DE4111123C2 - Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugantriebs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugantriebs, der einen Antriebsmotor, vorzugsweise einen Verbrennungsmotor aufweist, dessen Abgabewelle eine Hydraulikpumpe treibt, die auf einen die Antriebsenergie für die Fahrzeugräder liefernden Hydraulikmotor arbeitet, wobei die von der Hydraulikpumpe an den Hydraulikmotor abzugebende Antriebs­ leistung durch Bewegung mindestens eines Betätigungselementes steuerbar ist, das mit dem Antriebsmotor gekoppelt ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DD 2 59 601 A1) ist das Betätigungselement, das durch ein Fußpedal gebildet wird, über eine Umschalteinheit mit dem Antriebsmotor und der Hydraulikpumpe gekoppelt, so daß es wahlweise entweder auf den Antriebsmotor wirken kann, um das zugehörige Fahrzeug im normalen Fahrbetrieb zu bewegen, oder auf die Hydraulikpumpe wirken kann, um das Fahrzeug in einem Arbeitsbetrieb, etwa einem Reinigungs- oder Schleppbetrieb zu bewegen.

Der Antrieb einer Arbeitsmaschine, wie beispielsweise eines Kommunalschleppers, eines Schmalspurschleppers oder einer Straßenreinigungsmaschine mittels eines Hydraulikmotors hat den Vorteil, daß eine stufenlose Steuerung möglich ist, so daß das Fahrzeug ohne die bei Verbrennungsmotoren üblichen Schaltvorgänge mit sehr genau steuerbarer Drehzahl, jedoch verhältnismäßig niedriger Fahrgeschwindigkeit bewegt werden kann, wobei der Hydraulikmotor auch ausreichend Leistung abgibt, um nicht nur das Fahrzeug selbst, sondern auch zusätzliche, mit dem Fahrzeug gekoppelte Geräte zu bewegen. Dabei kann die Ansprechempfindlichkeit des Fahrzeugantriebes einstellbar sein, wie dies in der DE 39 10 108 A1 beschrieben ist.

Ein Nachteil bei diesen bekannten Fahrzeugantrieben besteht darin, daß der Antriebsmotor, der ein Verbrennungsmotor, insbesondere ein Dieselmotor sein kann, im Betrieb durch Einstellung über einen Handgashebel auf maximale Drehzahl eingestellt wird und somit die Hydraulikpumpe immer mit der maximalen Leistung antreibt. Es ist daher erforderlich, die Hydraulikpumpe gegen Schäden durch diese Dauerbelastung zu sichern, etwa durch eine sogenannte Druckabschneidung, wozu jedoch recht aufwendige Konstruktionen erforderlich sind.

Darüber hinaus ist selbstverständlich der Vollgas-Lauf des Verbrennungsmotors störend, denn dadurch wird nicht nur eine große Menge Kraftstoff verbraucht, sondern insbesondere ergibt sich eine Umweltbelastung durch Lärm und Verschmutzung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfach aufgebaute Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugantriebs zu schaffen, durch die das Betriebsverhalten deutlich verbessert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß das Betätigungselement bei Verstellung zur Erhöhung der von der Hydraulikpumpe abzugebenden Antriebsleistung die Drehzahl des Antriebsmotors erhöht, wobei das Betätigungselement vorzugsweise ein vom Fahrer verlagerbares Fußpedal ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird also mit der an sich üblichen Steuerung der Hydraulikpumpe für den Antrieb des Hydraulikmotors auch unmittelbar der Verbrennungsmotor gesteuert, so daß bei einer Bewegung des Betätigungselementes in Richtung auf die Abgabe von Leistung von der Hydraulikpumpe an den Hydraulikmotor die Drehzahl des Antriebsmotors erhöht wird, dieser also die Hydraulikpumpe so antreibt, daß sie die erforder­ liche Leistung an den Hydraulikmotor abgeben kann.

Bei einem derartigen Aufbau ist es somit nicht mehr erforderlich, den Antriebsmotor dauernd mit maximaler Drehzahl zu fahren, um dem Hydraulikmotor für jeden Betriebsfall die ausreichende Antriebsenergie zuzuführen, sondern der Antriebsmotor wird entsprechend der tatsächlich benötigten Antriebsenergie gesteu­ ert, so daß weder die Hydraulikpumpe durch einen dauernden Maximalbetrieb des Antriebsmotors belastet wird noch die vorstehend erwähnten Umweltbelastungen einschließlich des hohen Treibstoff­ verbrauches auftreten.

Es sei erwähnt, daß bei Einsatz der erfindungsgemäßen Steuerung eine Hydraulikpumpe verwendet wird, die bezogen auf die erforder­ liche Antriebsenergie für den Hydraulikmotor verhältnismäßig groß dimensioniert ist, damit die Hydraulikpumpe auch bereits bei geringer Drehzahl des Antriebsmotors ausreichend Leistung für den Antrieb des Hydraulikmotors liefert.

Besteht der Antriebsmotor aus einem Verbrennungsmotor, etwa einem Dieselmotor, so kann das Betätigungselement mechanisch, etwa über ein Gestänge oder einen Bowden-Zug, mit der Einspritzpumpe des Verbrennungsmotors gekoppelt sein, so daß ein sehr einfacher und wenig störanfälliger Aufbau vorhanden ist.

Während im üblichen Betrieb der den Antriebsmotor bildende Verbrennungsmotor im Stillstand des Fahrzeugs mit seiner Leerlaufdrehzahl läuft und erst bei Bewegung des auf ihn und die Hydraulikpumpe wirkenden Betätigungselementes die Drehzahl des Verbrennungsmotors hochgefahren und so die erforderliche Antriebsleistung geliefert wird, kann es vorkommen, daß der Benutzer des Fahrzeugs in einzelnen Fällen von vornherein weiß, daß für das Anfahren eine ungewöhnlich große Leistung benötigt wird, etwa wenn das Fahrzeug mit entsprechenden Zusatzein­ richtungen oder -geräten gekoppelt ist. Um diese im Einzel­ fall erforderliche hohe Leistung für das Anfahren liefern zu können, kann mit der Einspritzpumpe mechanisch ein von Hand verstellbarer Drehzahleinsteller, etwa nach Art eines Handgashe­ bels gekoppelt sein, so daß der Benutzer den Drehzahleinsteller vor Verlagerung des Betätigungselementes bzw. Fußpedals so verstellt, daß der Verbrennungsmotor mit höherer Drehzahl läuft und somit bereits in diesem Ausgangsstadium eine ausreichend hohe Leistung für das dann erfolgende Anfahren zur Verfügung stellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematisch und stark vereinfacht ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figur näher erläutert.

Der dargestellte Schlepper 1 hat an einem Rahmen 2 gehalterte, angetriebene Hinterräder 3 und mittels eines Steuerrades 6 steuerbare Vorderräder 4. Auf dem Rahmen ist eine Fahrerkabine mit Sitz 5 sowie ein Motorgehäuse vorgesehen, in dem sich ein den Antriebsmotor bildender Dieselmotor 7 befindet, mit dem ein Lüfter 8 gekoppelt ist und dessen Abtriebswelle 11 sich nach hinten erstreckt und dort mit der Antriebswelle einer Hydraulik­ pumpe 10 verbunden ist. Die Hydraulikpumpe 10 ist mit einem Hydraulikmotor 14 gekoppelt, der den Antrieb für die Hinterräder 3 bildet.

Die Fahrtsteuerung erfolgt mittels Fußpedalen 15 und 16, von denen das Fußpedal 15 für Vorwärtsfahren und das Fußpedal 16 für Rückwärtsfahren bestimmt ist, wobei die Fußpedale 15 und 16 mit einer Vorrichtung zur Einstellung der Ansprechempfindlichkeit zusammenarbeiten, wie sie in der DE-OS 39 10 108 beschrieben ist, zu der auch der angedeutete Stellhebel 12 dient.

Die Anordnung für das Fußpedal 16 enthält einen Lenker 17, der die nicht bezeichnete Pedalwelle über einen Kopplungsarm 18 mit einem Stellteil 19 verbindet, dessen Verstellung den Hydraulik­ strom von der Hydraulikpumpe 10 zum Hydraulikmotor 14 steuert. Wird daher der Lenker 17 in der in der DE-OS 39 10 108 be­ schriebenen Weise durch Betätigung des Fußpedals 15 verlagert, so daß sich der Anlenkpunkt des Kopplungsarms 18 am Lenker 17 in der Figur nach rechts bewegt, bewirkt die dadurch erfolgende Verlagerung des Stellteils 19 den Beginn der Zufuhr von Hydrau­ likflüssigkeit von der Hydraulikpumpe 10 zum Hydraulikmotor 14 bzw. eine Erhöhung der auf diese Weise dem Hydraulikmotor 14 zugeführten Leistung. An dem dem Anlenkpunkt von Kopplungsarm 18 am Lenker 17 gegenüberliegenden Ende des Lenkers 17 ist ein gegebenenfalls flexibel ausgebildeter Kopplungsarm 20 oder ein Bowden-Zug angelenkt, dessen anderes Ende am schwenkbaren Betätigungshebel 21 der Einspritzpumpe 9 des Dieselmotors 7 angreift. Wenn daher durch Heruntertreten des Fußpedals 15 der Lenker 17 in der vorstehend beschriebenen Weise um die Pedalwelle verdreht wird, bewegt sich das mit dem Kopplungsarm 20 verbundene Ende des Lenkers 17 in der Figur nach links, so daß der Betäti­ gungshebel 21 der Einspritzpumpe 9 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Dadurch wird dem Dieselmotor 7 von der Einspritzpumpe 9 mehr Brennstoff zugeführt und so seine Drehzahl erhöht.

Im Normalbetrieb läuft der Dieselmotor 7 auf einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl und dreht somit die Abgabewelle 11 verhältnis­ mäßig langsam, was dazu führt, daß die Hydraulikpumpe 10 keine oder nur eine minimale Leistung an den Hydraulikmotor 14 abgibt. Wird vom Benutzer das Fußpedal 15 heruntergetreten, so dreht sich der Lenker 17 im Uhrzeigersinn und verschwenkt dadurch einerseits den Betätigungshebel 21 der Einspritzpumpe 9, so daß die Drehzahl des Dieselmotors 7 erhöht und dadurch der Hydraulikpumpe 10 Leistung zugeführt wird. Andererseits verschwenkt er das Stellteil 19, so daß auf diese Weise dem Hydraulikmotor 14 von der Hydraulikpumpe 10 Leistung zum Antrieb der Hinterräder 3 zugeführt wird. Infolge der Kopplung von Verschwenkung des Betätigungshebels 21 und des Stellteils 19 sind daher die Erhöhung der Drehzahl des Dieselmotors 7 und die Abgabe von Leistung von der Hydraulikpumpe 10 an den Hydraulikmotor 14 aneinander angepaßt.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die Hydraulikpumpe 10 so dimensioniert sein muß, daß sie bereits bei verhältnismäßig geringer Drehzahl der Abgabewelle 11 des Dieselmotors 7 aus­ reichende Antriebsleistung an den Hydraulikmotor 14 abgibt.

An den schwenkbar gehalterten Hebel 21 der Einspritzpumpe 9 des Dieselmotors 7 ist außerdem ein Bowden-Zug 22 angeschlossen, der über einen Handhebel 23 nahe dem Lenkrad 6 verstellt werden kann. Wird der Handhebel 23 aus seiner Null-Stellung, in der er den Betätigungshebel 21 nicht verlagert, verschwenkt, so erfolgt über den Bowden-Zug 22 eine Verschwenkung des Betätigungshebels 21 und damit eine Erhöhung der Kraftstoffzufuhr von der Einspritzpumpe 9 zum Dieselmotor 7, so daß der Dieselmotor 7 mit einer gegenüber der Leerlaufdrehzahl erhöhten Drehzahl läuft und in diesem Zustand, unabhängig von der Betätigung des Fußpedals 15 bereits erhöhte Leistung an die Hydraulikpumpe 10 abgibt. Wird diese daher durch Betätigung des Fußpedals 15 veranlaßt, Leistung an den Hydraulikmotor 14 abzugeben, so steht gegenüber dem Anlaufen aus dem Leerlauf des Dieselmotors 7 mehr Leistung zur Verfügung, durch die ein Anfahren des höher belasteten Fahrzeugs 1 möglich wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß zusätzlich zu dem Fußpedal 15 für die Vorwärtsfahrt, wie bereits erwähnt, auch ein Fußpedal 16 für die Rückwärtsfahrt vorhanden ist. Die Betätigung des Fußpedals 16 wirkt in der in der DE-OS 39 10 108 beschriebenen Weise ebenfalls auf die Hydraulikpumpe 10, und darüber hinaus ist das Fußpedal 16 ebenfalls in nicht dargestellter Weise mit dem Betätigungshebel 21 der Einspritzpumpe 9 gekoppelt, so daß die gleiche Wirkung wie über den Kopplungsarm 20 des Fußpedals 15 erreicht wird.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugantriebs, der einen Antriebsmotor (7), vorzugsweise einen Verbrennungsmotor aufweist, dessen Abgabewelle (11) eine Hydraulikpumpe (10) treibt, die auf einen die Antriebsenergie für die Fahrzeugräder (3) liefernden Hydraulikmotor (14) arbeitet, wobei die von der Hydraulikpumpe (10) an den Hydraulikmotor (14) abzugebende Antriebsleistung durch Bewegung mindestens eines Betätigungselementes (15; 16) steuerbar ist, das mit dem Antriebsmotor (7) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (15) bei Bewegung zur Erhöhung der von der Hydraulikpumpe (10) abzugebenden Antriebsleistung die Drehzahl des Antriebsmotors (7) erhöht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (15; 16) ein vom Fahrer verlagerbares Fußpedal ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für einen Fahrzeugantrieb mit einem aus einem Verbrennungsmotor (7) bestehenden Antriebsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs­ element (15; 16) mechanisch mit der Einspritzpumpe (9) des Verbrennungsmotors (7) gekoppelt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Einspritzpumpe (9) mechanisch ein von Hand verstellbarer Drehzahleinsteller (23) gekoppelt ist.