DE102020206874A1

DE102020206874A1 - Verfahren zum einlernen der steuerfunktion von hydrostatischen motoren im fahrbetrieb

Info

Publication number: DE102020206874A1
Application number: DE102020206874.7A
Authority: DE
Inventors: Steffen Mutschler; Matthias Mueller; Norman Brix
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-06-03
Filing date: 2020-06-03
Publication date: 2021-12-09
Also published as: FR3111156A1; US20210382444A1; FR3111156B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlernen einer Steuerfunktion, vorzugsweise einer Kennlinie, von einem hydrostatischen Motor (3) eines Fahrantriebes einer Arbeitsmaschine im Fahrbetrieb, wobei der Fahrantrieb mit dem hydrostatischen Motor (3) und einer mit dem hydrostatischen Motor (3) hydraulisch verbundenen hydrostatischen Pumpe (12) versehen ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:a. Einstellen eines Schwenkwinkels (αMot) des hydrostatischen Motors (3) unter Berücksichtigung einer gewünschten Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine im Fahrbetrieb;b. Kontrollieren ob vorgegebene Bedingungen erfüllt sind;c. wenn die vorgegebenen Bedingungen erfüllt sind und die aktuelle Geschwindigkeit sich von der gewünschten Geschwindigkeit unterscheidet, Korrigieren der Steuerfunktion des hydrostatischen Motors (3) durch Berücksichtigung des Unterschiedes zwischen der gewünschten Geschwindigkeit und der aktuellen Geschwindigkeit; wobei mindestens ein Wert (imin, imax) der korrigierten Steuerfunktion des hydrostatischen Motors (3) in dem Schritt c. eingelernt wird.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlernen einer Steuerfunktion, vorzugsweise einer Kennlinie, von einem hydrostatischen Motor eines Fahrantriebes einer Arbeitsmaschine im Fahrbetrieb.
STAND DER TECHNIK
Es sind hydrostatische Fahrantriebe für mobile Arbeitsmaschinen bekannt, bei denen eine Hydropumpe und ein oder mehrere Hydromotoren in einem geschlossenen hydraulischen Kreis miteinander verbunden sind. Die Hydropumpe wird von einem Verbrennungsmotor - z.B. einem Dieselmotor - angetrieben, und die Hydromotoren treiben schließlich die mobile Arbeitsmaschine - z.B. über ein jeweiliges Rad - an.
Die Hydropumpe derartiger Fahrantriebe ist oft in ihrem Fördervolumen verstellbar. Damit kann z. B. bei konstanter Drehzahl des Verbrennungsmotors der von der Hydropumpe geförderte Volumenstrom im geschlossenen Kreis verändert werden und damit eine Abtriebsdrehzahl der Hydromotoren bzw. der Räder - also eine Fahrgeschwindigkeit der mobilen Arbeitsmaschine - verstellt werden.
Weiterhin ist es bekannt, dass auch der oder die Hydromotoren in ihrem Schluckvolumen verstellbar sind. Damit ist es z.B. möglich beim Anfahren der betroffenen mobilen Arbeitsmaschine zunächst das Fördervolumen der Hydropumpe von Null ausgehend bis zum Maximalwert zu erhöhen, um dann für schnellere Fahrt das Schluckvolumen der Hydromotoren vom Maximum ausgehend zu reduzieren. Mit dieser Reduktion wird die Abtriebsdrehzahl bei gleichbleibendem Volumenstrom erhöht.
Die Erfindung betrifft die Verstellung bzw. Reglung des zumindest einen Hydromotors.
Hydromotoren mit elektroproportionaler Verstellung des Verdrängungsvolumens werden u.a. in Fahrantrieben von Baumaschinen eingesetzt. Die Steuerfunktion, beziehungsweise die Kennlinie, ist wichtig zum Erreichen definierter Übersetzungen von Hydrostatischen Getrieben zur Steuerung von Fahrzeuggeschwindigkeiten. Besonders relevant ist in der vorliegenden Erfindung die notwendige Verstellung zur Erreichung der Maximalgeschwindigkeit.
Es gibt verschiedene Methoden, die benutzt werden können, um die Toleranzen in der Kennlinie der Motoren zu beherrschen.
Der Hardware-Elektroproportionalregler des Motors kann projektspezifisch an der Fertigungslinie des Motors eingestellt werden. Der Einstellpunkt ist dabei so gewählt, dass er zur Maximalgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine passt. Der Nachteil einer solchen Lösung ist, dass die Einstellung mit einer projektspezifischen Prozedur erfolgen muss, was hohe Kosten und eine limitierte Genauigkeit verursacht. Darüber hinaus werden die fahrzeugspezifischen Toleranzen nicht berücksichtigt.
Am Ende der Fahrzeugproduktionslinie kann alternativ die Arbeitsmaschine mit freidrehenden Rädern „aufgebockt“ und der Schwenkwinkel des Motors, der für die maximale Geschwindigkeit notwendig ist, mit Hilfe von Drehzahlsensorik und einer automatisierten Kalibrierfunktion identifiziert werden. Alternativ kann der minimale Strom der elektroproportionalen Verstellung manuell an jeder Arbeitsmaschine eingestellt, in dem eine Testfahrt zu Maximalgeschwindigkeit durchgeführt wird. Der Nachteil solcher Lösungen ist, dass die Arbeitsmaschine dazu angehoben werden muss, was zusätzliche Kosten am Bandende verursacht.
Die Kennlinie von Strom zu Motorvolumen kann alternativ am Komponenten End of Line ermittelt werden. Die daraus generierten Kalibrierdaten werden später bei Fahrzeugproduktion auf das jeweilige Steuergerät aufgespielt. Der Nachteil ist das Entstehen von Aufwand/Kosten zur Ermittlung der Daten und deren Übergabe in die Fahrzeugsteuerung am Band. Darüber hinaus werden damit die fahrzeugspezifischen Toleranzen nicht berücksichtigt.
Alternativ könnte ein Endgeschwindigkeitsregler benutzt werden, der in der Fahr-software drehzahlbasiert falsche Motorverstellungen regelt. Der Nachteil ist aber, dass das Reglerverhalten immer zunächst zu einem Überschreiten der Maximalgeschwindigkeit führt.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren herzustellen, dass die oben gelisteten Nachteile überwinden wird.
KURZFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Einlernen einer Steuerfunktion, vorzugsweise einer Kennlinie, von einem hydrostatischen Motor eines Fahrantriebes einer Arbeitsmaschine im Fahrbetrieb bereitgestellt, wobei der Fahrantrieb mit dem hydrostatischen Motor und einer mit dem hydrostatischen Motor hydraulisch verbundenen hydrostatischen Pumpe versehen ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

a. Einstellen eines Schwenkwinkels des hydrostatischen Motors unter Berücksichtigung einer gewünschten Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine im Fahrbetrieb;
b. Kontrollieren ob vorgegebene Bedingungen erfüllt sind;
c. wenn die vorgegebenen Bedingungen erfüllt sind und die aktuelle Geschwindigkeit sich von der gewünschten Geschwindigkeit unterscheidet, Korrigieren der Steuerfunktion des hydrostatischen Motors durch Berücksichtigung des Unterschiedes zwischen der gewünschten Geschwindigkeit und der aktuellen Geschwindigkeit;

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei der Schwenkwinkel, der in dem Schritt a. eingestellt wird, mittels einer Volumenstrombilanz bestimmt wird, wobei vorzugsweise eine der genannten vorgegebenen Bedingungen in dem Schritt b. ist, dass der aktuelle Schwenkwinkel dem berechneten Schwenkwinkel entspricht. Mit „der aktuelle Schwenkwinkel dem berechneten Schwenkwinkel entspricht“ ist gemeint, dass die Differenz zwischen den beiden kleiner als ein vorgegebenes Δ ist, wobei das Δ kleiner als ± 0.5° ist, vorzugsweise kleiner als ± 0.4°, mehr vorzugsweise kleiner als ± 0.3°.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei die genannte Steuerfunktion des hydrostatischen Motors die Abhängigkeit des Stromes, der für die Regelung des Schwenkwinkels des Motors gebraucht wird, zu einem Volumenstrom des Motors darstellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei der Strom, der für die Regelung des Schwenkwinkels des Motors gebraucht wird, in dem Schritt c. erhöht oder reduziert wird, bis der Unterschied zwischen der Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine und der gewünschten Geschwindigkeit kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei in dem Schritt c. der Strom, der für die Regelung des Schwenkwinkels des Motors gebraucht wird, stufenweise erhöht oder gesenkt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei der genannte Wert der Steuerfunktion des hydrostatischen Motors ein minimaler Strom ist, der in der Steuerfunktion einstellbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei der genannte Wert der Steuerfunktion des hydrostatischen Motors ein maximaler Strom ist, der in der Steuerfunktion einstellbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei eine der genannten vorgegebenen Bedingungen ist, dass ein in dem System gemessener Druck einen Grenzwert nicht überschreitet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei eine der genannten vorgegebenen Bedingungen ist, dass die gewünschte Geschwindigkeit mindestens 90% der maximalen Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei die hydrostatische Pumpe durch einen Antriebsmotor angetrieben ist, wobei vorzugsweise eine der genannten vorgegebenen Bedingungen ist, dass die Geschwindigkeit des Antriebsmotors höher als eine vorgegebene Geschwindigkeit ist, die für die maximale Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine gemäß einem vorgegebenen Einstellwinkel des hydrostatischen Motors nötig ist.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile und / oder auf ähnliche Teile und / oder auf entsprechende Teile des Systems beziehen. Zu den Figuren:

1 zeigt schematisch einen Schaltplan eines Fahrantriebs gemäß dem Stand der Technik;
2 zeigt schematisch einen Schaltplan des Lernverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt schematisch eine Zeitdarstellung verschiedener Parameter während dem Lernverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt schematisch ein Beispiel einer Kennlinie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, wie sie in den beigefügten Figuren gezeigt sind. Nichtsdestotrotz ist die vorliegende Erfindung nicht auf die besonderen Ausführungsformen beschränkt, die in der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben und in den Figuren gezeigt sind, sondern die beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichen lediglich einige Aspekte der vorliegenden Erfindung, deren Schutzbereich durch die Ansprüche definiert ist.
Weitere Änderungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann klar. Die vorliegende Beschreibung umfasst somit alle Änderungen und / oder Variationen der vorliegenden Erfindung, deren Schutzbereich durch die Ansprüche definiert ist.
1 zeigt einen Schaltplan, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Es werden nur die für die Erfindung wesentlichen Komponenten beschrieben.
Der Fahrantrieb hat eine Axialkolbenpumpe 1, an dessen Gehäuse zwei Arbeitsanschlüsse A, B gebildet sind. Über die Arbeitsanschlüsse A, B und über Arbeitsleitungen eines geschlossenen Kreises ist ein Hydromotor 3 fluidisch mit der Axialkolbenpumpe 1 verbunden. An einer Abtreibwelle des Hydromotors 3 ist ein (nicht gezeigtes) Rad drehfest gekoppelt. Damit ist ein Fahrantrieb für eine (nicht näher gezeigte) mobile Arbeitsmaschine gebildet.
Die Axialkolbenpumpe 1 ist mit einer Schrägscheibe 2 ausgeführt, deren Pumpenschwenkwinkel α_Pmp über eine Verstelleinheit 4a einstellbar ist. Dazu dient ein doppelt wirkender Stellzylinder 6, der eine erste Stelldruckkammer 8₁ und eine dem entgegenwirkende zweite Stelldruckkammer 8₂ aufweist.
Ein erster Steuerdruck wirkt in der ersten Stelldruckkammer 8₁ in Richtung einer Vergrößerung des Schwenkwinkels α_Pmp und damit in Richtung einer Vergrößerung des Pumpenfördervolumens V_P. Dem entgegen wirkt ein zweiter Stelldruck in der zweiten Stelldruckkammer 8₂ in Richtung einer Verkleinerung des Schwenkwinkels α_Pmp und damit in Richtung einer Verringerung des Pumpenfördervolumens V_P. Dabei lässt sich eine Stelldruckdifferenz definieren, die definitionsgemäß stets in Richtung einer Vergrößerung des Pumpenschwenkwinkels α_Pmp bzw. des Pumpenfördervolumens V_P wirkt.
Über eine Antriebswelle 10 der Axialkolbenpumpe 1 wird deren Triebwerk 12 und darüber hinausgehend auch eine Speisepumpe 14 angetrieben. Die Antriebswelle 10 wird von einem (nicht gezeigten) Dieselmotor (Antriebsmotor) angetrieben, dessen Kurbelwelle mit einer Drehzahl rotiert. Mit gleicher oder mit proportional veränderter Pumpendrehzahl rotiert daher die Antriebswelle 10.
Die Pumpendrehzahl wirkt zusammen mit der Stelldruckdifferenz in Richtung einer Vergrößerung des Pumpenschwenkwinkels α_Pmp . Genauer gesagt wirkt eine Zunahme der Pumpendrehzahl auf diese Weise.
Wenn die gezeigte Axialkolbenpumpe 1 über ihre Arbeitsanschlüsse A, B den Hydromotor 3 versorgt, sei bei Vorwärtsfahrt der mobilen Arbeitsmaschine Arbeitsanschluss B als der Hochdruckanschluss angenommen. Entsprechend ist die mit dem Arbeitsanschluss B verbundene Arbeitsleitung mit Hochdruck HD gekennzeichnet, während die andere Arbeitsleitung mit Niederdruck ND gekennzeichnet ist. Der Hochdruck HD wirkt in Richtung einer Verringerung des Pumpenschwenkwinkels α_Pmp . Diese genannten Wirkungen der Stelldruckdifferenz, der Pumpendrehzahl und des Hochdruck HD werden gemessen. Ihre oben genannten Wirkungen auf den Pumpenschwenkwinkel α_Pmp sind in einer elektronischen Steuereinheit 16 der erfindungsgemäßen Radantriebsanordnung als Formeln und/oder als Kennfelder bzw. Kennlinien hinterlegt. Damit lassen sich Betriebspunkte der Axialkolbenmaschine 1 ansteuern, ohne dass dafür eine Rückkoppelung im Sinne eines Regelkreises notwendig ist.
Die beiden Stelldrücke werden über zwei Druckreduzierventile 18₁ , 18₂ gesteuert. Diese haben jeweils einen elektrischen Magneten a, b, der über eine jeweilige elektrische Leitung 20₁ , 20₂ mit der elektronischen Steuereinheit 16 verbunden ist. Die beiden Druckreduzierventile 18₁ , 18₂ sind derart ausgelegt, dass der jeweilige Stelldruck proportional zur jeweiligen Stromstärke ist.
Die beiden Druckreduzierventile 18₁ , 18₂ werden eingangsseitig über eine Speisedruckleitung 22 von der Speisepumpe 14 versorgt.
Über eine elektrische Leitung 25 ist ein Bedienelement 26 zur Übermittlung des Fahrerwunsches an die Steuereinheit 16 angeschlossen, wobei das Bedienelement 26 vorzugsweise als Fahrpedal ausgestaltet ist.
Als Sekundärmaschine ist der bereits genannte Hydromotor 3 an die beiden Arbeitsleitungen HD, ND des geschlossenen Kreises angeschlossen. Ein Motorschluckvolumen V_m ist über eine elektrische Verstelleinheit 4b verstellbar. Diese ist über eine elektrische Leitung 24 an die Steuereinheit 16 angeschlossen und wird auf die im Folgenden beschriebene erfindungsgemäße Weise gesteuert und geregelt.
Hydromotoren mit elektroproportionaler Verstellung des Verdrängungsvolumens werden u.a. in Fahrantrieben von Baumaschinen eingesetzt. Die Steuerfunktion, beziehungsweise die Kennlinie, ist wichtig zum Erreichen definierter Übersetzungen von Hydrostatischen Getrieben zur Steuerung von Fahrzeuggeschwindigkeiten. Besonders relevant ist in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die notwendige Verstellung zur Erreichung der Maximalgeschwindigkeit.
Bei einem Anfahren und einer Zunahme der Geschwindigkeit der mobilen Arbeitsmaschine, die der Motordrehzahl entspricht, wird zunächst der Schwenkwinkel α_Pmp der Pumpe 12 so gesteuert, dass die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine erhört wird. Infolge dessen wird die Steuerung durch den Motor 3 ausgeführt, insbesondere durch die Reduzierung des Schwenkwinkels α_Mot des Motors 3 damit die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine erfolgreich erhört werden kann.
Die Steuereinheit 16 ist so konfiguriert, dass eine Information von dem Bedienelement 26 durch die elektrische Leitung 25 erhalten wird, damit der Fahrerwunsch ermittelt wird. Der Fahrerwunsch ist in der Regel eine Wunschgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine, die der Fahrer erreichen will.
In der Steuereinheit 16 wird zuerst der Schwenkwinkel α_Mot des Motors 3 berechnet. Insbesondere wird der Schwenkwinkel α_Mot des Motors 3 durch eine Volumenstrombilanz nach folgender Formel berechnet: $α_{M o t} = \frac{V_{G P} α_{P m p} n_{P m p} - Q_{l e a k}}{V_{G M} n_{M o t}}$

VGP:: maximaler Fördervolumen der Pumpe 12;
VGM:: max. Schluckvolumen des Motors 3;
αPmp:: Verstellgrad der Pumpe 12 normiert;
αMot:: Verstellgrad des Motors normiert 3;
npmp:: Pumpedrehzahl;
nMot:: Motordrehzahl;
Qleak:: Leakage.

Der aufgrund der Leckage verloren gegangene Leckagevolumenstrom wird Q_leak durch das Verfahren, das in DE 10 2013 217708 beschrieben ist, ermittelt.
Alternativ kann ein implementiertes Verfahren benutzt werden: $Q_{L e a k} = k_{o f f} + Δ p k l$

koff: Offsetfaktor der Leckage
kl: druckabhängiger Leckagefaktor

In der Steuereinheit 16 ist eine Steuerfunktion, vorzugsweise eine Kennlinie, gespeichert, die unter Berücksichtigung des gewünschten Schwenkwinkels α_Mot des Motors 3, d.h. des gewünschten Volumenstromes des Motors 3, einen Stomwert, der an die Verstelleinheit 4b zugeschickt wird, errechnet, damit die von dem Fahrer gewünschte Geschwindigkeit erreicht werden kann.
Es ist aber wichtig, dass diese Steuerfunktion sehr genau ist, damit die gewünschte Geschwindigkeit tatsächlich erreicht werden kann. Insbesondere ist es auch sehr wichtig, dass die Steuerfunktion während der Zeit aktualisiert werden kann (z.B. nach einer vorgegebenen Zahl von Betriebsstunden), damit eine Änderung von den Bedingungen, u.a. wenn Lebensdauerdrift auftritt, berücksichtigt werden kann.
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist deswegen, ein Verfahren herzustellen, das diese Problematiken löst. Insbesondere wird durch diese Erfindung ein Verfahren zum Einlernen einer Steuerfunktion, insbesondere einer Kennlinie und/oder einer Formel und/oder eines Kennfeldes, von einem hydrostatischen Motor eines Fahrantriebes einer Arbeitsmaschine im Fahrbetrieb hergestellt.
Mit Bezug auf 2 wird das Einlernverfahren allgemein für verschiedene Ausführungsformen beschrieben.
In dem Schritt 100 werden bei der Steuereinheit 16 verschiedene Informationen erhalten, wie z.B. die gewünschte Geschwindigkeit, die aktuelle Geschwindigkeit, die maximale Geschwindigkeit (die erreicht werden darf), die Geschwindigkeit des Dieselmotors (Antriebsmotors), der die Antriebswelle 10 antreibt.
Das Einlernen wird nur in dem Fall erfolgen, dass die erhaltenen Informationen vorgegebene Bedingungen erfüllen. Deswegen wird in dem Schritt 101 überprüft, ob die vorgegebenen Bedingungen erfüllt sind. Wenn die vorgegebenen Bedingungen erfüllt sind, wird das Verfahren zum Einlernen mit dem Schritt 102 weiterlaufen. Die genannten „vorgegebenen Bedingungen“ werden im Detail in Bezug auf verschiedene Ausführungsformen in den nächsten Abschnitten präsentiert.
In dem Schritt 102 wird überprüft, ob die aktuelle Geschwindigkeit sich von der gewünschten Geschwindigkeit unterscheidet. Wenn sowohl die vorgegebenen Bedingungen erfüllt sind, als auch die aktuelle Geschwindigkeit sich von der gewünschten Geschwindigkeit unterscheidet, wird die Steuerfunktion des hydrostatischen Motors durch Berücksichtigung des Unterschiedes zwischen der gewünschten Geschwindigkeit und der aktuellen Geschwindigkeit korrigiert.
In der vorliegenden Erfindung ist mit dem Wortlaut „sich von der gewünschten Geschwindigkeit unterscheidet“ gemeint, dass die Differenz zwischen der aktuellen Geschwindigkeit und der gewünschten Geschwindigkeit kleiner als ein vorgegebenes Δ ist, wobei das Δ z.B. gleich ± 1 km/h sein kann.
In dem Schritt 103 wird ein Stromsignal, das unter Berücksichtigung des gewünschten Volumenstromes des Motors 3, mittels der korrigierten Steuerfunktion berechnet wurde, an die Verstelleinheit 4b zuschickt damit ein neuer Schwenkwinkel α_Mot des Motors 3 eingestellt wird.
Das Verfahren wird dann wieder mit dem oben beschriebenen Schritt 102 zyklisch weitergehen, bis sich die aktuelle Geschwindigkeit nicht mehr von der gewünschten Geschwindigkeit unterscheidet.
Es ist klar, dass das Verfahren, das mit Bezug auf 2 beschrieben wurde, für verschiedene Ausführungsformen benutzt werden kann. Deswegen ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte Ausführungsform limitiert.
Um diese Anwendbarkeit zu begründen, wird das Verfahren zum Einlernen im Detail für verschiedene Ausführungsformen in den nächsten Abschnitten kurz präsentiert.
In den folgenden Paragraphen wird, mit Bezug auf 3, ein Verfahren zum Einlernen einer Kennlinie von einem hydrostatischen Motor 3 eines Fahrantriebes gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In diesem Beispiel gibt es verschiedene Bedingungen, die in dem Schritt 101 erfüllt werden sollen, um mit dem Einlernverfahren zu beginnen. Die Bedingungen können folgende sein:

■ Der aktuelle Schwenkwinkel entspricht dem berechneten Schwenkwinkel , und/oder
■ Der Druck, der in dem System gemessen ist, überschreitet einen Grenzwert nicht , und/oder
■ Die gewünschte Geschwindigkeit ist niedriger als die maximal erlaubte Geschwindigkeit, und/oder
■ Die gewünschte Geschwindigkeit ist höher als 80% der maximal erlaubten Geschwindigkeit, vorzugsweise ist sie höher als 85% der maximal erlaubten Geschwindigkeit, noch mehr vorzugsweise ist sie höher als 90% der maximal erlaubten Geschwindigkeit, und/oder
■ Die Geschwindigkeit des Antriebsmotors ist höher als eine vorgegebene Geschwindigkeit, die für die maximale Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine gemäß einem vorgegebenen Einstellwinkel des hydrostatischen Motors nötig ist, und/oder
■ Die Regelung, die die Überlast des Antriebsmotors, wenn Überlast detektiert wird, vermeidet, indem es die Hydrostatische Übersetzung reduziert, ist nicht aktiviert

Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung alle Kombinationen der oben genannten Bedingungen enthält.
Ein Beispiel einer Kennlinie, die mit dem in 3 dargestellten Verfahren korrigiert wird, ist in 4 dargestellt. Auf der X-Achse ist das Motorschluckvolumen (in %) und auf der Y-Achse der Strom (Motoransteuerstrom) dargestellt, der zu der Verstelleinheit 4b zugeschickt wird, damit ein gewünschter Schwenkwinkel α_Mot des Motors 3 eingestellt wird. Der Zusammenhang zwischen dem Motoransteuerstrom und dem Motorschluckvolumen ist vorzugsweise proportional bzw. die Kennlinie ist vorzugsweise linear.
In dem oberen Abschnitt der 3 ist der Zeitverlauf des Motorschluckvolumens 98 und die Korrektur 99 der in 4 gezeigten imin dargestellt, wobei imin der Minimalwert ist, der in der linearen Kennlinie einstellbar ist. Dagegen ist in dem unteren Abschnitt der 3 der Zeitverlauf der aktuellen Geschwindigkeit dargestellt.
Dieses Verfahren wird benutzt, um die gewünschte Geschwindigkeit zu erreichen. Wie in 3 dargestellt ist, wird imin stufenweise bei jedem Schritt 103 gesenkt und damit wird die Kennlinie bei jedem Zyklus korrigiert bis sich die aktuelle Geschwindigkeit nicht mehr von der gewünschten Geschwindigkeit unterscheidet, wie in dem unteren Abschnitt von 3 dargestellt ist. In Folge dieser Korrektur wird der Motoransteuerstrom 98 langsam steigen, da der Motoransteuerstrom durch jede neue korrigierte Kennlinie berechnet wird.
Alternativ zu dem Ausführungsbeispiel, das in 3 dargestellt wurde, das für die Korrektur der Steuerfunktion für das Erreichen der maximalen Geschwindigkeit benutzt wird, kann diese Lernfunktion benutzt werden, um verschiedene Probleme zu lösen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) wird der Strom, der für den maximalen Schwenkwinkel α_Mot des Motors 3 gebraucht wird gelernt. In diesem Fall wird nicht mehr imin sondern imax stufenwiese korrigiert.
In einem anderen Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) kann das Problem der Verstellung des Hydromotors 3, das sich über die Lebensdauer verstellen kann, gelöst werden. Das Problem bestehen darin, dass durch die Lebensdauer die initial herausgefahrene Kennlinie nicht mehr passt. Wenn der Minimalstrom I_Min nur nach unten gelernt wird (wie in dem in 3 dargestellten Beispiel der Fall ist) kann es je nach Richtung der Lebensdauerdrift dazu führen, dass es einen zu niedrigen minimalen Strom I_min gibt, was ein zu schnelles Fahren verursacht. Um dieses Problem zu lösen kann es nach einer bestimmten Zeit erwünscht sein, den minimalen Strom I_min nach oben zu lernen um die maximale Geschwindigkeit zu begrenzen.
Auch in diesem Beispiel gibt es verschiedene Bedingungen, die in dem Schritt 101 erfüllt werden sollen, um mit dem Einlernverfahren zu beginnen. Die Bedingungen können folgende sein:

■ Die aktuelle Geschwindigkeit ist höher als die maximal erlaubte Geschwindigkeit, und/oder
■ Der „Closed-Loop“ - Regler für eine geregelte Geschwindigkeitsbegrenzung ist aktiv; und/oder
■ Die Regelung, die die Überdrehzahl des Antriebsmotors vermeidet, indem es die Hydrostatische Übersetzung erhöht, aktiviert ist.

Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann klar, dass es möglich ist, verschiedene Modifikationen, Variationen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung im Lichte der oben beschriebenen Lehre und innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche zu realisieren, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Deswegen, auch wenn der Zusammenhang zwischen dem Motoransteuerstrom und dem Motorschluckvolumen in den Ausführungsbeispielen linear ist, kann der Zusammenhang auch nicht linear sein und Parameter alternativ zu imin und imax können korrigiert werden (wie z.B. die Parameter einer quadratischen Funktion).
Darüber hinaus wurden die Bereiche, auf denen Fachleute kundig sein dürften, hier nicht beschrieben, um die beschriebene Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
Dementsprechend soll die Erfindung nicht durch die spezifischen veranschaulichenden Ausführungsformen beschränkt sein, sondern nur durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013217708 [0041]

Claims

Verfahren zum Einlernen einer Steuerfunktion, vorzugsweise einer Kennlinie, von einem hydrostatischen Motor (3) eines Fahrantriebes einer Arbeitsmaschine im Fahrbetrieb, wobei der Fahrantrieb mit dem hydrostatischen Motor (3) und einer mit dem hydrostatischen Motor (3) hydraulisch verbundenen hydrostatischen Pumpe (12) versehen ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a. Einstellen eines Schwenkwinkels (α_Mot) des hydrostatischen Motors (3) unter Berücksichtigung einer gewünschten Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine im Fahrbetrieb; b. Kontrollieren ob vorgegebene Bedingungen erfüllt sind; c. wenn die vorgegebenen Bedingungen erfüllt sind und die aktuelle Geschwindigkeit sich von der gewünschten Geschwindigkeit unterscheidet, Korrigieren der Steuerfunktion des hydrostatischen Motors (3) durch Berücksichtigung des Unterschiedes zwischen der gewünschten Geschwindigkeit und der aktuellen Geschwindigkeit; wobei mindestens ein Wert (imin, imax) der korrigierten Steuerfunktion des hydrostatischen Motors (3) in dem Schritt c. eingelernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schwenkwinkel (α_Mot), der in dem Schritt a. eingestellt wird, mittels einer Volumenstrombilanz bestimmt wird, wobei vorzugsweise eine der genannten vorgegebenen Bedingungen ist, dass der aktuelle Schwenkwinkel dem berechneten Schwenkwinkel entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die genannte Steuerfunktion des hydrostatischen Motors die Abhängigkeit des Stromes, der für die Regelung des Schwenkwinkels (α_Mot) des Motors (3) gebraucht wird, zu einem Volumenstrom des Motors (3) darstellt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Strom, der für die Regelung des Schwenkwinkels (α_Mot) des Motors (3) gebraucht wird, in dem Schritt c. indirekt durch die Korrektur der Steuerfunktion erhöht oder reduziert wird, bis der Unterschied zwischen der Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine und der gewünschten Geschwindigkeit kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei in dem Schritt c. der Strom, der für die Regelung des Schwenkwinkels (α_Mot) des Motors (3) gebraucht wird, stufenweise erhöht oder gesenkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der genannte Wert der Steuerfunktion des hydrostatischen Motors ein minimaler Strom (imin) ist, der in der Steuerfunktion einstellbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der genannte Wert der Steuerfunktion des hydrostatischen Motors ein maximaler Strom (imax) ist, der in der Steuerfunktion einstellbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine der genannten vorgegebenen Bedingungen ist, dass ein in dem System gemessener Druck einen Grenzwert nicht überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine der genannten vorgegebenen Bedingungen ist, dass die gewünschte Geschwindigkeit mindestens 90% der maximalen Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die hydrostatische Pumpe (12) durch einen Antriebsmotor angetrieben ist, wobei vorzugsweise eine der genannten vorgegebenen Bedingungen ist, dass die Geschwindigkeit des Antriebsmotors höher als eine vorgegebene Geschwindigkeit ist, die für die maximale Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine gemäß einem vorgegebenen Einstellwinkel (α_Mot) des hydrostatischen Motors (3) nötig ist.