DE3905794C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeuges mit mindestens einem verstellbaren hydrostatischen Getriebe, bei dem die Antriebsmaschine ein Schleppmoment aufnimmt und wobei nach Überschreiten des von der Antriebsmaschine aufnehmbaren Schleppmoments die Bewegungsenergie des Fahrzeuges zumindest teilweise hydraulisch abgebaut wird.

Ein derartiges Verfahren ist in der als Stand der Technik geltenden DE-OS 38 00 371 beschrieben. Nach diesem Verfahren kann ein Fahrzeug mit hydrostatischem Getriebe hydraulisch bremsen, ohne die Antriebsmaschine oder den hydrostatischen Motor zu überdrehen, da nach Überschreiten eines antriebsmotorseitigen Drehzahl­ grenzwertes 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 bekannten Intervallbremsverfahren ist 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 Abbremsen auftretenden Massenträgheitskraft zusammensetzt, größer als das Schleppmoment, das die Antriebsmaschine aufzunehmen vermag, so daß das Fahrzeug mit gleichbleibend hoher Geschwindigkeit weiterfährt. Eine Geschwindigkeits­ zunahme wird zwar durch das Intervallbremsverfahren verhindert, jedoch erhitzt sich dabei 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 hydrostatischen Komponenten ein verbessertes hydraulisches Bremsverfahren zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit abgebremst wird, bei der die vorhandene Hangabtriebsleistung kleiner oder gleich ist wie die von der Antriebsmaschine aufnehmbare Schleppleistung, indem die Verstellpumpe des hydrostatischen Getriebes des Fahrantriebs bei Überschreiten einer Grenzdrehzahl der Antriebsmaschine auf ein geringeres definiertes Fördervolumen eingestellt und der Druck in den Förderleitungen des hydrostatischen Getriebe von mindestens einem Druckbegrenzungsventil abgebaut wird, wonach der weitere Fahrbetrieb unter allgemeiner Inanspruch­ nahme der Schleppleistung der Antriebsmaschine erfolgt.

Die Verringerung des Fördervolumens der Verstellpumpe des hydrostatischen Getriebes entspricht einer Übersetzungsänderung in Richtung auf eine kleinere Fahrgeschwindigkeit, wodurch einerseits ein höheres Schleppmoment in die Antriebsmaschine eingeleitet und andererseits der im hydrostatischen Getriebe auftretende Druck erhöht wird.

In allen Phasen der Bremsung wirkt dabei die Antriebsmaschine mit möglichst mit ihrer maximalen Schleppleistung kontinuierlich bremsend mit und verringert die Wärmebelastung des Öls im Hydraulikkreislauf.

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 niedrigere 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 Drehzahl 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.

Die Einstellung der Verstellpumpe auf ein geringeres Fördervolumen erfolgt mit Vorteil so, daß eine Abhängigkeit von der die Grenzdrehzahl überschreitenden Überdrehzahl 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. Wenn 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 vorwählbare niedrige Geschwindigkeit erreicht ist, wobei zu diesem Zweck auch die Drehzahl des Radantriebs überwacht werden kann, insbesondere dann, wenn die Antriebsmaschine durch Verstellen des Fördervolumens der Verstellpumpe auf Null vom hydrostatischen Getriebe abgekoppelt ist.

Für den Fall, daß zumindest ein Motor des hydrostatischen Fahrantriebs als Verstellmotor ausgebildet ist und trotz Fördervolumenverstellung der Verstellpumpe keine befriedigende Geschwindigkeitsverringerung erreicht wird, ist gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung vorgesehen, daß während des Bremsvorganges der Verstellmotor auf ein größeres Schluckvolumen eingestellt wird, wodurch sich das Übersetzungsverhältnis des hydrosttischen Getriebes in stärkerem Maße in Richtung auf eine Verringerung der Fahrgeschwindigkeit ändert.

Dabei ist es wesentlich, daß durch diese Ausgestaltung mit der Schluckvolumenverstellung der Pumpe die Bremswirkung und mit der Schluckvolumenverstellung des Motors die Geschwindigkeit geregelt werden kann. Beispielsweise kann durch Einstellen des Fördervolumens der Verstellpumpe auf Null die Antriebsmaschine vom hydrostatitschen Getriebe abgekoppelt werden, während gleichzeitig die Fahr­ geschwindigkeit durch Verstellen des Fördervolumens des Verstellmotors in Richtung Maximum verringert und der durch die Fördervolumenänderungen verursachte Druckanstieg 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 Fahrzeugrädern und der Fahrbahn kommen. Gemäß einer Weiterbildung des Erfin­ dungsgedankens ist daher vorgesehen, daß beim Abreißen der Haftreibung zwischen den Fahrzeugrädern und der Fahrbahn die Verstellpumpe und/oder der Verstellmotor im Sinne eines Anti-Blockier-Systems zur Wiedererlangung der Haftreibung in Richtung auf eine Verringerung des Bremsmomentes an den Fahrzeugrädern eingestellt werden, wobei diese Einstellung vorzugsweise sehr schnell geschieht. Durch eine derartige Ansteuerung der hydraulischen Maschinen wird die beim Abreißen der Haftreibung verlorengegangene Lenk- und Manövrierfähigkeit wiedererlangt, was gefährliche Fahrzustände verhindert.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, wobei parallel zu dem hydrostatischen Fahrantrieb ein zusätzlicher hydrostatischer Antrieb mit einer Verstellpumpe, z. B. für Arbeitsgeräte vorgesehen ist, kann die hydraulische Zwangsbremsung auch dadurch erfolgen, daß diese Verstellpumpe bei Überschreiten einer Grenzdrehzahl der Antriebsmaschine auf ein größeres Fördervolumen eingestellt und der erzeugte Förderdruck über mindestens ein Druckbegrenzungsventil abgebaut wird. Das Förder­ volumen 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 Förderleitung 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 Fahrantriebes auf eine geringere Fahrgeschwindigkeit erfolgt, wobei Eingriffe des Fahrers während der Regelung ausgeschlossen sind. 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 (8)

1. Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeuges mit mindestens einem verstellbaren hydrostatischen Getriebe, bei dem die Antriebsmaschine ein Schleppmoment aufnimmt und wobei nach Überschreiten des von der Antriebsmaschine aufnehmbaren Schleppmoments die Bewegungsenergie des Fahrzeuges zumindest teilweise hydraulisch abgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug sofort bis auf eine Geschwindigkeit abgebremst wird, bei der die vorhandene Hangabtriebsleistung kleiner oder gleich der von der Antriebsmaschine aufnehmbaren Schleppleistung ist, indem die Verstellpumpe des hydrostatischen Getriebes des Fahrantriebs bei Überschreiten einer Grenzdrehzahl der Antriebsmaschine auf ein geringeres definiertes Fördervolumen eingestellt und der Druck in den Förderleitungen des hydrostatischen Getriebes von mindestens einem Druckbegrenzungsventil abgebaut wird, wonach der weitere Fahrbetrieb unter alleiniger Inanspruchnahme der Schleppleistung der Antriebsmaschine erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, 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.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei zumindest ein Motor des hydraulischen Fahrantriebs als Verstellmotor ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bremsvorganges der Verstellmotor auf ein größeres Schluckvolumen eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abreißen der Haftreibung zwischen den Fahrzeugrädern und der Fahrbahn die Verstellpumpe und/oder der Verstellmotor im Sinne eines Anti-Blockier-Systems zur Wiedererlangung der Haftreibung in Richtung auf eine Verringerung des Bremsmomentes an den Fahrzeugrädern verstellt werden.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei parallel zur dem hydrostatischen Fahrantrieb ein zusätzlicher hydrostatischer Antrieb mit einer Verstellpumpe, z. B. für Arbeitsgeräte vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verstellpumpe bei Überschreiten einer Grenzdrehzahl der Antriebsmaschine bei gesperrter Förderleitung auf ein größeres Fördervolumen eingestellt und der erzeugte Förderdruck über mindestens ein Druckbegrenzungsventil abgebaut wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Verstellpumpe auf ein größeres Fördervolumen 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.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bremsvorganges eine Übersetzungsänderung des hydrostatischen Fahrantriebes in Richtung auf eine geringere Fahrgeschwindigkeit erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug mit einer unabhängigen Geschwindigkeits- oder Verzögerungs­ regelung im Rahmen der Betriebssteuerung gebremst wird, die Eingriffe des Fahrers während der Regelung ausschließt.