DE102011116528A1 - Method for rotational torque control of hydrostatic drive unit of e.g. municipal vehicle, involves determining actual torque from absorption volume of hydraulic motor and pressure in closed circuits, and changing absorption volume - Google Patents

Method for rotational torque control of hydrostatic drive unit of e.g. municipal vehicle, involves determining actual torque from absorption volume of hydraulic motor and pressure in closed circuits, and changing absorption volume Download PDF

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Abstract

The method involves connecting a hydraulic motor (6) and a hydraulic pump (5) for driving a drive motor (2), in the closed circuits (7,8). The actual rotational torque is determined from absorption volume of hydraulic motor and the closed loop pressure prevailing in the working lines of closed circuits. The absorption volume of hydraulic motor is changed in order to control actual rotational torque. Independent claims are included for the following: (1) computing unit for rotational torque control of hydrostatic drive unit; and (2) hydrostatic drive unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Drehmomentregelung einer hydrostatischen Antriebseinheit.The present invention relates to a method for torque control of a hydrostatic drive unit.

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft als mobile Arbeitsmaschinen ausgebildete Fahrzeuge (z. B. Kommunalfahrzeuge, Kompaktlader, Gabelstapler, Flugfeldschlepper etc.), bei denen eine hydrostatische Antriebseinheit von einer Antriebsmaschine, üblicherweise einem Verbrennungsmotor, beispielsweise Dieselmotor, angetrieben wird. Die hydrostatische Antriebseinheit umfasst üblicherweise eine oder mehrere von der Antriebsmaschine angetriebene Hydraulikpumpen und einen oder mehrere damit in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf verbundene Hydraulikmotoren (für rotatorische Bewegungen) und/oder Hydraulikzylinder (für lineare Bewegungen) und gegebenenfalls Ventile und ähnliche Geräte zur Ansteuerung der Verbraucher.The invention relates to vehicles designed as mobile work machines (eg municipal vehicles, skid steer loaders, forklifts, airfield tractors, etc.) in which a hydrostatic drive unit is driven by a drive machine, usually an internal combustion engine, for example a diesel engine. The hydrostatic drive unit typically comprises one or more hydraulic pumps driven by the prime mover and one or more hydraulic motors connected thereto in a closed hydraulic circuit (for rotary movements) and / or hydraulic cylinders (for linear movements) and possibly valves and similar devices for controlling the consumers.

Im Fahr- beziehungsweise Beschleunigungsbetrieb treibt der Hydraulikmotor ein oder mehrere Räder an und wird dabei selbst von der Hydraulikpumpe angetrieben. Bei bestimmten Fahrzeugen, wie beispielsweise Gabelstaplern, Kommunalfahrzeugen oder Flugfeldschleppern, wird häufig das hydrostatische Getriebe des Fahrantriebs auch dazu verwendet, das Fahrzeug abzubremsen. Im Bremsbetrieb wirkt der Hydraulikmotor, welcher aufgrund der Massenträgheit des Fahrzeugs durch die Fahrzeugräder angetrieben wird, als Pumpe und fördert – ohne Umkehr der Strömungsrichtung – Druckmittel in dem geschlossenen hydraulischen Kreislauf. Die Hydraulikpumpe wird somit an ihrem im Normalbetrieb die Saugseite darstellenden Anschluss mit dem Druckmittel beaufschlagt und wirkt dementsprechend als Hydraulikmotor und erzeugt ein Abtriebsdrehmoment, welches sich an der Brennkraftmaschine abstützt.In driving or acceleration mode, the hydraulic motor drives one or more wheels and is itself driven by the hydraulic pump. In certain vehicles, such as forklifts, municipal vehicles or airfield tugs, often the hydrostatic transmission of the traction drive is also used to decelerate the vehicle. In braking mode, the hydraulic motor, which is driven by the vehicle inertia due to the inertia of the vehicle, acting as a pump and promotes - without reversing the flow direction - pressure medium in the closed hydraulic circuit. The hydraulic pump is thus acted upon at its in normal operation, the suction side representing connection with the pressure medium and acts accordingly as a hydraulic motor and generates an output torque, which is supported on the internal combustion engine.

Es treten Situationen auf, in denen das von der hydrostatischen Antriebseinheit aufgebrachte Drehmoment auf einen Wert kleiner als das maximal mögliche Drehmoment beschränkt sein sollte. Beispielsweise dürfen Flugfeldschlepper eine vorgegebene Zug- bzw. Bremskraft nicht überschreiten, damit die Krafteinwirkung auf das Bugrad des geschleppten Flugzeugs nicht überschritten wird. Weiterhin wird das zulässige Bremsmoment durch die mögliche Bremsleistung der Brennkraftmaschine und die Reibwerte der Fahrzeugräder mit dem Untergrund bestimmt. Wird erstes überschritten so dreht die Brennkraftmaschine unzulässig hoch. Wird zweites überschritten, können Antriebsräder blockieren, was zum Ausbrechen des Fahrzeugs und zum Verlust der Lenkbarkeit bzw. Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs führen kann.There are situations in which the torque applied by the hydrostatic drive unit should be limited to a value less than the maximum possible torque. For example, airfield tractors may not exceed a predetermined tensile or braking force, so that the force on the nose wheel of the towed aircraft is not exceeded. Furthermore, the permissible braking torque is determined by the possible braking power of the internal combustion engine and the coefficient of friction of the vehicle wheels with the ground. If the first is exceeded, the internal combustion engine rotates unacceptably high. If the second is exceeded, drive wheels can lock, which can lead to the vehicle breaking out and losing steerability or controllability of the vehicle.

Es ist daher wünschenswert, eine komfortable Begrenzung des Drehmoments bereitzustellen, um die Fahrsicherheit und den Fahrkomfort zu erhöhen.It is therefore desirable to provide a comfortable torque limit to increase driving safety and ride comfort.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Drehmomentregelung einer hydrostatischen Antriebseinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for torque control of a hydrostatic drive unit with the features of patent claim 1 is proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung führt eine Regelung des Drehmoments bei hydrostatischen Antriebseinheiten ein, wobei die Bestimmung des Drehmoments über den Systemdruck und das Schluckvolumen des Hydraulikmotors erfolgt. Die Erfindung stellt dabei eine hydrostatische Antriebseinheit sowie ein Verfahren zur Drehmomentregelung einer hydrostatischen Antriebseinheit vor, wobei allein durch die in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf angeordneten Elemente ein definierter und begrenzter Beschleunigungs- und Bremsvorgang durchführbar ist. Die erfindungsgemäße hydrostatische Antriebseinheit umfasst wenigstens eine Hydraulikpumpe sowie wenigstens einen Hydraulikmotor in einem geschlossenen Kreislauf. Die wenigstens eine Hydraulikpumpe und der wenigstens eine Hydraulikmotor sind dabei über zumindest eine erste und eine zweite Arbeitsleitung des geschlossenen Kreislaufs verbunden. Ferner umfasst die hydrostatische Antriebseinheit eine Vorrichtung zur Erfassung des Druckes in den beiden Arbeitsleitungen (üblicherweise als Hoch- und Niederdruckseite bezeichnet). Der Motorschwenkwinkel und damit das Schluckvolumen sind über die Ansteuerung näherungsweise bekannt oder können optional über einen Sensor gemessen werden.The invention introduces a control of the torque in hydrostatic drive units, wherein the determination of the torque on the system pressure and the displacement of the hydraulic motor takes place. In this case, the invention presents a hydrostatic drive unit and a method for controlling the torque of a hydrostatic drive unit, wherein a defined and limited acceleration and braking operation can be performed solely by the elements arranged in a closed hydraulic circuit. The hydrostatic drive unit according to the invention comprises at least one hydraulic pump and at least one hydraulic motor in a closed circuit. The at least one hydraulic pump and the at least one hydraulic motor are connected via at least a first and a second working line of the closed circuit. Furthermore, the hydrostatic drive unit comprises a device for detecting the pressure in the two working lines (usually referred to as high and low pressure side). The engine swivel angle and thus the displacement are approximately known via the control or can optionally be measured by a sensor.

Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich bevorzugt als Bremsmomentregelung einsetzen. Ein Soll-Bremsmoment kann bspw. maschinenbezogen aus der hydrostatischen Übersetzung und dem maximalen Stützmoment des Diesels oder aus der möglichen Bremskraft der Antriebsräder ohne Blockieren errechnet werden. Durch die Erfassung des aktuellen Bremsdruckes und des Hydraulikmotorwinkels kann das aktuelle Bremsmoment errechnet und mit dem Sollbremsmoment verglichen werden. Dadurch kann eine mögliche Über- bzw. Unterschreitung der Fahrzeugabbremsung festgestellt werden. Durch ein geregeltes Verschwenken des Hydraulikmotors auf ein kleineres bzw. größeres Schluckvolumen kann das Bremsmoment entsprechend eingestellt werden. Vorteilhafterweise kann durch eine entsprechende Pumpenansteuerung die Volumenbilanz konstant gehalten werden.The solution according to the invention can preferably be used as brake torque control. A desired braking torque can be calculated, for example, machine-related from the hydrostatic transmission and the maximum supporting torque of the diesel or from the possible braking force of the drive wheels without blocking. By detecting the current brake pressure and the hydraulic motor angle, the current braking torque can be calculated and compared with the desired braking torque. As a result, a possible overshoot or undershoot of vehicle deceleration can be detected. By a controlled pivoting of the hydraulic motor to a smaller or larger displacement volume, the braking torque correspondingly be set. Advantageously, the volume balance can be kept constant by a corresponding pump control.

Eine Bestimmung des Soll-Bremsmoments umfasst vorzugsweise auch die Erfassung der Dieseldrehzahl und/oder die Erkennung von negativem Schlupf an einem Rad bzw. einer Achse, wobei dann das Soll-Bremsmoment so reduziert wird, dass es nicht zu einer Dieselüberlastung oder zum Blockieren von einem Rad oder einer Achse kommt. Die maschinenbezogene Ermittlung des Sollbremsmoments kann dazu als Vorsteuerung eingesetzt werden.A determination of the desired braking torque preferably also includes the detection of the diesel speed and / or the detection of negative slip on a wheel or an axle, in which case the desired braking torque is reduced so that it does not lead to a diesel overload or to block Wheel or axle comes. The machine-related determination of the desired braking torque can be used as a feedforward control.

Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich bevorzugt auch als Beschleunigungsmomentregelung einsetzen. Ein Soll-Beschleunigungsmoment kann sich aus einer Bedienvorgabe, z. B. der Fahrpedalstellung, errechnen. Die Erfassung des aktuellen Beschleunigungsdruckes und des Hydraulikmotorwinkels ermöglicht die Bestimmung des Ist-Beschleunigungsmoments und kann mit dem Soll-Beschleunigungsmoment verglichen werden. Dadurch kann eine mögliche Über- bzw. Unterschreitung des Antriebsmoments festgestellt werden. Durch ein geregeltes Verschwenken des Hydraulikmotors auf ein kleineres bzw. größeres Schluckvolumen kann das Antriebsmoment entsprechend eingestellt werden.The solution according to the invention can preferably also be used as acceleration torque control. A desired acceleration torque may be from an operating specification, eg. B. the accelerator pedal position, calculate. The detection of the current acceleration pressure and the hydraulic motor angle allows the determination of the actual acceleration torque and can be compared with the target acceleration torque. As a result, a possible overshoot or undershoot of the drive torque can be determined. By a controlled pivoting of the hydraulic motor to a smaller or larger displacement volume, the drive torque can be adjusted accordingly.

Vorteilhafterweise wird durch eine entsprechende Pumpenansteuerung die Volumenbilanz jeweils konstant gehalten werden.Advantageously, the volume balance in each case be kept constant by a corresponding pump control.

Die Erfindung entfaltet besondere Vorteile bei der Anwendung als allgemeine Momentenbegrenzung, beispielsweise als Beschleunigungs- und Bremsmomentbegrenzung bei Flugfeldschleppern. Weiterhin ist die Verwendung als Bremsmomentregelung, insbesondere als eine ABS-Funktion und/oder um ein definiertes Ausrollverhalten eines Fahrzeugs zu erzielen, vorteilhaft.The invention develops particular advantages in the application as a general torque limitation, for example as acceleration and braking torque limitation in airfield tugs. Furthermore, the use as braking torque control, in particular as an ABS function and / or to achieve a defined coasting behavior of a vehicle, advantageous.

Vorzugsweise wird ein Soll-Drehmoment als konstantes Drehmoment und/oder in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder von einem Fahrmodus und/oder von der Achslast und/oder von der Achslastverteilung und/oder von einer Anhängelast und/oder von der Fahrzeugbeladung vorgegeben.Preferably, a desired torque is specified as a constant torque and / or as a function of the vehicle speed and / or a driving mode and / or the axle load and / or the axle load distribution and / or a trailer load and / or the vehicle load.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z. B. ein Steuergerät einer hydrostatischen Antriebseinheit, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.An arithmetic unit according to the invention, for. B. a control unit of a hydrostatic drive unit is, in particular programmatically, adapted to perform a method according to the invention.

Auch die Implementierung der Erfindung in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten ermöglicht, insbesondere wenn eine ausführende Recheneinheit noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u. a. m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.Also, the implementation of the invention in the form of software is advantageous because this allows very low cost, especially if an executing processing unit is still used for other tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for the provision of the computer program are in particular floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. a. m. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.An embodiment of the invention is shown schematically in the drawings. With reference to the drawings, the invention will now be explained in more detail.

Figurenbeschreibungfigure description

1 zeigt schematisch ein Antriebssystem, wie es der Erfindung zugrunde liegen kann. 1 schematically shows a drive system, as the invention may be based.

2 zeigt bei einem gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung durchgeführten Bremsvorgang auftretende Größen. 2 shows in a performed according to an embodiment of the invention braking process occurring sizes.

In 1 ist ein Antriebssystem, wie es der vorliegenden Erfindung zugrunde liegen kann, schematisch dargestellt und insgesamt mit 1 bezeichnet. Das Antriebssystem 1, das beispielsweise Teil einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Kommunalfahrzeug, eines Gabelstapler oder eines Flugfeldschlepper, weist hier als Antriebsmaschine einen Verbrennungsmotor 2 auf, der als Dieselmotor ausgeführt ist und eine hydrostatische Antriebseinheit 3 antreibt. Der Verbrennungsmotor 2 ist hierzu über eine Triebwelle 4 mit einer verstellbar ausgeführten Hydraulikpumpe 5, beispielsweise einer Axialkolbenpumpe, verbunden. Die verstellbare Hydraulikpumpe 5 ist mit einem ebenfalls verstellbar ausgeführten Hydraulikmotor 6, beispielsweise einem Axialkolbenmotor in Schrägachsenbauweise oder einem Radialkolbenmotor, über eine erste Arbeitsleitung 7 und eine zweite Arbeitsleitung 8 in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf verbunden. Die hydrostatische Antriebseinheit 3 dient als Fahrantrieb der mobilen Arbeitsmaschine 1. Der verstellbare Hydraulikmotor 6 der hydrostatischen Antriebseinheit 3 ist dazu über eine zweite Triebwelle 9 mit einem angetriebenen Rad 10 oder einer Achse der mobilen Arbeitsmaschine verbunden. Zusätzlich zu einem Fahrantrieb verfügt eine mobile Arbeitsmaschine zumindest über eine Arbeitshydraulik (nicht gezeigt), bei der dieselbe oder eine weitere Hydraulikpumpe zur Versorgung wenigstens eines Hydraulikzylinders und/oder Hydraulikmotors eingesetzt wird. Üblicherweise sind auch Ventile zur Ansteuerung der Verbraucher vorhanden.In 1 is a drive system, as can be based on the present invention, shown schematically and in total with 1 designated. The drive system 1 , for example, part of a mobile work machine, in particular a municipal vehicle, a forklift or an airfield tractor, here has as a prime mover an internal combustion engine 2 on, which is designed as a diesel engine and a hydrostatic drive unit 3 drives. The internal combustion engine 2 is this about a drive shaft 4 with an adjustable hydraulic pump 5 , For example, an axial piston pump connected. The adjustable hydraulic pump 5 is equipped with a hydraulically adjustable hydraulic motor 6 , For example, an axial piston in Schrägachsenbauweise or a radial piston motor, via a first working line 7 and a second working line 8th connected in a closed hydraulic circuit. The hydrostatic drive unit 3 serves as travel drive of the mobile work machine 1 , The adjustable hydraulic motor 6 the hydrostatic drive unit 3 is about a second drive shaft 9 with a driven wheel 10 or an axis of the mobile work machine connected. In addition to a traction drive has a mobile machine at least a working hydraulics (not shown), in which the same or another hydraulic pump is used to supply at least one hydraulic cylinder and / or hydraulic motor. Usually, valves for controlling the consumers are also available.

Zur Vorgabe der Fahrtrichtung sowie der Fahrgeschwindigkeit dienen Eingabegeräte, bspw. ein Fahrhebel 11, über das ein Steuersignal von einem Bediener des Baggers erzeugt wird. Im vorliegenden Beispiel ist der Fahrhebel 11 über eine Busleitung 17 mit einem Steuergerät 16 verbunden, das zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens programmtechnisch eingerichtet ist. Zur Einstellung eines Betriebspunkts der Dieselbrennkraftmaschine 2, hier einer Dieseldrehzahl, wird einer Einspritzpumpe 13 eine Fördermenge durch das Steuergerät 16 vorgegeben. Hierzu wird ein entsprechendes Signal über eine Busleitung 17 von dem Steuergerät 16 an die Einspritzpumpe 13 übermittelt.To specify the direction of travel and the driving speed are input devices, for example. A driving lever 11 , via which a control signal is generated by an operator of the excavator. In this example, the throttle is 11 over a bus line 17 with a control unit 16 connected, which is set up to carry out a method according to the invention programmatically. For setting an operating point of the diesel engine 2 , here a diesel engine speed, becomes an injection pump 13 a flow rate through the controller 16 specified. For this purpose, a corresponding signal via a bus line 17 from the controller 16 to the injection pump 13 transmitted.

Die hydrostatische Antriebseinheit weist für die Hydraulikpumpe 5 eine Verstellvorrichtung 14 und für den Hydraulikmotor 6 eine Verstellvorrichtung 15 auf. Mit den Verstellvorrichtungen lässt sich Hubvolumen (Fördermenge pro Umdrehung) der verstellbaren Hydraulikpumpe 5 bzw. das Schluckvolumen des verstellbaren Hydraulikmotors 6 so einstellen, dass die Drehzahl der Triebwelle 4 in eine dem Fahrwunsch entsprechende Drehzahl der zweiten Triebwelle 9 umgesetzt wird. Die Verstellvorrichtungen 14 und 15 sind ebenfalls mit dem Steuergerät 16 zur Ansteuerung verbunden. Weiterhin sind zwei Druckmessgeräte 18 vorgesehen, um den Druck in den Arbeitsleitungen 7, 8 zu erfassen und an das Steuergerät 16 zu übermitteln.The hydrostatic drive unit points for the hydraulic pump 5 an adjusting device 14 and for the hydraulic motor 6 an adjusting device 15 on. With the adjusting devices can be stroke volume (flow rate per revolution) of the adjustable hydraulic pump 5 or the displacement of the adjustable hydraulic motor 6 Adjust so that the speed of the drive shaft 4 in a driving desire corresponding speed of the second drive shaft 9 is implemented. The adjusting devices 14 and 15 are also with the control unit 16 connected to the control. Furthermore, there are two pressure gauges 18 provided to the pressure in the working lines 7 . 8th to capture and to the control unit 16 to convey.

In Ausgestaltung der Erfindung werden nun das Hubvolumen der verstellbaren Hydraulikpumpe 5 beziehungsweise das Schluckvolumen des verstellbaren Hydraulikmotors 6 weiterhin so eingestellt, dass ein vorgegebenes Soll-Drehmoment nicht überschritten wird.In an embodiment of the invention, the stroke volume of the adjustable hydraulic pump will now be 5 or the displacement of the adjustable hydraulic motor 6 furthermore set so that a predetermined setpoint torque is not exceeded.

Die bei einem gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung durchgeführten Bremsvorgang auftretenden Größen sind in 2 dargestellt.The occurring in a carried out according to an embodiment of the invention braking process are in 2 shown.

In dem Diagramm sind eine Anzahl von Größen auf der Ordinate gegen die Zeit t auf der Abszisse aufgetragen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist dabei mit 201 bezeichnet. Eine Benutzereingabe zur Vorgabe der Fahrgeschwindigkeit, insbesondere ein Pedalwert, ist mit 202 bezeichnet. Ein Soll-Drehmoment, genauer ein einzuhaltendes maximales Bremsmoment, ist mit 203 bezeichnet. Das Ist-Bremsmoment, das sich aus dem Druckunterschied zwischen den in den Arbeitsleitungen 7 und 8 herrschenden Drücken und dem momentanen Schluckvolumen des Hydromotors berechnet, ist mit 204 bezeichnet.In the diagram, a number of magnitudes are plotted on the ordinate versus time t on the abscissa. The vehicle speed is included 201 designated. A user input for specifying the driving speed, in particular a pedal value, is with 202 designated. A target torque, more precisely a maximum braking torque to be maintained, is included 203 designated. The actual braking torque resulting from the pressure difference between in the working lines 7 and 8th prevailing pressures and the instantaneous displacement of the hydraulic motor is calculated with 204 designated.

Der Druck in der Arbeitsleitung, in der das Druckmittel von der Hydropumpe 5 zum Hydromotor 6 fließt (üblicherweise als Hochdruck Mb bezeichnet), ist mit 205, der Druck in der Leitung 8 vom Hydromotor 6 zur Hydropumpe 7 (üblicherweise als Niederdruck Ma bezeichnet), ist mit 206 bezeichnet.The pressure in the working line, in which the pressure medium from the hydraulic pump 5 to the hydraulic motor 6 flows (commonly referred to as high pressure Mb) is with 205 , the pressure in the pipe 8th from the hydraulic motor 6 to the hydraulic pump 7 (commonly referred to as low pressure Ma), is with 206 designated.

Die momentane Fahrzeugverzögerung ist mit 207 bezeichnet, die momentane Drehzahl der Brennkraftmaschine 2 ist mit 208 bezeichnet.The current vehicle deceleration is with 207 denotes the instantaneous speed of the internal combustion engine 2 is with 208 designated.

Ein Stellwert für die Hydropumpe, welcher deren Schwenkwinkel und damit das Hubvolumen vorgibt, ist mit 209 bezeichnet.A control value for the hydraulic pump, which specifies its pivot angle and thus the displacement, is with 209 designated.

Ein Soll-Stellwert für den Hydromotor, welcher dessen Schwenkwinkel und damit das Schluckvolumen des Hydromotors 6 vorgibt, ist mit 210 bezeichnet. Der zugehörige Istwert, der den tatsächlichen Schwenkwinkel anzeigt, ist mit 211 bezeichnet. Der Unterschied zwischen dem Sollwert 210 und dem Istwert 211 ergibt sich durch die hier beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der als Reglerausgang, welcher mit 212 bezeichnet ist, ein Offsetwert ausgegeben wird, der in die Ansteuerung des Hydromotors eingeht. In der Folge ergibt sich der Istwert 211 aus dem Sollwert 210, der beispielsweise mittels einer üblichen (nicht regelnden) Einstellung des Hydromotorwinkels erfolgen kann, und dem im Rahmen einer Ausgestaltung der Erfindung erzeugten Reglerausgang 212.A nominal control value for the hydraulic motor, which its pivot angle and thus the displacement of the hydraulic motor 6 pretends is with 210 designated. The associated actual value, which indicates the actual swivel angle, is with 211 designated. The difference between the setpoint 210 and the actual value 211 results from the preferred embodiment of the invention described here, in which as controller output, which with 212 is designated, an offset value is output, which enters into the control of the hydraulic motor. The result is the actual value 211 from the setpoint 210 , which can be done for example by means of a conventional (non-regulating) setting of the hydraulic motor angle, and the regulator output generated in the context of an embodiment of the invention 212 ,

Aus dem Reglerausgang 212 ergibt sich weiterhin ein Einflussfaktor 213, der den Einfluss der Regelung auf die Verstellung der Hydropumpe angibt. Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der Schwenkwinkel 209 der Hydropumpe 5 in Abhängigkeit vom Pedalwert 202 angesteuert wird, d. h. im vorliegenden Fall dem Pedalwert 202 folgend zurückgenommen wird. Dieses Folgen wird nun in Abhängigkeit vom Einflussfaktor 213 gegebenenfalls ausgesetzt, nämlich wenn der Einflussfaktor 213 einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet. Der Schwellwert ist in der 2 mit s bezeichnet.From the controller output 212 there is still an influencing factor 213 indicating the influence of the control on the adjustment of the hydraulic pump. Preferably, it is provided that the pivot angle 209 the hydraulic pump 5 depending on the pedal value 202 is driven, ie in the present case the pedal value 202 subsequently withdrawn. These consequences will now depend on the influencing factor 213 possibly suspended, namely when the influencing factor 213 exceeds a predefinable threshold. The threshold is in the 2 denoted by s.

In 2 ist der Verlauf der genannten Größen bei einem spezifischen Bremsvorgang dargestellt. Im vorliegenden Beispiel berechnet sich das maximal zulässige Bremsmoment 203 geschwindigkeitsabhängig, d. h. es steigt mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit 201 an.In 2 the course of these variables is shown in a specific braking process. In the present example, the maximum permissible braking torque is calculated 203 speed-dependent, ie it increases with decreasing vehicle speed 201 at.

Zu Beginn wird das Fahrzeug mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit, beispielsweise 50 km/h, bewegt. Etwa bei t1 = 41,5 s wird das Pedal losgelassen, so dass der Pedalwert 202 auf 0 absinkt und die Pumpenansteuerung 209 entsprechend nachfolgt. Durch entsprechende Ansteuerung der Einspritzpumpe 13 sinkt auch die Dieseldrehzahl 208 ab.At the beginning, the vehicle is moved at a steady speed, for example 50 km / h. Approximately at t 1 = 41.5 s, the pedal is released, so that the pedal value 202 drops to 0 and the pump control 209 follows accordingly. By appropriate control of the injection pump 13 the diesel speed also drops 208 from.

Während des Zurückfahrens der Dieseldrehzahl geht das Fahrzeug vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb über, d. h. der Dieselmotor 2 wird nun von der Hydropumpe angetrieben. Durch den Übergang vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb und verstärkt durch das Rückfahren der Pumpenansteuerung 209 sinkt der Druck 205 rapide ab und der Druck 206 steigt steil an. Weiterhin kommt es durch das Rückfahren der Pumpenansteuerung 209 zu einer starken Veränderung des Übersetzungsverhältnisses, so dass die Dieseldrehzahl 208 im Schubbetrieb hochgetrieben wird.During the return of the diesel engine speed, the vehicle goes from the train operation in the overrun mode, ie the diesel engine 2 is now driven by the hydraulic pump. By the transition from train operation to overrun mode and reinforced by the return of the pump control 209 the pressure drops 205 rapidly and the pressure 206 rises steeply. Furthermore, it comes through the return of the pump control 209 to a strong change in the gear ratio, so that the diesel speed 208 is driven up in overrun.

Durch die starke Druckveränderung kommt es bei noch im Wesentlichen gleichen Hydromotor-Istwert 211 zu einem Ansteigen des Ist-Bremsmoments 204, das schließlich bei t2 = 42 s das Soll-Bremsmoment überschreitet. Dies führt zu einem Reglereingriff, wodurch der Reglerausgang 212 ansteigt, um den Istwert 211 des Hydromotors 6 zurückzufahren. In der Folge sinkt das Ist-Bremsmoment 204 wieder ab, bis es bei t3 = 42,5 s wieder das Soll-Bremsmoment 203 erreicht. Durch den notwendigen Reglereingriff steigt jedoch der Einflussfaktor 213 stark an, insbesondere über den Schwellwert s, so dass die Verringerung des Hubvolumens der Hydraulikpumpe 5 angehalten wird. Während dieser Zeit sinkt die Fahrzeuggeschwindigkeit 201 weiter ab, so dass auch das zulässige Soll-Bremsmoment 203 weiter ansteigt und der Reglereingriff geringer werden kann. Etwa zu einem Zeitpunkt t4 fällt der Einflussfaktor 213 wieder unter den Schwellwert s, so dass die Verringerung des Hubvolumens der Hydraulikpumpe 5 gemäß Linie 209 fortgesetzt werden kann.Due to the strong pressure change it comes with still substantially the same hydraulic motor actual value 211 to an increase in the actual braking torque 204 that eventually exceeds t 2 = 42 s the target braking torque. This results in a regulator intervention, causing the controller output 212 rises to the actual value 211 the hydraulic motor 6 cut back. As a result, the actual braking torque decreases 204 again from, until at t 3 = 42.5 s again the target braking torque 203 reached. Due to the necessary control intervention, however, the influencing factor increases 213 strong, in particular above the threshold s, so that the reduction of the stroke volume of the hydraulic pump 5 is stopped. During this time, the vehicle speed drops 201 continue from, so that the allowable nominal braking torque 203 continues to rise and the controller intervention can be lower. At about time t 4 , the influencing factor drops 213 again below the threshold s, allowing the reduction of the stroke volume of the hydraulic pump 5 according to line 209 can be continued.

Im Anschluss kommt es durch eine stetige Veränderung des Reglereingriffs zu einem wiederholten Rückfahren und Anhalten der Pumpenansteuerung, bis schließlich ab etwa t5 = 60 s das zulässige Bremsmoment 203 aufgrund der mm sehr geringen Fahrzeuggeschwindigkeit 201 so groß wird, dass es größer als ein maximal bereitstellbares Bremsmoment wird. In der Folge sinken der Reglerausgang 212 und der Einflussfaktor 213 auf 0, so dass zum einen sich der Istwert 211 dem Sollwert 210 wieder annähert und zum anderen das Zurückfahren des Hubvolumens der Hydraulikpumpe gemäß Linie 209 bis zum Ende ohne weiteres Anhalten fortgesetzt werden kann.Following this, a constant change of the controller intervention leads to a repeated retraction and stopping of the pump control, until finally, from about t 5 = 60 s, the permissible braking torque 203 due to the very low vehicle speed 201 becomes so large that it becomes larger than a maximum deployable braking torque. As a result, the controller output decreases 212 and the influencing factor 213 to 0, so that, on the one hand, the actual value 211 the setpoint 210 approaches again and on the other hand, the return of the stroke volume of the hydraulic pump according to line 209 until the end can be continued without further pause.

Mit der Erfindung kann ein definiertes Abbrems- oder Beschleunigungsverhalten einer hydrostatischen Antriebseinheit bereitgestellt werden, wobei in bevorzugter Ausgestaltung sichergestellt werden kann, dass eine Fahrzeugüberbremsung nicht stattfindet, und/oder ein definiertes Ausrollverhalten erzielt wird und/oder eine definierte Zugkraft bzw. Bremskraft nicht überschritten wird. Das jeweils zulässige Drehmoment kann von unterschiedlichen Randbedingungen, bzw. Fahrzeuggeschwindigkeit, Achslasten usw. abhängig gemacht werden.With the invention, a defined deceleration or acceleration behavior of a hydrostatic drive unit can be provided, wherein in a preferred embodiment it can be ensured that vehicle overbraking does not take place and / or a defined coasting behavior is achieved and / or a defined tractive force or braking force is not exceeded , The respective permissible torque can be made dependent on different boundary conditions, or vehicle speed, axle loads, etc.

Gemäß dem Verfahren wird in einem solchen Antrieb das aktuelle Beschleunigungs- bzw. Bremsmoment überwacht und entsprechend zum Sollwert geregelt.According to the method, the current acceleration or braking torque is monitored in such a drive and controlled according to the setpoint.

Claims (10)

Verfahren zur Drehmomentregelung einer hydrostatischen Antriebseinheit umfassend zumindest eine Hydraulikpumpe (5) und einen damit in einem geschlossenen Kreislauf (7, 8) verbundenen Hydraulikmotor (6), und eine die Hydraulikpumpe (5) antreibende Antriebsmaschine (2), bspw. eine Brennkraftmaschine, wobei ein Soll-Drehmoment (203) vorgegeben wird und ein Ist-Drehmoment (204) aus dem Schluckvolumen (211) des Hydraulikmotors (6) und dem in wenigstens zwei Arbeitsleitungen (7, 8) des geschlossenen Kreislaufs herrschenden Drucks (205, 206) bestimmt wird, wobei zur Regelung des Ist-Drehmoments (204) das Schluckvolumen (211) des Hydraulikmotors (6) verändert wird.Method for controlling the torque of a hydrostatic drive unit comprising at least one hydraulic pump ( 5 ) and thus in a closed circuit ( 7 . 8th ) connected hydraulic motor ( 6 ), and a hydraulic pump ( 5 ) driving engine ( 2 ), for example, an internal combustion engine, wherein a target torque ( 203 ) and an actual torque ( 204 ) from the swallow volume ( 211 ) of the hydraulic motor ( 6 ) and in at least two working lines ( 7 . 8th ) of the closed cycle of prevailing pressure ( 205 . 206 ) is determined, wherein for controlling the actual torque ( 204 ) the swallow volume ( 211 ) of the hydraulic motor ( 6 ) is changed. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Soll-Drehmoment (203) ein nicht zu überschreitendes Bremsmoment oder Beschleunigungsmoment vorgegeben wird.Method according to Claim 1, in which the nominal torque ( 203 ) a not to be exceeded braking torque or acceleration torque is specified. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Soll-Drehmoment (203) konstant und/oder in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit (201) und/oder von einem Fahrmodus und/oder von einer Achslast und/oder von einer Achslastverteilung und/oder von einer Anhängelast und/oder von einer Fahrzeugbeladung vorgegeben wird.Method according to claim 1 or 2, wherein the nominal torque ( 203 ) constant and / or depending on the vehicle speed ( 201 ) and / or a driving mode and / or an axle load and / or an axle load distribution and / or a trailer load and / or a vehicle load. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Stellgröße (212) der Regelung ein Offset-Wert für das Schluckvolumen des Hydraulikmotors ausgegeben wird.Method according to one of the preceding claims, wherein as manipulated variable ( 212 ) the control is output an offset value for the displacement of the hydraulic motor. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei während eines Bremsvorgangs das Fördervolumen (209) der Hydraulikpumpe (5) verkleinert wird und zur Reduzierung des Bremsmoments (204) das Schluckvolumen (211) des Hydraulikmotors (6) verkleinert und zur Erhöhung des Bremsmoments (204) das Schluckvolumen (211) des Hydraulikmotors (6) vergrößert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein during a braking operation the delivery volume ( 209 ) of the hydraulic pump ( 5 ) and to reduce the braking torque ( 204 ) the swallow volume ( 211 ) of the hydraulic motor ( 6 ) and to increase the braking torque ( 204 ) the swallow volume ( 211 ) of the hydraulic motor ( 6 ) is increased. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei während eines Beschleunigungsvorgangs das Fördervolumen der Hydraulikpumpe (5) vergrößert wird und zur Reduzierung des Beschleunigungsmoments das Schluckvolumen des Hydraulikmotors (6) vergrößert und zur Erhöhung des Beschleunigungsmoments das Schluckvolumen des Hydraulikmotors (6) verkleinert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein during an acceleration process the delivery volume of the hydraulic pump ( 5 ) is increased and to reduce the acceleration torque, the displacement of the hydraulic motor ( 6 ) and to increase the acceleration torque, the displacement of the hydraulic motor ( 6 ) is reduced. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Veränderung des Fördervolumens (209) der Hydraulikpumpe angehalten wird, solange ein Einflussfaktor (213) der Regelung einen vorgebbaren Schwellwert (s) übersteigt. Method according to claim 5 or 6, wherein the change of the delivery volume ( 209 ) of the hydraulic pump is stopped as long as an influencing factor ( 213 ) exceeds the control of a predetermined threshold (s). Recheneinheit (16), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.Arithmetic unit ( 16 ), which is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims. Hydrostatische Antriebseinheit (1) umfassend zumindest eine Hydraulikpumpe (5) und einen damit in einem geschlossenen Kreislauf (7, 8) verbundenen Hydraulikmotor (6), eine die Hydraulikpumpe (5) antreibende Antriebsmaschine (2), bspw. eine Brennkraftmaschine, eine Vorrichtung (18) zur Erfassung des Druckes in wenigstens zwei Arbeitsleitungen (7, 8) des geschlossenen Kreislaufs, sowie Mitteln (15, 16) zum Bestimmen des Schluckvolumens des Hydraulikmotors.Hydrostatic drive unit ( 1 ) comprising at least one hydraulic pump ( 5 ) and thus in a closed circuit ( 7 . 8th ) connected hydraulic motor ( 6 ), a hydraulic pump ( 5 ) driving engine ( 2 ), for example an internal combustion engine, a device ( 18 ) for detecting the pressure in at least two working lines ( 7 . 8th ) of the closed cycle, as well as means ( 15 . 16 ) for determining the absorption volume of the hydraulic motor. Hydrostatische Antriebseinheit (1) nach Anspruch 9 umfassend eine Recheneinheit (16) nach Anspruch 8.Hydrostatic drive unit ( 1 ) according to claim 9, comprising a computing unit ( 16 ) according to claim 8.
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