DE3905794A1 - Verfahren zum bremsen eines fahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeuges mit einem verstellbaren hydrostatischen Ge­ triebe, bei dem die Antriebsmaschine ein Schleppmoment aufnimmt und nach Überschreiten des von der Antriebsma­ schine maximal aufnehmbaren Schleppmoments die Bewegungs­ energie des Fahrzeuges zumindest teilweise hydraulisch abgebaut wird. Ein derartiges Verfahren ist in der nicht älteren deutschen Patentanmeldung P 38 00 371.6 beschrie­ ben. Das Verfahren löst die Aufgabe, ein Fahrzeug mit hydrostatischem Getriebe hydraulisch abzubremsen, ohne die Antriebsmaschine oder den hydrostatischen Motor zu überdrehen. Dies wird dadurch erreicht, daß nach Überschreiten eines antriebsmotorseitigen Drehzahlgrenz­ wertes eine elektronische Baugruppe ein schnelles Verstellen der vorzugsweise als Axialkolbenmaschine ausgebildeten Verstellpumpe des hydrostatischen Getriebes in Richtung auf eine die Antriebsmaschine vollkommen bzw. teilweise entlastende Einstellung bewirkt und der im hydrostatischen Getriebe anstehende höhere Druck die Bremsenergie solange über Ventile abbaut, bis die Drehzahl der Antriebsmaschine den Drehzahlgrenzwert unterschritten hat, woraufhin die elektronische Baugruppe die Verstellpumpe erneut bremsmomentausnutzend verstellt und diese Abfolge solange wiederholt wird, bis das von der Antriebsmaschine abgegebene Bremsmoment ausreichend ist, um ein Überschreiten des Drehzahlgrenzwertes zu verhindern.

Bei diesem Intervallbremsverfahren ist jedoch nachteilig, daß ständig Leistung im hydraulischen Kreislauf in Wärme umgewandelt wird, sofern die Bergabfahrt andauert. In diesem Fall ist das Schleppmoment des Fahrzeuges, das sich aus der Hangabtriebskraft und der beim Bremsen auf­ tretenden Massenträgheitskraft zusammensetzt, größer als das Schleppmoment, das die Antriebsmaschine aufzunehmen vermag, so daß das Fahrzeug mit gleichbleibend hoher Geschwindigkeit weiterfährt. Eine Geschwindigkeits­ zunahme wird durch das Intervallbremsverfahren verhin­ dert. Dabei erhitzt sich jedoch das Öl im Hydraulik­ kreislauf, so daß eine Kühlung erforderlich ist. Um das Fahrzeug schließlich zum Stillstand zu bringen, muß eine Zusatzbremse betätigt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und unter Vermeidung von Überdrehzahlen von Antriebsmaschine und hydro­ statischen Komponenten ein verbessertes hydraulisches Bremsverfahren zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach Überschreiten des von der Antriebsmaschine aufnehm­ baren Schleppmomentes eine automatisch gesteuerte hydrau­ lische Zwangsbremsung erfolgt und das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit abgebremst wird, bei der das vorhandene Schleppmoment kleiner oder gleich groß ist wie das von der Antriebsmaschine aufnehmbare Schleppmoment, so daß trotz gleichbleibender Hangabtriebskraft das Fahrzeug nicht weiter beschleunigt wird. Nachdem der Bremsvorgang erst einmal ausgelöst ist, wird so stark abgebremst, daß das Fahrzeug eine der Steilheit des Hanges angemessene geringe Geschwindigkeit erreicht. Erst danach wird dem Fahrer wieder die Kommandogewalt über das Fahrzeug gegeben. Im Gegensatz zum beschriebenen Stand der Technik erfolgt die hydraulische Bremsung also nicht nur solange, wie die abgekoppelte Antriebsmaschine an Zeit benötigt, um von der Überdrehzahl wieder unter die Grenzdrehzahl zu fallen, sondern solange und so stark, bis eine niedri­ gere Fahrgeschwindigkeit erreicht ist. Die Regelung des beschriebenen Verfahrens erfolgt durch eine elektronische Baugruppe, die auf Stelleinrichtungen der hydraulischen Aggregate und Ventile steuernd einwirkt. Als Maß für das Schleppmoment dient die Drehzahl der Antriebsmaschine bzw. deren zeitliches Ansteigen oder Abfallen. Die Dreh­ zahl der Antriebsmaschine kann mit Hilfe geeigneter und üblicher Sensoren überwacht werden. Die hydraulische Bremsung erfolgt durch eine Umwandlung der kinetischen Energie des Fahrzeuges in Wärme infolge eines gesteuerten Druckabbaus im hydraulischen Kreislauf durch Druckbegrenzungsventile.

Dies kann gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfin­ dung dadurch geschehen, daß die Verstellpumpe des hydro­ statischen Getriebes bei Überschreiten einer Grenzdreh­ zahl der Antriebsmaschine auf ein geringeres Förder­ volumen eingestellt und der Druck in den Förderleitungen des hydrostatischen Getriebes von mindestens einem Druck­ begrenzungsventil abgebaut wird. Die Verringerung des Fördervolumens der Verstellpumpe des hydrostatischen Getriebes entspricht einer Übersetzungsänderung in Rich­ tung auf eine kleinere Fahrgeschwindigkeit. Wenn dadurch die Drehzahl der Antriebsmaschine zu stark steigt, kann das Fördervolumen auch auf Null zurückgenommen werden, so daß die Antriebsmaschine vom hydrostatischen Getriebe abgekoppelt wird. Der Druckanstieg in den Förderleitungen des hydrostatischen Getriebes wird von Druckbegrenzungs­ ventilen so weit abgebaut, bis eine vorgegebene oder vor­ wählbare niedrige Geschwindigkeit erreicht ist, wobei zu diesem Zweck auch die Drehzahl des Verstellmotors über­ wacht werden kann, insbesondere dann, wenn die Antriebs­ maschine durch Verstellen des Fördervolumens der Verstellpumpe auf Null vom hydrostatischen Getriebe abgekoppelt ist.

Die Einstellung der Verstellpumpe auf ein geringeres Fördervolumen erfolgt mit Vorteil so, daß eine Abhängig­ keit von der die Grenzdrehzahl überschreitenden Überdreh­ zahl vorhanden ist, wobei die Verstellpumpe mit hoher Geschwindigkeit oder sprungartig auf ein um so kleineres Fördervolumen verstellt wird, je größer die Überdrehzahl ist, d. h. je weiter die Grenzdrehzahl überschritten wurde. Für den Fall, daß trotz Fördervolumenverstellung der Verstellpumpe keine befriedigende Geschwindigkeits­ verringerung erreicht wird, ist gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung vorgesehen, daß während des Bremsvorganges der Verstellmotor des hydrostatischen Getriebes auf ein größeres Schluckvolumen eingestellt wird, wodurch sich das Übersetzungsverhältnis des hydrostatischen Getriebes in stärkerem Maße in Richtung auf eine Verringerung der Fahrgeschwindigkeit ändert. Dabei ist es wesentlich, daß durch diese Ausge­ staltung mit der Schluckvolumenverstellung der Pumpe die Bremswirkung und mit der Schluckvolumenverstellung des Motors die Geschwindigkeit geregelt werden kann. Bspw. kann durch Einstellen des Fördervolumens der Verstell­ pumpe auf Null die Antriebsmaschine vom hydrostatischen Getriebe abgekoppelt werden, während gleichzeitig die Fahrgeschwindigkeit durch Verstellen des Fördervolumens des Verstellmotors in Richtung Maximum verringert und der durch die Fördervolumenänderungen verursachte Druck­ anstieg von Druckbegrenzungsventilen abgebaut wird. Dadurch kann das Fahrzeug hydraulisch zwangsgebremst werden, ohne die Antriebsmaschine zu überdrehen.

Bei einem sehr scharfen Bremsvorgang kann es zum Abreißen der Haftreibung zwischen den Fahrzeugrändern und der Fahrbahn kommen. Gemäß einer Weiterbildung des Erfin­ dungsgedankens ist daher vorgesehen, daß beim Abreißen der Haftreibung zwischen den Fahrzeugrändern und der Fahrbahn die Verstellpumpe und der Verstellmotor in Richtung auf eine Wiedererlangung der Haftreibung einge­ stellt werden, wobei diese Einstellung vorzugsweise sehr schnell geschieht. Durch eine derartige Ansteuerung der hydraulischen Maschinen wird die beim Abreißen der Haft­ reibung verlorengegangene Lenk- und Manövrierfähigkeit wiedererlangt, was gefährliche Fahrzustände verhindert.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann die hydraulische Zwangsbremsung auch dadurch erfolgen, daß eine Verstellpumpe, die von der Antriebsmaschine getrie­ ben wird, bei Überschreiten einer Grenzdrehzahl der An­ triebsmaschine auf ein größeres Fördervolumen eingestellt und gleichzeitig der Förderdruck erhöht wird, wobei ein Abbau des Förderdrucks über mindestens ein Druckbegren­ zungsventil erfolgt. Dabei handelt es sich um eine Ver­ stellpumpe, die nicht in das hydrostatische Getriebe in­ tegriert ist, sondern bsw. eine Arbeitshydraulik des Fahrzeuges versorgt. Das Fördervolumen dieser Pumpe ist im Fahrbetrieb normalerweise auf Null eingestellt, kann jedoch erfindungsgemäß zum Bremsen erhöht werden, wobei dann kein Verbraucher betätigt ist, d. h. die Förderlei­ tung gesperrt ist, und ein Druckanstieg erfolgt, der, wie bekannt, über Druckbegrenzungsventile abgebaut wird und somit kinetische Energie des Fahrzeuges in Wärme umsetzt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung wird erreicht, wenn die Einstellung der Verstellpumpe auf ein größeres Förder­ volumen und auf größeren Förderdruck in Abhängigkeit von der die Grenzdrehzahl überschreitenden Überdrehzahl erfolgt, wobei die Verstellpumpe auf ein um so größeres Fördervolumen verstellt wird und der Förderdruck um so größer wird, je größer die Überdrehzahl ist. Gleichzeitig ist auch eine Geschwindigkeitsregelung erreichbar, die dadurch ermöglicht wird, daß während des Bremsvorganges eine Übersetzungsänderung des hydrostatischen Getriebes auf eine geringere Fahrgeschwindigkeit erfolgt. Nach der hydraulischen Zwangsbremsung ist also die Übersetzung des hydrostatischen Getriebes automatisch auf eine geringere Fahrgeschwindigkeit eingestellt.

Das beschriebene Verfahren eignet sich bspw. für Baumaschinen, wie Raupen und Radlader, oder Gabelstapler.

Claims (9)

1. Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeuges mit einem verstellbaren hydrostatischen Getriebe, bei dem die Antriebsmaschine ein Schleppmoment aufnimmt und nach Überschreiten des von der Antriebsmaschine maximal aufnehmbaren Schleppmoments die Bewegungsenergie des Fahrzeuges zumindest teilweise hydraulisch abgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Überschreiten des von der Antriebsmaschine aufnehmbaren Schlepp­ momentes eine automatisch gesteuerte hydraulische Zwangsbremsung erfolgt und das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit abgebremst wird, bei der das vorhandene Schleppmoment kleiner oder gleich groß ist wie das von der Antriebsmaschine aufnehmbare Schleppmoment.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellpumpe des hydrostatischen Getriebes bei Überschreiten einer Grenzdrehzahl der Antriebsmaschine auf ein geringeres Fördervolumen eingestellt und der Druck in den Förderleitungen des hydrostatischen Getriebes von mindestens einem Druckbegrenzungsventil abgebaut wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Verstellpumpe auf ein geringeres Fördervolumen in Abhängigkeit von der die Grenzdreh­ zahl überschreitenden Überdrehzahl erfolgt, wobei die Verstellpumpe mit hoher Geschwindigkeit auf ein um so kleineres Fördervolumen verstellt wird, je größer die Überdrehzahl ist.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bremsvorganges der Verstellmotor des hydrostatischen Getriebes auf ein größeres Schluckvolumen eingestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abreißen der Haftreibung zwischen den Fahrzeug­ rändern und der Fahrbahn die Verstellpumpe und der Verstellmotor in Richtung auf eine Wiedererlangung der Haftreibung eingestellt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstellpumpe, die von der Antriebsmaschine getrieben wird, bei Überschreiten einer Grenzdrehzahl der Antriebsmaschine auf ein größeres Fördervolumen eingestellt und gleichzeitig der Förderdruck erhöht wird, wobei ein Abbau des Förderdrucks über mindestens ein Druckbegrenzungsventil erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Verstellpumpe auf ein größeres Fördervolumen und auf größeren Förderdruck in Abhängig­ keit von der die Grenzdrehzahl überschreitenden Über­ drehzahl erfolgt, wobei die Verstellpumpe auf ein um so größeres Fördervolumen verstellt wird und der Förderdruck um so größer wird, je größer die Überdreh­ zahl ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß während des Bremsvorganges eine Übersetzungs­ änderung des hydrostatischen Getriebes in Richtung auf eine geringere Fahrgeschwindigkeit erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsregelung gebremst wird.