DE102006017792B4

DE102006017792B4 - Verfahren und Computerprogramm zum Regeln eines Antriebs

Info

Publication number: DE102006017792B4
Application number: DE102006017792.4A
Authority: DE
Inventors: Martin Behm; Karlheinz Vogl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2020-04-23
Anticipated expiration: 2026-04-19
Also published as: US20090069990A1; DE102006017792A1; CN101326086A; EP1899205A1; WO2007121846A1

Abstract

Verfahren zum Regeln eines Antriebs mit einer Antriebsmaschine (2) und einem hydrostatischen Getriebe (3) mit einer einstellbaren Hydropumpe (4) und einem einstellbaren Hydromotor (5), die in einem hydrostatischen Kreislauf miteinander verbunden sind und wobei der Hydromotor (5) eine Abtriebswelle (9) aufweist, umfassend die Verfahrensschritte:- Ermitteln eines Betriebspunkts der Antriebsmaschine (2) in einem Kennfeld der Antriebsmaschine durch Vorgabe einer Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine (2) und Feststellen der Größe einer Abweichung einer Istdrehzahl der Antriebsmaschine (2) von der vorgegebenen Leerlaufdrehzahl;- Ermitteln eines Übersetzungsverhältnisses (i) des hydrostatischen Getriebes (3) zu der Istdrehzahl der Antriebsmaschine (2);- Ermitteln eines optimalen Fördervolumens der Hydropumpe (4) und eines optimalen Schluckvolumens des Hydromotors (5) zur Einstellung des ermittelten Übersetzungsverhältnisses (i) unter Berücksichtigung der Wirkungsgrade (η, η,; η, η) der Hydropumpe (4) und des Hydromotors (5) und eines Wirkungsgrads ηdes hydrostatischen Kreislaufs;- Einstellen der Antriebmaschine (2) auf die vorgegebene Leerlaufdrehzahl, des optimalen Fördervolumens der Hydropumpe (4) und des optimalen Schluckvolumens des Hydromotors (5) für den Antrieb der Abtriebswelle (9).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Computerprogramm zum Regeln eines Antriebs mit einer Antriebsmaschine und einem hydrostatischen Getriebe.
Bei Nutzfahrzeugen, wie beispielsweise Baggern oder Radladern werden häufig Antriebe eingesetzt, bei denen ein hydrostatisches Getriebe durch eine Antriebsmaschine angetrieben wird. Solche Antriebssysteme werden beispielsweise für eine Drehwerksteuerung oder als Fahrantrieb eingesetzt. Üblicherweise wird bei solchen Antrieben ein Drehzahlwert für die Dieselmaschine vorgegeben. Die Motorsteuerung setzt dann die Drehzahl seitens der Antriebsmaschine um. Aus der DE 196 43 924 A1 ist es hierzu bekannt, die Genauigkeit, mit der die Dieseldrehzahl eingehalten wird, zu verbessern. Dazu wird ein Drehzahl-Referenzwert der Motorsteuerung mit einem Ist-Drehzahlwert verglichen und ein daraus abgeleiteter Korrekturwert berechnet. Der Korrekturwert wird an einen Schrittmotor ausgegeben, der das Stellglied nachsteuert und so die tatsächliche Drehzahl der Dieselmaschine korrigiert. Solche einfachen Regelungen haben den Nachteil, dass eine Berücksichtigung des Wirkungsgradsverlaufs weder auf Seiten des hydrostatischen Getriebes noch auf der Seite der Steuerung der Dieselmaschine erfolgt. Insbesondere bleiben auch Verluste in den Leitungen des hydrostatischen Kreislaufs unberücksichtigt. Eine ähnliche Motorsteuerung für ein Flurförderfahrzeug ist ebenfalls aus der DE 100 37 676 C1 bekannt. Dabei wird eine Soll-Drehzahl mit Hilfe einer Kennlinienstufe verbrauchsoptimal bestimmt und die Drehzahl des Verbrennungsmotors entsprechend geregelt.
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren zur Regelung eines Antriebs zu schaffen, bei dem der Gesamtwirkungsgrad verbessert ist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die weiteren Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens bzw. ein digitales Speichermedium und ein Computerprogramm mit dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Regeln eines Antriebs mit einer Antriebsmaschine und einem hydrostatischen Getriebe mit einer einstellbaren Hydropumpe und einem einstellbaren Hydromotor, die in einem hydrostatischen Kreislauf miteinander verbunden sind und wobei der Hydromotor eine Abtriebswelle aufweist wird zunächst ein Betriebspunkt der Antriebsmaschine in einem Kennfeld der Antriebsmaschine ermittelt. Ferner wird ein Übersetzungsverhältnis des hydrostatischen Getriebes zu der Istdrehzahl der Antriebsmaschine ermittelt. Erfindungsgemäß wird dann für das ermittelte Übersetzungsverhältnis ein optimales Fördervolumen der Hydropumpe und ein optimales Schluckvolumen des Hydromotors ermittelt. Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis des hydrostatischen Getriebes zum Erreichen dieses vorgegebenen Übersetzungsverhältnisses unterschiedliche Einstellungen der Hydropumpe und des Hydromotors möglich sind und diese unterschiedlichen Einstellungen zu unterschiedlichen Wirkungsgraden seitens des hydrostatischen Getriebes führen. Unter Beibehaltung des vorgegebenen Übersetzungsverhältnisses wird folglich derjenige Betriebspunkt des hydrostatischen Getriebes gesucht, der einen optimalen Gesamtwirkungsgrad ermöglicht. Weiterhin wird die Antriebsmaschine auf die vorgegebene Leerlaufdrehzahl eingestellt, sowie das optimale Fördervolumens der Hydropumpe und das optimale Schluckvolumens des Hydromotors für den Antrieb der Abtriebswelle eingestellt.
Die Verwendung des Begriffs „optimal“ im Zusammenhang mit den zu ermittelnden-und anschließend einzustellenden Förder- und Schluckvolumina bzw. der Wirkungsgrade schließen solche Betriebspunkte mit ein, die nicht dem Maximum des jeweiligen Werts entsprechen. Dabei können beispielsweise Betriebszustände berücksichtigt werden, die eine Einstellung des Maximalwerts ungünstig erscheinen lassen. Beispielsweise kann es erforderlich sein, den Betriebspunkt einer Axialkolbenmaschine z. B. zum Erreichen einer verbesserten Kühlung außerhalb des wirtschaftlich günstigsten Betriebspunkts zu betreiben und daher ein in Bezug auf den Wirkungsgrad erhöhtes Förder- und Schluckvolumen einzustellen.
Der Betriebspunkt der Antriebsmaschine wird ausgehend von einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl ermittelt, indem eine Abweichung zwischen der vorgegebenen Leerlaufdrehzahl und einer Ist-Drehzahl ermittelt wird. Diese Abweichung, die auch als Drückung bezeichnet wird, ist vorzugsweise für jede vorgegebene Leerlaufdrehzahl vorbestimmt.
Vorzugsweise wird in einer Steuereinheit des hydrostatischen Getriebes zumindest eine Wirkungsgradtabelle.abgelegt, die bei der Ermittlung des optimalen Fördervolumens der Hydropumpe sowie des optimalen Schluckvolumens des Hydromotors berücksichtigt wird.
Ferner ist es vorteilhaft, den tatsächlichen Druckverlust in den Leitungen zu berücksichtigen. Hierzu wird in dem hydraulischen Kreislauf zumindest ein erster Druckwert und ein zweiter Druckwert gemessen und eine Druckdifferenz berechnet. Diese wird bei der Ermittlung des optimalen Schluckvolumens sowie des optimalen Fördervolumens berücksichtigt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, das Übersetzungsverhältnis des hydrostatischen Getriebes in Abhängigkeit von der Drückung, also der Abweichung der Ist-Drehzahl von einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine zu bestimmen. Ausgehend von diesem Übersetzungsverhältnis ist es weiterhin vorteilhaft, ein optimales Fördervolumen sowie ein optimales Schluckvolumen unter Berücksichtigung des Leitungsdruckverlustes zu ermitteln.
Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, das optimale Schluckvolumen sowie das optimale Fördervolumen unter Berücksichtigung des mechanisch-hydraulischen Wirkungsgrads der Hydropumpe bzw. des Hydromotors zu ermitteln. Besonders vorteilhaft wird weiterhin der volumetrische Wirkungsgrad der Hydropumpe und des Hydromotors berücksichtigt. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird bei der Ermittlung des optimalen Schluckvolumens bzw. des optimalen Fördervolumens bei vorgegebenen Übersetzungsverhältnis sowohl der mechanisch hydraulische Wirkungsgrad als auch der volumetrische Wirkungsgrad und zusätzlich der Leitungsdruckverlust in dem hydraulischen Kreis berücksichtigt. Da sich über dem breiten, denkbaren Einstellungsbereich des Fördervolumens und des Schluckvolumens die Wirkungsgradverläufe teilweise gegenseitig kompensieren, kann somit bei Berücksichtigung aller dreier Beiträge zum Wirkungsgrad ein verbesserter Gesamtwirkungsgrad des hydrostatischen Getriebes bei einem bestimmten festgelegten Übersetzungsverhältnis eingestellt werden. Auf diese Weise sind beispielsweise bei Fahrantrieben von Nutzfahrzeugen Einsparungen des Kraftstoffs von bis zu 10 % möglich. Bei einem iterativen Vorgehen kann es dann insbesondere vorteilhaft sein, die eingestellte Leerlaufdrehzahl zu überprüfen bzw. die tatsächlich sich ergebende Drückung nach Einstellen des Fördervolumens bzw. des Schluckvolumens zu korrigieren.
Eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Antriebs zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung eines solchen Antriebs;
2 ein Diagramm zur Erläuterung der Einstellung eines hydraulischen Übersetzungsverhältnisses;
3 Verlauf von Wirkungsgraden bei einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis;
4 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
5 ein Kennfeld einer Dieselbrennkraftmaschine zur Ermittlung des Betriebspunkts der Antriebsmaschine; und
6 ein Kennfeld des hydrostatischen Getriebes zur Ermittlung eines einzustellenden Fördervolumens sowie eines einzustellenden Schluckvolumens.

Bevor auf die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im einzelnen eingegangen wird, soll zunächst zum besseren Verständnis der Aufbau eines Antriebs, insbesondere eines Fahrantriebs, anhand der 1 erläutert werden.
In der 1 ist ein Antrieb 1 gezeigt, bei dem mittels einer Antriebsmaschine, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Dieselbrennkraftmaschine 2 ausgeführt ist, ein hydrostatisches Getriebe 3 angetrieben wird. Das hydrostatische Getriebe 3 umfasst eine einstellbare Hydropumpe 4 sowie einen einstellbaren Hydromotor 5. Die Hydropumpe 4 und der Hydromotor 5 sind über eine erste Arbeitsleitung 6 und eine zweite Arbeitsleitung 7 in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf miteinander verbunden.
Von der Dieselbrennkraftmaschine 2 wird an einer Triebwelle 8 ein Antriebsmoment erzeugt. Die Dieselbrennkraftmaschine 2 ist mit der Hydropumpe 4 über die Triebwelle 8 verbunden, so dass die Hydropumpe 4 mit dem durch die Dieselbrennkraftmaschine 2 erzeugten Drehmoment angetrieben wird. Entsprechend dem eingestellten Fördervolumen der Hydropumpe 4 wird durch die Hydropumpe 4 Druckmittel entweder in die erste Arbeitsleitung 6 oder in die zweite Arbeitsleitung 7 gefördert. Damit wird in dem geschlossenen hydraulischen Kreislauf in Abhängigkeit von dem eingestellten Schluckvolumen ein Ausgangsdrehmoment erzeugt. Das Ausgangsdrehmoment wird von dem Hydromotor 5 über eine Abtriebswelle 9 beispielsweise zu einem angetriebenen Rad 10 übertragen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Einfachheit halber der unmittelbare Antrieb eines angetriebenen Fahrzeugrades 10 durch den Hydromotor 5 dargestellt. Ebenso ist es jedoch möglich beispielsweise ein Lastschaltgetriebe dem hydrostatischen Antrieb nachzuschalten.
Zur Einstellung des Fördervolumens der Hydropumpe 4 bzw. des Schluckvolumens des Hydromotors 5 ist eine Pumpenverstellvorrichtung 11 bzw. eine Motorverstellvorrichtung 12 vorgesehen. Die Pumpenverstellvorrichtung 11 bzw. die Motorverstellvorrichtung 12 wirken jeweils mit einem Verstellmechanismus der Hydropumpe 4 bzw. des Hydromotors 5 zusammen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl die Hydropumpe 4 als auch der Hydromotor 5 ausgehend von einer Neutrallage in beide Richtungen verstellbar ausgeführt. Die Hydropumpe 4 und der Hydromotor 5 sind vorzugsweise Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauart.
Zur Einstellung eines Betriebspunkts der Dieselbrennkraftmaschine 2 wird einer Einspritzpumpe 13 eine Fördermenge durch ein erstes Steuergerät 14 vorgegeben. Hierzu wird ein entsprechendes Signal über eine erste Signalleitung 28 von dem ersten Steuergerät 14 an die Einspritzpumpe 13 übermittelt.
Die Einstellung des hydrostatischen Getriebes 3 erfolgt durch zumindest ein zweites Steuergerät 15. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das zweite Steuergerät 15 eine erste Steuereinheit 16 und eine zweite Steuereinheit 17. Es ist jedoch ebenso möglich, zwei separate Steuergeräte vorzusehen, welche der Hydropumpe 4 bzw. dem Hydromotor 5 zugeordnet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine integrierte Bauweise bevorzugt, bei der die erste Steuereinheit 16 der Hydropumpe 4 zugeordnet ist und die zweite Steuereinheit 17 dem Hydromotor 5 zugeordnet ist. Entsprechend wird durch die erste Steuereinheit 16 der Pumpenverstellvorrichtung 11 ein Steuersignal übermittelt. Die zweite Steuereinheit 17 übermittelt der Motorverstellvorrichtung 12 ein entsprechendes Steuersignal. Besonders bevorzugt sind die Pumpenverstellvorrichtung 11 und die Motorverstellvorrichtung 12 elektroproportional ausgeführt. In nicht dargestellter Weise werden dabei durch Steuerventile Stelldrücke erzeugt, die beispielsweise auf einen Verstellkolben wirken, der mit dem jeweiligen Verstellmechanismus zusammenwirkt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die beiden Steuereinheiten 16, 17 des zweiten Steuergeräts 15 eine gemeinsame Schnittstelleneinheit 18. Über die gemeinsame Schnittstelleneinheit 18 werden diejenigen Signale empfangen bzw. ausgegeben, welche der Einstellung der Hydropumpe 4 und des Hydromotors 5 in gleicher Weise zugrunde liegen. Beispielweise wird dem zweiten Steuergerät 15 ein Signal eines Fahrhebels 19 übermittelt, welches über eine Fahrsignalleitung 20 der gemeinsamen Schnittstelleneinheit 18 zugeführt wird. Durch den Fahrhebel 19 wird durch einen Bediener ein Fahrtwunsch nach Richtung und Geschwindigkeit vorgegeben.
Als weitere Eingangsgrößen dienen die Signale von Drucksensoren 23.1 bis 23.4, welche die Drücke jeweils in der Nähe der Anschlüsse der Hydropumpe 4 bzw. des Hydromotors 5 ermitteln und über entsprechende Drucksignalleitungen 24.1 bis 24.4 an das zweite Steuergerät 15 übermitteln. Aus den Druckwerten, die die Drucksensoren 23.1 bis 23.4 liefern, wird dann der Druckabfall innerhalb der Arbeitsleitungen 6, 7 des hydrostatischen Getriebes 3 ermittelt. Dieser Druckabfall ist bei der Bestimmung des einzustellenden Fördervolumens der Hydropumpe 4 und des Schluckvolumens des Hydromotors 5 zu berücksichtigen, da er in später noch darzustellender Weise in den Gesamtwirkungsgrad des hydrostatischen Getriebes 3 eingeht.
Weiterhin wird die Ist-Drehzahl der Triebwelle 8 über einen Drehzahlsensor 21 erfasst, dessen Signal über eine Drehzahlsignalleitung 22 dem ersten Steuergerät 14 übermittelt wird.
Das erste Steuergerät 14 und das zweite Steuergerät 15 stehen über eine Kommunikationsleitung 25 miteinander in Verbindung. So wird über die Kommunikationsleitung 25 durch das zweite Steuergerät 15 eine Leerlaufdrehzahl vorgegeben und an das erste Steuergerät 14 übertragen. Von dem ersten Steuergerät 14 wird ein Signal über die erste Signalleitung 28 an die Einspritzpumpe 13 übertragen und die Dieselbrennkraftmaschine 2 auf diese vorgegebene Leerlaufdrehzahl eingestellt. Infolge der durch das hydrostatische Getriebe 3 abgenommenen Last kommt es zu einer Abweichung der Ist-Drehzahl der Dieselbrennkraftmaschine 2 von der vorgegebenen Leerlaufdrehzahl. Die vorgegebene Leerlaufdrehzahl wird vorzugsweise durch das zweite Steuergerät 15 ermittelt, indem eine Drehzahl der Dieselbrennkraftmaschine 2 festgelegt wird, bei der der durch den Fahrhebel 19 vorgegebene Fahrwunsch eines Benutzers realisierbar ist.
In dem ersten Steuergerät 14 wird nun eine Differenz zwischen der vorgegebenen Leerlaufdrehzahl und der durch den Drehzahlsensor 21 ermittelten Ist-Drehzahl berechnet und diese sogenannte Drückung über die Kommunikationsleitung 25 vorzugsweise an das zweite Steuergerät 15 übertragen. In dem zweiten Steuergerät 15 ist eine Tabelle gespeichert, in der einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl ein Drückungswert zugeordnet ist. Diese Tabelle wird in Abhängigkeit von einem Kennfeld der Dieselbrennkraftmaschine 2-angelegt, so dass für jeweils eine vorgegebenen Leerlaufdrehzahl eine günstige Ist-Drehzahl abgespeichert ist. Zum Erreichen dieser Ist-Drehzahl bzw. einer bestimmten Drückung wird das Übersetzungsverhältnis i_hydr des hydrostatischen Getriebes 3 entsprechend angepasst. Durch das zweite Steuergerät 15 wird folglich ein Übersetzungsverhältnis i_hydr für das hydrostatische Getriebe ermittelt.
Zur Festlegung des optimalen Betriebspunkts des hydrostatischen Getriebes ist es erforderlich, sowohl das Fördervolumen der Hydropumpe 4 als auch das Fördervolumen des Hydromotors 5 einzustellen. Die Hydropumpe 4 sowie der Hydromotor 5 werden auf Ihr optimales Fördervolumen bzw. das optimale Schluckvolumen eingestellt, wobei vorzugsweise neben den mechanisch-hydraulischen Wirkgraden η_mh der beiden Kolbenmaschinen auch der volumetrische Wirkungsgrad η_V und der Druckverlust η_P in den Leitungen berücksichtigt werden. Die Wirkungsgradverläufe werden vorzugsweise in Tabellen in dem zweiten Steuergerät abgespeichert. Ausgehend von dem zunächst ermittelten Übersetzungsverhältnis i_hydr des hydrostatischen Getriebes 3 unter Berücksichtigung der aus den Werten der Drucksensoren 23.1 bis 23.4 berechneten Druckabfälle in den Arbeitsleitungen 6, 7 des hydrostatischen Getriebes 3 wird somit durch die erste Steuereinheit 16 bzw. die zweite Steuereinheit 17 beispielsweise bei Verwendung von Schrägscheibenmaschinen der Schwenkwinkel der Schrägscheibe ermittelt und über eine zweite Signalleitung 26 bzw. eine dritte Signalleitung 27 ein entsprechender Wert an die Pumpenverstellvorrichtung 11 bzw. die Motorverstellvorrichtung 12 übertragen.
In der 2 ist der Zusammenhang zwischen den eingestellten Förder- bzw. Schluckvolumina für ein festes eingestelltes Übersetzungsverhältnis des hydrostatischen Getriebes 3 dargestellt. Sowohl für ein großes Fördervolumen durch die Hydropumpe bei gleichzeitig hohem Schluckvolumen des Hydromotors 5 als auch bei einem kleinen Fördervolumen durch die Hydropumpe 4 bei gleichzeitig geringem Schluckvolumen des Hydromotors 5 ergibt sich ein konstantes Übersetzungsverhältnis i_hydr des hydrostatischen Getriebes 3. Da jedoch für die unterschiedlich eingestellten Schwenkwinkel der Hydropumpe 4 und des Hydromotors 5 sich. unterschiedliche volumetrische Wirkungsgrade als auch mechanischhydraulische Wirkungsgrade ergeben, kann unter Beibehaltung eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses i_hydr eine Optimierung des Gesamtwirkungsgrades η_ges erreicht werden. Dabei ist es insbesondere zu berücksichtigen, dass die mechanisch-hydraulischen Wirkungsgrade sowie der volumetrische Wirkungsgrad sich über den Verstellbereich teilweise kompensieren. Im Gegensatz dazu ist der Leitungsverlust in den Arbeitsleitungen 6, 7 mit zunehmendem Volumenstrom in den Leitungen eine monoton steigende Funktion.
In 2 sind beispielhaft ein erster Betriebspunkt a mit maximalem Fördervolumen V_g,p der Hydropumpe 4 und maximalem Schluckvolumen V_g, _M des Hydromotors 5 sowie bei identischem Übersetzungsverhältnis i_hydr ein optimales Fördervolumen und Schluckvolumen in Betriebspunkt b gezeigt.
Die Zusammenhänge der Wirkungsgradbeiträge zum Gesamtwirkungsgrad η_ges sind in der 3 dargestellt. In der oberen Abbildung ist es gezeigt, dass für ein fest vorgegebenes Übersetzungsverhältnis i_hydr das eingestellte Fördervolumen bzw. das eingestellte Schluckvolumen der Hydropumpe 4 bzw. des Hydromotors 5 kontinuierlich reduziert wird, ausgehend von dem Maximalwert bei V_g,M , V_g,_p=1. Daraus ergeben sich die in der unteren Darstellung gezeigten Wirkungsgradverläufe. Die Darstellung zeigt die einzelnen Wirkungsgradbeiträge η_i , die zum Gesamtwirkungsgrad η_ges beitragen, unter der Voraussetzung eines konstanten Übersetzungsverhältnisses i_hydr sowie einer konstanten Last. Die Abszisse ist mit willkürlichen Einheiten skaliert und zeigt den Verlauf in Richtung zunehmenden Drucks also gleichzeitig abnehmendem Volumenstrom in den Arbeitsleitungen 6, 7.
Es ist daher gut zu erkennen, dass der durch den Druckverlust in den Leitungen verursachte Wirkungsgradverlauf η_L mit abnehmendem Fördervolumen stetig größer wird.
Gleichzeitig wird der volumetrische Wirkungsgrad η_V,P und η_V,M von Pumpe und Motor mit zunehmendem Druck, also abnehmendem Fördervolumen schlechter. Bis zu einem gewissen Punkt wird dies jedoch durch die gleichzeitige Verbesserung des mechanisch-hydraulischen Wirkungsgrades η_mh, _M und η_mh, _P kompensiert. Für eine bestimmte Last ergibt sich somit bei einem bestimmten Übersetzungsverhältnis i_hydr der gezeigte Verlauf für den Gesamtwirkungsgrad η_ges des hydrostatischen Getriebes 3.
In der 4 ist das erfindungsgemäße Verfahren in einem vereinfachten Flussdiagramm dargestellt. Nach dem Start des Programms (Schritt 30) wird zunächst eine Leerlaufdrehzahl n_D, _Soll für die Dieselbrennkraftmaschine 2 eingelesen (Schritt 31). Zudem werden die Ergebnisse der Drucksensoren 23.1 bis 23.4 durch das zweite Steuergerät 15 eingelesen und hieraus der Druckabfall Δp in den Arbeitsleitungen 6, 7 berechnet. An das zweite Steuergerät 15 wird außerdem das Messergebnis des Drehzahlsensors 21 über das erste Steuergerät 14 und die Kommunikationsleitung 25 übertragen (Schritt 32). Auf Basis dieser Informationen wird dann in Schritt 33 zunächst der optimale Betriebspunkt der Dieselbrennkraftmaschine 2 unter Zuhilfenahme des Kennfelds der Dieselbrennkraftmaschine 2 ermittelt. Hierzu sind die Daten, die das Kennfeld der Dieselbrennkraftmaschine 2 beschreiben, in einer entsprechenden Tabelle in dem zweiten elektronischen Steuergerät 15 abgelegt. In dem zweiten Steuergerät 15 wird das Übersetzungsverhältnis i_hydr ermittelt.
In Schritt 34 wird schließlich der Wirkungsgrad des hydrostatischen Getriebes 3 optimiert, indem unter Berücksichtigung der einzelnen Einflussfaktoren, nämlich der Einzelwirkungsgrade der Hydropumpe 4 sowie des Hydromotors 5 und zusätzlich der Leitungsverluste für das ermittelte Übersetzungsverhältnis i_hydr die jeweils optimale Fördermenge für die Hydropumpe bzw. das optimale Schluckvolumen des Hydromotors 5 ermittelt werden. Die so ermittelten Werte werden in schon beschriebener Weise an die Pumpenverstellvorrichtung 11 und die Motorverstellvorrichtung 12 über die zweite und die dritte Signalleitung 26, 27 übertragen. Am Ende dieses Einstellvorgangs wird zum Beginn des Verfahrens zurückgesprungen (35).
In der 5 ist das Vorgehen bezüglich der Dieselbrennkraftmaschine 2 noch einmal dargestellt (entspricht Schritt 33). Die 5 zeigt ein vereinfachtes Kennfeld einer Dieselbrennkraftmaschine 2. Die Leerlaufdrehzahl ist mit dem Punkt 0 bezeichnet. Die Abweichung der tatsächlichen Drehzahl am Punkt 1, 2 von der vorgegebenen Leerlaufdrehzahl wird als Drückung bezeichnet und steht in einem unmittelbaren Zusammenhang mit der Übersetzung des hydrostatischen Getriebes 3. Vorzugsweise wird die Leerlaufdrehzahl aufgrund einer Fahrhebelposition des Fahrhebels 19 ermittelt und ist so an die zu erwartende Leistungsabnahme angepasst. Im dargestellten Beispiel liegt der Betriebspunkt auf der Volllastlinie 36.
Das weitere Vorgehen (Schritt 34) ist in der 6 noch einmal dargestellt. Auf der Abszisse ist das Übersetzungsverhältnis i_hydr aufgetragen. Die gestrichelten Linien geben die Summe der Betriebszustände mit identischem Wirkungsgrad η_hydr an. Durch Berücksichtigung der den Wirkungsgrad des hydrostatischen Getriebes 3 beeinflussenden Komponenten wird anstelle des Betriebspunkts 2 der Betriebspunkt 1 in dem Diagramm angesteuert. Dies erfolgt ohne eine Veränderung der Übersetzung i_hydr des hydrostatischen Getriebes 3 allein durch eine entsprechende Anpassung sowohl des Fördervolumens als auch gleichzeitig des Schluckvolumens von Hydropumpe 4 und Hydromotor 5.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind auch einzelne Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens mit anderen Merkmale in beliebiger Weise kombinierbar.

Claims

Verfahren zum Regeln eines Antriebs mit einer Antriebsmaschine (2) und einem hydrostatischen Getriebe (3) mit einer einstellbaren Hydropumpe (4) und einem einstellbaren Hydromotor (5), die in einem hydrostatischen Kreislauf miteinander verbunden sind und wobei der Hydromotor (5) eine Abtriebswelle (9) aufweist, umfassend die Verfahrensschritte: - Ermitteln eines Betriebspunkts der Antriebsmaschine (2) in einem Kennfeld der Antriebsmaschine durch Vorgabe einer Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine (2) und Feststellen der Größe einer Abweichung einer Istdrehzahl der Antriebsmaschine (2) von der vorgegebenen Leerlaufdrehzahl; - Ermitteln eines Übersetzungsverhältnisses (i_hydr) des hydrostatischen Getriebes (3) zu der Istdrehzahl der Antriebsmaschine (2); - Ermitteln eines optimalen Fördervolumens der Hydropumpe (4) und eines optimalen Schluckvolumens des Hydromotors (5) zur Einstellung des ermittelten Übersetzungsverhältnisses (i_hydr) unter Berücksichtigung der Wirkungsgrade (η_mh,P, η_V,_P; η_mh,M, η_V,m) der Hydropumpe (4) und des Hydromotors (5) und eines Wirkungsgrads η_V des hydrostatischen Kreislaufs; - Einstellen der Antriebmaschine (2) auf die vorgegebene Leerlaufdrehzahl, des optimalen Fördervolumens der Hydropumpe (4) und des optimalen Schluckvolumens des Hydromotors (5) für den Antrieb der Abtriebswelle (9).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Tabelle jeweils einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine (2) eine vorbestimmte Abweichung der Istdrehzahl von der vorgegebenen Leerlaufdrehzahl zugeordnet gespeichert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Steuereinheit des hydrostatischen Getriebes (3) zumindest eine Wirkungsgradtabelle gespeichert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem hydrostatischen Kreislauf eine Druckdifferenz gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das ermittelte Übersetzungsverhältnis (i_hydr) das optimale Fördervolumen und das optimale Schluckvolumen unter Berücksichtigung eines Leitungsdruckverlustes ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass für das ermittelte Übersetzungsverhältnis (i_hydr) das optimale Fördervolumen und das optimale Schluckvolumen unter Berücksichtigung von mechanisch-hydraulischen Wirkungsgraden (η_mh,P; η_mh,M) der Hydropumpe (4) und des Hydromotors (5) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für das ermittelte Übersetzungsverhältnis (i_hydr) das optimale Fördervolumen und das optimale Schluckvolumen unter Berücksichtigung von volumetrischen Wirkungsgraden (η_V,P; η_V,M) der Hydropumpe (4) und des Hydromotors (5) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein erstes Steuergerät (14) für die Antriebsmaschine (2) und zumindest ein zweites Steuergerät (15) für das hydrostatische Getriebe (3) umfasst und das erste Steuergerät (14) die Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine (2) von dem zumindest einen zweiten Steuergerät (15) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine (2) in Abhängigkeit von einer erwarteten Leistungsabnahme der Antriebsmaschine (2) festgelegt wird.
Digitales Speichermedium mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, die so mit einem programmierbaren Computer oder digitalen Signalprozessor zusammenwirken können, dass das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt wird.
Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchführen zu können, wenn das Programm auf einem Computer oder einem digitalen Steuerprozessor ausgeführt wird.