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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines hydrostatischen Fahrantriebs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einen hydrostatischen Fahrantrieb gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11.
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Hydrostatische Fahrantriebe sind beispielsweise zum Antrieb von Fahrzeugen aus dem Bau- und Landmaschinenbereich bekannt. Dabei ist eine hydraulische Fahrpumpe in einem hydraulischen Förderkreis mit einem oder mehreren hydrostatischen Motoren fluidisch verbunden. Durch das von der Fahrpumpe geförderte Hydraulikfluid können die hydrostatischen Motoren angetrieben werden. Die hydrostatischen Motoren werden im Folgenden auch Hydromotoren genannt.
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Ein solcher hydrostatischer Fahrantrieb umfasst eine verstellbare Fahrpumpe, welche direkt an einem Antriebsmotor, wie beispielsweise einem Dieselmotor, angeflanscht sein kann. Unter einer verstellbaren Fahrpumpe wird eine Fahrpumpe verstanden, deren Verdrängungsvolumen beispielsweise mithilfe eines Steuerdrucks veränderbar ist. Wird bei drehendem Antriebsmotor der Steuerdruck der verstellbaren Fahrpumpe erhöht und die Fahrpumpe dadurch ausgeschwenkt, so fördert die Fahrpumpe Hydraulikfluid in dem hydraulischen Förderkreis zu dem Hydromotor. Dadurch wird der Hydromotor angetrieben, welcher über einen mechanischen Antriebsstrang wiederum das Fahrzeug antreibt.
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Als Fahrpumpe werden bei derartigen Fahrantrieben häufig sogenannte Schrägscheibenmaschinen verwendet, deren Verdrängungsvolumen über einen Steuerdruck gesteuert werden kann. Damit kann die Fahrzeuggeschwindigkeit bei physikalisch bedingten Grenzen des Verdrängungsvolumens über die Fördermenge, d.h. über das Fördervolumen der Fahrpumpe reguliert werden.
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Es sind bereits Verfahren bekannt zur Steuerung und Einstellung von hydrostatischen Fahrantrieben, die eine Fahrpumpe mit verstellbarem Verdrängungsvolumen und zumindest einen Hydromotor aufweisen. Bei derartigen hydrostatischen Fahrantrieben können die Fahrpumpe und gegebenenfalls auch die Hydromotoren getrennt voneinander verstellt werden, um eine gewünschte Abtriebsdrehzahl und damit die gewünschte Fahrgeschwindigkeit einzustellen.
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Aus der
DE 102012221943 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Einstellung eines hydrostatischen Fahrantriebs bekannt, bei dem der Steuerdruck einer Hydraulikpumpe basierend auf einer oberen Drehzahlvorgabe angepasst wird. Dabei kann der Steuerdruck beispielsweise basierend auf einem Kennfeld angepasst werden, das die obere Drehzahlvorgabe als Eingangsparameter aufweist und als Ausgangswert eine den Steuerdruck beeinflussende Größe aufweist. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass dieses Verfahren nur unter einem hohen Applikationsaufwand anwendbar ist. Beispielsweise besteht bei diesem Verfahren ein hoher Regelungsaufwand während des Betriebs des hydrostatischen Fahrantriebs.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Einstellung eines hydrostatischen Fahrantriebs mithilfe von Kennfeldern anzugeben. Insbesondere soll dabei die Vorsteuerung so genau berechnet werden, dass Regelungsanteile im Betrieb minimiert werden. Ferner soll ein verbesserter hydrostatischer Fahrantrieb geschaffen werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und durch einen hydrostatischen Fahrantrieb gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
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Demnach ist das vorgeschlagene Verfahren zur Einstellung eines hydrostatischen Fahrantriebs vorgesehen für einen hydrostatischen Fahrantrieb mit einer Fahrpumpe, deren Verdrängungsvolumen durch das Einstellen eines Steuerdrucks veränderbar ist. Dabei ist der Steuerdruck mithilfe eines Proportionalventils einstellbar, das durch einen Steuerdruckstrom ansteuerbar ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Steuerdruckstrom durch Addition von Ausgangsgrößen verschiedener Kennfelder ermittelt. Auf diese Weise können verschiedene Faktoren zur Ermittlung des gewünschten Steuerdruckstroms in verschiedenen Kennfeldern mit unterschiedlichen Eingangsgrößen in einem Steuerzyklus erfasst und berücksichtigt werden. Es können beispielsweise mehrere verschiedene Kennfelder für unterschiedliche Fahrsituationen oder Fahrbereiche verwendet werden, um so situationsgerecht auf alle denkbaren Fahrsituationen reagieren zu können. Als Steuerzyklus wird der Softwareprogrammzyklus bzw. die Taktzeit einer elektrischen Steuereinrichtung des Fahrantriebs verstanden. Ein solcher Steuerzyklus dauert typischerweise einige Millisekunden, beispielsweise 10 Millisekunden. Die genannten Kennfelder können beispielsweise in Form von Tabellen oder mathematischen Funktionen in der elektrischen Steuereinrichtung gespeichert sein.
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Dieses Verfahren ermöglicht eine genaue Einstellung der Fahrpumpe unter lastlosen Betriebszuständen mit wenigen Eingabegrößen. Mithilfe dieses Verfahrens kann die Vorsteuerung so genau berechnet werden, dass der Regler zumindest im lastlosen Betrieb kaum noch Einfluss auf die Fahrgeschwindigkeit nehmen muss. Es wird also der lastunabhängige Vorsteueranteil optimiert, sodass der Regelanteil im Betrieb reduziert ist. Damit kann ein komfortabler und zuverlässiger Fahrbetrieb gewährleistet werden. Lastfaktoren können mithilfe einer Leistungsmodulation ausgesteuert werden und sind hier nicht berücksichtigt.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Steuerdruckstrom ermittelt wird, indem ein Stromwert als Ausgangsgröße aus einem Stromkennfeld und ein Offsetwert als Ausgangsgröße aus einem Offsetkennfeld miteinander addiert werden. Das Stromwertkennfeld gibt also einen Stromwert aus, der durch die Addition eines Offsetwertes aus dem Offsetkennfeld angepasst wird, beispielsweise an verschiedene Betriebsphasen oder Zustände des hydrostatischen Fahrantriebs. Die Begriffe Steuerdruckstrom, Stromwert und Offsetwert sind Größen im Sinne der elektrischen Stromstärke. Sie sind beispielsweise in der Einheit Milliampere messbar und einstellbar.
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Als Eingangsgröße des Stromwertkennfelds kann ein Fahrpumpensteuerdruck verwendet werden, der erforderlichenfalls bereits so begrenzt worden ist, dass ein maximal zulässiger Steuerdruckverstellwert in Bezug auf den Fahrpumpensteuerdruck des vorhergehenden Steuerzyklus nicht überschritten wird. Mit anderen Worten wird ein maximal zulässiger Steuerdruckverstellwert festgelegt, der einer maximalen Verstellgeschwindigkeit entspricht. D.h. der Fahrpumpensteuerdruck darf von einem Steuerzyklus auf den nächstfolgenden Steuerzyklus nur um einen begrenzten Betrag verändert werden.
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Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird also in jedem Steuerzyklus geprüft, ob der zunächst ermittelte Fahrpumpensteuerdruck in Bezug auf den Fahrpumpensteuerdruck des vorhergehenden Steuerzyklus den festgelegten maximal zulässigen Steuerdruckverstellwert überschreitet. Ist dies der Fall, so wird die Verstellgeschwindigkeit begrenzt auf den erlaubten Wert, indem als Eingangswert für das Stromwertkennfeld der Fahrpumpensteuerdruck angewendet wird, der dem maximal zulässigen Steuerdruckverstellwert entspricht. Dadurch können unerwünschte Unstetigkeiten der Fahrgeschwindigkeit, d.h. unerwünscht starke Beschleunigungen des durch den hydrostatischen Fahrantrieb angetriebenen Fahrzeugs vermieden werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung kann als Offsetkennfeld eines von verschiedenen bereitgestellten Offsetkennfeldern ausgewählt und dessen Ausgangsgröße zur Ermittlung des Steuerdruckstroms verwendet werden. Die Auswahl des zu verwendenden Offsetkennfelds ist dabei abhängig davon, ob der Fahrpumpensteuerdruck erhöht oder abgesenkt werden soll. Dies kann dadurch realisiert werden, dass der für den aktuellen Steuerzyklus berechnete Fahrpumpensteuerdruck verglichen wird mit dem Fahrpumpensteuerdruck des vorhergehenden Steuerzyklus. Ist der Fahrpumpensteuerdruck des aktuellen Steuerzyklus größer als der Fahrpumpensteuerdruck des vorhergehenden Steuerzyklus, so ist eine Erhöhung des Fahrpumpensteuerdrucks vorgesehen und es wird ein dementsprechendes erstes Offsetkennfeld verwendet.
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Die Auswahl des zu verwendenden Offsetkennfelds beim Absenken des Fahrpumpensteuerdrucks kann zusätzlich davon abhängig gemacht werden, ob die Fahrpumpe auf das geometrisch maximale Verdrängungsvolumen eingestellt ist. Wird also bei dem oben beschriebenen Vergleich des für den aktuellen Steuerzyklus berechneten Fahrpumpensteuerdrucks mit dem Fahrpumpensteuerdruck des vorhergehenden Steuerzyklus festgestellt, dass der Fahrpumpensteuerdruck abgesenkt werden soll, so wird danach ermittelt, ob die Fahrpumpe auf das geometrisch maximale Verdrängungsvolumen eingestellt ist. Ist dies der Fall, so wird ein zweites Offsetkennfeld ausgewählt und dessen Ausgangsgröße zur Ermittlung des Steuerdruckstroms verwendet. Ist dies nicht der Fall, so wird ein drittes Offsetkennfeld ausgewählt und dessen Ausgangsgröße zur Ermittlung des Steuerdruckstroms verwendet. In jedem Steuerzyklus wird die Auswahl des jeweils zu verwendenden Offsetkennfelds neu getroffen, sodass in jedem Steuerzyklus der Stromwert aus dem Stromwertkennfeld mit genau einem Offsetwert aus dem jeweils verwendeten Offsetkennfeld addiert wird zu dem Steuerdruckstrom.
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Die bereitgestellten Offsetkennfelder weisen als Eingangsgrößen vorzugsweise jeweils eine Istmotordrehzahl und einen Steuerdruckverstellwert auf. Bei der Istmotordrehzahl handelt es sich dabei um die Istmotordrehzahl eines Antriebsmotors, insbesondere eines Verbrennungsmotors, der die Fahrpumpe antreibt. Diese Istmotordrehzahl kann beispielsweise von einem dem Antriebsmotor zugeordneten Motorsteuergerät abgerufen werden oder sie wird an einer Motorwelle mittels eines Drehzahlsensors erfasst und der Steuereinrichtung des hydrostatischen Fahrantriebs zur Verfügung gestellt. Der Steuerdruckverstellwert entspricht der Differenz zwischen dem für den aktuellen Steuerzyklus ermittelten Fahrpumpensteuerdruck und dem Fahrpumpensteuerdruck des vorhergehenden Steuerzyklus.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Berücksichtigung eines Innendrucks der Fahrpumpe bei der Ermittlung des Steuerdruckstroms. Der Innendruck der Fahrpumpe ist der Druck, der sich im Innenraum des Pumpengehäuses der Fahrpumpe einstellt.
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Die Fahrpumpe kann beispielsweise als Schrägscheibenpumpe bzw. Schwenkscheibenpumpe ausgeführt sein, bei der zwei mit dem Steuerdruck beaufschlagbare Stellkammern die Auslenkung der Schwenkscheibe bewirken. Jeweils eine der beiden Stellkammern kann über ein Ventil, beispielsweise ein Fahrtrichtungsventil, mit dem Innenraum des Pumpengehäuses verbunden werden. Wenn nun die Pumpe auf eine Seite ausgelenkt wird, also Steuerdruck in die erste Stellkammer gegeben wird, dann wird gleichzeitig die zweite Stellkammer in den Innenraum des Pumpengehäuses entlüftet. Damit herrscht in der zweiten Stellkammer der Innendruck der Fahrpumpe und der Steuerdruck in der ersten Stellkammer arbeitet bei der Auslenkung gegen den Innendruck in der zweiten Stellkammer. Deshalb muss dieser Innendruck auf den eigentlich erforderlichen Steuerdruck aufaddiert werden um die gewünschte Auslenkung der Schwenkscheibe zu erreichen.
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Der Fahrpumpensteuerdruck kann demnach ermittelt werden, indem ein von einer Sollmotordrehzahl und von einer Sollabtriebsdrehzahl abhängiger Sollsteuerdruck zu dem Innendruck der Fahrpumpe addiert wird. Dabei sind die Sollmotordrehzahl und die Sollabtriebsdrehzahl im Wesentlichen von dem Fahrerwunsch abhängig, der beispielsweise über ein Fahrpedal und gegebenenfalls durch ein Inchpedal erfasst und der elektrischen Steuereinrichtung bereitgestellt wird.
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Um den Innendruck der Fahrpumpe zu ermitteln kann ein Innendruckkennfeld verwendet werden, das als Ausgangsgröße den Innendruck der Fahrpumpe aufweist. Als Eingangsgrößen für das Innendruckkennfeld können vorzugsweise eine Öltemperatur im hydraulischen Förderkreis und die Istmotordrehzahl verwendet werden. Diese beiden Größen haben wesentlichen Einfluss auf den Innendruck der Fahrpumpe und eignen sich daher als Eingangsgrößen des Innendruckkennfelds.
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Das beschriebene Verfahren wird bevorzugt in jedem Steuerzyklus neu durchlaufen, das heißt, dass der Steuerdruckstrom in jedem Steuerzyklus von der elektrischen Steuereinrichtung neu berechnet bzw. ermittelt wird. Dies ermöglicht einen stetigen und gemäßigten Verlauf der Fahrgeschwindigkeit ohne unerwünschte Fahrtrucke, weil der Steuerdruck durch die kurzen Steuerzyklen von beispielsweise 10 Millisekunden quasi kontinuierlich an die Fahrsituation angepasst wird.
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Neben dem beschriebenen Verfahren wird auch ein hydrostatischer Fahrantrieb vorgeschlagen. Ein solcher Fahrantrieb umfasst eine Fahrpumpe, deren Verdrängungsvolumen durch das Einstellen eines Steuerdrucks veränderbar ist und zumindest einen Hydromotor, wobei die Fahrpumpe und der Hydromotor in einem hydraulischen Kreislauf fluidisch miteinander verbunden sind. Die Fahrpumpe kann mit einem Antriebsmotor verbunden sein, der als Verbrennungsmotor, beispielsweise als Dieselmotor, ausgebildet ist. Der Hydromotor kann abtriebsseitig über einen mechanischen Triebstrang mit einem Antriebsrad oder einer Antriebskette des Fahrzeugs verbunden sein. Zum Einstellen des Steuerdrucks für das Verändern des Verdrängungsvolumens der Fahrpumpe weist der Fahrantrieb ferner ein elektrisch ansteuerbares Proportionalventil auf. Schließlich umfasst der hydrostatische Fahrantrieb eine Steuereinrichtung, die dazu geeignet ist den Fahrantrieb nach dem oben beschriebenen Verfahren zu steuern.
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Eine solche Steuereinrichtung umfasst bevorzugt ein Steuergerät mit einem Prozessor als datenverarbeitendes Element zur Verarbeitung gespeicherter und erfasster Parameter und mit Speichermitteln zum Speichern und Abrufen zumindest eines Steuerprogramms, Parametern und Kennfeldern. Ein in den genannten Speichermitteln abgespeichertes Steuerprogramm beinhaltet vorzugsweise das oben beschriebene Verfahren und ist in der Lage der Steuereinrichtung die erforderlichen Verfahrensschritte vorzugeben.
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Des Weiteren kann die Steuereinrichtung Mittel zur Erfassung einer Istmotordrehzahl des Antriebsmotors und Mittel zur Erfassung einer Öltemperatur in dem hydraulischen Förderkreislauf umfassen. Mithilfe dieser Größen kann über ein entsprechendes Kennfeld der Innendruck der Fahrpumpe ermittelt werden. Die Istmotordrehzahl kann beispielsweise mittels einer Schnittstelle von einem Motorsteuergerät abgerufen werden oder sie wird an einer Motorwelle mittels eines Drehzahlsensors erfasst und der Steuereinrichtung des hydrostatischen Fahrantriebs zur Verfügung gestellt. Als Mittel zur Erfassung der Öltemperatur eignen sich Temperatursensoren, die dem Fachmann bekannt sind.
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Alternativ zur Ermittlung des Innendrucks der Fahrpumpe ausgehend von der Öltemperatur und der Istmotordrehzahl kann der Innendruck der Fahrpumpe auch mit einem Drucksensor erfasst werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen
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1 eine schematische Zeichnung eines hydrostatischen Fahrantriebs gemäß der Erfindung und
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2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die 1 zeigt die wesentlichen Komponenten eines hydrostatischen Fahrantriebs 1 in einer vereinfachten Darstellung. Der als Dieselmotor ausgebildete Antriebsmotor 2 treibt dabei über eine Motorabtriebswelle 10 den hydrostatischen Fahrantrieb 1 an. Der hydrostatische Fahrantrieb umfasst als wesentliche Komponenten eine Fahrpumpe 3, sowie einen ersten Hydromotor 4 und einen zweiten Hydromotor 5. Die Fahrpumpe 3 ist von dem Antriebsmotor 2 über dessen Motorabtriebswelle 10 antreibbar. Das Verdrängungsvolumen der Fahrpumpe 3 ist mittels einer nicht dargestellten Verstelleinrichtung veränderbar, indem ein Steuerdruck als Stellgröße für das Verdrängungsvolumen verändert wird. Dabei wird der Steuerdruck mittels eines Proportionalventils 14 eingestellt, welches durch einen Steuerdruckstrom elektrisch ansteuerbar ist. Der Steuerdruckstrom wird mithilfe mehrerer Kennfelder ermittelt, die in Form von Tabellen oder mathematischen Funktionen in einer elektrischen Steuereinrichtung 8 abgespeichert sind.
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Die Fahrpumpe 3 treibt über einen hydraulischen Förderkreis 11 den ersten Hydromotor 4 und den 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 Abtriebsdrehzahl nAB dreht.
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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 der Steuereinrichtung 8 berücksichtigt werden kann. Die Fahrpedalstellung wird von der Steuereinrichtung 8 beispielsweise zur Ermittlung einer Sollmotordrehzahl und einer Sollabtriebsdrehzahl verwendet, aus denen wiederum eine Sollfördermenge und unter Berücksichtigung des maximalen Verdrängungsvolumens der Fahrpumpe schließlich ein Sollsteuerdruck berechnet werden. 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, als drahtlose Verbindungen oder durch ein oder mehrere elektronische Bussysteme realisiert werden.
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Die Steuereinrichtung 8 des hydrostatischen Fahrantriebs 1 umfasst auch das 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 Einstellen 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 und Parametern sowie zur Verarbeitung der Parameter mithilfe von ebenfalls gespeicherten Kennfeldern, so dass der Steuerdruckstrom durch Addition von Ausgangsgrößen der verschiedenen Kennfelder ermittelt werden kann.
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In den Speichermitteln 16 sind gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ein Stromkennfeld und ein Offsetkennfeld gespeichert, sodass der Steuerdruckstrom ermittelt werden kann, indem ein Stromwert als Ausgangsgröße aus dem Stromkennfeld und ein Offsetwert als Ausgangsgröße aus dem Offsetkennfeld miteinander addiert werden.
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Zu den genannten Parametern zählen beispielsweise eine Sollmotordrehzahl, eine Sollabtriebsdrehzahl, eine Sollfördermenge, das geometrisch maximale Verdrängungsvolumen der Fahrpumpe, ein Sollsteuerdruck, die Istmotordrehzahl, der Steuerdruckverstellwert, der maximal zulässige Steuerdruckverstellwert und die Öltemperatur.
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Die Steuereinrichtung 8 umfasst des Weiteren Mittel zur Erfassung einer Istmotordrehzahl des Antriebsmotors und Mittel zur Erfassung einer Öltemperatur in dem hydraulischen Förderkreislauf, beispielsweise an dem Rücklauf zur Fahrpumpe 3.
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Diese Mittel zum Erfassen der genannten Parameter umfassen geeignete Sensoren für den jeweiligen Parameter, die außerhalb des Steuergeräts 6 an den jeweiligen Komponenten des hydrostatischen Fahrantriebs 1 angeordnet und mittels der Verbindungen 9 mit dem Steuergerät 6 verbunden sind. Dementsprechend wird die Istmotordrehzahl mithilfe eines Drehzahlsensors und die Öltemperatur mithilfe eines Temperatursensors erfasst. Geeignete Sensoren sind dem Fachmann hinreichend bekannt.
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Der hydrostatische Fahrantrieb kann darüber hinaus geeignete Mittel zum Verstellen einer Exzentrizität an den Hydromotoren 4 und 5 umfassen, womit das Schluckvolumen der Hydromotoren 4 und 5 einstellbar ist.
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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 oben beschriebenen Verfahrens ansteuern kann.
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Die 2 zeigt den Ablauf eines Verfahrens zur Einstellung eines hydrostatischen Fahrantriebs, bei dem das Verdrängungsvolumen einer hydraulischen Fahrpumpe mithilfe eines Steuerdrucks eingestellt wird. Der Steuerdruck wird dabei mittels eines Proportionalventils eingestellt, welches durch einen Steuerdruckstrom 20 elektrisch angesteuert wird. Der Steuerdruckstrom 20 wird dabei berechnet, indem ein Stromwert 21 als Ausgangsgröße aus einem Stromkennfeld 22 und ein Offsetwert 23, 25, 27 als Ausgangsgröße aus einem von mehreren Offsetkennfeldern 24, 26, 28 miteinander addiert werden. Die Addition des Stromwerts 21 mit dem jeweils ausgewählten Offsetwert 23, 25 oder 27 ist im Verfahrensschritt 32 dargestellt.
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Als Eingangsgröße des Stromkennfelds 22 wird ein Fahrpumpensteuerdruck pXout verwendet, der erforderlichenfalls so begrenzt worden ist, dass ein maximal zulässiger Steuerdruckverstellwert in Bezug auf den Fahrpumpensteuerdruck des vorhergehenden Steuerzyklus nicht überschritten wird. Dies ist im Verfahrensschritt 29 dargestellt. Auf diese Weise wird die Verstellgeschwindigkeit des Steuerdrucks pX begrenzt auf einen maximal zulässigen Steuerdruckverstellwert, wodurch Unstetigkeiten der Fahrgeschwindigkeit vermieden werden.
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Die Auswahl des zu verwendenden Offsetkennfelds aus den bereitgestellten Offsetkennfeldern 24, 26, 28 ist zunächst davon abhängig, ob der Fahrpumpensteuerdruck erhöht oder abgesenkt werden soll. Dies ist im Verfahrensschritt 30 dargestellt. Es wird dazu der für den aktuellen Steuerzyklus berechnete Fahrpumpensteuerdruck verglichen mit dem Fahrpumpensteuerdruck des vorhergehenden Steuerzyklus, indem beispielsweise eine Steuerdruckdifferenz dpX gebildet wird aus dem Fahrpumpensteuerdruck des aktuellen Steuerzyklus und dem Fahrpumpensteuerdruck des vorhergehenden Steuerzyklus. Ist diese Steuerdruckdifferenz positiv, dann wird eine Erhöhung des Steuerdrucks erforderlich, und es wird das Offsetkennfeld 24 ausgewählt und verwendet. Ist die Steuerdruckdifferenz negativ, dann ist eine Absenkung des Steuerdrucks erforderlich und es ist eine weitere Auswahl im Verfahrensschritt 31 erforderlich.
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Die weitere Auswahl des zu verwendenden Offsetkennfelds beim Absenken des Fahrpumpensteuerdrucks ist zusätzlich davon abhängig, ob die Fahrpumpe 3 auf das geometrisch maximale Verdrängungsvolumen VGmax eingestellt ist oder nicht. Die Unterscheidung, ob die Fahrpumpe 3 auf das geometrisch maximale Verdrängungsvolumen VGmax eingestellt ist oder nicht, ist erforderlich, weil die Fahrpumpe unter anderem in einem Bereich betrieben wird, in dem sich das Verdrängungsvolumen nicht ändert, obwohl der Steuerdruck verändert wird. Dabei ist das maximale Verdrängungsvolumen der Fahrpumpe 3 eingestellt und der Steuerdruck wird weiter erhöht, wodurch die Steifigkeit des Fahrantriebs 1 erhöht und die Leistungsaufnahme begrenzt wird, um Unstetigkeiten zu vermeiden. In dem Bereich, in dem das geometrisch maximale Verdrängungsvolumen VGmax eingestellt und der Steuerdruck pX überhöht ist, sind deshalb auch andere Offsetwerte für den Steuerdruckstrom 20 erforderlich als in den anderen Bereichen, in denen die Fahrpumpe betreibbar ist. Deshalb wird für den Bereich, in dem das geometrisch maximale Verdrängungsvolumen VGmax eingestellt ist, ein eigenes Offsetkennfeld 28 verwendet.
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Als Eingangsgrößen für die Offsetkennfelder 24, 26 und 28 werden jeweils die Istmotordrehzahl Nmotist und ein akuteller Steuerdruckverstellwert dpXist verwendet.
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Der Fahrpumpensteuerdruck wird ermittelt, indem ein von einer Sollmotordrehzahl und von einer Sollabtriebsdrehzahl abhängiger Sollsteuerdruck 36 zu dem Innendruck 35 der Fahrpumpe 3 addiert wird. Die Addition des Sollsteuerdrucks 36 mit dem Innendruck 35 ist im Verfahrensschritt 33 dargestellt. Zur Bestimmung des Sollsteuerdrucks wird zunächst im Verfahrensschritt 38 aus einer Sollmotordrehzahl und einer Sollabtriebsdrehzahl ein Sollfördervolumen VGsoll ermittelt. Der Sollsteuerdruck 36 kann dann aus dem Verhältnis des Sollfördervolumens VGsoll zu dem geometrisch maximalen Verdrängungsvolumen VGmax der Fahrpumpe 3 berechnet werden.
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Zur Ermittlung Innendrucks 35 der Fahrpumpe 3 wird das Innendruckkennfeld 34 verwendet, das als Ausgangsgröße den Innendruck 35 der Fahrpumpe aufweist. Als Eingangsgrößen des Innendruckkennfelds 34 werden in diesem Ausführungsbeispiel die Öltemperatur im hydraulischen Förderkreis 11 und die Istmotordrehzahl verwendet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- hydrostatischer Fahrantrieb
- 2
- Antriebsmotor
- 3
- Fahrpumpe
- 4
- erster Hydromotor
- 5
- zweiter Hydromotor
- 6
- Steuergerät
- 7
- Fahrpedal
- 8
- Steuereinrichtung
- 9
- Verbindung
- 10
- Motorabtriebswelle
- 11
- hydraulischer Förderkreis
- 12
- Summiergetriebe
- 13
- Abtriebswelle
- 14
- Proportionalventil
- 15
- Prozessor
- 16
- Speichermittel
- 17
- Computerprogrammprodukt
- 20
- Steuerdruckstrom
- 21
- Stromwert
- 22
- Stromkennfeld
- 23
- Offsetwert
- 24
- Offsetkennfeld
- 25
- Offsetwert
- 26
- Offsetkennfeld
- 27
- Offsetwert
- 28
- Offsetkennfeld
- 29
- Verfahrensschritt
- 30
- Verfahrensschritt
- 31
- Verfahrensschritt
- 32
- Verfahrensschritt
- 33
- Verfahrensschritt
- 34
- Innendruckkennfeld
- 35
- Innendruck
- 36
- Sollsteuerdruck
- 37
- Verfahrensschritt
- 38
- Verfahrensschritt
- Nmot
- Motordrehzahl
- pX
- Steuerdruck
- dpX
- Steuerdruckdifferenz
- VG Soll
- Sollfördermenge
- VG max
- geometrisch maximales Verdrängungsvolumen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012221943 A1 [0006]
