DE2508938A1

DE2508938A1 - Elektrofahrzeug mit hilfskraftlenkeinrichtung

Info

Publication number: DE2508938A1
Application number: DE19752508938
Authority: DE
Inventors: Theodor Ing Grad Abels; Siegfried Pueschel
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1975-03-01
Filing date: 1975-03-01
Publication date: 1976-09-09
Also published as: GB1499273A; FR2330581A1; US4056160A

Description

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TP-St/le 24.4.1974

A 75/09

Elektrofahrzeug mit Hilfskraftlenkeinrichtung.

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, vorzugsweise Flurförderzeug, mit batterieelektrischem Antrieb und mit einer durch eine hydrostatische Hilfskraft unterstützbaren Lenkeinrichtung, wobei zur Erzeugung der Hilfskraft eine von einem Elektromotor angetriebene Pumpe zuschaltbar ist. Eine solche Lenkeinrichtung kann auch ohne Hilfskraft betrieben werden, sei es, daß eine unmittelbare mechanische Verbindung zwischen Lenkhandrad und Lenkgestänge der Lenkräder besteht oder sei es, daß das Lenkhandrad auf eine Verdrängerpumpe einwirkt, von der aus das verdrängte Volumen einem Zylinder an der Lenkachse zugeführt wird, wobei in beiden Fällen durch die Hilfskraft die Lenkbewegung unterstützt werden kann, so daß

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die zum Verstellen der Schwenklage der Lenkräder erforderliche Kraft nicht ausschließlich über das Lenkhandrad aufgebraucht zu werden braucht.

Die zum Lenken erforderlichen Kräfte sind in manchen Betriebszuständen der Fahrzeuge relativ gering, so daß in diesen Betriebszuständen eine Unterstützung durch die

nicht

Hilfskraft erforderlich ist, während in anderen Betriebszuständen zum Verschwenken der Lenkräder eine große Kraft erforderlich ist, wobei es zur Vermeidung der Ermüdung des Fahrers erwünscht ist, daß diese große Kraft nicht nur durch den Fahrer am Lenkhandrad aufgebraucht zu werden braucht, sondern zum Teil durch die Hilfskraft aufgebracht werden soll.

Bei batterieelektrischen Fahrzeugen ist die in der Batterie gespeicherte Energie relativ teuer. ES; soll also so wenig Strom wie möglich der Batterie entnommen werden. Wird eine zum Erzeugen einer hydrostatischen Hilfskraft erforderliche Pumpe bei einem solchen Fahrzeug ständig angetrieben, so wird ständig Energie der Batterie entnommen, obwohl nur in bestimmten Betriebszuständen das Einsetzen der hydrostatischen Hilfskraft erforderlich ist. Um diesen Nachteil zu vermelden ist es Scannt, die Pumpe für das Erzeugen der

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hydrostatischen Hilfskraft nur dann einzuschalten oder, falls diese dauernd eingeschaltet ist, diese nur dann auf größere Leistungsabgabe zu schalten, wenn am Lenkhandrad eine Lenkkraft bestimmter Größe aufgewandt wird (DT-OS 1 48o 205). Bei dieser Betätigungsform ist es immer erforderlich, zunächst einmal die Grenzkraft am Lenkhandrad aufzubringen, und erst wenn diese erreicht ist, wird die Pumpe ein- bzw. zugeschaltet, die die Hilfskraft erzeugt. Dadurch ergibt sich eine für den Fahrer unangenehme Verhaltensweise der Lenkeinrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lenkeinrichtung eines Fahrzeuges der genannten Art derart weiter zu gestalten", daß die angestrebte Erleichterung für den Fahrer optimal erreicht wird und trotzdem auch das Ziel erreicht wird, die Energieentnahme aus der Batterie so gering wie möglich zu halten.

Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß große Kräfte am Lenkhandrad nur dann erforderlich werden können, wenn die Lenkräder relativ schnell verstellt werden und zudem noch nur dann, wenn sie relativ langsam abrollen, so daß sich ein relativ großer Anteil an sogenannter bohrender Reibung in der Aufstandsfläche der Lenkräder ergibt und

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daß diese Bedingungen nur bei relativ geringen Fahrgeschwindigkeiten auftreten können.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung ausgehend von dieser Erkenntnis durch eine Vorrichtung gelöst, welche die zum Erzeugen der Hilfskraft dienende Pumpe oder deren Antrieb dann und nur dann abschaltet, wenn die Steuereinrichtung des Fahrantriebes in die Schaltstellung oder zumindest eine der Schaltstellungen für höchste Fahrgeschwindigkeit geschaltet ist.

Ist die Steuereinrichtung für den Fahrantrieb eine Schützensteuerung, kann das dadurch bewirkt werden, daß die Vorrichtung den Elektromotor der Pumpe abschaltet, wenn die Schützensteuerung auf die Fahrstufe für höchste Fahrgeschwindigkeit oder zumindest eine der für den Bereich höchster Fahrgeschwindigkeiten vorgesehenen Schaltstufen geschaltet ist.

Ist die Steuereinrichtung für den Fahrantrieb eine Impulssteuerung,, kann gemäß der Erfindung vorgesehen sein, daß die· Vorrichtung mit einem Grenzwertmesser für die Steuerspannung am Fahrschalter oder für das Tastverhältnis versehen ist und b'ei Erreichen des vorgegebenen Grenzwertes den Elektromotor abschaltet.

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Bei jeder Ausgestaltungsform wird somit erreicht, daß bei hoher Fahrgeschwindigkeit die Pumpe zum Erzeugen der Hilfs kraft abgeschaltet ist, das heißt, daß in diesem Schaltzustand, in dem der Fahrantrieb schon ansich einen hohen Strom der Batterie entnimmt, der Elektromotor für die Pumpe abgeschaltet ist. Das aber ist zulässig, da bei hohen Fahrgeschwindigkeiten ein rasches Einschlagen der Lenkräder weder erwartet werden kann noch zulässig ist und selbst bei einem relativ raschen Einschlagen der Lenkräder durch deren schnelles Abrollen die Lenkkraft relativ gering bleibt.

Bei der eingangs genannten Lenkeinrichtung, bei der die Pumpe zum Erzeugen der Hilfskraft zugeschaltet wird, wenn die Kraft am Lenkhandrad eine bestimmte Größe erreicht, ist bereits ein Verzögerungsschalter vorgesehen, der das Abschalten der Pumpe nach Unterschreiten des Grenzwertes verzögert, um die bei dieser Ausgestaltungsform gegebene Gefahr zu vermeiden, daß jedesmal, wenn kurzfristig die Lenkhandkraft den vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, die Pumpe abgeschaltet wird und damit eine unerwünscht große Schalthäufigkeit erzielt wird.

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Gemäß einer zweckmäßigen Weiterausgestaltung der Erfindung ist auch bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung ein Verzögerungsschalter vorgesehen damit dann, wenn nur kurze Zeit einmal die Fahrstufe für höchste Fahrgeschwindigkeit verlassen, also abgeschaltet wird, beispielsweise bei Auslaufen lassen bei einer kurzzeitig auftauchenden Gefahrensituation, die Pumpe abgeschaltet bleibt. Während also bei der bekannten Einrichtung durch den Verzögerungsschalter die Pumpe noch einige Zeit eingeschaltet bleibt, bleibt bei dieser Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung die Pumpe durch den Verzögerungsschalter noch einige Zeit abgeschaltet, ausgehend von der Erkenntnis, daß man normalerweise nicht unmittelbar, nachdem man den Fahrantrieb nicht mehr auf höchste Fahrgeschwindigkeit geschaltet hat, schon sofort große Lenkkraft benötigt. Andererseits kann aber auch hier ein Verzögerungsschalter eingesetzt werden, der die Pumpe eingeschaltet läßt bzw. gegebenenfalls der Verzögerungsschalter derart ausgestaltet werden, daß er sowohl das Einschalten wie auch das Abschalten verzögert, damit noch während der Beschleunigungsphase eine Hilfskraft zur Verfügung steht also auch dann, wenn die Schaltstufe für höchste Fahrgeschwindigkeit nur kurzfristig eingeschaltet wird.

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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes für eine Schützsteuerung dargestellt.

Figur 1 zeigt ein Schaltungsprinzip der Lenkeinrichtung als

ganze,
Figur 2 zeigt den Schaltplan des elektrischen Teiles.

Das Lenkhandrad 1 ist über die Lenksäule 2 in nicht dargestelter Weise mit der ebenfalls nicht dargestellten Lenkachse des Fahrzeuges verbunden. Das Drucköl für die hydrauliscne Lenkkraftunterstützung wird von der Pumpe 3 über die Leitung 4 zu der Steuereinrichtung 5 gefördert, die von dem Lenkhandrad 1 mittels der Lenksäule 2 betätigt wird und von der aus wahlweise die Leitungen 6 oder 7 beaufschlagt werden, die zum Lenkhilfszylinder 8 führen. Die Leitung 9 führt zu einem drucklosen Behälter 10.

Die Pumpe 3 wird durch einen Elektromotor 11 angetrieben, der über einen Schützkontakt el an die Spannung der Batterie gelegt werden kann. Die Spule c des den Kontakt el enthaltenden Schützes wira über eine elektronische Zeitschalteinrichtung I^ - die in Figur 2 näher dargestellt ist - in Abhängigkeit von dem Fahrschalter 14 ebenfalls an die Spannung der Batterie 12 gelegt.■ ' .

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Aus Figur 2 ist zu erkennen, daß die Schalteinrichtung 13 über den Hauptschloßschalter 18 an die Spannung der Batterie 12 gelegt werden kann. Mit dem Einschalten der ersten Fahrstufe in dem Fahrschalter 14 wird je nachdem, ob auf Vorwärtsfahrt oder auf Rückwärtsfahrt geschaltet ist, bei Vorwärtsfahrt über die Leitung 16 und die Diode n2 oder bei Rückwärtsfahrt über die Leitung I5 und die Diode nl und in beiden Fällen über den Widerstand R5 und die Diode n5 und den Widerstand R4 der Transistor T2 leitend. Dadurch wird die Spule des Relais d über n6/T2 an Spannung gelegt und zieht sofort an - ein Verzögerungsglied ist dieser nicht vorgeschaltet. Durch Anziehen des Relais d werden die Kontakte dl und d2 geschlossen. Der Kontakt d2 schließt den Stromkreis für die Spule des Schützes c, welches, wie bereits erläutert, durch den Kontakt el den Stromkreis zum Motor 11 schließt.

Durch das Schließen des Kontaktes dl sind die Kondensatoren K2 und K3, die zur Zeitverzögerung dienen, mit ihrer in Figur 2 unteren Seite an Minus gelegt. Da die in Figur 2 obere Seite dieser Kondensatoren über den Widerstand R7 und den Transistor T2 ebenfalls an Minus gelegt ist, können sie sich nicht aufladen.

Ist das Fahrzeug soweit beschleunigt, daß im Fahrschalter 14 die vierte Fahrstufe eingeschaltet werden kann, wird keine Lenkhilfskraft mehr benötigt. Mit dem Kontakt der vierten Fahr-

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stufe in des Fahrschalter IM ist liber die Leitung YJ der Widerstand Rl verbunden, der zusammen Mit dem Widerstand H2 einem Spannungsteiler bildet. An die leitung 19 zwischen den Widerständen Rl und R2 ist die Basis des Transistors TI gelegt. Dieser wird somit bei Einschalten der vierten Fahrstufe leitend« Buren die über den Transistor Tl geschaffene Leitung wird die Spannung an der Basis des Transisturs T2 derart geändert, daß dieser sperrt. Somit wird der Ladestrom für die Kondensatoren KZ und Έ3 nicht mehr über den Transistor T2 abgeleitet und die Kondensatoren K5 und E2 laden sicn über die Widerstände RS und R9 auf. Sobald die Spannung der Kondensatoren K2 und KJ die Spannung; in der Leitung 20 zwischen den Miderständen Mil und R12 die gemeinsam einen Spannungsteiler bilden - erreicht iiat_, wird dadtirch der Transistor T3 leitend. 1st der Transistor* T> leitend, ist über diesen eins Leitung gebildet, diareh die sich der Kondensator EJ über den Widerstand RlO entlädt. Dabei wird an diesem Widerstand RlQ ein ZQraäimpiils erzeugt, so daß der Thyristor Tii leitend wird« Ist der Thyristor Th leitend, ist damit die Spule d des Relais kurzgeschlossen, so daS das Beiais abfällt iimd der Kontakt dl geöffnet wird. Bureh öffnen des Kontaktes dl wird auch die Spule e des Schlitzes e stromlos xxtlu somit wird der Kontakt el geöffnet und damit der Kotor 11 abgeschaltet?, so daß die Pumpe 3 kein Drueköl mehr für die Hilfskraftlenkung fördert. Da das Fahrzeug jetzt so schnell fährt, daß keine großen Lenkkräfte mehr zu erwarten sind, wird auch

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telne iMmMtUFskraft benötigt. 1st der Thyristor Th. leitend, wird der zeittestinmende Kondensator K2 über den Widerstand R6, mg; iaaad dien leitenden Tfaj^ristor Tb. entladen, liacli Unter-

etes Haltestromes des Thyristors fällt dieser in nicnt-HL Sistana. Bei= zeltljasfcinmeiide Eondlensator E2 mnd der

K5 werden, dann über die eine Zeitkomstante bilfSliedier Hst8/R9fE2 4- KJ aufgeladen Tand geben ZülEäisipulse trie TSiP 'fesseiirieban ab. Ber 'Thyristor wird daEun Jeweils für eine 2feife leifesEö, daiaifc der Kondensator ISB entladen, werden M±r<i. eine Lenkkraft- vjieder benotigt, indem die vierte Sfctife cfes Fanrscisalters 14 abgesehaltet wird, wird Tramsistor Tl gesFer-3?-te msa. Έ2 wieder leitend, so daS die Kondensatoren K2/I5 iilaer ύ&η WMeifstand B7 und den Transistor T2 emrfcladeini werden und kursgssclilossan. bleiben^ so daß Iceins ZiinsümEnaiise für den - ©rseugt werden kann.

Eelais ä zxeiit dabei wieder an vmü die EenMaiifsicrafifc wird wieder eiogesenaltet.

Patentansprüche;

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Claims

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Patentansprüche!

Fahrzeug, vorzugsweise Flurförderzeug, mit batterieelektrischem Antrieb und mit einer durch eine hydrostatische Hilfskraft unterstützbaren Lenkeinrichtung, wobei zur Erzeugung der Hilfskraft eine von einem Elektromotor angetriebene Pumpe zuschaltbar ist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, welche die Pumpe oder deren Antrieb abschaltet, wenn die Steuereinrichtung des Fahrantriebes in eine Schaltstellung für den höchsten Fahrgeschwindigkeitsbereich geschaltet ist.

2) Fahrzeug nach Anspruch 1, bei dem die Steuereinrichtung des Fahrantriebs eine Schützensteuerung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung den Elektromotor der Pumpe abschaltet, wenn die Schützensteuerung auf zumindest eine der für den Bereich höchster Fahrgeschwindigkeiten vorgesehenen Fahrstufen geschaltet ist.

5) Fahrzeug nach Anspruch 1, bei dem die Steuereinrichtung des Fahrantriebes eine Impulssteuerung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem

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Grenzwertmesser für die Steuerspannung am Fahrschalter oder für das Tastverhältnis versehen ist und bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes den Elektromotor abschaltet.

4) Fahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Zeitverzögerungsschalter, der bewirkt, daß das Abschalten erst dann erfolgt, wenn der Grenzwert eine bestimmte Zeitspanne überschritten bleibt oder der Bereich höchster Fahrgeschwindigkeit eine bestimmte Zeitspanne eingeschaltet ist.

5) Fahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Zeitverzögerungsschalter, der das Einschalten des Elektromotors für die Pumpe für den hydrostatischen Antrieb erst dann freigibt, wenn der Grenzwert eine bestimmte Zeitspanne unterschritten ist oder die Schaltung des Fahrantriebes in einen Bereich hoher Fahrgeschwindigkeit eine bestimmte Zeitspanne verlassen ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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