 20 übertragen werden. Anstelle der sensorischen Messung des Ausgangsdrehmomentes M_{HA_A} kann die Übersetzung i_HA des hydrostatischen Antriebsstrangs 3.1 sensorisch gemessen und an das Steuergerät 20 übertragen werden, mit welcher das Ausgangsdrehmoment MHA_A aus dem Eingangsdrehmoment M_{HA_E} berechnet werden kann.
In der schematischen Abbildung der 4 ist eine an sich bekannte Bremsanlage 22 eines als Traktor ausgebildeten Arbeitsfahrzeugs 2 dargestellt, bei der das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommen kann. Das Arbeitsfahrzeug 2 weist eine nicht antreibende Vorderachse 24 mit zwei beidseitig angeordneten Vorderrädern 26a, 26b und eine als Antriebsachse ausgebildete Hinterachse 28 mit zwei beidseitig angeordneten Hinterrädern 30a, 30b auf. An den Rädern 26a, 26b, 30a, 30b beider Fahrzeugachsen 24, 26 ist jeweils ein Raddrehzahlsensor 32a, 32b, 36a, 36b angeordnet, welche über Sensorleitungen 34a, 34b, 38a, 38b an das elektronische Bremssteuergerät 40 angeschlossen sind. In dem Bremssteuergerät 40 kann aus den Sensorsignalen der Raddrehzahlsensoren 32a, 32b, 36a, 35b die Fahrgeschwindigkeit v_F des Arbeitsfahrzeugs 2 bestimmt werden.
Die Bremsanlage 22 weist eine hydraulische Primärbremsanlage 72, eine als den elektronisch steuerbaren Bremskreis 106 ausgebildete hydraulische Sekundärbremsanlage sowie ein pneumatisches Anhängersteuerventil 88 auf. Eine hydraulische Druckmittelquelle 42 weist eine Ölpumpe 46 auf, von welcher Hydrauliköl aus einem hydraulischen Sammelbehälter 44 über ein Relaisventil 48 in eine hydraulische Druckmittelaufbereitungseinrichtung 50 förderbar ist. In der Druckmittelaufbereitungseinrichtung 50 wird das geförderte Hydrauliköl gereinigt, gekühlt und an zwei Vorratsleitungen 52, 62 geleitet. An die beiden Vorratsleitungen 52, 62 ist jeweils ein elektrohydraulischer Drucksensor 54, 64 und jeweils ein hydraulischer Druckspeicher 58, 68 angeschlossen. Die beiden Drucksensoren 54, 64 sind über elektrische Sensorleitungen 56, 66 mit einem zentralen elektronischen Steuergerät 60 des Arbeitsfahrzeugs 2 verbunden. An dieses Steuergerät 60 ist auch ein als Fahrtrichtungshebel ausgebildetes manuell betätigbares Bedienungselement 70 angeschlossen, mittels dem die Fahrtrichtung des Arbeitsfahrzeugs 2 wählbar ist.
Die Primärbremsanlage 72 ist als Betriebsbremsanlage sowie als Lenkbremsanlage nutzbar und weist in diesem Beispiel zwei Bremskreise auf, welche jeweils einer Fahrzeugseite zugeordnet sind. Die Primärbremsanlage 72 umfasst dabei die erste Vorratsleitung 52 mit dem zugeordneten hydraulischen ersten Druckspeicher 58, zwei von dem Fahrer über jeweils ein Bremspedal mechanisch betätigbare Fußbremsventile 74a, 74b, ein Achsrelaisventil 76 sowie zwei Radbremsleitungen 78a, 78b. Die beiden Fußbremsventile 74a, 74b sind eingangsseitig an die erste Vorratsleitung 52 und ausgangsseitig an das Achsrelaisventil 76 angeschlossen. Das Achsrelaisventil 76 ist ebenfalls an die Vorratsleitung 52 angeschlossen. Die beiden Radbremsleitungen 78a, 78b sind von dem Achsrelaisventil 76 zu jeweils einem hinteren Bremszylinder 80a, 80b geführt. Die hinteren Bremszylinder 80a, 80b sind als aktiv wirksame Membran- oder Kolbenbremszylinder ausgebildet und an den an sich bekannten und hier nicht abgebildeten Radbremsen der Hinterräder 30a, 30b angeordnet.
In der Funktion als Betriebsbremsanlage sind die Bremspedale der beiden Fußbremsventile 74a, 74b mechanisch miteinander gekoppelt, sodass bei einer Betätigung eines der beiden Bremspedale beide zugeordneten hinteren Bremszylinder 80a, 80b synchron mit demselben Bremsdruck beaufschlagt werden und das Arbeitsfahrzeug 2 dadurch spurstabil abgebremst wird. In der Funktion als Lenkbremsanlage sind die Bremspedale mechanisch getrennt, sodass bei einer Betätigung eines der Bremspedale nur der zugeordnete hintere Bremszylinder 80a, 80b mit Bremsdruck beaufschlagt und dadurch ein Kurven- oder Wendemanöver des Arbeitsfahrzeugs 2 in die betreffende Richtung unterstützt wird.
Durch jeweils einen an den beiden Fußbremsventilen 74a, 74b angeordneten Stellwegsensor 82a, 82b wird der Stellweg des jeweils zugeordneten Ventilkolbens gemessen und über jeweils eine elektrische Sensorleitung 84a, 84b an das zentrale Steuergerät 60 übertragen, in dem aus dem jeweiligen Stellwegsignal ein Bremswertsignal gebildet werden kann. Das zentrale Steuergerät 60 steht über einen Datenbus 86, wie zum Beispiel einen CAN-Bus, zur Informationsübertragung mit dem Bremssteuergerät 40 in Verbindung. Das Bremssteuergerät 40 steht zudem über eine Steuerleitung 122 zur Ansteuerung des hydrostatischen Fahrantriebs 3 mit demselben in Verbindung.
Das Anhängersteuerventil 88 ist eingangsseitig über eine pneumatische Vorratsleitung 92 an eine Druckluftquelle 90 und über eine hydraulische Bremssteuerleitung 94 an das Achsrelaisventil 76 der Primärbremsanlage 72 angeschlossen. Zudem ist das Anhängersteuerventil 88 über eine elektrische Steuerleitung 96 mit dem Bremssteuergerät 40 verbunden.
Im Normalbetrieb wird der eingangsseitig anliegende pneumatische Vorratsdruck bedarfsweise reduziert durch das Anhängersteuerventil 88 durchgeleitet und ausgangsseitig über eine pneumatische Vorratsleitung 98 an einen Kupplungskopf „Vorrat“ (rot) 100 des Arbeitsfahrzeugs 2 geführt. Zudem wird in dem Anhängersteuerventil 88 abhängig von dem in der hydraulischen Bremssteuerleitung 94 anliegenden Bremsdruck und/oder einem über die Steuerleitung 96 übertragenen Steuersignal ein pneumatischer Bremssteuerdruck eingestellt, welcher über eine Bremssteuerleitung 102 an einen Kupplungskopf „Bremse“ (gelb) 104 des Arbeitsfahrzeugs 2 geführt wird. Bei einem angekoppelten Anhängerfahrzeug 14 wird dessen druckluftbetriebene Bremsanlage 22 mit dem an dem Kupplungskopf „Vorrat“ 100 anliegenden Vorratsdruck versorgt und in Abhängigkeit des an dem Kupplungskopf „Bremse“ 104 anliegenden Bremssteuerdruck gesteuert.
Die Sekundärbremsanlage, also der elektronische Bremskreis 106, ist zumindest als Hilfsbremsanlage nutzbar, in deren Funktion das Arbeitsfahrzeug 2 bei einem Ausfall der Primärbremsanlage 72 sicher abgebremst werden kann. Die Sekundärbremsanlage weist nur einen elektronisch steuerbaren Bremskreis 106 auf und umfasst die zweite Vorratsleitung 62 mit dem zugeordneten hydraulischen zweiten Druckspeicher 68, ein Bremssteuerventil 108, eine in zwei Achsbremsleitungen 112a, 112b verzweigende, als Hauptbremsleitung dienende Achsbremsleitung 110, sowie zwei jeweils an eine der beiden abgezweigten Bremsleitungen 112a, 112b angeschlossene vordere Bremszylinder 114a, 114b. Die beiden vorderen Bremszylinder 114a, 114b sind als aktiv wirksame Membran- oder Kolbenbremszylinder ausgebildet und an den an sich bekannten und hier nicht im Detail abgebildeten Radbremsen 113a, 113b der Vorderräder 26a, 26b der Vorderachse 24 angeordnet.
Das Bremssteuerventil 108 ist als ein 3/3-Wege-Proportionalmagnetventil mit einem Druckmitteleingang, einem Druckmittelausgang und einem Arbeitsanschluss ausgebildet, mittels dem der Arbeitsanschluss kontinuierlich zwischen einer Verbindung mit dem Druckmittelausgang und dem Druckmitteleingang verstellbar ist. Der Druckmitteleingang ist über die Vorratsleitung 62 mit der hydraulischen Druckmittelquelle 42, der Druckmittelausgang mit einem drucklosen hydraulischen Sammelbehälter und der Arbeitsanschluss über die erwähnte Achsbremsleitung 110 und den davon abgezweigten Bremsleitungen 112a, 112b mit den beiden vorderen Bremszylindern 114a, 114b verbunden. Durch eine entsprechende Ansteuerung des Bremssteuerventils 108 ist der in der Achsbremsleitung 110 und den an diese angeschlossenen vorderen Bremszylindern 114a, 114b anliegende Bremsdruck p_B stufenlos zwischen einem dem Umgebungsdruck entsprechenden Minimaldruck sowie einem dem in der Vorratsleitung 62 anliegenden Vorratsdruck entsprechenden Maximaldruck einstellbar.
Der Elektromagnet des Bremssteuerventils 108 ist über eine elektrische Steuerleitung 116 mit dem Bremssteuergerät 40 verbunden und von diesem ansteuerbar. Der Arbeitsanschluss des Bremssteuerventils 108 ist im unbestromten Zustand mit dem Druckmittelausgang und im maximal bestromten Zustand ungedrosselt mit dem Druckmitteleingang verbunden. Zur Erfassung und Überwachung des über das Bremssteuerventil 108 in die Achsbremsleitung 110 eingesteuerten Bremsdruckes p_B ist an diese Achsbremsleitung 110 ein dritter elektrohydraulischer Drucksensor 118 angeschlossen, welcher über eine elektrische Sensorleitung 120 mit dem Bremssteuergerät 40 verbunden ist. Die Sekundärbremsanlage 106 ist somit rein elektronisch steuerbar. Der Bremsdruck p_B in der Achsbremsleitung 110 und den an diese angeschlossenen vorderen Bremszylindern 114a, 114b ist somit unabhängig von der Primärbremsanlage 72 in Abhängigkeit eines Bremswertsignals einstellbar, welches in dem Bremssteuergerät 40 aus den Sensorsignalen der Stellwegsensoren 82a, 82b oder auf andere Weise bestimmt werden kann.
Zur Anwendung des vorliegenden Verfahrens ist vorgesehen, dass die Sekundärbremsanlage beziehungsweise der elektronisch steuerbare Bremskreis 106 zur mechanischen Entlastung des hydrostatischen Antriebsstrangs 3.1 genutzt wird, indem das Bremssteuerventil 108 derart von dem Bremssteuergerät 40 angesteuert wird, dass die beiden Bremszylinder 114a, 114b an der Vorderachse 24 in den Bremsphasen B1, B2, B3, B4 gemäß 2 jeweils mit einem Bremsdruck p_B beaufschlagt werden, welcher zuvor in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit v_F des Arbeitsfahrzeugs 2 und mindestens eines die mechanische Belastung des hydrostatischen Antriebsstrangs 3.1 kennzeichnenden Betriebsparameters bestimmt wurde.
Bezugszeichenliste

2: Arbeitsfahrzeug, Traktor
3: Hydrostatischer Fahrantrieb
3.1: Hydrostatischer Antriebsstrang
3a: Erste hintere Antriebsachse
3b: Zweite hintere Antriebsachse
4: Frontladerschaufel
6: Haufen
8: Ladegut
10: Fahrzeuggespann
12: Zugfahrzeug, Traktor, vorderes Teilfahrzeug
14: Anhängerfahrzeug, Anhänger, hinteres Teilfahrzeug
15: Erste Fahrtrichtung
16: Erster Fahrweg
17: Zweite Fahrtrichtung
18: Zweiter Fahrweg
20: Elektronisches Steuergerät
22: Fremdkraftbetätigte Bremsanlage
24: Vorderachse
26a, 26b: Vorderräder
28: Hinterachse, Antriebsachse
30a, 30b: Hinterräder
32a, 32b: Raddrehzahlsensoren
34a, 34b: Sensorleitungen
36a, 36b: Raddrehzahlsensoren
38a, 38b: Sensorleitungen
40: Bremssteuergerät, Steuergerät für Bremsen und den Fahrantrieb
42: Hydraulische Druckmittelquelle
44: Sammelbehälter
46: Ölpumpe
48: Relaisventil
50: Druckmittelaufbereitungseinrichtung
52: Erste Vorratsleitung
54: Erster Drucksensor
56: Sensorleitung
58: Erster Druckspeicher
60: Zentrales Steuergerät
62: Zweite Vorratsleitung
64: Zweiter Drucksensor
66: Sensorleitung
68: Zweiter Druckspeicher
69: Umschaltung des Bedienungselementes 70
70: Bedienungselement, Fahrtrichtungshebel
72: Primärbremsanlage
74a, 74b: Fußbremsventile
76: Achsrelaisventil
77: Hochdruckleitung des hydrostatischen Antriebsstrangs
78a, 78b: Radbremsleitungen an der Hinterachse
80a, 80b: Zwei Bremszylinder an der Hinterachse
82a, 82b: Zwei Bremswertgeber oder Stellwegsensoren an den beiden Fußbremsventilen
84a, 84b: Sensorleitungen
86: Datenbus, CAN-Bus
88: Anhängersteuerventil
90: Druckluftquelle
92: Vorratsleitung (Druckluft)
94: Bremssteuerleitung (hydraulisch)
96: Steuerleitung
98: Vorratsleitung (Druckluft) zum Kupplungskopf „Vorrat“ (rot)
100: Kupplungskopf „Vorrat“ (rot)
102: Bremssteuerleitung
104: Kupplungskopf „Bremse“ (gelb)
106: Elektronisch steuerbarer Bremskreis; Sekundärbremsanlage
108: Bremssteuerventil
110: Als Hauptbremsleitung dienende Achsbremsleitung
112: Von der Achsbremsleitung 110 abzweigende vordere Achsbremsleitung
112a: Von der vorderen Achsbremsleitung 112 abzweigender erster Abschnitt
112b: Von der vorderen Achsbremsleitung 112 abzweigender zweiter Abschnitt
113a: Erste Bremse des elektronisch steuerbaren Bremskreises 106
113b: Zweite Bremse des elektronisch steuerbaren Bremskreises 106
114a: Erster Bremszylinder des elektronisch steuerbaren Bremskreises 106
114b: Zweiter Bremszylinder des elektronisch steuerbaren Bremskreises 106
115a: Abschnitt der vorderen Achsbremsleitung 112 zwischen der ersten ABS-Steuereinheit 130 und dem ersten Bremszylinder 114a
115b: Abschnitt der vorderen Achsbremsleitung 112 zwischen der zweiten ABS-Steuereinheit 132 und dem zweiten Bremszylinder 114b
116: Steuerleitung
118: Dritter Drucksensor
120: Sensorleitung
122: Steuerleitung für den Fahrantrieb
130: Erste ABS-Steuereinheit mit Einlass- und Auslassventil
132: Zweite ABS-Steuereinheit mit Einlass- und Auslassventil
aF_soll: Betriebsparameter, Soll-Bremsverzögerung
A: Ausgangsposition
B: Ladeposition
B1: Erste Bremsphase
B2: Zweite Bremsphase
B3: Dritte Bremsphase
B4: Vierte Bremsphase
C: Erste Wendeposition
D: Entladeposition
E: Zweite Wendeposition
iHA: Betriebsparameter, Übersetzung
MHA_A: Betriebsparameter, Ausgangsdrehmoment
MHA_E: Betriebsparameter, Eingangsdrehmoment
pA: Betriebsparameter, Arbeitsdruck
pB: Bremsdruck
R: Rückwärtsfahrt
SBE: Betriebsparameter, Schaltstellung
t: Zeit
t0: Zeitpunkt
t1, t1': Zeitpunkte
t2, t2': Zeitpunkte
t3, t3': Zeitpunkte
t4, t4': Zeitpunkte
vF: Fahrgeschwindigkeit
vF_min: Mindestfahrgeschwindigkeit
vF_min*: Minimale Fahrgeschwindigkeit
V: Vorwärtsfahrt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10145996 A1 [0002]
DE 10122823 B4 [0002]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Fahrtrichtungswechsels eines Arbeitsfahrzeugs (2) zwischen Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt oder umgekehrt, wobei das Arbeitsfahrzeug (2) einen elektronisch steuerbaren hydrostatischen Fahrantrieb (3), eine fremdkraftbetätigte Bremsanlage (22) mit mindestens einem elektronisch steuerbaren Bremskreis (106) und ein elektronisches Bremssteuergerät (40) zur Steuerung des Fahrantriebs (3) sowie des mindestens einen elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) der Bremsanlage (22) aufweist, und bei dem während einer Fahrt in eine erste Fahrtrichtung (15) ein Fahrtrichtungswechsel in die dazu entgegengesetzte Fahrtrichtung (17) durch eine Umschaltung (69) des hydrostatischen Fahrantriebs (3) mittels eines zugeordneten manuellen Bedienungselementes (70) ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Durchführung des Fahrtrichtungswechsels von Vorwärtsfahrt zu Rückwärtsfahrt oder umgekehrt die Verzögerung des Arbeitsfahrzeugs (2) durch eine automatische Betätigung der Bremsen (113a, 113b) des elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) der Bremsanlage (22) unterstützt wird, wobei diese Bremsen (113a, 113b) ausgelöst durch die Umschaltung (69) des Bedienungselementes (70) betätigt und spätestens mit Erreichen des Fahrzeugstillstands (v_F = 0) wieder gelöst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrgeschwindigkeit (v_F) des Arbeitsfahrzeugs (2) sowie mindestens ein die mechanische Belastung des hydrostatischen Antriebsstrangs (3.1) kennzeichnender Betriebsparameter (a_{F_soll}, i_HA, M_{HA_A}, M_{HA_E}, P_A, S_BE) sensorisch erfasst und deren Werte an das Bremssteuergerät (40) übertragen werden, und dass der in die Bremszylinder (114a, 114b) der Bremsen (113a, 113b) des elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) einzusteuernde Bremsdruck (p_B) in dem Bremssteuergerät (40) in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit (v_F) des Arbeitsfahrzeugs (2) sowie dem Wert des mindestens einen die mechanische Belastung des hydrostatischen Antriebsstrangs (3.1) kennzeichnenden Betriebsparameters (a_{F_soll}, i_HA, M_{HA_A}, M_{HA_E}, P_A, S_BE) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsen (113a, 113b) des elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) nur dann betätigt werden, wenn die Fahrgeschwindigkeit (v_F) des Arbeitsfahrzeugs (2) zum Zeitpunkt der Umschaltung (69) des Bedienungselementes (70) eine vorab festgelegte Mindestfahrgeschwindigkeit (v_{F_min}) erreicht hat oder überschreitet (|v_F| ≥ v_{F_min}).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsen (113a, 113b) des elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) schon vor Erreichen des Fahrzeugstillstands (v_F = 0) gelöst werden, wenn die Fahrgeschwindigkeit (v_F) des Arbeitsfahrzeugs (2) eine minimale Fahrgeschwindigkeit (v_{F_min*}) nahe Null erreicht oder unterschritten hat (|v_F|≤ v_{F_min*}).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsen (113a, 113b) des elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) gelöst werden, sobald die Betätigung eines Fußbremsventils (74a, 74b) registriert wird, wobei der in die betreffenden Bremszylinder (114a, 114b) bereits eingesteuerte Bremsdruck (p_B) in einem stetigen Verlauf in den über das Fußbremsventil (74a, 74b) eingesteuerten oder mittels eines am Fußbremsventil (74a, 74b) angeordneten Bremswertgebers oder Stellwegsensors (82a, 82b) bestimmten Bremsdruck überführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des in die Bremszylinder (114a, 114b) des elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) eingesteuerten Bremsdruckes (p_B) proportional zu der zum Zeitpunkt der Umschaltung (69) des Bedienungselementes (70) vorliegenden Fahrgeschwindigkeit (v_F) des Arbeitsfahrzeugs (2) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des in die Bremszylinder (114a, 114b) des elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) eingesteuerten Bremsdruckes (p_B) proportional zu dem zum Zeitpunkt der Umschaltung (69) des Bedienungselementes (70) vorliegenden Eingangsdrehmoment (M_{HA_E}), dem Arbeitsdruck (p_A) in einer Hochdruckleitung (77) und dem Ausgangsdrehmoment (MHA_A) oder der Übersetzung (iHA) des hydrostatischen Antriebsstrangs (3.1) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der nach der Umschaltung (69) des Bedienungselementes (70) in die Bremszylinder (114a, 114b) des elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) eingesteuerte Bremsdruck (p_B) bis zum Lösen der Bremsen (113a, 113b) konstant gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der nach der Umschaltung (69) des Bedienungselementes (70) in die Bremszylinder (114a, 114b) der Bremsen (113a, 113b) des elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) eingesteuerte Bremsdruck (p_B) bis zum Lösen der Bremsen (113a, 113b) kontinuierlich abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der nach der Umschaltung (69) des Bedienungselementes (70) in die Bremszylinder (114a, 114b) des elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) eingesteuerte Bremsdruck (p_B) derart geregelt wird, dass eine vorgegebene Bremsverzögerung (a_{F_soll}) eingehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck (p_B) in den Bremszylindern (114a, 114b) des elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) mittels eines elektronisch ansteuerbaren Proportionalventils (108) eingestellt wird, an welches eingangsseitig eine druckführende Vorratsleitung (62) sowie ausgangsseitig eine zu den Bremszylindern (114a, 114b) führende Hauptbremsleitung (110) angeschlossen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck (p_B) in den Bremszylindern (114a, 114b) der Bremsen (113a, 113b) des elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) mittels ABS-Steuereinheiten (130, 132) eingestellt wird, an welche eingangsseitig jeweils ein von einer Achsbremsleitung (110) abzweigender Abschnitt (112a, 112b) einer vorderen Achsbremsleitung (112) und ausgangsseitig jeweils ein zu einem Bremszylinder (114a, 114b) der zugeordneten Bremse (113a, 113b) führender Abschnitt (115a, 115b) der vorderen Achsbremsleitung (112) angeschlossen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem aus einem Zugfahrzeug (12) und einem Anhängerfahrzeug (14) bestehenden Fahrzeuggespann (10) nur die Bremsen (113a, 113b) mindestens eines elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) der Bremsanlage (22) des in Fahrtrichtung hinteren Teilfahrzeugs (14) betätigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem aus einem Zugfahrzeug (12) und einem Anhängerfahrzeug (14) bestehenden Fahrzeuggespann (10) die Bremsen (113a, 113b) mindestens eines elektronisch steuerbaren Bremskreises der Bremsanlage (22) des in Fahrtrichtung hinteren Teilfahrzeugs stärker betätigt werden als die Bremsen (113a, 113b) mindestens eines elektronisch steuerbaren Bremskreises (106) des in Fahrtrichtung vorderen Teilfahrzeugs (12).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Betätigung (69) des manuellen Bedienungselementes (70) zur Unterstützung der Verzögerung des Arbeitsfahrzeugs (2) oder des Zugfahrzeugs (12) oder des Anhängerfahrzeugs (14) die Bremsen (113a, 113b) an der Vorderachse (24) oder an der Hinterachse (28) und/oder an der Vorderachse (24) und an der Hinterachse (28) dieses Fahrzeugs (2, 12, 14) elektronisch gesteuert betätigt werden.