DE10064326B4 - Method for detecting the idling characteristic of a drive machine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Erfassung der Leerlaufkennlinie einer Antriebsmaschine eines Antriebssystems, wobei die Antriebsmaschine mit einer elektrischen Drehzahlverstellung versehen ist und zum Antrieb einer hydrostatischen Antriebsgruppe verwendet wird, wobei im Betrieb die hydrostatische Antriebsgruppe von einer elektronischen Grenzlastregeleinrichtung in Abhängigkeit von einer Drehzahldrückung der Antriebsmaschine in Richtung auf eine geringere Leistungsaufnahme verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerelement (15) vorgesehen ist, in dem ein Ablaufsteuerprogramm für die Erfassung der Leerlaufkennlinie der Antriebsmaschine (1) abgelegt ist, wobei nach Aktivierung des Ablaufsteuerprogramms zur Erfassung der Leerlaufkennlinie die hydrostatische Antriebsgruppe auf die minimale Leistungsaufnahme verstellt wird, für festgelegte Meßpunkte (A, B, C, D, E, F, G) der Leerlaufkennlinie von dem Steuerelement (15) der jeweilige Drehzahlsollwert an eine Drehzahlstelleinrichtung (3) der Antriebsmaschine (1) gegeben wird, bei Übereinstimmung des Drehzahlistwertes mit dem Drehzahlsollwert das jeweilige Drehzahlstellsignal erfasst und in einem elektronischen Bauelement (10) abgespeichert wird und nach dem Erfassen der zu den festgelegten Meßpunkten (A, B, C, D, E, F, G) gehörenden Drehzahlstellsignale zwischen den Meßpunkten (A, B, C, D, E, F, G) interpoliert wird.A method for detecting the idle characteristic of a drive machine of a drive system, wherein the prime mover is provided with an electric speed adjustment and is used to drive a hydrostatic drive group, wherein in operation the hydrostatic drive group of an electronic limit load control device in response to a rotational speed of the prime mover towards a lower Power consumption is adjusted, characterized in that a control element (15) is provided, in which a sequence control program for detecting the idle characteristic of the drive machine (1) is stored, wherein after activation of the sequence control program for detecting the idle characteristic, the hydrostatic drive group adjusted to the minimum power consumption is, for fixed measuring points (A, B, C, D, E, F, G) of the idle characteristic of the control (15) of the respective speed setpoint to a speed control means (3) of the on driving machine (1) is given, in accordance with the speed actual value with the speed setpoint the respective speed control signal is detected and stored in an electronic component (10) and after the detection of the fixed measuring points (A, B, C, D, E, F, G) is interpolated between the measuring points (A, B, C, D, E, F, G).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Leerlaufkennlinie einer Antriebsmaschine eines Antriebssystems, wobei die Antriebsmaschine mit einer elektrischen Drehzahlverstellung versehen ist und zum Antrieb einer hydrostatischen Antriebsgruppe verwendet wird, wobei im Betrieb die hydrostatische Antriebsgruppe von einer elektronischen Grenzlastregeleinrichtung in Abhängigkeit von einer Drehzahldrückung der Antriebsmaschine in Richtung auf eine geringere Leistungsaufnahme verstellt wird.The invention relates to a method for detecting the idle characteristic of a drive machine of a drive system, wherein the prime mover is provided with an electric speed adjustment and is used to drive a hydrostatic drive group, wherein in operation, the hydrostatic drive group of an electronic limit load control device in response to a rotational speed of the prime mover in Direction is adjusted to a lower power consumption.
Derartige Antriebssysteme, die eine Antriebsmaschine und eine hydrostatische Antriebsgruppe umfassen, werden in Arbeitsmaschinen, insbesondere Land-, Forst- und Baumaschinen, eingesetzt. Die Antriebsgruppe umfasst hierbei zumindest eine hydraulische Pumpe, die zur Versorgung mehrerer Verbraucher vorgesehen ist. Im Betrieb derartiger Arbeitsmaschinen wird durch eine Bedienperson eine Arbeitsdrehzahl der Antriebsmaschine beispielsweise in Abhängigkeit vom Treibstoffverbrauch, der Lärmbelastung und des Leistungsbedarfs vorgegeben.Such drive systems, which include a prime mover and a hydrostatic drive group, are used in working machines, in particular agricultural, forestry and construction machines. The drive group in this case comprises at least one hydraulic pump, which is provided to supply multiple consumers. During operation of such work machines, an operating speed of the drive machine is predetermined by an operator, for example as a function of the fuel consumption, the noise load and the power requirement.
Um eine Überlastung und somit ein Abwürgen der Antriebsmaschine zu verhindern, ist eine Grenzlastregeleinrichtung, in der Regel eine elektronische Grenzlastregeleinrichtung, vorgesehen, die in Abhängigkeit von einer Drehzahldrückung ausgehend von der eingestellten Arbeitsdrehzahl der Antriebsmaschine die Antriebsgruppe in Richtung einer Verringerung der Leistungsaufnahme verstellt und somit die Antriebsmaschine entlastet. Für den Betrieb derartiger Grenzlastregelung ist es erforderlich, den Verlauf der Leerlaufkennlinie der Antriebsmaschine, d. h. den Zusammenhang zwischen dem Drehzahlstellsignal und der sich hieraus ergebenden Drehzahl der Antriebsmaschine im unbelasteten Zustand, über den gesamten Drehzahlstellbereich zu kennen, da hieraus der durch die eingestellte Drehzahldrückung festgelegte Regelbeginn der Grenzlastregeleinrichtung abgeleitet wird.In order to prevent overloading and thus stalling of the prime mover, a limit load control device, usually an electronic limit load control device is provided, which adjusts the drive group in the direction of a reduction of power depending on a speed depression, starting from the set operating speed of the drive machine and thus the Drive machine relieved. For the operation of such limit load control, it is necessary, the course of the idle characteristic of the prime mover, d. H. to know the relationship between the speed control signal and the resulting speed of the prime mover in the unloaded state, over the entire speed range, since from this the defined by the set speed control start of control of the limit load control device is derived.
Bei bekannten Antriebssystemen ist es bekannt, mittels eines mechanischen Abgleichs den minimalen und den maximalen Wert der Leerlaufkennlinie auf die entsprechende Antriebsmaschine und dessen Eigenschaften einzustellen. Bei derartigen Antriebssystemen ist jedoch der Verlauf der Leerlaufkennlinie nicht bekannt, wodurch im Betrieb der Antriebsmaschine eine zu hohe oder zu niedrige Belastung der Antriebsmaschine auftreten kann. Mit derartigen Systemen kann somit die Leistung der Antriebsmaschine nicht optimal ausgenutzt werden.In known drive systems, it is known to set the minimum and the maximum value of the idling characteristic to the corresponding drive machine and its properties by means of a mechanical adjustment. In such drive systems, however, the course of the idle characteristic is not known, which can occur during operation of the prime mover too high or too low load on the prime mover. With such systems, therefore, the performance of the prime mover can not be optimally utilized.
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erfassung der Leerlaufkennlinie zur Verfügung zu stellen, das mit einfachen Mitteln und geringem Aufwand eine Erfassung der Leerlaufkennlinie ermöglicht.The present invention has for its object to provide a method for detecting the idle characteristic available that allows simple means and low cost, a detection of the idle characteristic.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Steuerelement vorgesehen ist, in dem ein Ablaufsteuerprogramm für die Erfassung der Leerlaufkennlinie der Antriebsmaschine abgelegt ist, wobei nach Aktivierung des Ablaufsteuerprogramms zur Erfassung der Leerlaufkennlinie die hydrostatische Antriebsgruppe auf die minimale Leistungsaufnahme verstellt wird, für festgelegte Meßpunkte der Leerlaufkennlinie von dem Steuerelement der jeweilige Drehzahlsollwert an eine Drehzahlstelleinrichtung der Antriebsmaschine gegeben wird, bei Übereinstimmung des Drehzahlistwertes mit dem Drehzahlsollwert das jeweilige Drehzahlstellsignal erfasst und in einem elektronischen Bauelement abgespeichert wird und nach dem Erfassen der zu den festgelegten Meßpunkten gehörenden Drehzahlstellsignalen zwischen den Meßpunkten interpoliert wird.This object is achieved in that a control is provided in which a sequence control program for the detection of the idle characteristic of the engine is stored, wherein after activation of the sequence control program for detecting the idle characteristic, the hydrostatic drive group is adjusted to the minimum power consumption, for fixed measuring points Idle characteristic of the control of the respective speed setpoint is given to a speed control device of the engine, the respective speed control signal is detected in accordance with the speed actual value with the speed setpoint and stored in an electronic component and interpolated after detecting the belonging to the fixed measuring points speed control signals between the measuring points.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird somit die Leerlaufkennlinie der Antriebsmaschine durch die Erfassung festgelegter Meßpunkte gebildet, wobei nach der Erfassung der Meßpunkte eine Interpolation, beispielsweise eine lineare Interpolation, erfolgt, um den Verlauf der Leerlaufkennlinie zu ermitteln. Hierdurch kann die Leerlaufkennlinie der Antriebsmaschine auf einfache Weise mit hinreichender Genauigkeit erfasst werden. Da beim erfindungsgemäßen Verfahren lediglich wenige Meßpunkte zur Ermittlung der Leerlaufkennlinie ausreichen, wird mit geringem Aufwand und auf einfache Weise eine Erfassung der Leerlaufkennlinie ermöglicht. Hierdurch wird eine vereinfachte Inbetriebnahme und ein vereinfachter Service der Arbeitsmaschine erzielt. Durch eine derartige Erfassung der Leerlaufkennlinie wird somit mit geringem Aufwand eine optimale Ausnutzung der Leistung der Antriebsmaschine mittels der Grenzlastregeleinrichtung erzielt. Die ermittelte Leerlaufkennlinie kann hierbei als Kennlinie oder in Tabellenform mit aus den Drehzahlen und den Drehzahlstellsignalen bestehenden Wertepaaren abgespeichert werden. Zudem ist es möglich, die Leerlaufkennlinie durch eine mathematische Funktion zu beschreiben und die Parameter dieser Funktion abzuspeichern. Die Antriebsmaschine ist mit einer elektrischen Drehzahlverstellung versehen, wodurch sich besondere Vorteile ergeben, da das Verfahren automatisch durchgeführt wird und zur Erfassung der Leerlaufkennlinie von der Bedienperson lediglich ein Programm aktiviert werden muss, wodurch sich ein einfacher Bedienungsaufwand ergibt.In the method according to the invention thus the idling characteristic of the drive machine is formed by the detection of fixed measuring points, wherein after the detection of the measuring points, an interpolation, for example, a linear interpolation, takes place to determine the course of the idle characteristic. As a result, the idling characteristic of the drive machine can be detected in a simple manner with sufficient accuracy. Since in the method according to the invention only a few measuring points are sufficient to determine the open-circuit characteristic, it is possible to detect the open-circuit characteristic with little effort and in a simple manner. As a result, a simplified start-up and a simplified service of the machine is achieved. By such a detection of the idle characteristic optimum utilization of the power of the drive machine by means of the limit load control device is thus achieved with little effort. The determined idle characteristic can be used as a characteristic or in Table form with existing from the speeds and the speed control signals value pairs are stored. In addition, it is possible to describe the idle characteristic by a mathematical function and to store the parameters of this function. The prime mover is provided with an electric speed adjustment, which results in special advantages, since the method is performed automatically and only one program must be activated to detect the idle characteristic of the operator, resulting in a simple operating effort.
In Weiterbildung der Erfindung wird die Drehzahl der Antriebsmaschine ausgehend von der minimalen Drehzahl in Richtung zur maximalen Drehzahl und anschließend von der maximalen Drehzahl in Richtung zur minimalen Drehzahl verstellt, wobei zu den festgelegten Meßpunkten in aufsteigender und absteigender Reihenfolge das Drehzahlstellsignal der Drehzahlstelleinrichtung erfasst und aus den zu jeweils einem Meßpunkt gehörenden Drehzahlstellsignalen ein Mittelwert gebildet wird. Durch die Erfassung der zu einem Meßpunkt gehörenden Drehzahlstellsignale in aufsteigender und absteigender Reihenfolge und der Bildung des Mittelwertes für jeden Meßpunkt kann auf einfache Weise die Genauigkeit für jeden Meßpunkt und somit insgesamt die Genauigkeit der Leerlaufkennlinie erhöht werden.In a further development of the invention, the rotational speed of the engine is adjusted from the minimum speed in the direction of the maximum speed and then from the maximum speed towards the minimum speed, wherein the fixed measuring points in ascending and descending order detects the speed control signal of the speed control device and from the for each one measurement point associated speed control signals an average value is formed. By detecting the speed control signals belonging to a measuring point in ascending and descending order and the formation of the mean value for each measuring point, the accuracy for each measuring point and thus the overall accuracy of the no-load characteristic curve can be increased in a simple manner.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in Arbeitspausen, wobei ein unbelasteter Zustand der Antriebsmaschine vorliegt, eine Korrektur der erfassten Leerlaufkennlinie ermöglicht wird. Die erfasste Leerlaufkennlinie kann somit durch eine Neuerfassung eines oder mehrerer Meßpunkte korrigiert werden. Hierdurch können Veränderungen, beispielsweise Temperaturunterschiede, oder Veränderungen am Drehzahlstellsystem der Antriebsmaschine auf einfache Weise ausgeglichen werden. Hierbei können zu mehreren Meßpunkten die Drehzahlstellsignale neu erfasst werden. Es ist jedoch ebenfalls möglich, lediglich für die gerade eingestellte Leerlaufdrehzahl das Drehzahlstellsignal neu zu erfassen und somit die Leerlaufkennlinie für die eingestellte Leerlaufdrehzahl zu korrigieren. Durch die Neuerfassung des Drehzahlstellsignals in Arbeitspausen wird hierbei sichergestellt, dass ein unbelasteter Zustand der Antriebsmaschine vorliegt.In an advantageous development of the invention, it is provided that a break in the detected idle characteristic curve is made possible during breaks in work, with an unloaded state of the drive machine. The detected idle characteristic can thus be corrected by a new acquisition of one or more measurement points. As a result, changes, such as temperature differences, or changes in the speed control system of the drive machine can be compensated in a simple manner. In this case, the speed control signals can be re-detected at several measuring points. However, it is also possible to recapture only for the currently set idle speed, the speed control signal and thus to correct the idle characteristic for the set idle speed. By re-acquiring the speed control signal during breaks this ensures that there is an unloaded state of the prime mover.
Zweckmäßigerweise wird die Korrektur durchgeführt, wenn das Drehzahlstellsignal einen Grenzwert überschreitet. Hierdurch kann auf einfache Weise ermittelt werden, wenn die Leerlaufdrehzahl, beispielsweise durch Temperaturschwankungen, erhöht ist und somit die Neuerfassung der momentan neueingestellten Leerlaufdrehzahl aktiviert werden.Conveniently, the correction is performed when the speed control signal exceeds a threshold. This can be determined in a simple manner, if the idle speed, for example, by temperature fluctuations, is increased and thus the new detection of the currently newly set idle speed can be activated.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Erfassung der Leerlaufkennlinie einer Antriebsmaschine eines Antriebssystems, wobei die Antriebsmaschine mit einer mechanischen Drehzahlverstellung versehen ist und zum Antrieb einer hydrostatischen Antriebsgruppe verwendet wird, wobei im Betrieb die hydrostatische Antriebsgruppe von einer elektronischen Grenzlastregeleinrichtung in Abhängigkeit von einer Drehzahldrückung der Antriebsmaschine in Richtung auf eine geringere Leistungsaufnahme verstellt wird.The invention further relates to a method for detecting the idle characteristic of a drive machine of a drive system, wherein the prime mover is provided with a mechanical speed adjustment and is used to drive a hydrostatic drive group, wherein in operation, the hydrostatic drive group of an electronic limit load control device in response to a rotational speed of the prime mover is adjusted in the direction of a lower power consumption.
Die oben genannte Aufgabe wird hierbei erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Steuerelement vorgesehen ist, das mit einer Signaleinrichtung und einer Bestätigungseinrichtung in Verbindung steht, wobei nach Aktivierung des Steuerelements zur Erfassung der Leerlaufkennlinie die hydrostatische Antriebsgruppe auf die minimale Leistungsaufnahme verstellt wird, für festgelegte Meßpunkte der Leerlaufkennlinie der jeweilige Drehzahlsollwert an eine Drehzahlstelleinrichtung der Antriebsmaschine gegeben wird, indem die Einstellung der Drehzahl des entsprechenden Meßpunktes der Antriebsmaschine manuell durchgeführt wird, wobei bei Erreichen des zu dem jeweiligen festgelegten Meßpunkts gehörenden Drehzahlistwertes von dem Steuerelement ein Signal erzeugt und an der Signaleinrichtung angezeigt wird und bei Übereinstimmung des Drehzahlistwertes mit dem zu dem Meßpunkt gehörenden Drehzahlsollwert nach einer Bestätigung durch Betätigen einer Bestätigungseinrichtung das jeweilige Drehzahlstellsignal erfasst wird in und in einem elektronischen Bauelement abgespeichert wird und nach dem Erfassen der zu den festgelegten Meßpunkten gehörenden Drehzahlstellsignalen zwischen den Meßpunkten interpoliert wird.The above object is inventively achieved in that a control is provided, which is in communication with a signaling device and a confirmation device, wherein after activation of the control for detecting the idle characteristic, the hydrostatic drive group is adjusted to the minimum power consumption for fixed measuring points Idle characteristic of the respective speed setpoint is given to a speed setting device of the drive machine by the setting of the speed of the corresponding measuring point of the drive machine is performed manually, upon reaching the corresponding to the respective measuring point associated speed actual value of the control generates a signal and displayed on the signaling device and if the actual speed value coincides with the speed setpoint value belonging to the measuring point after confirming by actuating a confirmation device, the respective rotation is recorded in and stored in an electronic component and is interpolated after detecting the belonging to the fixed measuring points speed control signals between the measuring points.
Von der Bedienperson wird hierbei die Drehzahl durch entsprechende Betätigung einer Drehzahlvorgabeeinrichtung der Antriebsmaschine, beispielsweise einem Gashebel oder Gaspedal, eingestellt, wobei mittels des Signals, beispielsweise eines optischen oder akustischen Signals, die Einstellung der zu dem entsprechenden Meßpunkt gehörenden Drehzahl erleichtert wird. Durch Betätigen einer Bestätigungstaste kann hierbei eine Übereinstimmung der eingestellten Drehzahl mit der zu dem Meßpunkt gehörenden Drehzahl bestätigt werden und die Erfassung des zu dem entsprechenden Meßpunkt gehörenden Drehzahlstellsignals ausgelöst werden.In this case, the speed is set by the operator by corresponding actuation of a speed specification device of the drive machine, for example a throttle lever or accelerator pedal, wherein the adjustment of the speed belonging to the corresponding measuring point is facilitated by means of the signal, for example an optical or acoustic signal. By pressing a confirmation key in this case a match of the set speed can be confirmed with the belonging to the measuring point speed and the detection of belonging to the corresponding measuring point speed control signal can be triggered.
Die Anzahl der Meßpunkte kann hierbei reduziert und somit die Erfassung der Leerlaufkennlinie vereinfacht werden, wenn die Lage und die Anzahl der Meßpunkte in Abhängigkeit von der Antriebsmaschine festgelegt werden. Für verschiedene Typen von Antriebsmaschinen ist es somit möglich die Stellkennlinie mit wenigen Meßpunkten zu erfassen, sofern der prinzipielle Verlauf der Stellkennlinie bekannt ist. Weist beispielsweise eine Antriebsmaschine eine lineare Stellkennlinie auf, ist es ausreichend als Meßpunkte die minimale und maximale Leerlaufdrehzahl und zwei Meßpunkte auf der Leerlaufkennlinie zu erfassen. Die Lage und Anzahl der Meßpunkte können hierbei mittels eines Auswerteprogramms festgelegt und bestimmt werden.The number of measuring points can be reduced in this case and thus the detection of the idle characteristic can be simplified if the position and the number of measuring points are determined in dependence on the drive machine. For different types of drive machines, it is thus possible to detect the actuating characteristic with few measuring points, provided that the basic course of the actuating characteristic is known is. If, for example, an engine has a linear control characteristic, it is sufficient to record as measuring points the minimum and maximum idling speeds and two measuring points on the idling characteristic. The position and number of measuring points can be determined and determined by means of an evaluation program.
Besondere Vorteile ergeben sich bei der Verwendung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche in einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Baumaschine, mit einer als Dieselmotor ausgebildeten Antriebsmaschine. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auf einfache Weise möglich, zur Erstinbetriebnahme oder bei Servicearbeiten die Leerlaufkennlinie des Dieselmotors zu erfassen und somit eine optimale Auslastung der Arbeitsmaschine durch die Grenzlastregeleinrichtung zu ermöglichen. Durch die Möglichkeit, die Leerlaufkennlinie in Arbeitspausen neu zu erfassen, kann mit geringem Aufwand die Leerlaufkennlinie an Veränderungen angepasst werden.Particular advantages result from the use of the method according to one of the preceding claims in a working machine, in particular a construction machine, with a drive motor designed as a diesel engine. With the method according to the invention, it is possible in a simple manner to record the idle characteristic of the diesel engine for initial commissioning or during service work, and thus to enable an optimal utilization of the working machine by the limit load control device. The ability to recapture the idle characteristic during work breaks allows the idle characteristic to be adapted to changes with little effort.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:Further advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the schematic figures. Showing:
In der
Die Antriebsmaschine
Der Drehzahlsollwert der Drehzahlvorgabeeinrichtung
An den weiteren Eingang des Schalters
Zur Erfassung der Leerlaufkennlinie wird von der Bedienperson das in dem Steuerelement
Die
Nach der Erfassung des Meßpunktes A werden nacheinander durch das Steuerelement
Zur Erhöhung der Genauigkeit kann das Verfahren ausgehend von dem Meßpunkt G in absteigender Reihenfolge zum Meßpunkt A für jeden Meßpunkt wiederholt werden, wobei aus den in aufsteigender und absteigender Reihenfolge ermittelten Drehzahlstellsignalen des jeweiligen Meßpunktes ein Mittelwert gebildet wird, der in dem Bauelement
Nach Erfassung der zu den Meßpunkt A bis G gehörenden Drehzahlstellsignalen erfolgt eine lineare Interpolation zwischen den Meßpunkten, wodurch in dem Bauelement die in der
Die Anzahl und die Lage der Meßpunkte B bis F sind hierbei auf den Typ der Antriebsmaschine und dessen prinzipiellen Verlauf der Leerlaufkennlinie abgestimmt, wodurch wenige Meßpunkte zur hinreichend genauen Erfassung der Leerlaufkennlinie ausreichen.The number and location of the measuring points B to F are matched to the type of prime mover and its basic course of the idle characteristic, whereby a few measuring points sufficient for sufficiently accurate detection of the idle characteristic.
Im Betrieb des Antriebssystems wird der Schalter
Von der Bedienperson wird mittels der als Potentiometer ausgebildeten Drehzahlvorgabeeinrichtung
In der
Hierzu ist eine Erfassungseinrichtung
In der
Zur Erfassung der Leerlaufkennlinie wird die Pumpe
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