DE4004773C2 - Verfahren zum Bremsen eines über den Fahrantrieb und den Fahrantriebsmotor abbremsbaren Fahrzeuges und Steuereinrichtung dafür - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bremsen eines über den Fahrantrieb und den Fahrantriebsmotor abbrems­ baren Fahrzeuges bei dem mindestens eine im Fördervolumen verstellbare Pumpe zumindest einer hydraulischen Arbeits­ einrichtung von dem Fahrantriebsmotor des Fahrzeuges ange­ trieben und von der Verstellpumpe gefördertes Druckmedium aufgestaut wird. Die Erfindung betrifft aber auch eine Steuereinrichtung für ein solches Verfahren mit mindestens einer an einen Fahrantriebsmotor angeschlossenen, im Fördervolumen verstellbaren hydraulischen Pumpe zur Beauf­ schlagung zumindest einer hydraulischen Arbeitseinrichtung.

Aus der DE-OS 32 47 335 ist es bekannt, die Fahrgeschwindig­ keit eines Fahrzeuges nicht nur durch Betätigung einer Reibungsbremse oder einer Getriebebremse oder durch Aus­ nutzung des vom Fahrantriebsmotor aufnehmbaren Schlepp­ momentes zu verringern, sondern zusätzlich durch das Auf­ stauen von Druckmedium in der Förderleitung einer vom Fahrantriebsmotor angetriebenen hydraulischen Verstellpumpe, die eigentlich der Versorgung einer Arbeitshydraulik dient, zu bremsen. Dabei wird die Verstellpumpe beim Bremsvorgang durch willkürliches Betätigen eines steuerdruckerzeugenden Bremspedales in Richtung größeres Fördervolumen verstellt, wobei das Bremspedal gleichzeitig der Beaufschlagung der Reibungsbremsen dient.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Bremsverfahren zur Verfügung zu stellen, das ein Überdrehen des Fahrantriebsmotors und der hydrau­ lischen Aggregate verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Überschreiten einer Grenzdrehzahl des Fahrantriebs­ motors die Verstellpumpe in Richtung auf ein größeres Fördervolumen verstellt und das aufgestaute Druckmedium über ein der Arbeitseinrichtung zugeordnetes Druckbegrenzungs­ ventil abgelassen wird. Die Verstellpumpe der Arbeitsein­ richtung, beispielsweise die Hubanlage eines Gabelstaplers, wird in der Regel während der Fahrt nicht benutzt, so daß die Verstellpumpe auf geringes Fördervolumen eingestellt ist oder sich in einer Stellung befindet, in der überhaupt kein Druckmedium gefördert wird. Die Förderleitung ist bei unbetätigter Arbeitseinrichtung abgesperrt. Wenn nun das Fahrzeug unter Ausnutzung des vom Fahrantriebmotors aufnehmbaren Schleppmomentes über den Fahrantrieb, bei­ spielsweise über ein hydrostatisches Getriebe, gebremst wird, so kann es unter Umständen zu einem Überdrehen des Fahrantriebsmotors und der hydraulischen Aggregate des Getriebes kommen, wenn das aufzunehmende Schleppmoment das vom Fahrantriebsmotor aufnehmbare Schleppmoment weit übersteigt. Es wird daher die Verstellpumpe der Arbeits­ einrichtung auf ein größeres Fördervolumen verstellt und das geförderte Druckmedium in der Förderleitung vor der unbetätigten Arbeitseinrichtung aufgestaut, wobei der entstehende Druck so weit steigt, daß ein der Arbeitsein­ richtung zugeordnetes Druckbegrenzungsventil anspricht. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Bremswirkung er­ zielt und Bremsenergie in Wärme umgewandelt.

Bei einer Verstellpumpe, bei der zur Fördervolumenver­ größerung ein mit einem Pumpenstellorgan verbundener Stellkolben in einem Stellzylinder durch Federkraft längs verschoben wird und zur Fördervolumenverringerung eine der Federkraft entgegengerichtete und diese übersteigende, aus einem Stelldruck herrührende Stellkraft auf den Stell­ kolben einwirkt, kann das Mitbremsen über die Verstellpumpe vorteilhafterweise dadurch erreicht werden, daß bei Über­ schreiten der Grenzdrehzahl der den Stelldruck führende Teil des Stellzylinders mit einer Ablaßleitung verbunden und Stelldruckmedium abgelassen wird. Für die Fördervolumen­ vergrößerung ist daher keine vom Fahrantriebsmotor aufzu­ bringende Hilfsenergie nötig.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Erfindungsgegen­ standes kann zur Feststellung einer Überdrehzahl ein Ver­ fahren Verwendung finden, bei dem ein zur Drehzahl des Fahrantriebsmotors proportionaler Druckmediumstrom von einer daran angeschlossenen Konstantpumpe gefördert und vor einer in der Förderleitung der Konstantpumpe angeord­ nete Drosselstelle gestaut wird, wobei der erzeugte Stau­ druck einem das Ablassen von Stelldruckmedium aus dem Stellzylinder steuernden Ventil als Steuersignal zugeführt wird. Die Konstantpumpe kann beispielsweise zur Versorgung einer hydraulisch unterstützten Lenkanlage vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, die Drehzahl des Fahran­ triebsmotors über andere geeignete Mittel, zum Beispiel elektrisch zu erfassen und dann bei Überdrehzahl ein ent­ sprechendes Signal an das in diesem Fall elektrisch betätigte Ventil abzugeben. In den weiteren Unteransprüchen ist eine Steuereinrichtung für das beschriebene Bremsverfahren angegeben. Dabei ist es möglich, die Steuereinrichtung so auszugestalten, daß das Zweiwegeventil an eine in den Stellzylinder mündende Stelldruckleitung angeschlossen ist und entgegen der Kraft einer Feder von dem Steuerdruck in eine den Stellzylinder mit einer Ablaßleitung verbindende Schaltstellung schaltbar ist.

Bei einer Steuereinrichtung, bei der der Stellzylinder der Verstellpumpe mit Pumpenförderdruck beaufschlagbar ist und in eine zu dem Stellzylinder führende, von der Förderleitung der Verstellpumpe abgezweigten Stelldruck­ leitung eine aus einem Load-Sensing-Regler und einem dazu in Reihe geschalteten Druckabschneider gebildete Regelein­ richtung geschaltet ist, wobei der Load-Sensing-Regler aus einem von Pumpenförderdruck und vom Verbraucherdruck der Arbeitseinrichtung gegensinnig beaufschlagten Ventil besteht und von einer aus dem Verbraucherdruck und einer Feder herrührenden gleichgerichteten Kräftesumme in eine die Stelldruckleitung mit einer Ablaßleitung verbindenden Schaltstellung schaltbar ist und wobei der Druckabschneider aus einem vom Pumpenförderdruck entgegen der Kraft einer Feder beaufschlagten Ventil besteht und von der Federkraft in eine die Stelldruckleitung mit der Ablaßleitung verbindende Schaltstellung schaltbar ist, ist es jedoch vorteilhafter, wenn der Druckregler federseitig eine Fläche aufweist, zu der eine über das Zweiwegeventil mit der Förderleitung der Verstellpumpe verbindbare Leitung führt, die an ein Wechselventil angeschlossen ist, das sich zwischen der Load-Sensing-Leitung und einer davon abgezweigten, mit dem Load-Sensing-Regler verbundenen Load-Sensing-Zweig­ leitung befindet. Auf diese Weise können durch Kurzschließen des Pumpenförderdruckes am Druckabschneider und am Load- Sensing-Regler diese in Offenstellung gebracht werden, so daß Stelldruckmedium aus dem Stellzylinder abfließen kann und das Fördervolumen der Verstellpumpe infolge federkraftbewirkter Verschiebung des Stellkolbens vergrößert wird. Durch die Verwendung dieser bereits weitgehend im Fahrzeug vorhandenen Baugruppen kann der Aufwand für solch eine Steuereinrichtung gering gehalten werden und damit auch die Kosten.

Die Erfindung soll anhand der nachstehenden schematischen Figuren in mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung

Fig. 2 eine Variante zur Fig. 1

Fig. 3 eine weitere Variante zur Fig. 1.

Ein in der Zeichnung nicht dargestellter, zur Beaufschlagung beispielsweise eines hydrostatischen Getriebes vorgesehener Fahrantriebsmotor ist mit einer Verstellpumpe 1 und einer Konstantpumpe 2 verbunden. Die Verstellpumpe 1 ist durch eine Förderleitung 3 über ein Wegeventil 4 mit einer hydrau­ lischen Arbeitseinrichtung 5, beispielsweise einem Hydro­ zylinder, verbunden. Das Wegeventil 4 ist ausgangsseitig mit einer Lastabgriffsleitung 6 verbunden, die den Verbraucher­ druck an ein Wechselventil 7 weiterleitet, an das ein oder mehrere weitere Verbraucher angeschlossen sein können. Das Wechselventil 7 ist mit einer Load-Sensing-Leitung 8 verbunden. An das Wegeventil 4 sind zum Verbraucher führende Leitungen 9 und 10 sowie eine zum Tank 11 führende Ablaß­ leitung 12 angeschlossen. Parallel zum Wegeventil 4 ist zwischen der Förderleitung 3 und der Ablaßleitung 12 ein einstellbares Druckbegrenzungsventil 13 geschaltet.

Die Verstellpumpe 1 ist mit einem Pumpenstellzylinder 14 versehen, in dem ein gegen die Kraft einer Feder 15 längs­ verschieblicher Stellkolben 16 angeordnet ist, der mit einem in der Figur nicht dargestellten Pumpenstellorgan verbunden ist. Die Feder 15 ist bestrebt, den Stellkolben 16 nach in der Figur rechts zu drücken, in der die Verstell­ pumpe 1 auf maximales Fördervolumen eingestellt ist. Auf der Gegenseite ist der Stellkolben 16 durch eine Stelldruck­ leitung 17 mit Stelldruck beaufschlagbar. Der Stelldruck wird der Förderleitung 3 entnommen und parallel zu einem Load-Sensing-Regler 18 und einem Druckabschneider 19 geführt. Sowohl der Load-Sensing-Regler 18 als auch der Druckab­ schneider 19 werden jeweils von einem Zweiwegeventil gebildet, das in einer Schaltrichtung entgegen der Kraft einer Feder mit Förderdruck beaufschlagbar ist. Der Load- Sensing-Regler ist federseitig über eine Leitung 20 und ein Wechselventil 21 an die Load-Sensing-Leitung 8 ange­ schlossen. Zu dem Wechselventil 21 führt außerdem eine Leitung 22, die an der Federseite des Druckabschneiders 19 mündet und über ein ebenfalls an die Förderleitung 3 angeschlossenes Zweiwegeventil 23 mit Pumpenförderdruck beaufschlagbar ist. Das Zweiwegeventil 23 wird federbelastet in eine Schaltstellung gedrückt, in der es die Leitung 22 mit dem Tank 11 verbindet.

Die in der Figur linke Stirnfläche des Zweiwegeventiles 23 ist an eine Förderleitung 24 der Konstantpumpe 2 angeschlos­ sen und zwar vor einer in der Förderleitung 24 angeordneten Drosselstelle 25. Die Förderleitung 24 dient beispielsweise der Versorgung einer hydraulischen Lenkunterstützung. Die in der Figur rechte Stirnfläche, also die Federseite, ist an die Förderleitung 24 nach der Drosselstelle ange­ schlossen.

Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung ist wie folgt: Sobald beim Bremsen eine Grenzdrehzahl des Fahrantriebs­ motors überschritten wird, ist der Staudruck vor der Drossel 25 infolge der proportional zur Drehzahl zunehmenden Fördermenge der Konstantpumpe 2 so groß, daß er das Ventil 23 in eine Schaltstellung bewegt, in der die Förder­ leitung 3 mit der Leitung 22 verbunden ist. Damit teilt sich der Förderdruck der Federseite des Druckabschneiders 19 und über das Wechselventil 21 der Federseite des Load- Sensing-Reglers 18 mit (der Load-Sensing-Druck ist immer kleiner als der Pumpenförderdruck bzw. ist bei unbetätigtem Verbraucher Null), so daß diese die Stelldruckleitung 17 zum Tank 11 hin öffnen und das Fördervolumen der Verstell­ pumpe 1 erhöht wird. Bei nicht betätigtem Wegeventil 4 fließt das Druckmedium nach entsprechender Druckerhöhung ausschließlich über das einstellbare Druckbegrenzungs­ ventil 13 ab. Bei diesem Vorgang wird Bremsenergie in Wärme umgewandelt.

Die Steuereinrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung dadurch, daß das Zweiwegeventil 23 direkt in die Stelldruckleitung 17 geschaltet ist und Stelldruckmedium von dem Zweiwegeven­ til 23 aus in den Tank 11 abgelassen werden kann, also ohne den Druckabschneider 19 oder den Load-Sensing-Regler 18 passieren zu müssen. Da der Druckabschneider 19 und der Load-Sensing-Regler 18 bei dieser Variante vom Drehzahl­ signal nicht beeinflußt werden, können das Wechselventil 21 und die Leitung 22 entfallen.

Dies wird bei der Variante nach Fig. 3 dadurch erreicht, daß das Zweiwegeventil 23 in eine von der Stelldruck­ leitung 17 vor einer Drossel 26 abgezweigte Leitung 28 geschaltet ist.

Claims (7)

1. Verfahren zum Bremsen eines über den Fahrantrieb und den Fahrantriebsmotor abbremsbaren Fahrzeuges bei der mindestens eine im Fördervolumen verstellbare Pumpe zumindest einer hydraulischen Arbeitseinrichtung von dem Fahrantriebsmotor des Fahrzeuges angetrieben und von der Verstellpumpe gefördertes Druckmedium aufgestaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Über­ schreiten einer Grenzdrehzahl des Fahrantriebsmotors die Verstellpumpe (1) in Richtung auf ein größeres Fördervolumen verstellt und das aufgestaute Druckmedium über ein der Arbeitseinrichtung (5) zugeordnetes Druck­ begrenzungsventil (13) abgelassen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur Fördervolumen­ vergrößerung der Verstellpumpe ein mit einem Pumpen­ stellorgan verbundener Stellkolben in einem Stell­ zylinder durch Federkraft längsverschoben wird und zur Fördervolumenverringerung eine der Federkraft entgegengerichtete und diese übersteigende, aus einem Stelldruck herrührende Stellkraft auf den Stellkolben einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten der Grenzdrehzahl der den Stelldruck führende Teil des Stellzylinders (14) mit einer Ablaßleitung ver­ bunden und Stelldruckmedium abgelassen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Drehzahl des Fahrantriebsmotors propor­ tionaler Druckmediumstrom von einer daran angeschlos­ senen Konstantpumpe (2) gefördert und vor einer in der Förderleitung (24) der Konstantpumpe (2) angeord­ neten Drosselstelle (25) gestaut wird, wobei der erzeugte Staudruck einem das Ablassen von Stelldruckmedium aus dem Stellzylinder (14) steuernden Ventil (23) als Steuersignal zugeführt wird.

4. Steuereinrichtung für ein Verfahren nach Anspruch 1, mit mindestens einer an einen Fahrantriebsmotor ange­ schlossenen, im Fördervolumen verstellbaren hydrau­ lischen Pumpe zur Beaufschlagung zumindest einer hydraulischen Arbeitseinrichtung, dadurch gekennzeich­ net, daß eine die Drehzahl des Fahrantriebsmotors messende Einrichtung vorgesehen ist, die in Wirkver­ bindung mit einem das Fördervolumen der Verstellpumpe (1) bei Überschreiten einer Grenzdrehzahl vergrößernden Steuerorgan steht.

5. Steuereinrichtung bei der die Verstellpumpe einen mit einem Pumpenstellorgan verbundenen, in einem Stellzylinder längsbeweglichen Stellkolben aufweist, an dem eine in Richtung maximales Fördervolumen wirkende Feder angelenkt ist und der in Richtung minimales Fördervolumen mit Stelldruck beaufschlagbar ist, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung der Drehzahl des Fahrantriebsmotors als von dem Fahrantriebmotor angetriebene Konstantpumpe (2) ausgebildet ist, von deren Förderleitung (24) eine Steuerdruckleitung vor einer Drosselstelle (25) ab­ zweigt und zu einer Steuerdruckfläche eines Zweiwege­ ventiles (23) führt, das eine oberhalb eines bestimmten Steuerdruckes schaltbare, den Abfluß von Stelldruck­ medium aus dem Stellzylinder (14) ermöglichende Schalt­ stellung aufweist.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Zweiwegeventil (23) an eine in den Stell­ zylinder (14) mündende Stelldruckleitung (17) angeschlos­ sen ist und entgegen der Kraft einer Feder von dem Steuerdruck in eine den Stellzylinder (14) mit einer Ablaßleitung verbindende Schaltstellung schaltbar ist.

7. Steuereinrichtung bei der der Stellzylinder der Verstell­ pumpe mit Pumpenförderdruck beaufschlagbar ist und in eine zu dem Stellzylinder führende, von der Förder­ leitung der Verstellpumpe abgezweigten Stelldruck­ leitung eine aus einem Load-Sensing-Regler und einem dazu in Reihe geschalteten Druckabschneider gebildete Regeleinrichtung geschaltet ist, wobei der Load-Sensing- Regler aus einem von Pumpenförderdruck und vom Ver­ braucherdruck der Arbeitseinrichtung gegensinnig beauf­ schlagten Ventil besteht und von einer aus dem Verbraucher­ druck und einer Feder herrührenden gleichgerichteten Kräftesumme in eine die Stelldruckleitung mit einer Ablaßleitung verbindenden Schaltstellung schaltbar ist und wobei der Druckabschneider aus einem vom Pumpen­ förderdruck entgegen der Kraft einer Feder beaufschlagten Ventil besteht und von der Federkraft in eine die Stelldruckleitung mit der Ablaßleitung verbindende Schaltstellung schaltbar ist, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabschneider (19) feder­ seitig eine Fläche aufweist, zu der eine über das Zweiwegeventil (23) mit der Förderleitung (3) der Verstellpumpe (1) verbindbare Leitung (22) führt, die an ein Wechselventil (21) angeschlossen ist, das sich zwischen der Load-Sensing-Leitung (8) und einer davon abgezweigten, mit dem Load-Sensing-Regler ver­ bundenen Load-Sensing-Zweigleitung (20) befindet.