DE3800372C2 - Steuereinrichtung zur Bremsung eines Fahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zur Bremsung eines Fahrzeuges mit einem Antriebsmotor, einem, verstell­ bare hydraulische Maschinen beinhaltenden, hydrostatischen Getriebe und einem Brems-Kommandogeber, der mit einem, die Verstellungsgeschwindigkeit der hydraulischen Maschinen bestimmenden, mit einer mindestens eine Maschinenverstell­ einrichtung steuernden Endstufe in Wirkverbindung stehenden, elektronischen Bauelement verbunden ist, sowie mit einem Drehzahlsensor für die Antriebsmaschine und einem Überdreh­ zahlgrenzwertgeber, die beide mit einem Signale an einen Überdrehzahlregler abgebenden Verknüpfungsglied in Verbindung stehen.

Es ist bekannt, bei Fahrzeugen mit hydrostatischem Getriebe das Bremsmoment des Antriebsmotors für den Bremsvorgang mit auszunutzen, indem die verstellbaren hydraulischen Maschinen von der Vollaststellung auf die Nullaststellung innerhalb einer bestimmten Zeit zurückgeschwenkt werden, so daß infolge der Momentenumkehr ein Schleppmoment auf den Antriebsmotor einwirkt. Beispielsweise ist bei einem hydrostatischen Getriebe mit Primärsteuerung die Axial­ kolbenpumpe bei Vollaststellung auf den größtmöglichen Schwenk­ winkel eingestellt, die die Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs ermöglicht. Der Motor ist hingegen ein Konstantmotor, das heißt ohne Verstellmöglichkeit. Das Bremskommando kann durch eine Rücknahme des Fahrgeschwindigkeits- bzw. Gaspedals ge­ geben werden, woraufhin der Schwenkwinkel der Pumpe zurückge­ nommen wird, um das Bremsmoment des Antriebsmotors zu nutzen. Die Schwenkwinkelverstellung der Pumpe wird dabei von einer elektronischen Baugruppe gesteuert, die mit einer Endstufe versehen ist und bei Vorliegen eines Bremskommandos mit einem Steuersignal auf die Endstufe und damit auf die mit einem Elektromagneten versehene Verstelleinrichtung der Pumpe ein­ wirkt. Üblicherweise wird bei maximalem Steuersignal der elek­ tronischen Baugruppe der kleinstmögliche Schwenkwinkel der Pumpe und somit auch die größte Bremswirkung erreicht. Wenn ein Signal fehlt, ist die Maschine auf den größtmöglichen Schwenkwinkel eingestellt, das heißt sie befindet sich im aus­ geschwenkten Zustand.

Das Steuersignal wird in der elektronischen Baugruppe in einer vorgegebenen Zeitspanne von Null bis auf einen Maximalwert er­ höht, so daß sich eine Rampenfunktion ergibt. Die Steilheit der Rampe bestimmt die Zeit innerhalb der die Verstellein­ richtung die Pumpe vom größtmöglichen Schwenkwinkel auf den kleinstmöglichen Schwenkwinkel bzw. Nullhub einstellt und legt damit die Bremsintensität fest.

Der Beschleunigungs- und Bremsvorgang von Arbeitsfahrzeugen soll sich aufgrund der geforderten hohen Umschlagsleistung in kürzest möglicher Zeit abspielen. Das bedeutet, daß die Rampe relativ steil ausgelegt ist, um das Fahrzeug in kurzer Zeit abbremsen zu können. Bei einer sehr großen aufgeladenen Last kann es daher beim Bremsen wegen der hohen Bremsintensität zu instabilen Zu­ ständen des Arbeitsfahrzeuges kommen. Beispielsweise kann ein Kippen um eine Achse erfolgen oder die Last fällt infolge ihrer Massenträgheit vom Fahrzeug. In jedem Fall wird sich dabei auch die Drehzahl des Antriebsmotors erhöhen, was man allgemein als Hochziehen des Antriebsmotors bezeichnet. Bei größerer Last wird der Motor stärker hochgezogen als bei geringerer Last. Unter ungünstigen Umständen, die auch bei steiler Bergab­ fahrt auftreten können, wird der Motor während des Bremsens überdreht, was ab einer bestimmten Drehzahl zu Schäden führen kann und außerdem die Geräuschkulisse in die Höhe treibt.

Deshalb wird von der Steuereinrichtung die Drehzahl der Antriebsmaschine mit einem Drehzahlsensor ständig über­ wacht und mit einem Überdrehzahlgrenzwert verglichen. Wird dieser Grenzwert erreicht oder überschritten, so wird ein Überdrehzahlregler aktiviert, der dem vom elek­ tronischen Bauelement erzeugten Steuersignal entgegenwirkt und die Pumpe wieder auf größeren Schwenkwinkel einstellt und damit das Bremsmoment im hydrostatischen Getriebe und die Drehzahl der Antriebsmaschine verringert. Dies geschieht so lange, bis der Überdrehzahlgrenzwert unter­ schritten ist, woraufhin das Steuersignal wieder unbehindert seine Wirkung auf die Pumpenverstelleinrichtung entfalten kann. Dadurch wird ein kontrolliertes, belastungsabhängiges Bremsen erreicht.

Es ergibt sich jedoch, neben der Tatsache, daß der Bremsvor­ gang eine gewisse Unstetigkeit aufweist, ein schwerwiegender sicherheitstechnischer Nachteil. Wenn das Fahrzeug steht und aus irgendeinem Grunde, zum Beispiel einem klemmenden Gaspedal die Drehzahl der Antriebsmaschine nach oben geht und den Überdrehzahlgrenzwert überschreitet, dann tritt der Überdrehzahlregler in Kraft und schwenkt die Pumpe auf Richtung Maximalstellung. Da aber kein Bremskommando vorliegt, gibt das elektronische Bauelement auch kein Steuersignal an die Pumpe ab, das bestrebt ist, die Pumpe in Richtung Nullstellung zu verschwenken und somit dem Überdrehzahlregler entge­ genwirkt. Deshalb wird sich das Fahrzeug ungewollt in Bewegung setzen, was zu schweren Unfällen führen kann. (DE-OS 20 49 048).

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung zur Brem­ sung eines Fahrzeuges mit Antriebsmotor und hydrostatischem Getriebe zur Verfü­ gung zu stellen, die die genannten Nachteile vermeidet und trotzdem ein belastungs­ abhängiges Bremsen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Überdrehzahlregler mit dem elektronischen Bauelement derart direkt in Wirkverbindung steht, daß zum Aktiv­ werden des Überdrehzahlreglers (7) noch ein Bremskommando hinzukommen muß.

Ein derartiges Einwirken des Überdrehzahlreglers auf das elektronische Bauelement verhindert ein ungewolltes Ingangsetzen des Fahrzeuges, weil zu dem eine Überdreh­ zahl signalisierenden Aktivwerden des Überdrehzahlreglers noch ein Bremskommando hinzukommen muß, um das elektronische Bauelement dazu zu veranlassen, die Ver­ stelleinrichtung anzusteuern. Im Gegensatz dazu wird das elektronische Bauelement bei den Steuereinrichtungen des bekannten Standes der Technik vom Überdrehzahl­ regler umgangen, der getrennt von etwa vorhandenen Signalen des elektronischen Bauelements auf die Verstelleinrichtung der Pumpe einwirkt.

In einer besonders vorteilhaften, bevorzugten Ausführungsform ist der Überdrehzahl­ regler als ein in Abhängigkeit von der vom Drehzahlsensor erfaßten Drehzahl der An­ triebsmaschine auf das elektronische Bauelement einwirkender, die Verstellungsge­ schwindigkeit der hydraulischen Maschinen steuernd beeinflussender Überdrehzahl­ reglers ausgeführt. Diese Beeinflussung geschieht dermaßen, daß die Steilheit der Rampe verändert wird, so daß sich die Verstellgeschwin­ digkeit der Pumpe ändert. Wenn also beim Bremsen eine Überdrehzahl auftritt, wird die Rampe flacher eingestellt. Es erfolgt dann ein kontrolliertes, sanfteres Abbremsen des Fahrzeuges. Das Abbremsen ist dabei abhängig von der Überdrehzahl und diese wiederum von der Belastung des Fahrzeuges.

Im Extremfall, beispielsweise bei steiler Bergabfahrt, kann es vorkommen, daß die Rampe extrem flach wird, was praktisch der Null-Linie gleichkommt. In diesem Fall reicht das Bremsmoment des Antriebsmotors nicht mehr aus, um eine den Erfordernissen genügende Verzögerung sicher zu stellen, ohne die Drehzahl bis zur Zerstörungsgrenze des Antriebsmotors anwachsen zu lassen. An dieser Stelle ist es notwendig, andere bremsbewirkende Maßnahmen zu ergreifen.

Anhand nachstehender schematischer Figuren soll die Erfindung näher erklärt werden.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Steuer­ einrichtung. Ein Brems-Kommandogeber 1 steht mit einem als Rampengeber ausgeführten elektronischen Bauelement 2 in Verbindung. Von einem Drehzahlsensor 5 wird die Istdreh­ zahl der Antriebsmaschine erfaßt und einem Verknüpfungs­ glied 8 zugeführt, welches diesen Wert mit einem vom Über­ drehzahlgrenzwertgeber 6 stammenden Wert vergleicht und ein Signal an einen Überdrehzahlregler 7 abgibt, wenn der Grenzwert erreicht oder überschritten ist. Der Über­ drehzahlregler 7 wirkt, die Steilheit der Rampe beein­ flussend, direkt auf das elektronische Bauelement 2 ein, von dem aus eine Meldung an eine Endstufe 3 geht, die einem Pumpenmagnet einer nicht gezeigten Stelleinrichtung einer Axial kolbenpumpe ansteuert.

Es ist selbstverständlich auch möglich, mit dem elektro­ nischen Bauelement 2 mehrere Endstufen 3 anzusteuern, um damit nicht nur die Verstelleinrichtungen von Hydro­ pumpen, sondern auch die Verstelleinrichtungen von Hydro­ motoren bremsbewirkend zu beeinflussen.

Fig. 2 zeigt die Schwenkwinkelverstellung einer hydrau­ lischen Maschine, wie sie in einer Rampenfunktion vom elektronischen Bauelement 2 erzeugt wird. Auf der Abszisse ist die zum Verstellen der Pumpe benötigte Zeit aufge­ tragen und auf der Ordinate die Schwenkwinkeleinstellung, die vom elektronischen Bauelement 2 gesteuert wird. Die Rampe kann gemäß den gezeigten Kurven a, b und c auch in vielen anderen Winkeln geneigt sein, so daß sich eine unterschiedliche und belastungsabhängige Verstellgeschwin­ digkeit und damit Bremsintensität ergibt.

Claims (2)

1. Steuereinrichtung zur Bremsung eines Fahrzeugs mit einem Antriebsmotor, ei­ nem, verstellbare hydraulische Maschinen beinhaltenden, hydrostatischen Getrie­ be und einem Brems-Kommandogeber, der mit einem, die Verstellungsgeschwin­ digkeit der hydraulischen Maschinen bestimmenden, mit einer mindestens eine Maschinenverstelleinrichtung steuernden Endstufe in Wirkverbindung stehenden, elektronischen Bauelement verbunden ist, sowie mit einem Drehzahlsensor für die Antriebsmaschine und einem Überdrehzahlgrenzwertgeber, die beide mit einem Signale an einen Überdrehzahlregler abgebenden Verknüpfungsglied in Verbin­ dung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdrehzahlregler (7) mit dem elektronischen Bauelement (2) derart direkt in Wirkverbindung steht, daß zum Ak­ tivwerden des Überdrehzahlreglers (7) noch ein Bremskommando hinzukommen muß.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Überdrehzahlregler (7) als ein in Abhängig­ keit von der vom Drehzahlsensor (5) erfaßten Drehzahl der Antriebsmaschine auf das elektronische Bauelement (2) einwirkender, die Verstellungsgeschwindigkeit der hydraulischen Maschinen steuernd beeinflussender Über­ drehzahlregler (7) ausgeführt ist.