DE102015223384A1

DE102015223384A1 - Method for operating a hydrostatic drive and hydrostatic drive

Info

Publication number: DE102015223384A1
Application number: DE102015223384.7A
Authority: DE
Inventors: Stefan Traub; Andreas Litz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2017-06-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydrostatischen Fahrantriebs mit einer Hydraulikpumpe, die ein anhand eines Pumpensteuerdrucks verstellbares Fördervolumen aufweist und mit zumindest einem Hydromotor, der ein verstellbares Schluckvolumen aufweist, wobei die Hydraulikpumpe und der Hydromotor in einem hydraulischen Förderkreis fluidisch miteinander verbunden sind, und wobei die Hydraulikpumpe mit einem Antriebsmotor und der Hydromotor mit einem anzutreibenden Antriebsrad oder einer anzutreibenden Antriebskette verbunden oder verbindbar ist. Der hydrostatische Fahrantrieb wird dabei in einem niedrigen Abtriebsdrehzahlbereich bis zu einer einstellbaren Abtriebsdrehzahlschwelle gesteuert, indem der Pumpensteuerdruck in Abhängigkeit einer Differenz zwischen einer Sollabtriebsdrehzahl und einer Istabtriebsdrehzahl verändert wird. Ferner werden ein hydrostatischer Fahrantrieb und ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, die sich zur Durchführung des Verfahrens eignen.The invention relates to a method for operating a hydrostatic drive with a hydraulic pump, which has a variable displacement based on a pump control pressure and with at least one hydraulic motor having an adjustable displacement, wherein the hydraulic pump and the hydraulic motor are fluidly connected together in a hydraulic delivery circuit, and wherein the hydraulic pump is connected or connectable to a drive motor and the hydraulic motor with a drive wheel to be driven or a drive chain to be driven. The hydrostatic drive is controlled in a low output speed range up to an adjustable output speed threshold by the pump control pressure is varied in dependence on a difference between a target output speed and a Istabtriebsdrehzahl. Furthermore, a hydrostatic drive and a computer program product are proposed which are suitable for carrying out the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydrostatischen Fahrantriebs und einen hydrostatischen Fahrantrieb mit einer Steuereinrichtung, die dazu geeignet ist den Fahrantrieb nach dem genannten Verfahren zu betreiben. The invention relates to a method for operating a hydrostatic drive and a hydrostatic drive with a control device which is adapted to operate the drive according to the said method.

Hydrostatische Fahrantriebe und entsprechende hydrostatische Getriebe zum Antrieb von Fahrzeugen sind beispielsweise aus dem Bau- und Landmaschinenbereich bekannt. Dabei ist eine Hydraulikpumpe in einem hydraulischen Förderkreis mit einem oder mehreren hydrostatischen Motoren fluidisch verbunden. Durch das von der Hydraulikpumpe geförderte Hydrauliköl können die hydrostatischen Motoren angetrieben werden. Die hydrostatischen Motoren werden im Folgenden auch Hydromotoren genannt. Hydrostatic travel drives and corresponding hydrostatic transmissions for driving vehicles are known, for example, from the construction and agricultural machinery sector. In this case, a hydraulic pump in a hydraulic delivery circuit with one or more hydrostatic motors is fluidly connected. The hydraulic oil delivered by the hydraulic pump enables the hydrostatic motors to be driven. The hydrostatic motors are also referred to below as hydraulic motors.

Ein solcher hydrostatischer Fahrantrieb kann eine verstellbare Hydraulikpumpe umfassen, welche direkt an einem Antriebsmotor, wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor, wie Dieselmotor etc. angeflanscht ist. Darüber hinaus kann das Fahrzeug einen Hydromotor aufweisen, welcher mit zwei Hochdruckschläuchen mit der Hydraulikpumpe verbunden ist. Abtriebsseitig kann der Hydromotor das Fahrzeug über einen mechanischen Antriebsstrang antreiben. Wird bei drehendem Antriebsmotor ein Pumpensteuerdruck der verstellbaren Hydraulikpumpe erhöht und die Hydraulikpumpe dadurch ausgeschwenkt, fördert die Hydraulikpumpe Hydrauliköl in dem hydrostatischen Fahrantrieb zu dem Hydromotor. Dadurch wird der Hydromotor angetrieben, welcher über den mechanischen Abtriebsstrang wiederum das Fahrzeug antreibt. Als Hydraulikpumpe kann eine sogenannte Schrägscheibenmaschine zum Einsatz kommen, die über entsprechende Steuerdrücke gesteuert bzw. geregelt werden kann. Such a hydrostatic drive may comprise an adjustable hydraulic pump, which is flanged directly to a drive motor, such as an internal combustion engine, such as diesel engine, etc. In addition, the vehicle may have a hydraulic motor, which is connected to two high-pressure hoses with the hydraulic pump. On the output side, the hydraulic motor can drive the vehicle via a mechanical drive train. If, with the drive motor rotating, a pump control pressure of the adjustable hydraulic pump is increased and the hydraulic pump thereby swung out, the hydraulic pump delivers hydraulic oil in the hydrostatic drive to the hydraulic motor. As a result, the hydraulic motor is driven, which in turn drives the vehicle via the mechanical drive train. As a hydraulic pump, a so-called swash plate machine can be used, which can be controlled or regulated via appropriate control pressures.

Mit der Veränderung des Aufnahmevolumens oder Schluckvolumens des Hydromotors kann dann die Geschwindigkeit weiter variiert werden. Grundsätzlich kann die Fahrzeuggeschwindigkeit bei physikalisch bedingten Grenzen der Aufnahmemenge, d.h. des Fördervolumens der Hydraulikpumpe und des Schluckvolumens der Hydromotoren sowohl durch Verstellen der Hydraulikpumpe als auch der Hydromotoren reguliert werden. With the change of the receiving volume or absorption volume of the hydraulic motor, the speed can then be varied further. Basically, the vehicle speed can be within the physical limits of the intake amount, i. the delivery volume of the hydraulic pump and the displacement of the hydraulic motors are regulated both by adjusting the hydraulic pump and the hydraulic motors.

Es sind bereits Verfahren bekannt zur Steuerung und Regelung von hydrostatischen Fahrantrieben, die eine Hydraulikpumpe mit verstellbarem Fördervolumen und zumindest einen Hydromotor mit verstellbarem Schluckvolumen aufweisen. Bei derartigen hydrostatischen Antrieben können die Hydraulikpumpe und der bzw. die Hydromotoren getrennt voneinander verstellt werden, um eine gewünschte Abtriebsdrehzahl und damit die gewünschte Fahrgeschwindigkeit einzustellen. Methods are already known for the control and regulation of hydrostatic travel drives, which have a hydraulic pump with adjustable delivery volume and at least one hydraulic motor with adjustable displacement. In such hydrostatic drives, the hydraulic pump and the hydraulic motors or be adjusted separately from each other to set a desired output speed and thus the desired driving speed.

Bei herkömmlichen Verfahren zum Betreiben solcher Fahrantriebe wird eine Regelung der verstellbaren Hydraulikpumpe und des verstellbaren Hydromotors anhand von Drehzahlgrenzen aktiviert und deaktiviert. Beim Beschleunigen wird in der Regel zunächst die Primärseite, d.h. das Fördervolumen der Hydraulikpumpe verstellt und erst danach die Sekundärseite, d.h. die Schluckvolumen des Hydromotors. Dabei gibt es Betriebspunkte, an denen gleichzeitig das Fördervolumen der Hydraulikpumpe und das Schluckvolumen des Hydromotors nachgeregelt werden, obwohl dies nicht erforderlich ist. Dadurch entstehen Nachteile bei Komfort und Wirkungsgrad des Fahrantriebs. In conventional methods for operating such traction drives, regulation of the variable displacement hydraulic pump and variable displacement hydraulic motor is activated and deactivated based on speed limits. When accelerating, the primary side, i. adjusts the delivery volume of the hydraulic pump and only then the secondary side, i. the displacement of the hydraulic motor. There are operating points at which at the same time the delivery volume of the hydraulic pump and the displacement of the hydraulic motor are readjusted, although this is not required. This results in disadvantages in terms of comfort and efficiency of the traction drive.

Aus der DE 102012221943 A1 ist ein hydrostatischer Fahrantrieb und ein Verfahren zur Einstellung desselben bekannt. Mit dem Verfahren sollen unter anderem die Regleranteile möglichst gering gehalten und Wechselwirkungen durch Überschneidungen der Regelung der Hydraulikpumpe und des Hydromotors vermieden werden, um so beispielsweise ein ruckfreies Fahren zu ermöglichen. From the DE 102012221943 A1 is a hydrostatic drive and a method for adjusting the same known. With the method, among other things, the controller shares should be kept as low as possible and interactions by overlapping the control of the hydraulic pump and the hydraulic motor can be avoided, so as to enable, for example, a jerk-free driving.

Ferner ist in der DE 102015211349 ein Verfahren beschrieben, bei dem ein hydrostatischer Fahrantrieb in drei Fahrbereichen betrieben werden kann. Nämlich in einem ersten Fahrbereich, in dem nur das Fördervolumen der Hydraulikpumpe verstellt wird während die Schluckvolumen des bzw. der Hydromotoren auf ihren maximalen Wert eingestellt bleiben, oder in einem zweiten Fahrbereich, in dem die Schluckvolumen der beiden Hydromotoren verstellt werden oder in einem dritten Fahrbereich in dem das Schluckvolumen nur des zweiten Hydromotors verstellt wird während das Schluckvolumen des ersten Hydromotors vorzugsweise auf den Wert Null eingestellt ist. Furthermore, in the DE 102015211349 describes a method in which a hydrostatic drive can be operated in three driving ranges. Namely, in a first driving range, in which only the delivery volume of the hydraulic pump is adjusted while the displacement of the hydraulic motors or to remain set to their maximum value, or in a second driving range in which the displacement of the two hydraulic motors are adjusted or in a third driving range in that the displacement volume of only the second hydraulic motor is adjusted while the absorption volume of the first hydraulic motor is preferably set to the value zero.

Entsprechend der in den drei Fahrbereichen jeweils verstellbaren Komponenten kann der erste Fahrbereich auch Pumpenbereich, der zweite Fahrbereich Zweimotorenbereich und der dritte Fahrbereich Einmotorenbereich genannt werden. Die Grenzen der drei Fahrbereiche bestimmen sich jeweils anhand der Motordrehzahl und der Abtriebsdrehzahl, sodass jeder Fahrbereich einem Geschwindigkeitsbereich des durch den hydrostatischen Fahrantrieb angetriebenen Fahrzeugs entspricht. Dabei ist der Pumpenbereich dem niedrigsten Abtriebsdrehzahlbereich, der Zweimotorenbereich einem mittleren Abtriebsdrehzahlbereich und der Einmotorenbereich dem höchsten Abtriebsdrehzahlbereich zugeordnet. According to the components which can be respectively adjusted in the three driving ranges, the first driving range can also be called pump range, the second driving range two-engine range and the third driving range single-motor range. The limits of the three driving ranges are determined in each case on the basis of the engine speed and the output speed, so that each driving range a speed range of the through hydrostatic drive driven vehicle corresponds. The pump range is assigned to the lowest output speed range, the dual-engine range to a middle output speed range, and the single-engine range to the highest output speed range.

Bei einem Beschleunigungsvorgang des Fahrzeugs wird demnach zunächst im ersten Fahrbereich, dem Pumpenbereich, nur das Fördervolumen der Hydraulikpumpe verstellt, bis vorgegebene Bedingungen zum Wechsel in den zweiten Fahrbereich vorliegen. Zum Beschleunigen des Fahrzeugs muss das Fördervolumen der Hydraulikpumpe dabei grundsätzlich erhöht werden. Danach werden im zweiten Fahrbereich nur die Schluckvolumen der beiden Hydromotoren verändert, bis weitere vorgegebene Bedingungen zum Wechsel in den dritten Fahrbereich vorliegen, um nach dem Wechsel in den dritten Fahrbereich nur noch das Schluckvolumen des zweiten Hydromotors zu verstellen. Accordingly, during an acceleration process of the vehicle, only the delivery volume of the hydraulic pump is initially adjusted in the first travel region, the pump region, until predetermined conditions for changing into the second travel region are present. To accelerate the vehicle, the delivery volume of the hydraulic pump must be increased in principle. Thereafter, only the displacement of the two hydraulic motors are changed in the second driving range until further predetermined conditions for changing to the third driving range are present in order to adjust only the displacement of the second hydraulic motor after the change to the third driving range.

In der Praxis hat sich herausgestellt, dass herkömmliche Regelungsverfahren zum Betreiben von hydrostatischen Fahrantrieben insbesondere in dem beschriebenen Pumpenbereich, d.h. bei kleinen Abtriebsdrehzahlen nicht zufriedenstellend funktionieren. Ein Grund dafür sind Schwierigkeiten beim Erfassen von niedrigen Abtriebsdrehzahlen, da viele Drehzahlgeber bei niedrigen Drehzahlen nicht zuverlässig funktionieren und daher Drehzahlsprünge auftreten, woraus mit herkömmlichen Regelungen wiederum unerwünschte Fahrtrucke resultieren können. In practice it has been found that conventional control methods for operating hydrostatic travel drives, in particular in the described pump range, i. do not work satisfactorily at low output speeds. One reason for this is difficulty in detecting low output speeds because many speed sensors do not operate reliably at low speeds and therefore speed jumps occur, which in turn can result in unwanted driving jerks with conventional controls.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines hydrostatischen Fahrantriebs zu schaffen, insbesondere für den Bereich von niedrigen Abtriebsdrehzahlen. Ferner soll ein dementsprechend verbesserter hydrostatischer Fahrantrieb geschaffen werden. It is an object of the present invention to provide an improved method for operating a hydrostatic drive, especially for the range of low output speeds. Furthermore, a correspondingly improved hydrostatic drive should be created.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und durch einen hydrostatischen Fahrantrieb gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen. The object of the invention is achieved by a method according to claim 1 and by a hydrostatic drive according to claim 9. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims.

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines hydrostatischen Fahrantriebs mit einer Hydraulikpumpe, die ein anhand eines Pumpensteuerdrucks verstellbares Fördervolumen aufweist und mit zumindest einem Hydromotor, der ein verstellbares Schluckvolumen aufweist vorgeschlagen. Dabei sind die Hydraulikpumpe und der Hydromotor in einem hydraulischen Förderkreis fluidisch miteinander verbunden. Die Hydraulikpumpe ist mit einem Antriebsmotor und der Hydromotor mit einem anzutreibenden Antriebsrad oder einer anzutreibenden Antriebskette verbunden oder verbindbar. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der hydrostatische Fahrantrieb in einem niedrigen Abtriebsdrehzahlbereich unterhalb einer einstellbaren Abtriebsdrehzahlschwelle so gesteuert wird, dass der Pumpensteuerdruck in Abhängigkeit einer Differenz zwischen einer Sollabtriebsdrehzahl und einer Istabtriebsdrehzahl verändert wird. The invention relates to a method for operating a hydrostatic drive with a hydraulic pump, which has a delivery volume which can be adjusted on the basis of a pump control pressure, and with at least one hydraulic motor which has an adjustable intake volume. In this case, the hydraulic pump and the hydraulic motor are fluidically connected to one another in a hydraulic delivery circuit. The hydraulic pump is connected or connectable to a drive motor and the hydraulic motor to a driving wheel to be driven or to a driving chain to be driven. According to the invention it is provided that the hydrostatic drive is controlled in a low output speed range below an adjustable output speed threshold so that the pump control pressure is varied in dependence on a difference between a target output speed and a Istabtriebsdrehzahl.

Die Sollabtriebsdrehzahl ist die angeforderte Abtriebsdrehzahl. Die Sollabtriebsdrehzahl wird in der Steuereinrichtung ermittelt und eingestellt. Sie wird in Abhängigkeit des Fahrerwunsches, im Wesentlichen auf der Basis einer Fahrpedalstellung, und gegebenenfalls der Stellung eines Inchpedals, ermittelt. The target output speed is the requested output speed. The target output speed is determined and set in the control device. It is determined as a function of the driver's request, essentially on the basis of an accelerator pedal position, and possibly the position of an inching pedal.

Die Istabtriebsdrehzahl n_ABIst entspricht der aktuellen Abtriebsdrehzahl am Abtrieb des hydrostatischen Fahrantriebs. Die Istabtriebsdrehzahl n_ABIst kann mithilfe eines Drehzahlsensors erfasst werden. Alternativ kann die Istabtriebsdrehzahl n_ABIst auch über die Frequenz eines an dem Hydromotor bzw. an jedem der Hydromotoren angeordneten Schwenkwinkelsensors ermittelt werden. Ein solcher Schwenkwinkelsensor wird in der Regel verwendet, um das aktuell eingestellte Schluckvolumen des Hydromotors zu ermitteln. The actual output speed n _ABist corresponds to the current output _speed at the output of the hydrostatic drive. Actual output speed n _ABactual can be detected using a speed _sensor . Alternatively, the actual output rotational speed n _{ABIst can} also be determined via the frequency of a swivel angle _{sensor arranged} on the _{hydraulic motor} or on each of the hydraulic _motors . Such a swivel angle sensor is usually used to determine the currently set displacement of the hydraulic motor.

Es hat sich herausgestellt, dass mit diesem Verfahren eine zuverlässige Regelung- und Steuerung des hydrostatischen Fahrantriebes auch im niedrigen Drehzahlbereich möglich ist. Die Abtriebsdrehzahl und damit die Fahrgeschwindigkeit kann somit kontinuierlich und ohne unerwünschte Fahrtrucke verändert werden. It has been found that with this method a reliable control and regulation of the hydrostatic drive is possible even in the low speed range. The output speed and thus the driving speed can thus be changed continuously and without unwanted driving jerk.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Pumpensteuerdruck um einen festen Wert X pro Zeiteinheit in Richtung des dem Zielfördervolumen entsprechenden Pumpensteuerdrucks verändert wird, sobald die Differenz zwischen einem Sollfördervolumen und einem Istfördervolumen einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Das Sollfördervolumen und das Istfördervolumen hängen jeweils von der Sollabtriebsdrehzahl bzw. von der Istabtriebsdrehzahl ab, sodass die vorgeschlagene Steuerung auf der Abtriebsdrehzahldifferenz basiert, auch wenn dies mithilfe des Sollfördervolumens und des Istfördervolumens geschieht. According to a preferred embodiment, it is provided that the pump control pressure is changed by a fixed value X per unit of time in the direction of the pump control pressure corresponding to the target delivery volume as soon as the difference between a desired delivery volume and an actual delivery volume exceeds a predetermined threshold value. The desired delivery volume and the actual delivery volume depend on the desired output speed and the actual output speed, respectively, so that the proposed control is based on the output speed difference, even if this is done by means of the desired delivery volume and the actual delivery volume.

Die Veränderung des Pumpensteuerdrucks kann dabei nach der Formel pX_n = pX_n-1 + X erfolgen. Das bedeutet, dass der Pumpensteuerdruck in jeder Zeiteinheit um den festen Wert X gegenüber dem Pumpensteuerdruck der vorherigen Zeiteinheit verändert wird, solange die Differenz zwischen dem Sollfördervolumen und dem Istfördervolumen größer ist als der vorgegebene Schwellenwert. The change of the pump control pressure can take place according to the formula pX _n = pX _n-1 + X. That is, the pump control pressure in each unit time is changed by the fixed value X from the pump control pressure of the previous time unit as long as the difference between the target delivery volume and the actual delivery volume is greater than the predetermined threshold.

Das Sollfördervolumen gibt an, welcher Wert in der Steuereinrichtung momentan als Vorgabe verwendet wird. Diese Vorgabe ist abhängig von einer Verstellgeschwindigkeit, mit der sich das Sollfördervolumen in jedem Steuerzyklus einem berechneten Zielfördervolumen annähert. Ein kontinuierlich verlaufendes Sollfördervolumen ist ein notwendiger Parameter für die Schluckvolumenregelung, weil die Regelabweichungen zwischen einem Zielfördervolumen und dem Istfördervolumen zu groß wären, da sich die Werte aus der Berechnung sprunghaft ändern können. Dann muss das Sollfördervolumen allmählich bzw. schrittweise dem Zielfördervolumen angenähert werden. Das Sollfördervolumen wird in der Steuereinrichtung regelmäßig neu berechnet, vorzugsweise in jedem Steuerzyklus. The desired delivery volume indicates which value is currently used as default in the control device. This specification is dependent on an adjustment speed with which the target delivery volume approaches a calculated target delivery volume in each control cycle. A continuously running nominal delivery volume is a necessary parameter for the intake volume control, because the control deviations between a target delivery volume and the actual delivery volume would be too large because the values from the calculation can change abruptly. Then, the target delivery volume must be gradually or gradually approximated to the target delivery volume. The desired delivery volume is recalculated regularly in the control device, preferably in each control cycle.

Auf diese Weise wird eine Steuerung mit Rückmeldung des Ist-Zustandes erreicht bzw. eine einfache P-Regelung. Herkömmliche Regler zum Regeln eines hydrostatischen Fahrantriebs sind als PI-Regler oder als PID-Regler in einer Drehzahlregelung ausgebildet. Ein Regler der einen Integral- oder Differentialanteil hat ist bei Sprüngen jedoch sehr empfindlich. Da die hier vorgeschlagene Steuerung den Steuerdruck moderat mit einer bestimmten Schrittweite, nämlich um den festen Wert X verändert, kann die Empfindlichkeit der Steuerung darüber so eingestellt werden, dass unerwünschte Fahrtrucke vermieden werden. In this way, a control with feedback of the actual state is achieved or a simple P-control. Conventional controllers for controlling a hydrostatic drive are designed as a PI controller or PID controller in a speed control. However, a controller that has an integral or differential component is very sensitive to jumps. Since the control proposed here modifies the control pressure moderately with a certain increment, namely by the fixed value X, the sensitivity of the controller can be adjusted so that unwanted driving jerks are avoided.

Der feste Wert X kann dabei einen positiven oder einen negativen Wert einnehmen, was bedeutet, dass der Pumpensteuerdruck von einer Zeiteinheit zur Nächsten erhöht oder verringert werden kann. Ob der Pumpensteuerdruck erhöht oder verringert wird hängt davon ab, ob das Zielfördervolumen höher oder niedriger ist als das Istfördervolumen der Hydraulikpumpe. Demnach wird im Rahmen des Verfahrens geprüft, ob das Zielfördervolumen höher oder niedriger ist als das Istfördervolumen. Ist das Zielfördervolumen höher als das Istfördervolumen, dann wird der Pumpensteuerdruck um den Wert X erhöht; ist das Zielfördervolumen niedriger als das Istfördervolumen, dann wird der Pumpensteuerdruck um den Wert X verringert, jeweils vorausgesetzt der vorgegebene Schwellenwert ist überschritten. The fixed value X can assume a positive or a negative value, which means that the pump control pressure can be increased or decreased from one unit of time to the next. Whether the pump control pressure is increased or decreased depends on whether the target delivery volume is higher or lower than the actual delivery volume of the hydraulic pump. Accordingly, in the context of the method, it is checked whether the target delivery volume is higher or lower than the actual delivery volume. If the target delivery volume is higher than the actual delivery volume, then the pump control pressure is increased by the value X; if the target delivery volume is lower than the actual delivery volume, then the pump control pressure is reduced by the value X, provided that the predetermined threshold is exceeded.

Als Zeiteinheit kann vorzugsweise ein Steuerzyklus oder eine Mehrzahl an Steuerzyklen einer elektronischen Steuereinrichtung verwendet werden. Ein typischer Steuerzyklus, auch Softwareprogrammzyklus genannt, liegt bei 10 Millisekunden. Wird also die Zeiteinheit auf genau einen Steuerzyklus von 10 Millisekunden festgelegt, so wird der Pumpensteuerdruck alle 10 Millisekunden um den festen Wert X in Richtung des dem Zielfördervolumen entsprechenden Pumpensteuerdrucks verändert, solange die Differenz zwischen dem Sollfördervolumen und dem Istfördervolumen den genannten Schwellenwert überschreitet. As the time unit, preferably one control cycle or a plurality of control cycles of an electronic control device may be used. A typical control cycle, also called software program cycle, is 10 milliseconds. Thus, if the time unit is set to exactly one control cycle of 10 milliseconds, the pump control pressure is changed every 10 milliseconds by the fixed value X in the direction of the pump control pressure corresponding to the target delivery volume as long as the difference between the target delivery volume and the actual delivery volume exceeds said threshold.

Wird der feste Wert X, der auch Schrittweitenwert oder Offset genannt werden kann, entsprechend klein gewählt, so kann in dem Fahrbereich in dem das vorgeschlagene Verfahren angewendet wird auf einen herkömmlichen Regler, z.B. einen Drehzahlregler verzichtet werden. Um alle Fahrbereiche abzudecken kann das vorgeschlagene Verfahren vorzugsweise mit einem herkömmlichen Drehzahlregler kombiniert werden. Dabei sollten die Fahrbereiche klar gegeneinander abgegrenzt werden, d.h. wenn die Leistungsmodulation nach dem vorliegenden Verfahren aktiv ist, darf der Drehzahlregler nicht aktiv sein. Vorzugsweise sollte in dem Fahrbereich bzw. Abtriebsdrehzahlbereich, in dem eine zuverlässige Drehzahlerkennung nicht möglich ist, die Leistungsmodulation nach dem vorliegenden Verfahren angewendet werden und oberhalb der einstellbaren Abtriebsdrehzahlschwelle kann eine herkömmliche Drehzahlregelung vorgenommen werden. Darauf aufbauend kann eine Erkennung für ein durchdrehendes Rad realisiert werden. If the fixed value X, which can also be called the step size value or offset, is selected to be correspondingly small, then in the driving range in which the proposed method is applied to a conventional controller, e.g. a speed controller can be dispensed with. To cover all driving ranges, the proposed method may preferably be combined with a conventional speed controller. The driving ranges should be clearly demarcated from each other, i. E. If the power modulation is active according to the present method, the speed controller must not be active. Preferably, in the range of driving speeds where reliable speed detection is not possible, power modulation should be applied according to the present method, and above the adjustable output speed threshold, conventional speed control may be used. Based on this, recognition for a spinning wheel can be realized.

Zur Durchführung des Verfahrens kann bei einem hydrostatischen Fahrantrieb mit nur einem Hydromotor das Zielfördervolumen nach folgender Formel berechnet werden.

For carrying out the method, in a hydrostatic drive with only one hydraulic motor, the target delivery volume can be calculated according to the following formula.

Dabei ist VG_Ziel das Zielfördervolumen der Hydraulikpumpe. Das maximale Schluckvolumen q_Mmax entspricht dem geometrisch und bauartbedingt größtmöglichen Schluckvolumen des jeweiligen Hydromotors und ist in der Regel bekannt. Erforderlichenfalls kann das maximale Schluckvolumen q_Mmax des Hydromotors ausgemessen oder berechnet werden. Here, VG _{target is} the target delivery volume of the hydraulic pump. The maximum _{absorption volume} q _Mmax corresponds to the largest possible _{volume of} displacement of the respective _{hydraulic motor due} to its geometric and design characteristics and is generally known. If necessary, the maximum displacement _{qMmax of} the _{hydraulic motor} can be measured or calculated.

n_MotSoll ist die Motorsolldrehzahl des Antriebsmotors, die zum jeweiligen Zeitpunkt in einer Steuereinrichtung des hydrostatischen Fahrantriebs vorliegt. Vorzugweise handelt es sich dabei um eine interne Motorsolldrehzahl, d.h. es wird eine in der Steuereinrichtung des hydrostatischen Fahrantriebs berechnete Motorsolldrehzahl verwendet. Diese Motorsolldrehzahl kann beispielsweise abhängig von der Fahrpedalstellung und mit Hilfe einer motorspezifischen Drehzahlkennlinie in möglichst kurzen Zeitzyklen in der Steuereinrichtung aktuell ermittelt werden. So kann die Motorsolldrehzahl beispielsweise mit jedem Steuerzyklus, der z.B. 10 Millisekunden umfasst, neu ermittelt und in der Steuereinrichtung aktualisiert werden. Eine externe Motorsolldrehzahl, d.h. eine von einem Motorsteuergerät des Antriebmotors gesendetes Motordrehzahlsignal wird nach SAE-Standard nur alle 250 Millisekunden ausgegeben, wodurch ausreichend schnelle Reaktionszeiten bei der Steuerung und Regelung gemäß dem vorliegenden Verfahren kaum möglich wären. n _MotSoll is the motor nominal speed of the drive motor, which is present in a control device of the hydrostatic drive at the respective time. Preferably, this is an internal engine target speed, ie, it is used a calculated in the control device of the hydrostatic drive motor target speed. This engine target speed can be determined currently, for example, depending on the accelerator pedal position and with the help of a motor-specific speed characteristic in the shortest possible time cycles in the control device currently. For example, the engine target speed can be recalculated with each control cycle, which includes, for example, 10 milliseconds, and updated in the control device. An external target engine speed, ie, an engine speed signal sent from an engine control unit of the drive motor is output to the SAE standard only every 250 milliseconds, whereby sufficiently fast response times in the control and regulation according to the present method would hardly be possible.

Die Wirkungsgrade der Hydraulikpumpe eta_Pumpe und des Hydromotors eta_Motor sind ebenfalls bekannt oder können mit Hilfe von Versuchen ermittelt werden. The efficiencies of the hydraulic pump eta _pump and the hydraulic motor eta _motor are also known or can be determined by means of experiments.

Der Faktor n_ABSoll entspricht der angeforderten Abtriebsdrehzahl. Die angeforderte Abtriebsdrehzahl n_ABSoll ist eine in der Steuereinrichtung ermittelte und eingestellte Sollgröße. Sie wird in Abhängigkeit des Fahrerwunsches, im Wesentlichen auf der Basis einer Fahrpedalstellung, und gegebenenfalls der Stellung eines Inchpedals, ermittelt. The factor n _ABSoll corresponds to the requested output _speed . The requested output _speed n _ABSoll is determined and set in the control unit setpoint. It is determined as a function of the driver's request, essentially on the basis of an accelerator pedal position, and possibly the position of an inching pedal.

Häufig werden hydrostatische Fahrantriebe mit zwei Hydromotoren verwendet. Dabei kann das Zielfördervolumen nach folgender Formel berechnet werden.

Often hydrostatic travel drives are used with two hydraulic motors. The target delivery volume can be calculated using the following formula.

Hierbei ist q_MAmax das maximale Schluckvolumen eines ersten Hydromotors und q_MBmax das maximale Schluckvolumen eines zweiten Hydromotors. Die Parameter i_MA und i_MB sind die Übersetzungsverhältnisse zwischen der Drehzahl einer Antriebswelle des ersten bzw. des zweiten Hydromotors und der Abtriebsdrehzahl einer gemeinsamen Abtriebswelle des Fahrantriebs. Die Größe n_MotSoll ist die Motorsolldrehzahl des Antriebsmotors wie oben bereits erläutert. Here, q _{MAmax is} the maximum displacement of a first _{hydraulic motor} and q _{MBmax is} the maximum displacement of a second _{hydraulic motor} . The parameters i _MA and i _MB are the gear ratios between the rotational speed of a drive shaft of the first and the second hydraulic motor and the output speed of a common output shaft of the traction drive. The size n _MotSoll is the engine target speed of the drive motor as already explained above.

eta_MA ist der Wirkungsgrad des ersten Hydromotors und eta_MB ist der Wirkungsgrad des zweiten Hydromotors. eta_Pumpe ist der Wirkungsgrad der Hydraulikpumpe. Die Größe n_ABSoll ist die oben erläuterte angeforderte Abtriebsdrehzahl. Die Übersetzungsverhältnisse i_MA und i_MB beinhalten hier die Übersetzung eines Summiergetriebes, mit dem die Antriebsleistungen der Antriebswellen beider Hydromotoren auf eine gemeinsame Abtriebswelle aufsummiert werden. eta _MA is the efficiency of the first hydraulic motor and eta _MB is the efficiency of the second hydraulic motor. Eta _pump is the efficiency of the hydraulic pump. The magnitude n _ABSoll is the requested output _{speed discussed} above. The gear ratios i _MA and i _MB here include the translation of a summing gear, with the drive power of the drive shafts of both hydraulic motors are summed on a common output shaft.

Das Istfördervolumen kann bei einem hydrostatischen Fahrantrieb mit einem Hydromotor nach folgender Formel berechnet werden.

The actual delivery volume can be calculated on a hydrostatic drive with a hydraulic motor according to the following formula.

Dabei ist VG_Ist das Istfördervolumen der Hydraulikpumpe. n_MotIst ist die aktuelle Drehzahl des Antriebsmotors. Diese Istdrehzahl kann mithilfe eines Drehzahlsensors beispielsweise an einer Motorabtriebswelle des Antriebsmotors gemessen bzw. erfasst werden. Where VG _is the actual delivery volume of the hydraulic pump. n _MotIst is the current speed of the drive motor. This actual speed can be measured or detected by means of a speed sensor, for example on an engine output shaft of the drive motor.

Auch die aktuelle Abtriebsdrehzahl bzw. die Istdrehzahl n_ABIst kann mithilfe eines Drehzahlsensors erfasst werden. Alternativ kann die Istdrehzahl n_ABIst auch über die Frequenz eines an dem Hydromotor angeordneten Schwenkwinkelsensors ermittelt werden. Ein solcher Schwenkwinkelsensor wird in der Regel verwendet, um das aktuell eingestellte Schluckvolumen des Hydromotors zu ermitteln. Alle weiteren Parameter zur Berechnung des Istfördervolumens VG_Ist entsprechen den oben bereits erläuterten Parametern mit der gleichen Bezeichnung. Also, the current output speed or the actual speed n _ABist can be detected by means of a speed _sensor . Alternatively, the actual rotational speed n _{ABIst can} also be determined via the frequency of a swivel angle _{sensor arranged} on the _{hydraulic motor} . Such a swivel angle sensor is usually used to determine the currently set displacement of the hydraulic motor. All other parameters for calculating the Istfördervolumens VG _Ist correspond to the above-mentioned parameters with the same name.

Das Istfördervolumen der Hydraulikpumpe eines hydrostatischen Fahrantriebs mit zwei Hydromotoren kann nach folgender Formel berechnet werden.

The actual delivery volume of the hydraulic pump of a hydrostatic drive with two hydraulic motors can be calculated using the following formula.

Alle hier verwendeten Parameter sind weiter oben bereits erläutert worden. All parameters used here have already been explained above.

Das vorgeschlagene Verfahren zum Betreiben eines hydrostatischen Fahrantriebs, welches im Sinne einer Steuerung mit Rückführung des Istzustandes abläuft soll nur in einem definierten Fahrbereich innerhalb des oben erläuterten Pumpenbereichs angewendet werden, d.h. dass das genannte Verfahren in einem definierten Fahrbereich innerhalb bestimmter Abtriebsdrehzahlgrenzen angewendet wird. Ausserhalb dieser Abtriebsdrehzahlgrenzen und oberhalb der einstellbaren Abtriebsdrehzahlschwelle des Pumpenbereichs kann beispielsweise ein PI-Regler oder ein PID-Regler in einer Drehzahlregelung angewendet werden. The proposed method for operating a hydrostatic drive, which runs in the sense of a control with feedback of the actual state should be applied only in a defined driving range within the above-explained pump range, i. that said method is applied in a defined driving range within certain output speed limits. Outside these output speed limits and above the adjustable output speed threshold of the pump range, for example, a PI controller or a PID controller can be used in a speed control.

Die vorliegende Erfindung umfasst ferner einen hydrostatischen Fahrantrieb mit einer Hydraulikpumpe, die ein anhand eines Pumpensteuerdrucks verstellbares Fördervolumen aufweist und mit zumindest einem Hydromotor, der ein verstellbares Schluckvolumen aufweist. Die Hydraulikpumpe und der Hydromotor sind dabei in einem hydraulischen Kreislauf fluidisch miteinander verbunden. Die Hydraulikpumpe ist zudem mit einem Antriebsmotor verbunden oder verbindbar. Der Hydromotor ist mit einem anzutreibenden Antriebsrad oder einer anzutreibenden Antriebskette verbunden oder verbindbar. The present invention further comprises a hydrostatic drive with a hydraulic pump, which has a variable displacement based on a pump control pressure and with at least one hydraulic motor having an adjustable displacement. The hydraulic pump and the hydraulic motor are fluidly connected to each other in a hydraulic circuit. The hydraulic pump is also connected or connectable to a drive motor. The hydraulic motor is connected or connectable to a drive wheel to be driven or to a drive chain to be driven.

Der vorgeschlagene hydrostatische Fahrantrieb umfasst eine Steuereinrichtung, die dazu geeignet ist den Fahrantrieb nach dem oben beschriebenen Verfahren zu betreiben. Eine solche Steuereinrichtung umfasst bevorzugt ein Steuergerät mit einem Prozessor als datenverarbeitendes Element zur Verarbeitung gespeicherter und erfasster Parameter und mit Speichermitteln zum Speichern zumindest eines Steuerprogramms sowie von Formeln, Parametern, Kennlinien und/oder Kennfeldern. Ein in den genannten Speichermitteln abgespeichertes Steuerprogramm ist in der Lage der Steuereinrichtung die für das vorgeschlagene Verfahren erforderlichen Verfahrensschritte vorzugeben. The proposed hydrostatic drive comprises a control device which is adapted to drive the drive according to the method described above. Such a control device preferably comprises a control device with a processor as a data processing element for processing stored and detected parameters and with storage means for storing at least one control program as well as formulas, parameters, characteristics and / or maps. A control program stored in said memory means is capable of specifying the method steps required by the control device for the proposed method.

Die Steuereinrichtung des vorgeschlagenen hydrostatischen Fahrantriebs umfasst des Weiteren Mittel zum Erfassen von Parametern zur Berechnung einer Motorsolldrehzahl n_MotSoll und einer angeforderten Abtriebsdrehzahl n_ABSoll. Diese Mittel können insbesondere Sensoren umfassen, die eine aktuelle Stellung eines Fahrpedals und gegebenenfalls eines Inchpedals erfassen. The control device of the proposed hydrostatic drive further comprises means for acquiring parameters for calculating a target engine speed n _MotSoll and a requested output _speed n _ABSoll . In particular, these means may comprise sensors which detect a current position of an accelerator pedal and optionally an inching pedal.

Ferner umfasst eine geeignete Steuereinrichtung Mittel zum Erfassen einer aktuellen Drehzahl des Antriebsmotors n_MotIst und Mittel zum Erfassen einer Istabtriebsdrehzahl n_ABIst. Hier sind insbesondere Drehzahlsensoren zu nennen, die in bekannter Weise die aktuelle Drehzahl des Antriebsmotors bzw. einer Abtriebswelle des Fahrantriebs erfassen und der Steuereinrichtung zur Verfügung stellen können. Furthermore, a suitable control device comprises means for detecting a current rotational speed of the drive motor n _MotIst and means for detecting an actual output rotational speed n _ABIst . In particular, speed sensors should be mentioned here, which in a known manner can detect the current rotational speed of the drive motor or of an output shaft of the traction drive and make it available to the control device.

Schließlich umfasst eine geeignete Steuereinrichtung eine Verstelleinrichtung zum Verstellen des Fördervolumens der Hydraulikpumpe anhand des Pumpensteuerdrucks und zumindest eine Verstelleinrichtung zum Verstellen des Schluckvolumens zumindest eines Hydromotors. Finally, a suitable control device comprises an adjusting device for adjusting the delivery volume of the hydraulic pump based on the pump control pressure and at least one adjusting device for adjusting the absorption volume of at least one hydraulic motor.

Die Komponenten des Fahrzeuges, die zur Steuerung und Regelung des Fahrantriebs erforderlich sind, sind über datenübertragende Verbindungen miteinander und/oder mit einem Steuergerät der Steuereinrichtung verbunden. Die datenübertragenden Verbindungen können beispielsweise als Kabelverbindungen oder als drahtlose Verbindungen realisiert werden und sind Teil der Steuereinrichtung. The components of the vehicle, which are required for the control and regulation of the traction drive, are connected to each other via data-transmitting connections and / or to a control device of the control device. The data-transmitting connections can be realized, for example, as cable connections or as wireless connections and are part of the control device.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird zudem ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das derart ausgestaltet ist, dass damit ein hydrostatischer Fahrantrieb im Sinne des oben beschriebenen Verfahrens steuerbar ist. Ein solches Computerprogrammprodukt kann als Steuerprogramm in der Steuereinrichtung des beschriebenen Fahrantriebs angewendet werden. In the context of the present invention, a computer program product is also proposed, which is designed in such a way that it can be used to control a hydrostatic travel drive in the sense of the method described above. Such a computer program product can be used as a control program in the control device of the described travel drive.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the accompanying figures. Show

1 eine schematische Zeichnung eines hydrostatischen Fahrantriebs gemäß der Erfindung und 1 a schematic drawing of a hydrostatic drive according to the invention and

2 ein Diagramm mit dem Verlauf des Pumpensteuerdrucks pX. 2 a diagram with the course of the pump control pressure pX.

Die 1 zeigt die wesentlichen Komponenten eines hydrostatischen Fahrantriebs 1 in einer vereinfachten Darstellung. Der als Dieselmotor ausgebildete Antriebsmotor 2 treibt dabei über seine Motorabtriebswelle 10 den hydrostatischen Fahrantrieb 1 an. Der hydrostatische Fahrantrieb umfasst als wesentliche Komponenten eine Hydraulikpumpe 3, sowie einen ersten Hydromotor 4 und einen zweiten Hydromotor 5. Die Hydraulikpumpe 3 ist von dem Antriebsmotor 2 über dessen Motorabtriebswelle 10 antreibbar. Das Fördervolumen der Hydraulikpumpe 3 ist mittels einer nicht dargestellten Fördervolumenverstelleinrichtung veränderbar, indem ein Pumpensteuerdruck als Stellgröße für das Fördervolumen verändert wird. The 1 shows the essential components of a hydrostatic drive 1 in a simplified representation. The drive motor designed as a diesel engine 2 drives it via its engine output shaft 10 the hydrostatic drive 1 at. The hydrostatic drive comprises as essential components a hydraulic pump 3 , as well as a first hydraulic motor 4 and a second hydraulic motor 5 , The hydraulic pump 3 is from the drive motor 2 via its engine output shaft 10 drivable. The delivery volume of the hydraulic pump 3 is variable by means of a delivery volume adjustment device, not shown, by a pump control pressure is changed as a control variable for the delivery volume.

Die Hydraulikpumpe 3 treibt über einen hydraulischen Förderkreis 11 einen ersten Hydromotor 4 und einen zweiten Hydromotor 5 an. Die Abtriebsleistung der beiden Hydromotoren 4 und 5 werden durch ein nicht näher dargestelltes mechanisches Summiergetriebe 12 aufsummiert auf eine gemeinsame Abtriebswelle 13, die sich im Betrieb mit einer Istabtriebsdrehzahl n_ABIst dreht. The hydraulic pump 3 drives via a hydraulic conveyor belt 11 a first hydraulic motor 4 and a second hydraulic motor 5 at. The output power of the two hydraulic motors 4 and 5 be through a not-shown mechanical summation 12 summed up on a common output shaft 13 , which rotates in operation with a Istabtriebsdrehzahl n _ABist .

Ferner ist ein Fahrpedal 7 dargestellt, über das der Fahrer des Fahrzeuges seinen Fahrerwunsch eingeben und über eine datenübertragende Verbindung 9 an ein Steuergerät 6 weitergeben kann, sodass der Fahrerwunsch von einer Steuereinrichtung 8 berücksichtigt werden kann. Die Fahrpedalstellung wird mithilfe eines geeigneten Sensors erfasst und von der Steuereinrichtung 8 zur Ermittlung einer Motorsolldrehzahl des Antriebsmotors n_MotSoll verwendet. Das Fahrpedal 7 und alle anderen wesentlichen Komponenten des Fahrzeuges, die zur Steuerung des Fahrantriebs erforderlich sind, sind über datenübertragende Verbindungen 9 mit dem Steuergerät 6 verbunden. Die datenübertragenden Verbindungen 9 sind symbolisch als Strichlinien dargestellt. Sie können beispielsweise als Kabelverbindungen oder als drahtlose Verbindungen realisiert werden. There is also an accelerator pedal 7 represented by the driver of the vehicle enter his driver's request and a data-transmitting connection 9 to a control unit 6 can pass, so the driver's request from a control device 8th can be taken into account. The accelerator pedal position is detected by a suitable sensor and by the control device 8th used to determine a nominal engine speed of the drive motor n _MotSoll . The accelerator pedal 7 and all other essential components of the vehicle required to control propulsion are via data transmitting links 9 with the control unit 6 connected. The data-transmitting connections 9 are shown symbolically as dashed lines. They can be realized, for example, as cable connections or as wireless connections.

Neben dem Fahrpedal kann die Steuereinrichtung 8 außerdem ein nicht dargestelltes Inchpedal umfassen, mit dessen Hilfe eine Antriebsdrehzahl des Antriebsmotors 2 unabhängig von der Abtriebsdrehzahl des Fahrantriebs 1 steuerbar ist. Auch die Stellung des Inchpedals kann gegebenenfalls mithilfe eines geeigneten Sensors erfasst und von der Steuereinrichtung 8 zur Ermittlung einer Motorsolldrehzahl des Antriebsmotors n_MotSoll verwendet werden. In addition to the accelerator pedal, the control device 8th also include an unillustrated inching pedal, with the aid of a drive speed of the drive motor 2 independent of the output speed of the traction drive 1 is controllable. The position of the inching pedal can also be detected, if necessary, by means of a suitable sensor and by the control device 8th be used to determine a motor nominal speed of the drive motor n _MotSoll .

Die Steuereinrichtung 8 des hydrostatischen Fahrantriebs 1 umfasst auch ein Steuergerät (ECU) 6. Das Steuergerät 6 ist in der Lage Sensorsignale aufzunehmen, zu verarbeiten und in Abhängigkeit davon Steuer- oder Datensignale auszugeben, um so das vorgeschlagene Verfahren zum Betreiben des hydrostatischen Fahrantriebs 1 zu steuern und zu regeln. Dazu beinhaltet das Steuergerät 6 zumindest einen Prozessor 15 als datenverarbeitendes Element zur Verarbeitung gespeicherter und erfasster Parameter und Speichermittel 16 zum Speichern und Abrufen von Steuerprogrammen, Formeln, Parametern, Kennlinien und/oder Kennfeldern. Mithilfe der gespeicherten Formeln, Parameter und Kennlinien bzw. Kennfelder können in dem Steuergerät die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Größen ermittelt werden. The control device 8th of the hydrostatic drive 1 also includes a control unit (ECU) 6 , The control unit 6 It is capable of picking up, processing and outputting sensor signals in response to control or data signals, such as the proposed method of operating the hydrostatic drive 1 to control and regulate. This includes the control unit 6 at least one processor 15 as a data processing element for processing stored and detected parameters and storage means 16 for storing and retrieving control programs, formulas, parameters, characteristics and / or maps. With the aid of the stored formulas, parameters and characteristic curves or characteristic maps, the variables required for carrying out the method can be determined in the control device.

Die Parameter können grundsätzlich berechnete, fest vorgegebene oder aus einer ebenfalls abgespeicherten Kennlinie oder einem Kennfeld entnommene Werte sein. Zu den genannten Parametern zählen beispielsweise der oben beschriebene Schwellenwert der Differenz zwischen dem Sollfördervolumen und dem Istfördervolumen, sowie der feste Wert X, um den der Pumpensteuerdruck erforderlichenfalls mit jedem Steuerzyklus verändert wird. Auch die maximalen Schluckvolumen des ersten und des zweiten Hydromotors q_MAmax und q_MBmax werden als Parameter in den Speichermitteln 16 des Steuergerätes 6 abgespeichert und zur Berechnung der davon abhängigen Größen dort abgerufen. Ebenso die Wirkungsgrade der Hydraulikpumpe eta_Pumpe und des Hydromotors eta_Motor bzw. der Hydromotoren eta_MA und eta_MB, sowie die Übersetzungsverhältnisse i_MA und i_MB. The parameters can basically be calculated, fixed values or taken from a likewise stored characteristic curve or a characteristic field. The parameters mentioned include, for example, the above-described threshold value of the difference between the desired delivery volume and the actual delivery volume, and the fixed value X by which the pump control pressure is changed, if necessary, with each control cycle. Also, the maximum _{intake volumes of} the first and second _{hydraulic motors} q _MAmax and q _MBmax are used as parameters in the storage means 16 of the control unit 6 stored and retrieved there to calculate the dependent there sizes. Likewise the efficiencies of the hydraulic pump eta _pump and the hydromotor eta _motor or the hydraulic motors eta _MA and eta _MB , as well as the gear ratios i _MA and i _MB.

Die Steuereinrichtung 8 des hydrostatischen Fahrantriebs 1 umfasst ferner Mittel zum Erfassen von Parametern zur Berechnung einer Motorsolldrehzahl n_MotSoll und einer angeforderten Abtriebsdrehzahl n_ABSoll. Diese Mittel können insbesondere Sensoren umfassen, die eine aktuelle Fahrpedalsstellung und gegebenenfalls die Stellung eines Inchpedals erfassen. The control device 8th of the hydrostatic drive 1 Further comprises means for detecting parameters for calculating a target engine speed n _MotSoll and a requested output _speed n _ABSoll . These means may in particular include sensors which detect a current accelerator pedal position and, if appropriate, the position of an inching pedal.

Auch Mittel zum Erfassen einer aktuellen Drehzahl des Antriebsmotors n_MotIst und Mittel zum Erfassen einer Istabtriebsdrehzahl n_ABIst, d.h. der aktuellen Abtriebsdrehzahl, sind Teil einer für das vorgeschlagene Verfahren geeigneten Steuereinrichtung 8. Also means for detecting a current speed of the drive motor n _MotIst and means for detecting a Istabtriebsdrehzahl n _ABIst , ie the current output speed, are part of a suitable for the proposed method control _device 8th ,

Die genannten Mittel zum Erfassen verschiedener Parameter umfassen geeignete Sensoren für den jeweiligen Parameter, die außerhalb des Steuergeräts 6 an den jeweiligen Komponenten des hydrostatischen Antriebs angeordnet und mittels der Verbindungen 9 mit dem Steuergerät 6 verbunden sind. Entsprechend dem jeweiligen zu erfassenden Parameter kann es sich dabei insbesondere um Drehzahlsensoren und um Positions- bzw. Lagesensoren handeln. Said means for detecting various parameters comprise suitable sensors for the respective parameter, which are outside the control unit 6 arranged on the respective components of the hydrostatic drive and by means of the compounds 9 with the control unit 6 are connected. Corresponding The respective parameters to be detected may be, in particular, rotational speed sensors and position or position sensors.

Schließlich umfasst die Steuereinrichtung 8 auch eine Verstelleinrichtung zum Verstellen des Fördervolumens der Hydraulikpumpe 3 anhand des Pumpensteuerdrucks pX und zumindest eine Verstelleinrichtung zum Verstellen des Schluckvolumens zumindest eines Hydromotors 4, 5. Finally, the control device comprises 8th also an adjusting device for adjusting the delivery volume of the hydraulic pump 3 based on the pump control pressure pX and at least one adjusting device for adjusting the absorption volume of at least one hydraulic motor 4 . 5 ,

Die genannten Verstelleinrichtungen umfassen beispielsweise geeignete Hydraulikventile und Hydraulikkomponenten, um den Pumpensteuerdruck zu verstellen bzw. einzustellen über den das Fördervolumen der Hydraulikpumpe 3 einstellbar ist. Die Verstelleinrichtung zum Verstellen des Schluckvolumens zumindest eines Hydromotors umfassen Elemente zum Verstellen einer Exzentrizität an den als Radialkolbenmaschinen ausgeführten Hydromotoren 4 und 5. The aforementioned adjusting devices comprise, for example, suitable hydraulic valves and hydraulic components in order to adjust or adjust the pump control pressure via the delivery volume of the hydraulic pump 3 is adjustable. The adjusting device for adjusting the displacement volume of at least one hydraulic motor comprise elements for adjusting an eccentricity on the hydraulic motors designed as radial piston machines 4 and 5 ,

Die genannten Mittel sowie die Verstellmittel umfassen jeweils eine datenübertragende Verbindung 9 zu dem Steuergerät 6. Die datenübertragenden Verbindungen 9 zwischen dem Steuergerät 6 und den wesentlichen Komponenten des Fahrantriebs 1 können beispielsweise auch durch ein oder mehrere elektronische Bussysteme realisiert werden. The said means and the adjusting means each comprise a data-transmitting connection 9 to the controller 6 , The data-transmitting connections 9 between the controller 6 and the essential components of the traction drive 1 For example, they can also be implemented by one or more electronic bus systems.

Das Steuergerät 6 umfasst ferner ein Computerprogrammprodukt 17, welches im Wesentlichen das oben erwähnte Steuerprogramm umfasst und derart ausgestaltet ist, dass es den hydrostatischen Fahrantrieb 1 im Sinne des beschriebenen Verfahrens ansteuern kann. The control unit 6 also includes a computer program product 17 which essentially comprises the above-mentioned control program and is designed such that it controls the hydrostatic drive 1 can control in the sense of the described method.

Das Diagramm in 2 zeigt den Verlauf des Pumpensteuerdrucks pX bei einer Regelung nach dem vorgeschlagenen Verfahren über einen Zeitraum, in dem das Zielfördervolumen VG_Ziel gleich hoch bleibt. Daher verläuft das Zielfördervolumen VG_Ziel in diesem Diagramm als horizontale Linie. Der Pumpensteuerdruck pX gibt direkt das Istfördervolumen der Hydraulikpumpe vor, sodass der Verlauf des Pumpensteuerdrucks pX zumindest annähernd dem Verlauf des Istfördervolumens VG_Ist entspricht. The diagram in 2 shows the course of the pump control pressure pX in a control according to the proposed method over a period in which the target delivery volume VG _target remains the same. Therefore, the target delivery volume VG _target in this diagram is a horizontal line. The pump control pressure pX directly predefines the actual delivery volume of the hydraulic pump so that the course of the pump control pressure pX at least approximately corresponds to the course of the actual delivery volume VG _actual .

In diesem Diagramm ist daher am Verlauf der Pumpensteuerdrucks pX bzw. des Istfördervolumens erkennbar, in welchen Zeiträumen das Zielfördervolumen höher oder niedriger ist als das Istfördervolumen. Davon ist abhängig, ob der Pumpensteuerdruck pX im nächsten Steuerzyklus erhöht oder verringert wird, vorausgesetzt der vorgegebene Schwellenwert ist überschritten. In this diagram, it can therefore be seen in the course of the pump control pressure pX or of the actual delivery volume in which periods the target delivery volume is higher or lower than the actual delivery volume. It depends on whether the pump control pressure pX is increased or decreased in the next control cycle, provided that the predetermined threshold is exceeded.

Zur Veranschaulichung der Prüfung, ob der vorgegebene Schwellenwert bezogen auf die Differenz zwischen dem Sollfördervolumen und dem Istfördervolumen überschritten ist, sind im Diagramm der 2 eine Obergrenze VG_OG und eine Untergrenze VG_UG in Form von Strichlinien eingezeichnet. Zwischen der Obergrenze VG_OG und der Untergrenze VG_UG verläuft das nicht dargestellt Sollfördervolumen, das zur Bestimmung der Differenz mit dem Istfördervolumen verglichen wird. Die Obergrenze VG_OG und die Untergrenze VG_UG bilden zwischen sich einen Hysteresebereich aus, in dem keine Veränderung des Pumpensteuerdrucks pX vorgenommen wird, um häufige kurzzeitige Schwankungen des Pumpensteuerdrucks pX und damit des Istfördervolumens zu vermeiden. To illustrate the test, whether the predetermined threshold based on the difference between the desired delivery volume and the actual delivery volume is exceeded, are in the diagram of the 2 an upper limit VG _OG and a lower limit VG _{UG drawn} in the form of dashed lines. Between the upper limit VG _OG and the lower limit VG _UG runs the target delivery volume, not shown, which is compared to determine the difference with the actual delivery volume. The upper limit VG _OG and the lower limit VG _UG form between them a Hysteresebereich in which no change of the pump control pressure pX is made in order to avoid frequent short-term fluctuations of the pump control pressure pX and thus the Istfördervolumens.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: hydrostatischer Fahrantrieb hydrostatic drive
2 2: Antriebsmotor drive motor
3 3: Hydraulikpumpe hydraulic pump
4 4: erster Hydromotor first hydraulic motor
5 5: zweiter Hydromotor second hydraulic motor
6 6: Steuergerät control unit
7 7: Fahrpedal accelerator
8 8th: Steuereinrichtung control device
9 9: Verbindung connection
10 10: Motorabtriebswelle Engine output shaft
11 11: hydraulischer Förderkreis hydraulic conveyor circuit
12 12: Summiergetriebe summing
13 13: Abtriebswelle output shaft
15 15: Prozessor processor
16 16: Speichermittel storage means
17 17: Computerprogrammprodukt A computer program product
P P: Druck print
pX pX: Pumpensteuerdruck Pump control pressure
Q Q: Fördervolumen delivery
VG_Ist VG _is: Istfördervolumen Istfördervolumen
VG_Ziel VG _goal: Zielfördervolumen target delivery
VG_OG VG _OG: Obergrenze Upper limit
VG_UG VG _UG: Untergrenze lower limit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012221943 A1 [0007] DE 102012221943 A1 [0007]
DE 102015211349 [0008] DE 102015211349 [0008]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines hydrostatischen Fahrantriebs (1) mit einer Hydraulikpumpe (3), die ein anhand eines Pumpensteuerdrucks verstellbares Fördervolumen aufweist und mit zumindest einem Hydromotor (4, 5), der ein verstellbares Schluckvolumen aufweist, wobei die Hydraulikpumpe (3) und der Hydromotor (4, 5) in einem hydraulischen Förderkreis (11) fluidisch miteinander verbunden sind, und wobei die Hydraulikpumpe (3) mit einem Antriebsmotor (2) und der Hydromotor (4, 5) mit einem anzutreibenden Antriebsrad oder einer anzutreibenden Antriebskette verbunden oder verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrostatische Fahrantrieb (1) in einem niedrigen Abtriebsdrehzahlbereich unterhalb einer einstellbaren Abtriebsdrehzahlschwelle so gesteuert wird, dass der Pumpensteuerdruck in Abhängigkeit einer Differenz zwischen einer Sollabtriebsdrehzahl n_ABSoll und einer Istabtriebsdrehzahl n_ABIst verändert wird. Method for operating a hydrostatic drive ( 1 ) with a hydraulic pump ( 3 ), which has an adjustable by means of a pump control pressure delivery volume and with at least one hydraulic motor ( 4 . 5 ), which has an adjustable displacement, wherein the hydraulic pump ( 3 ) and the hydraulic motor ( 4 . 5 ) in a hydraulic delivery circuit ( 11 ) are fluidly connected to each other, and wherein the hydraulic pump ( 3 ) with a drive motor ( 2 ) and the hydraulic motor ( 4 . 5 ) is connected or connectable to a drive wheel to be driven or a drive chain to be driven, characterized in that the hydrostatic drive ( 1 ) is controlled in a low output speed range below an adjustable output speed threshold so that the pump control pressure in response to a difference between a target output speed n _ABSoll and a Istabtriebsdrehzahl n _{ABIst is} changed.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpensteuerdruck um einen festen Wert X pro Zeiteinheit in Richtung des einem Zielfördervolumen entsprechenden Pumpensteuerdrucks verändert wird, sobald eine Differenz zwischen einem Sollfördervolumen und einem Istfördervolumen einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. A method according to claim 1, characterized in that the pump control pressure is changed by a fixed value X per unit time in the direction of a target delivery volume corresponding pump control pressure as soon as a difference between a desired delivery volume and a Istfördervolumen exceeds a predetermined threshold.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Zeiteinheit einem Steuerzyklus oder einer Mehrzahl an Steuerzyklen einer elektronischen Steuereinrichtung (8) entspricht. Method according to claim 2, characterized in that said time unit corresponds to a control cycle or a plurality of control cycles of an electronic control device ( 8th ) corresponds.

Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem hydrostatischen Fahrantrieb (1) mit nur einem Hydromotor (4) ein Zielfördervolumen nach folgender Formel berechnet wird

, wobei VG_Ziel das Zielfördervolumen ist, q_Mmax das maximale Schluckvolumen des Hydromotors ist, n_MotSoll die Motorsolldrehzahl des Antriebsmotors ist, eta_Motor der Wirkungsgrad des Hydromotors ist, eta_Pumpe der Wirkungsgrad der Hydraulikpumpe ist, und wobei n_ABSoll eine angeforderte Abtriebsdrehzahl ist. A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that in a hydrostatic drive ( 1 ) with only one hydraulic motor ( 4 ) a target delivery volume is calculated according to the following formula

where VG _{target is} the target delivery volume, q _{Mmax is} the maximum displacement of the hydraulic motor, n _{MotSoll is} the engine _{target speed of} the prime mover, eta _{motor is} the efficiency of the hydraulic motor, eta _{pump is} the efficiency of the hydraulic pump, and n _{ABSoll is} a requested output _speed .

Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem hydrostatischen Fahrantrieb mit zwei Hydromotoren das Zielfördervolumen nach folgender Formel berechnet wird

, wobei VG_Ziel das Zielfördervolumen ist, q_MAmax das maximale Schluckvolumen eines ersten Hydromotors ist, q_MBmax das maximale Schluckvolumen eines zweiten Hydromotors ist, i_MA ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl einer Antriebswelle des ersten Hydromotors und der Abtriebsdrehzahl einer gemeinsamen Abtriebswelle des Fahrantriebs ist, i_MB ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl einer Antriebswelle des zweiten Hydromotors und der Abtriebsdrehzahl einer gemeinsamen Abtriebswelle des Fahrantriebs ist, n_MotSoll die Motorsolldrehzahl des Antriebsmotors ist, eta_MA der Wirkungsgrad des ersten Hydromotors ist, eta_MB der Wirkungsgrad des zweiten Hydromotors ist, eta_Pumpe der Wirkungsgrad der Hydraulikpumpe ist, und wobei n_ABSoll eine angeforderte Abtriebsdrehzahl ist. A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that in a hydrostatic drive with two hydraulic motors, the target delivery volume is calculated according to the following formula

where VG _{target is} the target delivery volume, q _{MAmax is} the maximum displacement of a first _{hydraulic motor} , q _{MBmax is} the maximum displacement of a second _{hydraulic motor} , i _{MA is} a gear ratio between the speed of a drive shaft of the first hydraulic motor and the output speed of a common output shaft of the traction drive, i _{MB is} a gear ratio between the rotational speed of a drive shaft of the second hydraulic motor and the output speed of a common output shaft of the traction drive, n _{MotSoll is} the engine target rotational speed of the drive motor, eta _{MA is} the efficiency of the first hydraulic motor, eta _{MB is} the efficiency of the second hydraulic motor, eta _pump the efficiency of the hydraulic pump is, and where n _{ABSoll is} a requested output _speed .

Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Istfördervolumen bei einem hydrostatischen Fahrantrieb mit einem Hydromotor nach folgender Formel berechnet wird

, wobei VG_Ist das Istfördervolumen ist, q_Mmax das maximale Schluckvolumen des Hydromotors ist, n_MotIst die aktuelle Drehzahl des Antriebsmotors ist, eta_Motor der Wirkungsgrad des Hydromotors ist, eta_Pumpe der Wirkungsgrad der Hydraulikpumpe ist, und wobei n_ABIst die Istabtriebsdrehzahl ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Istfördervolumen is calculated in a hydrostatic drive with a hydraulic motor according to the following formula

where VG _is the actual delivery volume, q _{Mmax is} the maximum displacement of the hydraulic motor, n _{MotIst is} the actual speed of the drive motor, eta _{motor is} the efficiency of the hydraulic motor, eta _{pump is} the efficiency of the hydraulic pump, and where n _{ABIst is} the actual output speed.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Istfördervolumen bei einem hydrostatischen Fahrantrieb mit zwei Hydromotoren nach folgender Formel berechnet wird

, wobei VG_Ist das Istfördervolumen ist, q_MAmax das maximale Schluckvolumen eines ersten Hydromotors ist, q_MBmax das maximale Schluckvolumen eines zweiten Hydromotors ist, i_MA ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl einer Antriebswelle des ersten Hydromotors und der Abtriebsdrehzahl einer gemeinsamen Abtriebswelle des Fahrantriebs ist, i_MB ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl einer Antriebswelle des zweiten Hydromotors und der Abtriebsdrehzahl einer gemeinsamen Abtriebswelle des Fahrantriebs ist, n_MotIst die aktuelle Drehzahl des Antriebsmotors ist, eta_MA der Wirkungsgrad des ersten Hydromotors ist, eta_MB der Wirkungsgrad des zweiten Hydromotors ist, eta_Pumpe der Wirkungsgrad der Hydraulikpumpe ist, und wobei n_ABIst die Istabtriebsdrehzahl ist. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Istfördervolumen is calculated in a hydrostatic drive with two hydraulic motors according to the following formula

where VG _is the actual delivery volume, q _{MAmax is} the maximum displacement of a first _{hydraulic motor} , q _{MBmax is} the maximum displacement of a second _{hydraulic motor} , i _{MA is} a gear ratio between the speed of a drive shaft of the first hydraulic motor and the output speed of a common drive output shaft, i _{MB is} a gear ratio between the speed of a drive shaft of the second hydraulic motor and the output speed of a common output shaft of the traction drive n _{MotIst is} the current speed of the drive motor, eta _{MA is} the efficiency of the first _hydraulic motor, eta _{MB is} the efficiency of the second _hydraulic motor, eta _{Pump is} the efficiency of the hydraulic pump, and where n _ABis the actual output speed.

Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Verfahren in einem Fahrbereich bis zu einer vorgegebenen Abtriebsdrehzahlschwelle angewendet wird, und dass oberhalb der Abtriebsdrehzahlschwelle ein PI-Regler oder ein PID-Regler in einer Drehzahlregelung angewendet wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that said method is applied in a driving range up to a predetermined output speed threshold, and that above the output speed threshold, a PI controller or a PID controller is used in a speed control.

Hydrostatischer Fahrantrieb mit einer Hydraulikpumpe, die ein verstellbares Fördervolumen aufweist und mit zumindest einem Hydromotor, der ein verstellbares Schluckvolumen aufweist, wobei die Hydraulikpumpe und der Hydromotor in einem hydraulischen Kreislauf fluidisch miteinander verbunden sind, wobei die Hydraulikpumpe mit einem Antriebsmotor und der Hydromotor mit einem anzutreibenden Antriebsrad oder einer anzutreibenden Antriebskette verbunden oder verbindbar ist, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die dazu geeignet ist den Fahrantrieb nach einem Verfahren gemäß einem der vorgenannten Ansprüche zu steuern. Hydrostatic drive with a hydraulic pump having an adjustable displacement and with at least one hydraulic motor having an adjustable displacement, wherein the hydraulic pump and the hydraulic motor are fluidly connected to each other in a hydraulic circuit, wherein the hydraulic pump with a drive motor and the hydraulic motor to be driven Drive wheel or a drive chain to be driven is connected or connectable, characterized by a control device which is adapted to control the travel drive according to a method according to one of the preceding claims.

Hydrostatischer Fahrantrieb nach Anspruch 9, bei dem die Steuereinrichtung (8) umfasst: • ein Steuergerät (6) mit einem Prozessor (15) als datenverarbeitendes Element zur Verarbeitung gespeicherter und erfasster Parameter und mit Speichermitteln (16) zum Speichern zumindest eines Steuerprogramms sowie von Formeln, Parametern, Kennlinien und/oder Kennfeldern, • Mittel zum Erfassen von Parametern zur Berechnung einer Motorsolldrehzahl n_MotSoll, • Mittel zum Erfassen von Parametern zur Berechnung einer angeforderten Abtriebsdrehzahl n_ABSoll, • Mittel zum Erfassen einer aktuellen Drehzahl des Antriebsmotors n_MotIst, • Mittel zum Erfassen einer Istabtriebsdrehzahl n_ABIst • eine Verstelleinrichtung zum Verstellen des Fördervolumens der Hydraulikpumpe (3) anhand des Pumpensteuerdrucks und • zumindest eine Verstelleinrichtung zum Verstellen des Schluckvolumens zumindest eines Hydromotors (4, 5). Hydrostatic drive according to Claim 9, in which the control device ( 8th ) comprises: • a control unit ( 6 ) with a processor ( 15 ) as a data processing element for processing stored and acquired parameters and with storage means ( 16 ) for storing at least one control program and of formulas, parameters, characteristic curves and / or characteristic _maps , means for acquiring parameters for calculating a target engine speed n _MotSoll , means for acquiring parameters for calculating a requested output _{rpm nToll} , a means for detecting a current speed of the drive motor n _MotIst, • means for detecting a Istabtriebsdrehzahl n _ABIst • an adjusting device for adjusting the delivery volume of the hydraulic pump ( 3 ) based on the pump control pressure and • at least one adjusting device for adjusting the displacement volume of at least one hydraulic motor ( 4 . 5 ).

Computerprogrammprodukt (17), das derart ausgestaltet ist, dass damit ein hydrostatischer Fahrantrieb im Sinne eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 steuerbar ist. Computer program product ( 17 ), which is designed such that it is a hydrostatic drive in the sense of a method according to one of claims 1 to 6 controllable.