DE102014212613A1 - Verfahren zum Betreiben einer mobilen Arbeitsmaschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer mobilen Arbeitsmaschine umfassend eine Antriebsmaschine und mehrere von der Antriebsmaschine mittels einer Hydraulikpumpe angetriebene Verbraucher, wobei die mehreren Verbraucher einen Verbraucher für eine Arbeitsfunktion und einen Verbraucher für eine Fahrfunktion umfassen, wobei ein Verbrauchswert für die Antriebsmaschine vorgegeben wird, und wobei eine zur Verfügung stehende Leistung für den Verbraucher für die Arbeitsfunktion und eine zur Verfügung stehende Leistung für den Verbraucher für die Fahrfunktion in Abhängigkeit vom Verbrauchswert begrenzt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere zur Vorgabe eines Verbrauchswerts zum effizienten Arbeiten.
  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft mobile Arbeitsmaschinen mit hydrostatischen Antriebssystemen, wie zum Beispiel Fahrzeuge (zum Beispiel Bagger, Mobilkräne, Umschlaggeräte, Kommunalfahrzeuge, Kompaktlader, Gabelstapler, Flugfeldschlepper etc.), bei denen eine Hydraulikpumpe von einer Antriebsmaschine, üblicherweise einer Brennkraftmaschine, beispielsweise einem Dieselmotor, angetrieben wird. Über die Hydraulikpumpe werden üblicherweise ein oder mehrere damit (zum Beispiel in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf) verbundene Verbraucher wie Hydraulikmotoren (für rotatorische Bewegungen), Hydraulikzylinder (für lineare Bewegungen) und gegebenenfalls Ventile und ähnliches zur Umsetzung von Funktionen wie Arbeits- und Fahrfunktionen angetrieben. In der Fahrfunktion beispielsweise treibt der Hydraulikmotor ein oder mehrere Räder an und wird dabei selbst von der Hydraulikpumpe angetrieben.
  • Aktuell kann beispielsweise eine Tempomatfunktion verwendet werden, um eine mobile Arbeitsmaschine auf eine konstante Geschwindigkeit zu regeln. Es wird dabei versucht, unabhängig von den Fahrwiderständen (Bergauffahrt, Zusatzmasse, etc.), die Arbeitsmaschine auf konstanter Geschwindigkeit zu halten, ohne den Verbrauch der Maschine zu berücksichtigen. Bei Funktionen, welche die Arbeitshydraulik betreffen, kann entsprechend einer Vorgabe pauschal die Leistung reduziert oder erhöht werden.
  • Aus der DE 39 11 706 C2 ist beispielsweise ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit einer mobilen Arbeitsmaschine bekannt, bei dem eine der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge von einer Drehzahlregelung begrenzt wird und bei dem für eine variable Leistungsbegrenzung der Antriebseinheit die Solldrehzahl eingestellt wird.
  • Aus der DE 10 2010 044 906 A1 ist ein Verfahren zum Vorgeben eines Betriebspunktes einer Antriebsmaschine eines Antriebssystems bekannt, bei dem der Betriebspunkt aufgrund des momentanen Leistungsbedarfs von Verbrauchern vorgegeben wird.
  • Es ist daher weiterhin wünschenswert, einen effizienten Betrieb hinsichtlich des Verbrauchs von mobilen Arbeitsmaschinen zu ermöglichen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Vorteile der Erfindung
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben einer mobilen Arbeitsmaschine. Bei der mobilen Arbeitsmaschine kann es sich beispielsweise um ein Fahrzeug wie einen Bagger, einen Mobilkran, ein Umschlaggerät, ein Kommunalfahrzeug, einen Kompaktlader, einen Gabelstapler, einen Flugfeldschlepper oder dergleichen handeln. Die mobile Arbeitsmaschine umfasst dabei eine Antriebsmaschine und mehrere von der Antriebsmaschine mittels einer Hydraulikpumpe angetriebene Verbraucher. Bei der Antriebsmaschine kann es sich um eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Dieselmotor, handeln. Gerade Dieselmotoren finden bei mobilen Arbeitsmaschinen üblicherweise Verwendung. Die mehreren Verbraucher umfassen einen Verbraucher für eine Arbeitsfunktion und einen Verbraucher für eine Fahrfunktion.
  • Für die Antriebsmaschine wird nun ein Verbrauchswert vorgegeben und zur Verfügung stehende Leistungen für die Verbraucher für die Arbeitsfunktion und die Fahrfunktion werden in Abhängigkeit vom Verbrauchswert begrenzt. Bei dem Verbrauchswert handelt es sich insbesondere um einen Energieverbrauchswert, zum Beispiel elektrischer oder fossiler Energie, wie zum Beispiel einen Verbrauchswert für Kraftstoff, insbesondere wenn die Antriebsmaschine als Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Durch die Begrenzung der zur Verfügung stehenden Leistungen in Abhängigkeit vom vorgegebenen Verbrauchswert kann Energie eingespart werden. Insbesondere kann die Begrenzung dahingehend erfolgen, dass bei normalem Gebrauch der mobilen Arbeitsmaschine der Verbrauchswert nicht überschritten wird. Weiterhin wird dadurch ein Bediener der mobilen Arbeitsmaschine dazu angehalten, die mobile Arbeitsmaschine effizient hinsichtlich des Verbrauchs von Kraftstoff zu benutzen.
  • Vorteilhafterweise weist eine für den Verbraucher für die Fahrfunktion zur Verfügung stehende Leistung einen ersten Mindestwert auf. Alternativ oder zusätzlich weist eine für den Verbraucher für die Arbeitsfunktion zur Verfügung stehende Leistung einen zweiten Mindestwert auf. Damit kann gewährleistet werden, dass trotz des vorgegebenen Verbrauchswerts noch weitergearbeitet und/oder gefahren werden kann, auch wenn dieser dadurch möglicherweise überschritten wird.
  • Es ist von Vorteil, wenn der erste und/oder der zweite Mindestwert nur mittels einer Berechtigung vorgegeben werden können. Beispielsweise kann nur jemand, der sich mittels Chipkarte oder Zahlencode autorisieren kann, einen oder beide Mindestwerte vorgeben. Damit kann beispielsweise einem Bauunternehmer, Fuhrparkleiter oder einer anderen Person in entsprechender Verantwortung die Möglichkeit gegeben werden, einen gewünschten Mindestwert vorzugeben. Der Bediener der mobilen Arbeitsmaschine hingegen hat dann keine Möglichkeit, einen Mindestwert vorzugeben oder zu ändern.
  • Es ist auch von Vorteil, wenn der Verbrauchswert nur mittels einer Berechtigung vorgegeben werden kann. Wie auch der oder die Mindestwerte, kann der Verbrauchswert beispielsweise nur von jemandem vorgegeben werden, der sich entsprechend autorisieren kann. Somit kann beispielsweise der Bauunternehmer oder der Fuhrparkleiter einen gewünschten Verbrauchswert vorgeben, der beispielsweise durch ein Motorsteuergerät geregelt wird und an den sich der Bediener der mobilen Arbeitsmaschine somit zu halten hat. Der Bediener wird damit weiterhin angehalten, effizient zu arbeiten.
  • Vorzugsweise kann der Verbrauchswert absolut und/oder pro Zeiteinheit vorgegeben werden. Je nach Wunsch kann damit entweder ein Verbrauchswert absolut für eine zu erfüllende Aufgabe vorgegeben werden, oder aber beispielsweise auch für einen Arbeitstag. Ebenso ist eine Kombination aus beidem möglich.
  • Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, zum Beispiel ein Steuergerät einer mobilen Arbeitsmaschine, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
  • 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.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • 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.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
  • Figurenbeschreibung
  • 1 zeigt schematisch eine mobile Arbeitsmaschine, wie sie der vorliegenden Erfindung zugrunde liegen kann.
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
  • In 1 ist eine mobile Arbeitsmaschine 1 schematisch dargestellt. Die mobile Arbeitsmaschine 1 weist hier als Antriebsmaschine eine Brennkraftmaschine 2 auf, die als Dieselmotor ausgeführt ist und über eine Triebwelle 4 mit einer verstellbar ausgeführten Hydraulikpumpe 5, beispielsweise einer Axialkolbenpumpe, verbunden ist. Die verstellbare Hydraulikpumpe 5 ist mit einem hier als verstellbaren Hydraulikmotor ausgeführten Verbraucher 6, beispielsweise einem Axialkolbenmotor, über eine erste Arbeitsleitung 7 und eine zweite Arbeitsleitung 8 in einem hydraulischen Kreislauf verbunden.
  • Der Hydraulikmotor 6 stellt eine Fahrfunktion für die mobile Arbeitsmaschine 1 zur Verfügung. Dazu ist der Hydraulikmotor 6 über eine zweite Triebwelle 9 mit einem angetriebenen Rad 10 der mobilen Arbeitsmaschine 1 verbunden.
  • Zusätzlich zum Verbraucher 6 für die Fahrfunktion verfügt die mobile Arbeitsmaschine 1 zumindest über einen Verbraucher 20 für eine Arbeitsfunktion. Dazu wird die Hydraulikpumpe 5 zur Versorgung des als Hydraulikzylinder ausgeführten Verbrauchers 20 eingesetzt. Dazu sind auch Ventile 21 zur Ansteuerung des Verbrauchers 20 vorhanden. Bei der Arbeitsfunktion kann es sich beispielsweise um eine Schaufel handeln.
  • Zur Vorgabe der Fahrtrichtung sowie der Fahrgeschwindigkeit dient ein Eingabegerät 11, über das ein Steuersignal von einem Bediener der mobilen Arbeitsmaschine 1 erzeugt wird. Im vorliegenden Beispiel ist das Eingabegerät 11 über einen Bus 17 mit einem Steuergerät 13 verbunden, das zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens programmtechnisch eingerichtet ist. Das Steuergerät ist dazu mit der Brennkraftmaschine 2 verbunden, um durch entsprechende Ansteuerung eine Drehzahl vorgeben zu können.
  • Da Hydraulikpumpe 5 und Hydraulikmotor 6, wie erwähnt, verstellbar ausgeführt sind, weist die mobile Arbeitsmaschine 1 ferner Verstellvorrichtungen 14 und 15 auf, die das Fördervolumen 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 mit einem Steuergerät 16 zur Ansteuerung verbunden, welches ebenfalls mit dem Bus 17 verbunden ist. Steuergerät 13 und 16 können auch kombiniert ausgeführt sein.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform wird nun für die Brennkraftmaschine 2 ein Verbrauchswert für Kraftstoff vorgegeben, insbesondere in Liter pro Stunde. Die zur Verfügung stehenden Leistungen für Arbeits- und Fahrfunktionen werden dabei so geregelt, dass der Verbrauchswert nicht überschritten wird. Allerdings kann für die Leistungen für diese Funktionen jeweils ein Mindestwert vorgegeben werden, so dass zumindest noch ein Minimum an Leistung zur Verfügung steht, auch wenn dadurch der Verbrauchswert überschritten wird. Ein Bediener der mobilen Arbeitsmaschine 1 wird damit dazu angehalten, diese effizient hinsichtlich des Verbrauchs von Kraftstoff zu benutzen, was zur Energieeinsparung führt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3911706 C2 [0004]
    • DE 102010044906 A1 [0005]

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben einer mobilen Arbeitsmaschine (1) umfassend eine Antriebsmaschine (2) und mehrere von der Antriebsmaschine (2) mittels einer Hydraulikpumpe (5) angetriebene Verbraucher (6, 20), wobei die mehreren Verbraucher (6, 20) einen Verbraucher (20) für eine Arbeitsfunktion und einen Verbraucher (6) für eine Fahrfunktion umfassen, wobei ein Verbrauchswert für die Antriebsmaschine (2) vorgegeben wird, und wobei eine zur Verfügung stehende Leistung für den Verbraucher (20) für die Arbeitsfunktion und eine zur Verfügung stehende Leistung für den Verbraucher (6) für die Fahrfunktion in Abhängigkeit vom Verbrauchswert begrenzt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die für den Verbraucher (20) für die Fahrfunktion zur Verfügung stehende Leistung und die für den Verbraucher (20) für die Arbeitsfunktion zur Verfügung stehende Leistung so begrenzt werden, dass der vorgegebene Verbrauchswert für die Antriebsmaschine (2) nicht überschritten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verbrauchswert ein Energieverbrauchswert ist.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die für den Verbraucher (20) für die Fahrfunktion zur Verfügung stehende Leistung einen ersten Mindestwert aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der erste Mindestwert nur mittels einer Berechtigung vorgegeben werden kann.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die für den Verbraucher (6) für die Arbeitsfunktion zur Verfügung stehende Leistung einen zweiten Mindestwert aufweist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der zweite Mindestwert nur mittels einer Berechtigung vorgegeben werden kann.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Verbrauchswert nur mittels einer Berechtigung vorgegeben werden kann.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Verbrauchswert absolut und/oder pro Zeiteinheit vorgegeben wird.
  10. Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  11. Computerprogramm, das eine Recheneinheit veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird.
  12. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 11.
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