DE19935007B4

DE19935007B4 - Steuereinrichtung für eine hydraulische Maschine

Info

Publication number: DE19935007B4
Application number: DE1999135007
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Welschof Bernward; Siegfried Schurawski; Dr.-Ing. Strenzke Hilmar; Manfred Piper; Dipl.-Ing. Hans-Dieter (FH) Dörr
Original assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Current assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2019-07-27
Also published as: DE19935007A1

Abstract

Steuereinrichtung (5; 5a, 5b) zur Steuerung des Schwenkverhaltens einer im Fördervolumen verstellbaren hydraulischen Maschine (2; 3a, 3b), wobei die Steuereinrichtung (5; 5a, 5b) als mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung ausgebildet ist, die eine Fördervolumenstelleinrichtung (4) der hydraulischen Maschine mit einem hydraulischen Stelldruck ansteuert, wobei die mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung (5; 5a, 5b) mit zumindest einer Drosseleinrichtung (12, 13, 23, 24, 40) versehen ist, die einen Stelldruckaufbau und/oder einen Stelldruckabbau bestimmt und mittels einer Rampe das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine (2; 3a, 3b) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung (5; 5a, 5b) mit zumindest einer elektrisch ansteuerbaren Drosseleinrichtung (24; 40) versehen ist, die von einer elektronischen Steuereinheit (26) angesteuert ist und mittels der die Steilheit der das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine (2; 3a, 3b) bestimmenden Rampe elektronisch beeinflußbar ist, wobei die Drosseleinrichtung (24; 40) als Verstelldrossel oder als Schaltdrossel ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Schwenkverhaltens einer im Fördervolumen verstellbaren hydraulischen Maschine, wobei die Steuereinrichtung als mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung ausgebildet ist, die eine Fördervolumenstelleinrichtung der hydraulischen Maschine mit einem hydraulischen Stelldruck ansteuert, wobei die mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung mit zumindest einer Drosseleinrichtung versehen ist, die einen Stelldruckaufbau und/oder einen Stelldruckabbau bestimmt und mittels einer Rampe das Schwenkverhalten der hydraulische Maschine bestimmt.
Derartige Steuereinrichtungen werden bei Pumpen und Motoren zur Steuerung des Schwenkverhaltens eingesetzt. Das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine bestimmt hierbei das Beschleunigungsverhalten und das Verzögerungsverhalten des die hydraulische Maschine enthaltenden hydrostatischen Antriebssystems, beispielsweise eines als hydrostatisches Getriebe ausgebildeten Fahrantriebs eines Fahrzeugs. Zum Beschleunigen des Fahrzeugs wird hierbei innerhalb einer gewissen Zeitspanne die hydraulische Maschine ausgehend von der Nullaststellung auf die Vollaststellung verstellt. Zum Abbremsen des Fahrzeugs wird entsprechend innerhalb einer gewissen Zeitspanne die hydraulische Maschine von der Vollaststellung auf die Nullaststellung verschwenkt.
Ein von einem hydrostatischen Getriebe gebildetes Antriebssystem kann beispielsweise aus einer Pumpe und zumindest einem an die Pumpe im geschlossenen Kreislauf angeschlossenen Motor bestehen, wobei sowohl die Pumpe oder der Motor als auch die Pumpe und der Motor ein verstellbares Fördervolumen aufweisen können. Bei einem Getriebe mit Primärsteuerung und somit einer verstellbaren Pumpe und einem Konstantmotor ist in der Nullaststellung die Pumpe auf ein minimale Förderstromeinstellung eingestellt. In der Vollaststellung ist die Pumpe auf eine maximale Förderstromeinstellung eingestellt. Das Beschleunigungsverhalten des Antriebssystems wird hierbei dadurch bestimmt, daß die Pumpe ausgehend von der minimalen Förderstromeinstellung innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne in Richtung der maximalen Förderstromeinstellung ausgeschwenkt wird. Entsprechend wird das Verzögerungsverhalten des Antriebssystems dadurch bestimmt, daß die Pumpe ausgehend von einer bestimmten Förderstromeinstellung innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne in Richtung der minimalen Förderstromeinstellung zurückgeschwenkt wird. Bei einem Getriebe mit einer Primär- und einer Sekundärsteuerung und somit einem Getriebe mit verstellbarer Pumpe und verstellbarem Motor befindet sich in der Nullaststellung die Pumpe auf der minimalen Förderstromeinstellung und der Motor auf der maximalen Schluckvolumenstellung. In Vollaststellung ist die Pumpe auf die maximale Förderstromeinstellung ausgeschwenkt und der Motor auf minimales Schluckvolumen zurückgeschwenkt. Das Beschleunigungsverhalten eines derartigen Antriebssystems wird bestimmt, indem innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne die Pumpe von der minimalen Förderstromeinstellung in Richtung der maximalen Förderstromeinstellung und der Motor ausgehend von der maximalen Schluckvolumenstellung auf das minimale Schluckvolumen verstellt wird. Entsprechend wird das Verzögerungsverhalten des Antriebssystems durch das Zurückschwenken der Pumpe von der maximalen Förderstromeinstellung auf die minimale Förderstromeinstellung und das Ausschwenken des Motors von der minimalen Schluckvolumenstellung auf die maximale Schluckvolumenstellung innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne bestimmt.
Bei bekannten machanisch-hydraulischen Steuereinrichtungen für ein als Fahrantrieb ausgebildetes Antriebssystem wird ausgehend von einem an einem Fahrgeber, beispielsweise einer Doppelpedalsteuerung, vorgegebenen Beschleunigungs- oder Verzögerungssignal ein hydraulischer Stelldruck erzeugt, der eine Fördervolumenstelleinrichtung der entsprechenden Maschine beaufschlagt, beispielsweise einen mit einer Schrägscheibe in Wirkverbindung stehenden Stellzylinder. Bekannte mechanisch-hydraulische Steuereinrichtungen bestehen aus einem Nehmerkreissystem und einem Stellkreissystem, wobei durch die Betätigung des Fahrgebers ein Steuerdruck erzeugt wird, der einen Nehmerkolben beaufschlagt, der mit einem Pilotventil mechanisch gekoppelt ist, wobei das Pilotventil einen Stelldruck erzeugt, der einen mit der Schrägscheibe in Wirkverbindung stehenden Stellzylinder beaufschlagt.
Das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine und somit das Beschleunigungsverhalten und das Verzögerungsverhalten des Antriebssystems wird hierbei durch eine feste Bedüsung, d. h. durch im Stellkreissystem und/oder im Nehmerkreisystem angeordnete festeingestellte Drosseln, bestimmt. Die Drosseln legen hierbei eine Zeitspanne für den Stelldruckaufbau bzw. den Stelldruckabbau fest, wobei der Stelldruckaufbau bzw. Stelldruckabbau gemäß einer Rampenfunktion erfolgt. Die Steilheit der Rampe bestimmt die Zeit, innerhalb der die hydraulische Maschine zwischen der Nullaststellung und der Vollaststellung bzw. der Vollaststellung und der Nullaststellung verstellt wird. Durch die feste Bedüsung bei mechanisch-hydraulischen Steuereinrichtungen des Standes der Technik ergibt sich für das Schwenkverhalten der hydraulische Maschinen eine feste Rampe, die bei einem Fahrantrieb ein festvorgebenes Beschleunigungsverhalten und Verzögerungsverhalten bewirkt.
Derartige mechanisch-hydraulische Steuereinrichtungen weisen einen einfachen Aufbau auf und arbeiten mit hoher Zuverlässigkeit. Durch die mittels der Drosseln vorgegebenen festen Rampe für das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine besteht jedoch keine Möglichkeit das Schwenkverhalten der Maschine, beispielsweise das Beschleunigungsverhalten und das Verzögerungsverhalten eines Fahrzeugs, durch eine Variation der Rampe an verschiedenen Betriebszustände oder Fahrzustände anzupassen.
Darüber hinaus sind elektronische oder elektronisch-hydraulische Steuereinrichtungen für ein als Fahrantrieb ausgebildetes Antriebssystem bekannt.
Eine elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung für ein als Fahrantrieb ausgebildetes Antriebssystem ist aus der 3 der DE 44 25 130 A1 bekannt. Die Steuereinrichtung weist ein elektrisch mittels eines Proportionalmagneten angesteuerten Nehmerventil auf, das einen Steuerdruck zur Betätigung eines Pilotventils erzeugt. Das Pilotventil erzeugt in den Stelldruckleitungen einen die Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe ansteuernden Stelldruck, der einen die Fördervolumenstelleinrichtung betätigenden Stellkolben beaufschlagt. Das elektrisch angesteuerte Pilotventil ist mittels einer Feder mit der Fördervolumenstelleinrichtung der Axialkolbenpumpe rückgekoppelt, so dass das elektrisch angesteuerte Nehmerventil und das Pilotventil eine elektro-hydraulische Schwenkwinkellagereglung der Axialkolbenpumpe bilden. Der elektro-hydraulischen Schwenkwinkellageregelung ist eine elektro-hydraulische proportionale Drucksteuerung überlagert. Diese Drucksteuerung ist von einem elektrisch angesteuerten Druckminderventil gebildet, das in Verbindung mit einer Zulaufblende einen einstellbaren Steuerdruck erzeugt, der auf ein zweites hydraulisch gesteuertes Druckminderventils wirkt. Das Druckminderventil ist entgegen des Steuerdrucks von dem in den Leitungen des geschlossenen Kreislaufs anstehenden Systemdruck (Hochdruck) beaufschlagt. Sofern an dem Druckminderventil der Systemdruck in den Leitungen des geschlossenen Kreislaufs den mittels des Druckminderventils eingestellten Steuerdruck übersteigt, öffnet das Druckminderventil und erzeugt mittels einer Blende einen Volumenstrom, der über ein Richtungsventil an dem Stellkolben an die mit dem Tank verbundene Rückschwenkseite des Stellkolbens ansteht. In Verbindung mit einer Blende im Behälterablauf wird ein Staudruck aufgebaut, so dass die Axialkolbenpumpe durch die Drucksteuerung in Richtung einer Verringerung des Schwenkwinkels beaufschlagt wird.
Eine elektronische Steuereinrichtungen ist aus der DE 38 00 372 A1 bekannt. Hierbei wird von einem Fahrgeber ein elektrisches Signal erzeugt, das auf einen Rampengeber einwirkt, der mit einer die Stelleinrichtung der Maschine steuernden Endstufe in Verbindung steht. Bei bekannten elektronisch-hydraulischen Steuereinrichtungen steuert das von dem Fahrgeber erzeugte Signal eine elektrisch betätigbare Ventileinrichtung an, beispielsweise ein Druckminderventil, wodurch ein Stelldruck zur Beaufschlagung der Fördervolumenstelleinrichtung der hydraulischen Maschine erzeugt wird. Bei derartigen elektronischen oder elektronisch-hydraulischen Steuereinrichtungen kann die Steilheit der Rampe beim Beschleunigen oder Abbremsen eines Fahrzeugs mit geringem Aufwand an verschiedene Betriebszustände oder Lastzustände angepaßt und variiert werden. Derartige Steuereinrichtungen stellen jedoch wegen ihrer hohen Komplexität hohe Anforderungen an Sicherheit, Verfügbarkeit und Wartung, wodurch derartige Steuereinrichtungen hohe Kosten verursachen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die mit geringem Aufwand eine Variation des Schwenkverhaltens der hydraulischen Maschine und somit des Beschleunigungsverhaltens und Verzögerungsverhaltens des Antriebssystems ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung mit zumindest einer elektrisch ansteuerbaren Drosseleinrichtung versehen ist, die von einer elektronischen Steuereinheit angesteuert ist und mittels der die Steilheit der das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine bestimmenden Rampe elektronisch beeinflußbar ist, wobei die Drosseleinrichtung als Verstelldrossel oder als Schaltdrossel ausgebildet ist.
Der erfindungswesentliche Gedanke besteht somit darin, bei einer mechanisch-hydraulischen Steuereinrichtung durch eine elektronische Beeinflussung der Steilheit der Rampe das Schwenkverhalten der Maschine zu verändern und somit die einfache und kostengünstige, im Betrieb zuverlässig arbeitende mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung mit dem Vorteil einer elektronisch-hydraulischen Steuereinrichtung zu kombinieren, der darin besteht, daß die Steilheit der Rampe auf einfache Weise variationsreich beeinflußt und an verschiedene Betriebszustände angepaßt werden kann. Durch eine elektronische Beeinflussung der Steilheit der Rampe kann mit geringem Aufwand bei einer mechanisch-hydraulischen Steuereinrichtung das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine variiert und an verschiedene Betriebs- oder Lastzuständen angepaßt werden. Das Beschleunigungsverhalten und/oder das Verzögerungsverhalten des Antriebssystems kann dadurch mit geringem Aufwand verändert und an verschiedene Betriebszustände angepaßt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der mechanisch-hydraulischen Steuereinrichtung zur Beeinflussung der Steilheit der Rampe ein elektronisch-hydraulischer Regelkreis überlagert. Mit einem elektronisch-hydraulischen Regelkreis kann auf einfache Weise bei einer mechanisch-hydraulischen Steuereinrichtung die Steilheit der das Schwenkverhalten bestimmenden Rampe beeinflußt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ergeben sich besondere Vorteile, wenn die Steilheit der Rampe durch den elektronisch-hydraulischen Regelkreis zwischen einer Minimalrampe und einer Maximalrampe veränderbar ist. Das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine kann somit zwischen einer Minimalrampe und einer Maximalrampe verändert werden. Hierbei kann durch die mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung eine Minimalrampe vorgegeben sein und die Steilheit der Rampe durch den Regelkreis durch eine Vergrößerung der Steilheit in Richtung einer Maximalrampe verändert werden. Zudem kann die mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung eine Maximalrampe für das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine vorgeben und durch den Regelkreis mittels einer Verringerung der Steilheit der Rampe in Richtung einer Minimalrampe verändert werden. Durch die mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung wird somit eine maximale oder minimale Beschleunigung bzw. Verzögerung eines Fahrzeugs mit einem als Fahrantrieb ausgebildeten Antriebssystems vorgegeben. Durch die Verringerung bzw. Vergrößerung der Steilheit dieser Rampe mittels des überlagerten Regelkreises wird diese Rampe in Richtung einer Minimalrampe bzw. einer Maximalrampe verstellt, wodurch beispielsweise das Fahrzeug mit einer geringeren bzw. größeren Beschleunigung oder Verzögerung betreibbar ist. Mit einer derartigen Ausgestaltung ergeben sich hinsichtlich der Sicherheit der Steuereinrichtung besondere Vorteile, da die durch die mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung gebildete Maximalrampe bzw. Minimalrampe bei einem Ausfall des elektrischen Regelkreises als Rückfallebene vorhanden ist. Dadurch ergibt sich bei einem Ausfall des elektronischen Regelkreises lediglich eine ungewollte Änderung der Rampe, beispielsweise der Bremsrampe beim Abbremsen des Fahrzeugs, die Bremsfähigkeit des Fahrzeugs bleibt jedoch erhalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Regelkreis zumindest die im hydraulischen Stellsystem der Maschine angeordnete elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung, die elektronische Steuereinheit und zumindest eine Sensoreinrichtung auf, wobei die elektronische Steuereinheit die Drosseleinrichtung in Abhängigkeit von einem von der Sensoreinrichtung gelieferten Signal ansteuert. Durch eine elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung kann auf einfache Weise ein die Fördervolumenstelleinrichtung der hydraulischen Maschine beaufschlagender Stelldruck durch die elektronische Steuereinheit variiert werden und somit die Steilheit der das Schwenkverhalten der Maschine bestimmenden Rampe verändert werden. Hierzu ist lediglich eine im Stellsystem der Maschine angeordnete festeingestellte Drosseleinrichtung der mechanisch-hydraulischen Steuereinrichtung durch eine elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung zu ersetzen. Die Rampe kann dadurch zwischen einer Maximalrampe und einer Minimalrampe durch die elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung auf einfache Weise verändert werden. Die Ansteuerung der Drosseleinrichtung wird hierbei durch die elektronische Steuereinheit in Abhängigkeit von dem von der Sensoreinrichtung erfassten Betriebs- oder Lastzustand gesteuert. Durch einen derartigen Regelkreis kann auf einfache Weise das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine in Abhängigkeit verschiedener von den Sensoreinrichtungen erfassten Betriebszuständen oder Lastzuständen beeinflußt werden. Zudem ergibt sich durch eine elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung eine hohe Sicherheit der Steuereinrichtung, da bei einem Ausfall des elektronischen Steuerkreises an der Drosseleinrichtung im nicht angesteuerten Zustand eine bestimmte Düsenvorbesetzung vorgegeben ist, die eine für den Betrieb der Maschine brauchbare Rampe erzeugt.
Der elektronische Regelkreis verarbeitet hierbei lediglich die Signale der Sensoreinrichtungen. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau der elektronischen Steuereinheit. Die bestehende mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung kann somit durch den überlagerten elektronischen Regelkreis mit geringem Aufwand in der Funktion verbessert werden. Hierbei sind keine zusätzlichen Sicherheitseinrichtungen erforderlich, da bei einem Ausfall des elektronischen Regelkreises die mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung als Rückfallebene vorhanden ist. Zudem kann eine bestehende mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung mit geringem Aufwand durch den überlagerten elektronisch-hydraulischen Regelkreis nachgerüstet werden.
Sofern die Drosseleinrichtung als Verstelldrossel ausgebildet ist, ist es möglich, die Steilheit der Rampe stufenlos zwischen einer Maximalrampe und einer Minimalrampe zu verändern. Das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine und somit das Beschleunigungsverhalten und das Verzögerungsverhalten des Antriebssystems kann hierdurch kontinuierlich variiert und an verschiedene Betriebszustände angepaßt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Drosseleinrichtung als Schaltdrossel mit zwei Drosselstellungen ausgebildet. Mit einer Schaltdrossel kann auf einfache Weise die Steilheit der Rampe stufenweise verändert werden. Mit einer insbesondere zwei Drosselstellungen aufweisenden Schaltdrossel ist es auf einfache Weise möglich, das Schwenkverhaltens der hydraulischen Maschine, beispielsweise das Verzögerungsverhalten des Antriebssystems während eines Bremsvorgangs, zwischen einer Maximalrampe und einer Minimalrampe umzuschalten und somit mittels einer 2-Punkt-Regelung an verschiedene Betriebs- oder Lastzustände anzupassen.
Die Drosseleinrichtung kann verschiedene übliche Bauformen von Drosseln, Düsen oder Blenden aufweisen. Die Drosseleinrichtung kann beispielsweise als Kolbenventil oder als Düsen-Prallplattenventil ausgebildet sein. Im Hinblick auf einen einfachen Aufbau ergeben sich Vorteile, wenn die Drosseleinrichtung als Nadeldrossel ausgebildet ist.
Zweckmäßigerweise ist die Drosseleinrichtung mittels eines Magneten beaufschlagbar. Durch einen mit der elektronischen Steuereinheit in Verbindung stehenden Magneten kann auf einfache Weise die Drosseleinrichtung angesteuert und somit der Strömungsquerschnitt einer Schaltdrossel oder einer Verstelldrossel durch die elektronische Steuereinrichtung verändert werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Drosseleinrichtung mittels einer Feder in Richtung eines minimalen Strömungsquerschnitts und mittels des mit der elektronischen Steuereinheit in Verbindung stehenden Magneten in Richtung eines maximalen Strömungsquerschnitts beaufschlagbar ist. Dadurch kann die Steilheit der Rampe auf einfache Weise zwischen einer Minimalrampe und einer Maximalrampe verändert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Drosseleinrichtung mittels einer Feder in Richtung eines maximalen Strömungsquerschnitts und mittels des Magneten in Richtung eines minimalen Strömungsquerschnitts beaufschlagbar. Die Drosseleinrichtung ist somit bei nicht angesteuertem Magnet auf den maximalen Strömungsquerschnitt eingestellt, wodurch das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine entsprechend der Maximalrampe gesteuert ist. Durch Beaufschlagung des Magneten wird der Strömungsquerschnitt verringert und somit das Schwenkverhalten der Maschine in Richtung der Minimalrampe verändert. Hierdurch ergibt sich eine hohe Sicherheit der Steuereinrichtung, da bei einem Ausfall der elektronischen Steuereinheit oder des Magneten die Drosseleinrichtung durch die Feder auf den maximalen Strömungsquerschnitt eingestellt wird und somit die hydraulische Maschine entsprechend der Maximalrampe betreibbar ist.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Steuereinrichtung als Fahrsteuerung eines zumindest eine verstellbare Maschine enthaltenden, als Fahrantrieb eines Fahrzeugs ausgebildeten hydrostatischen Getriebes ausgebildet ist. Mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung kann ausgehend von einer mechanisch-hydraulischen Fahrsteuerung durch die Beeinflussung des Schwenkverhaltens der Pumpe und/oder des Motors des hydrostatischen Fahrantriebs auf einfache Weise die Beschleunigung und/oder die Bremsverzögerung des Fahrzeugs elektronisch geregelt werden, wodurch das Fahrverhalten des von dem Fahrantrieb angetriebenen Fahrzeugs hinsichtlich Beschleunigung und/oder Verzögerung verbessert wird.
In einer Ausführungsform ist hierbei die Bremsverzögerung des Fahrzeugs elektronisch beeinflußbar. Der bestehenden mechanisch-hydraulischen Fahrsteuerung wird somit der Aspekt der elektronisch regelbaren Bremsverzögerung hinzugefügt. Das Abbremsverhalten eines Fahrzeugs mit mechanisch-hydraulischer Fahrsteuerung ist hierdurch dem Abbremsverhalten eines Fahrzeugs mit einer elektronischen oder elektronisch-hydraulischen Fahrsteuerung vergleichbar, wobei jedoch lediglich eine einfache Elektronik erforderlich ist, die der mechanisch-hydraulischen Fahrsteuerung als elektronisch-hydraulischer Regelkreis überlagert ist.
Als Sensoreinrichtung können verschiedene Sensoreinrichtungen vorgesehen werden, mit denen verschiedene Betriebszustände oder Fahrzustände erfaßt werden können.
In einer Ausführungsform ist die Sensoreinrichtung als Drucksensor ausgebildet. Mit einem Drucksensor kann beispielsweise der Druck im Fahrantrieb erfasst werden, der ein Maß für die Bremsverzögerung des Fahrzeugs ist, wodurch bei einem unzulässig hohen Druck und somit einer unzulässig hohen Bremsverzögerung durch eine Ansteuerung der Drosseleinrichtung die Steilheit der Rampe und somit die Bremsverzögerung verringert werden kann. Bei einem als Flurförderzeug ausgebildeten Fahrzeug kann zudem der Druck in der Hubeinrichtung des Flurförderzeugs mittels eines Drucksensors erfaßt werden. Die Bremsverzögerung des Flurförderzeugs kann somit lastabhängig geregelt werden.
Zudem kann die Sensoreinrichtung als Geschwindigkeitssensor ausgebildet sein. Die Steilheit der das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine bestimmenden Rampe und somit das Beschleunigungsverhalten und/oder das Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs kann somit in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs geregelt werden.
Bei einer Regelung der Bremsverzögerung ergibt sich ein geringer Bauaufwand, wenn die Sensoreinrichtung als Beschleunigungssensor ausgebildet ist. Die Bremsverzögerung des Fahrzeugs kann hierdurch auf einfache Weise in Abhängigkeit der erfassten Beschleunigung geregelt werden, wobei beim Auftreten einer unzulässig hohen, von dem Beschleunigungssensor erfaßten Bremsverzögerung durch eine Ansteuerung der Drosseleinrichtung die Bremsverzögerung durch Verringerung der Steilheit der Rampe verringert werden kann.
Bei einer als Fahrsteuerung ausgebildeten Steuereinrichtung, die ein von einem Antriebsmotor angetriebenes hydrostatisches Getriebe ansteuert, ergeben sich besondere Vorteile, wenn die Sensoreinrichtung als Drehzahlsensor zur Erfassung der Drehzahl des Antriebsmotors ausgebildet ist. Dadurch kann beispielsweise bei Erreichen oder Überschreiten einer während eines Bremsvorgangs auftretenden Überdrehzahl des Antriebsmotors durch eine Ansteuerung der Drosseleinrichtung eine flachere Rampe oder eine Minimalrampe und somit eine geringe Bremsverzögerung eingestellt werden, wodurch der Antriebsmotor auf einfache Weise vor einer Überlastung und somit einer Überdrehzahl geschützt werden kann.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Sensoreinrichtung als Grenzwertgeber ausgebildet, wobei bei Überschreiten des Grenzwertes die elektronische Steuereinheit die Drosseleinrichtung ansteuert. Dadurch kann beispielsweise bei einer als Beschleunigungssensor ausgebildeten Sensoreinrichtung die den Grenzwert bildende maximal zulässige Bremsverzögerung des Fahrzeugs geregelt werden, wobei bei Erreichen oder Überschreiten der maximalen Bremsverzögerung während eines Bremsvorgangs die Bremsverzögerung durch eine Ansteuerung der Drosseleinrichtung solange verringert werden kann, bis die maximal zulässige Bremsverzögerung wieder unterschritten wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die Steuereinrichtung einen mittels in Stelldruckleitungen anstehenden Stelldrucks beaufschlagbaren Stellkolben aufweist, der mit der Fördervolumenstelleinrichtung der hydraulischen Maschine in Wirkverbindung steht, ergeben sich besondere Vorteile, wenn in zumindest einer Stelldruckleitung eine elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung angeordnet ist. Sofern beispielsweise die hydraulische Maschine als Pumpe und die Drosseleinrichtungen in einer die Fördervolumenstelleinrichtung in Richtung des minimalen Fördervolumens beaufschlagenden Stelldruckleitung angeordnet ist, kann auf einfache Weise das Rückschwenkverhalten der Pumpe beeinflußt werden. Das Rückschwenkverhalten der Pumpe bestimmt bei einem als Fahrantrieb ausgebildeten hydrostatischen Getriebe die Bremsverzögerung des Fahrzeugs, die somit durch den überlagerten Regelkreis auf einfache Weise geregelt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Steuereinrichtung ein Steuerventil aufweist, das eingangsseitig an eine Stelldruckversorgungsleitung und ausgangsseitig an zu dem Stellkolben geführten Stelldruckleitungen angeschlossen ist, ist es zweckmäßig, wenn die elektronisch ansteuerbare Drosseleinrichtung in der Stelldruckversorgungsleitung angeordnet ist. Derartige Steuereinrichtungen werden beispielsweise bei Motoren verwendet. Durch die in der eingangsseitig an das Steuerventil angeschlossenen Stelldruckversorgungsleitung angeordnete Drosseleinrichtung kann somit das Schwenkverhalten des Motors sowohl beim Ausschwenken als auch beim Rückschwenken durch die elektronische Steuereinheit beeinflußt werden. Bei einem hydrostatischen Fahrantrieb mit einem verstellbaren Motor kann somit sowohl das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs beim Anfahren als auch die Bremsverzögerung des Fahrzeugs beim Abbremsen auf einfache Weise durch den überlagerten Regelkreis variiert werden.
Besondere Vorteile ergeben sich durch die Verwendung in einem Arbeitsfahrzeugs, insbesondere einem Flurförderzeug, mit einem hydrostatischen Fahrantrieb. Die Beschleunigung beim Anfahren und/oder insbesondere die Bremsverzögerung beim Abbremsen eines Flurförderzeugs kann somit durch die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit einfachem Aufwand an verschiedene Fahr- und Betriebszustände angepaßt werden. Durch die erfindungsgemäße mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung mit dem überlagerten Regelkreis kann somit ein Fahrverhalten erzielt werden, das einem Fahrzeug mit elektronischer oder elektronisch-hydraulischer Steuereinrichtung entspricht, wobei die erfindungsgemäße Steuereinrichtung durch eine einfache Elektronik einen geringeren Aufwand hinsichtlich der Betriebssicherheit, der Verfügbarkeit und der Wartung erfordert und somit geringere Herstellkosten aufweist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der in die schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt
1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung,
2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung und
3 eine Drosseleinrichtung einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung in einer Schnittdarstellung.
Die 1 zeigt den Schaltplan eines hydrostatischen Getriebes, beispielsweise eines Fahrantriebs eines Arbeitsfahrzeugs, mit einer von einem Antriebsmotor 1, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, angetriebenen hydraulischen Pumpe 2 und mindestens einen an die Pumpe 2 im geschlossenen Kreislauf angeschlossenen hydraulischen Motor 3, der auf nicht mehr dargestellte Weise zum Antrieb eines Arbeitsfahrzeugs, beispielsweise eines Flurförderzeugs, Radladers oder Mähdreschers, verwendet wird. Das Getriebe weist eine Primärverstellung auf, wobei die Pumpe 2 als im Fördervolumen verstellbare hydraulische Maschine ausgebildet ist. Die Pumpe 2 weist hierbei eine Fördervolumenstelleinrichtung 4 auf, beispielsweise eine als Wiege ausgebildete Schrägscheibe, die mit einer mechanisch-hydraulischen Steuereinrichtung 5 in Wirkverbindung steht.
Die mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung 5 weist einen in einem Nehmerzylinder 6 längsverschiebbaren, federzentrierten Nehmerkolben 7 auf, der mittels eines in Steuerdruckleitungen 8, 9 anstehenden Steuerdrucks beaufschlagbar ist. Die Steuerdruckleitungen 8, 9 sind hierbei ausgangsseitig an ein Richtungssteuerungsventil 10 angeschlossen, das mit einer Sollwertvorgabeeinrichtung 11, beispielsweise einer Doppelpedalsteuerung, zur Vorgabe einer Fahrtrichtung und einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, in trieblicher Verbindung steht. Das Richtungssteuerungsventil 10 und der Nehmerzylinder 6 bilden einen Nehmerkreis, wobei in den Steuerdruckleitungen 8, 9 festeingestellte Drosseleinrichtungen 12, 13, beispielsweise Düsen, angeordnet sind.
Der Nehmerkolben 7 ist mittels eines mechanischen Gestänges 15 mit einem Steuerkolben eines Pilotventils 16 trieblich verbunden. Das Pilotventil 16 ist an eine Stelldruckversorgungsleitung 17, die beispielsweise mit der Förderleitung einer Steuerdruckpumpe in Verbindung steht, und eine zu einem Behälter geführte Behälterleitung 18 angeschlossen. An das Pilotventil 16 sind weiterhin Stelldruckleitungen 19, 20 angeschlossen, die zu Steuerdruckräumen einer Stelleinrichtung 21 geführt sind. Die Stelleinrichtung 21 weist einen federzentrierten Stellkolben 22 auf, der mit der Fördervolumenstelleinrichtung 4 der Pumpe trieblich verbunden ist. Der Stellkolben 22 steht weiterhin auf nicht mehr dargestellte Weise mit dem Gehäuse des Pilotventils 16 in Wirkverbindung. Das Pilotventil 16 und die Stelleinrichtung 21 bilden hierbei ein Stellsystem, wobei in der Steuerdruckleitung 19 eine festeingestellte Drosseleinrichtung 23 und in der Steuerdruckleitung 20 eine Drosseleinrichtung 24 angeordnet ist.
Bei einer Betätigung der Sollwertvorgabeeinrichtung 11 wird eine Fahrtrichtung und eine Fahrgeschwindigkeit vorgeben und durch die Auslenkung des Richtungssteuerungsventil 10 in der Steuerdruckleitung 12 bzw. 13 ein entsprechender Steuerdruck erzeugt. Der in der Steuerdruckleitung 12 bzw. 13 anstehende Steuerdruck lenkt den Nehmerkolben 7 und mittels des Gestänges 15 das Pilotventil 16 aus. Dadurch wird in der Stelldruckleitung 19 bzw. 20 ein Stelldruck erzeugt, der den Stellkolben 22 beaufschlagt und die Fördervolumenstelleinrichtung 4 der Pumpe 2 entsprechend auslenkt. Durch die Wegrückführung der Fördervolumenstelleinrichtung 4 über den Stellkolben 22 und das Pilotventil 16 wird bei Erreichen des der vorgegebenen Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit entsprechenden Fördervolumens der Pumpe 2 das Pilotventil 16 geschlossen. Durch die Drosseleinrichtungen 12, 13 in den Steuerdruckleitungen 8, 9 des Nehmerkreises und die Drosseleinrichtungen 23, 24 in den Stelldruckleitungen 19, 20 des Stellkreises wird hierbei der Stelldruckaufbau bzw. der Stelldruckabbau und somit das Schwenkverhalten der Fördervolumenstelleinrichtung 4 der Pumpe 2 bestimmt. Das durch die Drosseln festgelegte Schwenkverhalten der Pumpe bestimmt somit das Beschleunigungsverhalten und das Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs. Die Drosseleinrichtungen 12, 13, 23 und 24 legen hierbei eine bestimmte Rampe für das Schwenkverhalten der Pumpe 2 und somit das Beschleunigungsverhalten und Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs fest.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Fördervolumenstelleinrichtung 4 bei in der Stelldruckleitung 19 anstehendem Stelldruck ausgehend von einer Einstellung mit minimalem Fördervolumen in Richtung einer maximalen Fördervolumeneinstellung verschwenkt. Die Drosseleinrichtung 23 bestimmt somit das Ausschwenkverhalten der Pumpe 2. Entsprechend wird die Fördervolumenstelleinrichtung 4 durch einen in der Stelldruckleitung 20 anstehenden Stelldruck ausgehend von einem bestimmten Fördervolumeneinstellung in Richtung des minimalen Fördervolumen verschwenkt. Die Drosseleinrichtung 24 bestimmt somit das Rückschwenkverhalten der Pumpe 2.
Erfindungsgemäß ist der mechanisch-hydraulischen Steuereinrichtung 5 zur Beeinflussung der Steilheit der Rampe ein elektronisch-hydraulischer Regelkreis 28 überlagert. Hierzu ist zumindest die in der Steuerdruckleitung 20 angeordnete Drosseleinrichtung 24 als elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung ausgebildet. Die Drosseleinrichtung 24 ist beispielsweise als eine mittels eines Magneten 25 verstellbare Schaltdrossel mit zwei Strömungsquerschnitten ausgestaltet. Der Magnet 25 steht hierbei mit einer elektronischen Steuereinheit 26 in Verbindung, die eingangsseitig an zumindest eine Sensoreinrichtung 27 angeschlossen ist. Als Sensoreinrichtung 27 kann beispielsweise ein Drucksensor, ein Beschleunigungssensor oder ein Geschwindigkeitssensor vorgesehen werden. Im nicht angesteuerten Zustand des Magneten 25 wird die Drosseleinrichtung 24 durch eine Feder 60 in die in der 1 links dargestellte Schaltstellung beaufschlagt, in der eine Drossel 24a mit einem bestimmten Strömungsquerschnitt in der Stelldruckleitung 20 angeordnet ist. Bei einer Ansteuerung des Magneten 25 wird die Drosseleinrichtung 24 in die in die 1 rechts dargestellte Schaltstellung ausgelenkt, in der eine Drossel 24b mit einem weiteren Strömungsquerschnitt, beispielsweise einem gegenüber der Drossel 24a verringerten Strömungsquerschnitt, in der Stelldruckleitung 20 angeordnet ist.
Die Steuereinheit 26, die Sensoreinrichtung 27 und die Drosseleinrichtung 24 bilden hierbei den elektronisch-hyraulischen Regelkreis 28.
Durch die elektronisch ansteuerbare Drosseleinrichtung 24 kann in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Rückschwenkverhalten der Pumpe 2 entsprechend eines in Abhängigkeit von den Sensoreinrichtungen 27 erfassten Betriebszustands oder Fahrzustands durch eine Ansteuerung des Magneten 25 variiert und beeinflußt werden. Die Drosseleinrichtungen 24a und 24b sind hierbei derart ausgelegt, daß diese eine Maximalrampe und eine Minimalrampe für die Rückschwenkgeschwindigkeit der Fördervolumenstelleinrichtung und somit der Bremsverzögerung des Fahrzeugs bestimmen. Durch die elektronisch ansteuerbare Drosseleinrichtung 24 kann somit das Rückschwenkverhalten der Pumpe 2 bei einem Bremsvorgang zwischen der durch die Drosseln 24a und 24b vorgegebenen Maximal- und Minimalrampe in Abhängigkeit des von der Sensoreinrichtung 27 erfassten Signals umgeschaltet werden und somit eine der durch die Sensoreinrichtungen 27 erfassten Betriebs- oder Fahrsituation angepaßte Bremsverzögerung des Fahrzeugs erzielt werden.
Sofern die Sensoreinrichtung 27 als Beschleunigungssensor ausgebildet ist, wird beim Abbremsen des Arbeitsfahrzeugs die auftretende Bremsverzögerung erfasst, wobei bei Erreichen oder Überschreiten einer maximal zulässigen Bremsverzögerung die Drosseleinrichtung 24 angesteuert und somit die Pumpe 2 entsprechend der durch die Drossel 24b festgelegten Minimalrampe verstellt wird. Das Arbeitsfahrzeug wird somit mit einer verringerten Bremsverzögerung betrieben. Sobald die Bremsverzögerung unter die maximale zulässige Bremsverzögerung fällt, wird die Ansteuerung der Drosseleinrichtung 24 beendet, wodurch die Pumpe 2 entsprechend der durch die Drossel 24a vorgegebene Maximalrampe verstellt wird und somit das Fahrzeug wiederum mit einer hohen Bremsverzögerung betrieben wird. Während eines Bremsvorgangs kann hierbei die Pumpe 2 durch eine Ansteuerung der Drosseleinrichtung 24 mehrmals zwischen der Maximalrampe und der Minimalrampe umgeschaltet werden. Dabei wird eine stetige Verstellung der Pumpe 2 in Richtung des minimalen Fördervolumens beibehalten, wodurch ein kontinuierlicher Bremsvorgang des Fahrzeugs erzielt werden kann.
Eine derartige mechanisch-hydraulischen Steuereinrichtung 5 mit einem überlagerten, aus der Drosseleinrichtung 24, der Steuereinheit 26 und den Sensoreinrichtungen 27 gebildeten elektronisch-hydraulische Regelkreis 28 weist eine hohe Betriebssicherheit auf, da bei einem Ausfall des Regelkreises 28 die Drosseleinrichtung 24 durch die Feder 60 in die in der 1 linke Schaltstellung beaufschlagt wird, in der durch die Drossel 24a eine Maximalrampe für das Rückschwenkverhalten der Pumpe 2 vorgegeben ist. Bei einem Versagen des elektronisch-hydraulischen Regelkreises 28 bleibt somit die Bremsfähigkeit des Fahrzeugs erhalten, wobei das Fahrzeug entsprechend der durch die Drossel 24a vorgegebenen Bremsrampe verzögert wird.
In der 2 ist ein Schaltplan eines als Fahrantrieb eines Arbeitsfahrzeugs ausgebildeten hydrostatischen Getriebes mit einer von einer Antriebsmaschine 1 angetriebenen Pumpe 2 und zwei an die Pumpe 2 im geschlossenen Kreislauf angeschlossene Motoren 3a, 3b gezeigt, wobei das hydrostatische Getriebe eine Primär- und Sekundärverstellung aufweist, bei der sowohl die Pumpe 2 als auch die Motoren 3a, 3b als im Fördervolumen verstellbare hydraulische Maschinen ausgebildet sind. In dem in der 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist lediglich an den Motoren 3a, 3b eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung 5a, 5b vorgesehen. Es ist jedoch ebenfalls möglich, zusätzlich an der Pumpe 2 eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung 5 anzuordnen.
Die mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung 5 der Pumpe 2 weist eine Fördervolumenstelleinrichtung 4 auf, die mit einem Stellkolben 22 einer Stelleinrichtung 21 trieblich verbunden ist. Der Stellkolben 22 ist mittels in Stelldruckleitungen 19, 20 anstehenden Stelldruck beaufschlagbar, die an ein Pilotventil 16 angeschlossen sind, wobei der Stellkolben 22 mittels eines Gestänges mit dem Gehäuse des Pilotventils 16 in Wirkverbindung steht. Der Steuerkolben des Pilotventils 16 ist mittels eines Gestänges 15 mit einem Nehmerkolben 7 des Nehmerzylinders 6 in Wirkverbindung, wobei der Nehmerkolben 7 mittels in Steuerdruckleitungen 8, 9 anstehenden Steuerdruck beaufschlagbar ist. Die Steuerdruckleitungen 8, 9 sind hierbei an ein nicht mehr dargestelltes Richtungssteuerungsventil angeschlossen. Das Schwenkverhalten der Pumpe 2 wird hierbei durch in den Stelldruckleitungen 19, 20 des Stellkreises angeordnete Drosseleinrichtungen 23, 24 und in den Stelldruckleitungen 8, 9 des Nehmerkreises angeordnete Drosseleinrichtungen 12, 13 bestimmt und vorgegeben.
Die Steuereinrichtungen 5a, 5b der Motoren 3a, 3b weisen jeweils eine Fördervolumenstelleinrichtung 4a, 4b auf, die mit einer einen Stellkolben 22a, 22b aufweisenden Stelleinrichtung 21a, 21b in Verbindung stehen. Die Beaufschlagung des Stellkolbens 22a, 22b der Stelleinrichtung 21a, 21b ist mittels eines Steuerventils 30a, 30b steuerbar, das jeweils an eine Behälterleitung 31a, 31b und eine Stelldruckversorgungsleitung 32a, 32b sowie an Stelldruckleitungen 33a, 34a und 33b, 34b angeschlossen ist, die zu jeweils einem Steuerdruckraum der Stelleinrichtung 21a, 21b geführt sind. In den Stelldruckleitungen 33a, 33b und 34a, 34b ist jeweils eine Drossel vorgesehen.
Das Steuerventil 30a, 30b ist als in Zwischenstellungen drosselndes Zweistellungsventil ausgebildet, wobei entsprechend der Schaltstellung des Steuerventils 30a, 30b jeweils ein Steuerdruckraum der Stelleinrichtung 21a, 21b mit dem in der Stelldruckversorgungsleitung 32a, 32b anstehenden Stelldruck beaufschlagbar ist und somit das Ausschwenken des Motors 3a, 3b von der minimalen Schluckvolumeneinstellung in Richtung des maximalen Schluckvolumens oder das Rückschwenken des Motors 3a, 3b von einer eingestellten Schluckvolumeneinstellung in Richtung des minimalen Schluckvolumens durch das Steuerventil 30a, 30b steuerbar ist. Das Steuerventil 30a, 30b ist hierbei mittels eines in einer Steuerdruckleitung 36a, 36b anstehenden Steuersignals in die entsprechende Schaltstellung beaufschlagbar. Die Steuerdruckleitungen 36a, 36b sind hierbei an eine Steuerdruckleitung 36 angeschlossen, die auf nicht mehr dargestellte Weise mit der Steuerdruckleitung 8 bzw. 9 in Verbindung bringbar ist. Die eingangsseitig an die Steuerventile 30a, 30b angeschlossenen Stelldruckversorgungsleitungen 32a, 32b zweigen von einer Stelldruckversorgungsleitung 32 ab, die auf nicht mehr dargestellte Weise mit einer Förderleitung einer Steuerdruckpumpe in Verbindung steht. In der dargestellten Schaltstellung des Steuerventils 30a, 30b ist die Stelleinrichtung 21a, 21b auf maximales Schluckvolumen des Motors 3a, 3b eingestellt. In Abhängigkeit eines in der Steuerdruckleitung 36a, 36b anstehenden Steuerdrucks wird das Steuerventil 30a, 30b nach in der Figur rechts ausgelenkt und somit die Stelleinrichtung 21a, 21b durch den in der Stelldruckversorgungsleitung 32 anstehenden Stelldruck in Richtung des minimalen Schluckvolumens beaufschlagt.
In der Stelldruckversorgungsleitung 32 ist eine elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung 40 angeordnet, die als eine mittels eines Magneten 25 beaufschlagbare Verstelldrossel oder Schaltdrossel ausgebildet sein kann. Der Magnet 25 steht mit der elektronischen Steuereinheit 26 in Verbindung, die eingangsseitig an zumindest eine Sensoreinrichtung 27 angeschlossen ist. Die Drosseleinrichtung 40, die Sensoreinrichtung 27 und die elektronische Steuereinheit 26 bilden den elektronisch-hydraulischen Regelkreis 28, der den mechanisch-hydraulischen Steuereinrichtungen 5a, 5b überlagert ist. Bei nicht angesteuertem Magnet 25 befindet sich die Drosseleinrichtung 40 durch die Beaufschlagung mittels der Feder 60 in der in der 2 links dargestellten Schaltstellung, in der in der Stelldruckversorgungsleitung 32 eine Drossel 40a angeordnet ist. Bei angesteuertem Magnet 25 wird die Drosseleinrichtung nach in der Figur links beaufschlagt, wobei in der Stelldruckversorgungsleitung 32 eine Drossel 40b wirksam ist, die beispielsweise einen geringeren Strömungsquerschnitt als die Drossel 40a aufweist. Durch die Drosseleinrichtung 40 ist somit das Schwenkverhalten der Motoren 3a, 3b zwischen einer durch die Drosseln 40a, 40b gebildeten Maximalrampe und Minimalrampe steuerbar.
Bei einer an der Sollwertvorgabeeinrichtung vorgegebenen Fahrtrichtung und Fahrgeschwindigkeit wird durch den in der Steuerdruckleitung 8 bzw. 9 anstehenden Steuerdruck in der Stelleinrichtung 5 der Pumpe 2 ein Stelldruck zur Beaufschlagung der Fördervolumenstelleinrichtung 4 erzeugt. Gleichzeitig steht der in der Steuerdruckleitung 8 bzw. 9 anstehende Steuerdruck in der Steuerdruckleitung 36 an, wodurch entsprechend des anstehenden Steuerdrucks das Steuerventil 30a, 30b in die in der 2 rechts dargestellte Schaltstellung ausgelenkt wird und die Stelleinrichtung 21a, 21b der Fördervolumenstelleinrichtungen 3a, 3b in Richtung des minimalen Schluckvolumens verstellt werden. Durch die in der Stelldruckversorgungsleitung 32 angeordnete elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung 40 kann hierbei die Steilheit der Rampe sowohl beim Ausschwenken als auch beim Rückschwenken in Abhängigkeit der von den Sensoreinrichtungen 27 erfassten Betriebs- oder Fahrzustände zwischen einer Maximalrampe und einer Minimalrampe umgeschaltet werden. Dadurch kann sowohl die Beschleunigung des Fahrzeugs beim Anfahren als auch die Bremsverzögerung beim Abbremsen mit geringem Aufwand variiert und beeinflußt werden. Durch die Drossel 40a wird hierbei bei einem Ausfall der elektronischen Steuereinheit 26 ebenfalls die Bremsfähigkeit des Fahrzeugs erhalten, wobei eine Bremsrampe durch die Drossel 40a vorgegeben ist.
Die 3 zeigt eine elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung 24 bzw. 40 der 1 oder 2 in einem Längsschnitt. Die Drosseleinrichtung 24 bzw. 40 ist als Nadeldrossel ausgebildet und weist einen an der Spitze kegelförmigen Ventilkörper 50 auf, der in einer als Stufenbohrung ausgebildeten Längsbohrung 52 längsverschiebbar angeordnet ist. Die Längsbohrung 52 ist hierbei in einem Ventilbauteil 59 ausgebildet, die in einer Bohrung eines Ventilgehäuses 58 eingeschraubt ist. An der Stirnseite der Längsbohrung 52 ist eine Drosselbohrung 51 angeordnet. Die Drosseleinrichtung 20, 40 steht hierbei eingangsseitig im Bereich der Drosselbohrung 51 mit der in dem Ventilgehäuse 58 angeordneten Stelldruckleitung 20 bzw. der Stelldruckversorgungsleitung 32 in Verbindung. Ausgangsseitig ist die Drosseleinrichtung 20, 40 mittels einer von der Längsbohrung 52 abzweigenden Querbohrung 53 an die Stelldruckleitung 20 bzw. die Stelldruckversorgungsleitung 32 angeschlossen.
Der Ventilkörper 50 ist mittels der Feder 60 nach in der 3 links in Richtung eines maximalen Strömungsquerschnitts beaufschlagbar, wobei die Feder an einem Bund 56 des Ventilkörpers 50 anliegt. Die Stellung des Ventilkörpers 50 in der äußerst linken Stellung und somit einer Einstellung der Drosseleinrichtung 24, 40 mit größtem Strömungsquerschnitt, wobei die Drosseleinrichtung 24, 40 die Drossel 24a bzw. 40a bildet, ist in der in der 3 unterhalb der Mittellinie 54 dargestellt. In dieser Schaltstellung wird die hydraulische Maschine entsprechend einer Maximalrampe verstellt.
Mittels eines nicht mehr dargestellten Magneten ist der Ventilkörper 50 nach in der 3 rechts in Richtung eines minimalen Strömungsquerschnittes beaufschlagbar. Die Schaltstellung mit minimalen Strömungsquerschnitt ist in der 3 oberhalb der Mittellinie 54 gezeigt, wobei die Drosseleinrichtung 24, 40 die Drossel 24b bzw. 40b bildet. In dieser Schaltstellung wird die hydraulische Maschine entsprechend einer minimalen Rampe verstellt. Die Auslenkung des Ventilkörpers 50 nach in der Figur rechts ist mittels einer Hülse 55 begrenzbar, die mit dem Bund 56 des Ventilkörpers 50 in Anlage bringbar ist. Die Hülse 55 ist an einem dem Bund 56 gegenüberliegenden Bereich mit einem Bund 57 versehen, an dem die Feder 60 anliegt.
Eine derartige elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung 24, 40 kann auf einfache Weise in dem Ventilgehäuse 58 anstelle einer fest eingestellten Drossel angeordnet werden. Dadurch ist es mit geringem Aufwand möglich, eine bestehende mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung mit dem die elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung 24, 40 aufweisenden elektronisch-hydraulische Regelkreis nachzurüsten.

Claims

Steuereinrichtung (5; 5a, 5b) zur Steuerung des Schwenkverhaltens einer im Fördervolumen verstellbaren hydraulischen Maschine (2; 3a, 3b), wobei die Steuereinrichtung (5; 5a, 5b) als mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung ausgebildet ist, die eine Fördervolumenstelleinrichtung (4) der hydraulischen Maschine mit einem hydraulischen Stelldruck ansteuert, wobei die mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung (5; 5a, 5b) mit zumindest einer Drosseleinrichtung (12, 13, 23, 24, 40) versehen ist, die einen Stelldruckaufbau und/oder einen Stelldruckabbau bestimmt und mittels einer Rampe das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine (2; 3a, 3b) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch-hydraulische Steuereinrichtung (5; 5a, 5b) mit zumindest einer elektrisch ansteuerbaren Drosseleinrichtung (24; 40) versehen ist, die von einer elektronischen Steuereinheit (26) angesteuert ist und mittels der die Steilheit der das Schwenkverhalten der hydraulischen Maschine (2; 3a, 3b) bestimmenden Rampe elektronisch beeinflußbar ist, wobei die Drosseleinrichtung (24; 40) als Verstelldrossel oder als Schaltdrossel ausgebildet ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanisch-hydraulischen Steuereinrichtung (5; 5a, 5b) zur Beeinflussung der Steilheit der Rampe ein elektronisch-hydraulischer Regelkreis (28) überlagert ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steilheit der Rampe durch den elektronisch-hydraulischen Regelkreis (28) zwischen einer Minimalrampe und einer Maximalrampe veränderbar ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis (28) zumindest die im hydraulischen Stellsystem der Maschine (2; 3a, 3b) angeordnete elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung (24; 40), die elektronische Steuereinheit (26) und zumindest eine Sensoreinrichtung (27) aufweist, wobei die Drosseleinrichtung (24; 40) in Abhängigkeit von einem von der Sensoreinrichtung (27) gelieferten Signal durch die elektronische Steuereinheit (26) ansteuerbar ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (24; 40) als Schaltdrossel mit zwei Drosselstellungen ausgebildet ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (24; 40) als Nadeldrossel ausgebildet ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (24; 40) als Kolbenventil ausgebildet ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (24; 40) als Düsen-Prallplattenventil ausgebildet ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (24; 40) mittels eines Magneten (25) beaufschlagbar ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (24; 40) mittels einer Feder (60) in Richtung eines minimalen Strömungsquerschnitts und mittels des mit der elektronischen Steuereinheit (26) in Verbindung stehenden Magneten (25) in Richtung eines maximalen Strömungsquerschnitts beaufschlagbar ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (24; 40) mittels einer Feder (60) in Richtung eines maximalen Strömungsquerschnitts und mittels des mit der elektronischen Steuereinheit (26) in Verbindung stehenden Magneten (25) in Richtung eines minimalen Strömungsquerschnitts beaufschlagbar ist.
Steuereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5; 5a, 5b) als Fahrsteuerung eines zumindest eine verstellbare Maschine (2; 3; 3a, 3b) enthaltenden, als Fahrantrieb eines Fahrzeugs ausgebildeten hydrostatischen Getriebes ausgebildet ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsverzögerung des Fahrzeugs elektronisch beeinflußbar ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (27) als Drucksensor ausgebildet ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (27) als Geschwindigkeitssensor zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ausgebildet ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 12 der 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (27) als Beschleunigungssensor zur Erfassung der Beschleunigung des Fahrzeugs ausgebildet ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei das hydrostatische Getriebe mittels eines Antriebsmotors (1) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (27) als Drehzahlsensor zur Erfassung der Drehzahl des Antriebsmotors (1) ausgebildet ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (27) als Grenzwertgeber ausgebildet ist, wobei bei Überschreiten des Grenzwertes die elektronische Steuereinheit (26) die Drosseleinrichtung (24; 40) ansteuert.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Steuereinrichtung (5) einen mittels in Stelldruckleitungen (19; 20) anstehenden Stelldrucks beaufschlagbaren Stellkolben (22) aufweist, der mit der Fördervolumenstelleinrichtung (4) der hydraulischen Maschine in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einer Stelldruckleitung (19; 20) eine elektrisch ansteuerbare Drosseleinrichtung (24) angeordnet ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Steuereinrichtung (5a; 5b) ein Steuerventil (30a; 30b) aufweist, das eingangsseitig an eine Stelldruckversorgungsleitung (32) und ausgangsseitig an zu dem Stellkolben (21a; 21b) geführten Stelldruckleitungen (33a, 34a; 33b, 34b) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronisch ansteuerbare Drosseleinrichtung (40) in der Stelldruckversorgungsleitung (32) angeordnet ist.
Steuereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Arbeitsfahrzeug.
Steuereinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsfahrzeug als Flurförderzeug ausgebildet ist.