DE102015223122A1 - Verfahren zum Betreiben eines hydrostatischen Fahrantriebs und Antriebssteuereinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydrostatischen Fahrantriebs (1). Der Antrieb ist durch einen Antriebsmotor (2) antreibbar, der eine Antriebsleistung mit einer veränderbaren Antriebsdrehzahl nAN zur Verfügung stellt. Der hydrostatische Fahrantrieb (1) umfasst eine durch den Antriebsmotor (2) antreibbare Hydraulikpumpe (3), deren Fördervolumen anhand eines Pumpensteuerdrucks pSoll verstellbar ist, und zumindest einen Hydromotor (4, 5) mit verstellbarem Schluckvolumen. Es ist eine Überwachung auf Haufeneinfahrt vorgesehen. Bei einer Aktivierung der Haufenerkennung wird a) der Pumpensteuerdruck pSoll auf 0 bar gesetzt, b) das Fördervolumen der Hydraulikpumpe (3) mit einer maximalen Verstellgeschwindigkeit in Richtung des minimalen Fördervolumens verstellt, c) das Schluckvolumen des zumindest einen Hydromotors (4, 5) mit einer maximalen Verstellgeschwindigkeit in Richtung eines Zielschluckvolumens verstellt und d) das Zielschluckvolumen des zumindest einen Hydromotors auf das maximale Schluckvolumen gesetzt. Ferner wird eine Antriebssteuereinrichtung angegeben, die zur Durchführung des genannten Verfahrens geeignet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydrostatischen Fahrantriebs, insbesondere für Baufahrzeuge, sowie eine Antriebssteuereinrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.
• Bei einem hydrostatischen Fahrantrieb wird ein hydraulisches Strömungsmittel, welches durch die Drehung eines Antriebsmotors von einer Hydraulikpumpe unter Druck gesetzt wird, zum Antrieb eines Fahrzeugs verwendet. In einer typischen Konstruktion wird eine Hydraulikpumpe von einer Ausgangswelle des Antriebsmotors angetrieben und liefert unter Druck gesetztes hydraulisches Strömungsmittel zu einem hydrostatischen Motor, der wiederum mit einer oder mit mehreren Achsen der Arbeitsmaschine gekoppelt ist. Ein hydrostatischer Motor wird im Folgenden auch Hydromotor genannt. Bei vielen hydrostatischen Fahrantrieben haben sowohl die Hydraulikpumpe als auch der Hydromotor jeweils eine variable Verdrängung, das heißt ein verstellbares Förder- oder Schluckvolumen, wodurch das relative Drehmoment und die Drehzahl einer Abtriebswelle kontinuierlich variiert werden können. Grundsätzlich sind beispielsweise Radialkolbenmaschinen oder Axialkolbenmaschinen als Hydraulikpumpe und als Hydromotor verwendbar.
• Mittels so genannter Grenzlastregelungen wird angestrebt, Antriebe mit hydrostatischen Fahrantrieben über den gesamten Betriebsbereich zuverlässig zu betreiben, indem eine Überlastung eines als Brennkraftmaschine ausgeführten Antriebsmotors verhindert wird, wenn wegen eines hohen Leistungsbedarf an dem Fahrantrieb und/oder an Nebenabtrieben eine Überlastung und damit ein Ausdrücken des Antriebsmotors droht.
• Aus der EP 0325679 A1 ist beispielsweise eine Antriebseinrichtung mit einem hydrostatischen Getriebe bekannt, bei der im Rahmen einer Grenzlastregelung die Durchsatzmengen einer Hydropumpe bzw. eines Hydromotors des hydrostatischen Getriebes abhängig von der ermittelten Motordrückung bzw. Drehzahldrückung des Antriebsmotors verstellt wird, um den Antriebsmotor vor einer Überbelastung zu schützen.
• Aus der DE 10 2008 002 384 A1 ist ferner ein Verfahren zur Grenzlastregelung eines hydrostatischen Antriebes bekannt, bei dem eine Pumpenförderfehlmenge ermittelt wird. Ist diese Pumpenförderfehlmenge größer als ein vordefinierter Schwellwert, so wird das Schluckvolumen einer Hydromotoreinrichtung des hydrostatischen Antriebes vergrößert. Auf diese Weise sollen sowohl die Antriebseinrichtung als auch die Pumpeneinrichtung des hydrostatischen Antriebes in ihrem optimalen Leistungsbereich betreibbar sein.
• Eine besonders kritische Situation im Hinblick auf eine Überlastungen des Antriebsmotors besteht beim Einfahren eines Baufahrzeugs, beispielsweise eines Schaufelladers in einen Haufen, weil dabei innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne eine hohe Last auf den hydrostatischen Fahrantrieb und den Antriebsmotor wirkt, sodass der Antriebsmotor ausgedrückt werden kann. Vorgenannte Verfahren zur Grenzlastregelung können in der Regel auf eine so schnell auftretende Last nicht schnell genug reagieren, sodass das Ausdrücken des Antriebsmotors durch diese Verfahren in manchen Situationen nicht verhindert werden kann.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines hydrostatischen Fahrantriebs zu schaffen, das einen zuverlässigen Arbeits- und Fahrbetrieb des mit dem Antrieb ausgestatteten Fahrzeugs insbesondere auch bei Haufeneinfahrt ermöglicht. Zudem soll eine entsprechende Antriebssteuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
• Die Lösung dieser Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Antriebssteuereinrichtung gemäß Anspruch 5 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen hervor.
• Demnach wird ein Verfahren zum Betreiben eines hydrostatischen Fahrantriebs vorgeschlagen, wobei der hydrostatische Fahrantrieb durch einen Antriebsmotor antreibbar ist, der eine Antriebsleistung mit einer veränderbaren Antriebsdrehzahl zur Verfügung stellt. Der hydrostatische Fahrantrieb umfasst eine durch den Antriebsmotor antreibbare Hydraulikpumpe, deren Fördervolumen anhand eines Pumpensteuerdrucks verstellbar ist. Ferner umfasst der hydrostatische Fahrantrieb zumindest einen Hydromotor mit verstellbarem Schluckvolumen. Die Hydraulikpumpe und der Hydromotor sind in einem hydraulischen Förderkreis fluidisch miteinander verbunden.
• Bei dem vorgeschlagenen Verfahren ist eine Überwachung auf Haufeneinfahrt vorgesehen. Bei einer Aktivierung der Haufenerkennung werden folgende Maßnahmen ergriffen, die zusammen zu einer schnellstmöglichen Entlastung des Antriebsmotors führen:
• a) der Pumpensteuerdruck wird auf 0 bar gesetzt,
• b) das Fördervolumen der Hydraulikpumpe wird mit einer maximalen Verstellgeschwindigkeit in Richtung des minimalen Fördervolumens verstellt,
• c) das Schluckvolumen des zumindest einen Hydromotors wird mit einer maximalen Verstellgeschwindigkeit in Richtung maximalem Schluckvolumen verstellt und
• d) ein Zielschluckvolumen des zumindest einen Hydromotors wird auf das maximale Schluckvolumen gesetzt.
• Unter einer Überwachung auf Haufeneinfahrt wird verstanden, dass während des Fahrbetriebs verschiedene Parameter überwacht werden, anhand derer festgestellt werden kann, dass das mit dem hydrostatischen Fahrantrieb ausgestattete Fahrzeug in einen Haufen eingefahren ist. Die Aktivierung der Haufenerkennung bedeutet, dass eine Haufeneinfahrt erkannt worden ist, wodurch in einer Steuereinrichtung die im Folgenden beschriebenen Maßnahmen ergriffen werden. Das Aktivieren der Haufenerkennung kann auch als Auslösen der Haufenerkennung bezeichnet werden.
• Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird demnach bei einer Aktivierung der Haufenerkennung zusätzlich zu der Vergrößerung des Schluckvolumens des Hydromotors auch das Fördervolumen der Hydraulikpumpe verringert, um so den überlasteten Antriebsmotor möglichst schnell und effektiv zu entlasten. Es werden also zumindest nahezu gleichzeitig sowohl auf der Pumpenseite als auch auf der Motorseite des hydrostatischen Förderkreises entlastende Maßnahmen vorgenommen. Dadurch kann verhindert werden, dass der als Verbrennungsmotor ausgeführte Antriebsmotor ausgedrückt wird.
• Das genannte maximale Schluckvolumen bezieht sich auf das durch die Bauart und die Abmessungen des Hydromotors bedingte, maximal mögliche Schluckvolumen. Das Zielschluckvolumen ist ein berechneter Wert für das anzustrebende Schluckvolumen des Hydromotors. Deshalb unterscheidet sich der Wert des Zielschluckvolumens in vielen Betriebsphasen von dem in der Steuereinrichtung aktuell eingestellten Wert des Schluckvolumens. Das Zielschluckvolumen ist eine berechnete Größe welche als Zielwert für das Schluckvolumen dient.
• Bevorzugt wird das Verfahren mit der Überwachung auf Haufeneinfahrt bei einem hydrostatischen Fahrantrieb angewendet, der auch eine Grenzlastregeleinrichtung zur Verhinderung einer Überlastung des Antriebsmotors umfasst. Die Haufenerkennung wird vorzugsweise dann aktiviert bzw. ausgelöst, wenn sich eine Abtriebsdrehzahl n_AB innerhalb eines einstellbaren Abtriebsdrehzahlbandes befindet, wenn ein Abtriebsdrehzahlgradient negativ größer als ein erster einstellbarer Schwellenwert ist und wenn die Grenzlastregeleinrichtung einen Grenzlastfall erkannt hat.
• Das Merkmal, wonach sich die Abtriebsdrehzahl n_AB innerhalb eines einstellbaren Abtriebsdrehzahlbandes befindet bedeutet, dass sich die Abtriebsdrehzahl n_AB unterhalb einer oberen Grenzdrehzahl und oberhalb einer unteren Grenzdrehzahl befindet. Die obere und untere Grenzdrehzahl können dabei einstellbar sein. Bei starken Verzögerungen in einem höheren oder niedrigeren Abtriebsdrehzahlbereich soll keine Haufeneinfahrt erkannt und die Haufenerkennung nicht aktiviert werden.
• Der Abtriebsdrehzahlgradient entspricht der Beschleunigung oder Verzögerung der Abtriebsdrehzahl n_AB und damit der Beschleunigung oder Verzögerung des durch den hydrostatischen Fahrantrieb angetriebenen Fahrzeugs. Bei einer Haufeneinfahrt tritt eine starke Verzögerung, d. h. eine starke negative Beschleunigung auf. Die genannte Bedingung, nach der ein Abtriebsdrehzahlgradient negativ größer als ein erster einstellbarer Schwellenwert sein soll bedeutet demnach, dass eine bestimmte Mindestverzögerung vorliegen muss, damit eine Haufeneinfahrt erkannt und folglich die Haufenerkennung aktiviert wird.
• Der Grenzlastfall entspricht dem maximalen zulässigen Belastungsfall des Antriebsmotors. Ein Grenzlastfall liegt beispielsweise dann vor, wenn eine prozentuale Motorlast bei einer bestimmten Antriebsdrehzahl einen einstellbaren Lastgrenzwert überschreitet. Der Lastgrenzwert kann in der Steuereinrichtung als Prozentwert hinterlegt bzw. abgespeichert sein. Der Lastgrenzwert ist einstellbar und kann beispielsweise im Bereich zwischen 80 und 100 Prozent liegen, bezogen auf eine Maximallast des jeweiligen Antriebsmotors, die beispielsweise vom Motorenhersteller vorgegeben wird.
• Des Weiteren kann die Haufenerkennung dann aktiviert werden, wenn eine Antriebsdrehzahl n_AN kleiner als ein einstellbarer zweiter Schwellenwert und die Abtriebsdrehzahl n_AB kleiner oder gleich einem einstellbaren dritten Schwellenwert ist.
• Die genannten einstellbaren Schwellenwerte lassen sich unabhängig voneinander in einer Antriebssteuereinrichtung einstellen bzw. abspeichern, sodass abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall verschiedene Schwellenwerte einstellbar sind.
• Die vorliegende Erfindung umfasst ferner eine Antriebssteuereinrichtung zum Betreiben eines hydrostatischen Fahrantriebs nach dem oben beschriebenen Verfahren. Eine solche Antriebssteuereinrichtung umfasst ein Steuergerät mit einem Prozessor als datenverarbeitendes Element zur Verarbeitung gespeicherter und erfasster Parameter und mit Speichermitteln zum Speichern und Abrufen von Parametern. Zu diesen Parametern zählen beispielsweise die beschriebenen Schwellenwerte, die obere und untere Grenzdrehzahl sowie das jeweils berechnete oder gesetzte Zielschluckvolumen. Als Speichermittel können ein oder mehrere elektronische Datenspeicher verwendet werden, insbesondere permanente oder semi-permanente Speichermedien, die mit dem Prozessor der Steuerung verbunden sind.
• Des Weiteren umfasst die Antriebssteuereinrichtung auch Mittel zur Erfassung der Antriebsdrehzahl n_AN des Antriebsmotors sowie Mittel zur Erkennung eines Grenzlastfalls des Antriebsmotors. Die Antriebsdrehzahl n_AN und das Vorliegen eines Grenzlastfalls können direkt an dem Antriebsmotor bzw. dessen Ausgangswelle erfasst oder von einer Motorsteuerung des Antriebsmotors übernommen werden. Im letztgenannten Fall können die Mittel zur Erfassung der Antriebsdrehzahl n_AN sowie die Mittel zur Erkennung des Grenzlastfalls lediglich in einer geeigneten Schnittstelle zur Übernahme der Daten von der Motorsteuerung in die Antriebssteuereinrichtung bestehen.
• Zur Durchführung des Verfahrens sind in der Antriebssteuereinrichtung des Weiteren Mittel zur Erfassung einer Abtriebsdrehzahl n_AB erforderlich. Diese Mittel umfassen beispielsweise einen Drehzahlsensor, der im abtriebsseitigen Bereich die Abtriebsdrehzahl erfasst sowie die erforderlichen datenübertragenden Verbindungen zu dem Steuergerät.
• Schließlich umfasst die Antriebssteuereinrichtung geeignete Verstelleinrichtungen zum Verstellen des Fördervolumens der Hydraulikpumpe und zum Verstellen des Schluckvolumens des zumindest einen Hydromotors. Die Verstelleinrichtungen können von dem Steuergerät mit verschiedenen Verstellgeschwindigkeiten angesteuert werden, um so in verschiedenen Fahrsituationen eine optimale Fahrgeschwindigkeit einstellen zu können, ohne dass unerwünscht hohe Beschleunigungen wie z. B. Rucke auftreten. Sobald jedoch in der Antriebssteuereinrichtung die Haufenerkennung aktiviert worden ist, werden die Verstelleinrichtungen derart angesteuert, dass sie mit maximaler Verstellgeschwindigkeit in Richtung des minimalen Fördervolumens bzw. in Richtung des maximalen Schluckvolumens verstellen.
• Bevorzugt umfasst die Antriebssteuereinrichtung auch Mittel zum Erfassen des aktuell eingestellten Fördervolumens der Hydraulikpumpe und/oder Mittel zum Erfassen des aktuell eingestellten Schluckvolumens des Hydromotors bzw. der Hydromotoren. Die Möglichkeit zum Erfassen und Verarbeiten der Information über die aktuell eingestellten Förder- und Schluckvolumen verbessert die Regelbarkeit des hydrostatischen Fahrantriebs.
• Die Antriebssteuereinrichtung kann als elektronische Steuerung ausgebildet sein und aus mehreren Komponenten bestehen, die an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs angeordnet sein können. Die verschiedenen Komponenten der Antriebssteuereinrichtung sind beispielsweise über zumindest ein datenübertragendes Bussystem miteinander verbunden.
• Eine solche Antriebssteuereinrichtung kann ein elektrisches Steuergerät umfassen, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- oder Datensignale ausgibt. Die Antriebssteuereinrichtung kann beispielsweise auch ein Fahrzeugsteuergerät und/oder ein Getriebesteuergerät umfassen. Ferner kann die Antriebssteuereinrichtung Sensoren, insbesondere Drehzahlsensoren, sowie Ventile oder Aktuatoren zum Verstellen des Fördervolumens der Hydraulikpumpe und des Schluckvolumens des Hydromotors umfassen.
• Die Antriebssteuereinrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstellen aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen des Verfahrens oder des Antriebs umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
• Die Erfindung kann bei allen Fahrzeugen mit einem hydrostatischen Fahrantrieb genutzt werden, insbesondere in Baufahrzeugen wie einem Radlader.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen
• 1 eine schematische Darstellung eines Antriebs, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbar ist und
• 2 ein Diagramm in dem eine Momentenkennlinie des Antriebsmotors und jeweils einer Kennlinie der Antriebsdrehzahl n_AN und der Abtriebsdrehzahl n_AB im zeitlichen Bereich einer Haufeneinfahrt dargestellt sind und
• 3 ein Diagramm zur Darstellung des vorgeschlagenen Verfahrens anhand verschiedener durch das Verfahren beeinflusster Parameter.
• Die 1 zeigt die wesentlichen Komponenten eines hydrostatischen Fahrantriebs 1 in einer vereinfachten Darstellung. Der als Dieselmotor ausgebildete Antriebsmotor 2 treibt dabei über seine Motorabtriebswelle 10 den hydrostatischen Fahrantrieb 1 an. Der hydrostatische Fahrantrieb 1 umfasst als wesentliche Komponenten eine Hydraulikpumpe 3, sowie einen ersten Hydromotor 4 und einen zweiten Hydromotor 5. Die Hydraulikpumpe 3 ist von dem Antriebsmotor 2 über dessen Motorabtriebswelle 10 antreibbar. Das Fördervolumen der Hydraulikpumpe 3 ist mittels einer nicht dargestellten Fördervolumenverstelleinrichtung veränderbar, indem ein Pumpensteuerdruck als Stellgröße für das Fördervolumen verändert wird.
• Die Hydraulikpumpe 3 treibt über einen hydraulischen Förderkreis 11 einen ersten Hydromotor 4 und einen zweiten Hydromotor 5 an. Die Abtriebsleistung der beiden Hydromotoren 4 und 5 werden durch ein mechanisches Summiergetriebe 12 aufsummiert auf eine gemeinsame Abtriebswelle 13, die sich im Betrieb mit einer Abtriebsdrehzahl n_AB dreht.
• Als Teil einer Antriebssteuereinrichtung 8 ist ferner ein Fahrpedal 7 vorgesehen, über das der Fahrer des Fahrzeuges seinen Fahrerwunsch eingeben und über eine datenübertragende Verbindung 9 an ein Steuergerät 6 weitergeben kann, sodass der Fahrerwunsch von der Antriebssteuereinrichtung 8 berücksichtigt werden kann. Die Fahrpedalstellung kann von der Antriebssteuereinrichtung 8 zur Ermittlung einer Soll-Antriebsdrehzahl verwendet werden.
• Das Fahrpedal 7 und alle anderen wesentlichen Komponenten des Fahrzeuges, die zur Steuerung des Antriebs erforderlich sind, sind über datenübertragende Verbindungen 9 mit dem Steuergerät 6 verbunden. Die datenübertragenden Verbindungen 9 sind symbolisch als Strichlinien dargestellt. Sie können beispielsweise als Kabelverbindungen oder als drahtlose Verbindungen realisiert werden.
• Die Antriebssteuereinrichtung 8 des hydrostatischen Fahrantriebs 1 umfasst auch das Steuergerät (ECU) 6. Das Steuergerät 6 ist in der Lage Sensorsignale aufzunehmen, zu verarbeiten und in Abhängigkeit davon Steuer- oder Datensignale auszugeben, um so das vorgeschlagene Verfahren zum Betreiben des hydrostatischen Fahrantriebs zu steuern und zu regeln. Dazu beinhaltet das Steuergerät 6 zumindest einen Prozessor 15 als datenverarbeitendes Element zur Verarbeitung gespeicherter und erfasster Parameter und Speichermittel 16 zum Speichern und Abrufen von Parametern. Zu diesen Parametern zählen beispielsweise eine Ist-Antriebsdrehzahl, eine Soll-Antriebsdrehzahl, sowie verschiedene Grenzwerte und Schwellenwerte.
• Des Weiteren umfasst die Antriebssteuereinrichtung auch Mittel zur Erfassung einer Antriebsdrehzahl n_AN des Antriebsmotors und Mittel zur Erfassung der Abtriebsdrehzahl n_AB. Diese Mittel zum Erfassen der genannten Parameter umfassen geeignete Sensoren für den jeweiligen Parameter, die außerhalb des Steuergeräts 6 an den jeweiligen Komponenten des hydrostatischen Fahrantriebs angeordnet und mittels der Verbindungen 9 mit dem Steuergerät 6 verbunden sind. Entsprechend dem jeweiligen zu erfassenden Parameter kann es sich dabei insbesondere um Drehzahlsensoren handeln.
• Schließlich umfasst die Antriebssteuereinrichtung 8 auch Verstelleinrichtungen zum Verstellen des Fördervolumens der Hydraulikpumpe 3 und zum Verstellen des Schluckvolumens zumindest eines Hydromotors 4, 5. Die genannten Mittel umfassen beispielsweise geeignete Hydraulikventile und Hydraulikkomponenten, um den Pumpensteuerdruck einzustellen, über den das Fördervolumen der Hydraulikpumpe 3 einstellbar ist, sowie Mittel zum Verstellen der Exzentrizität an den Hydromotoren 4 und 5, womit das Schluckvolumen der Hydromotoren 4 und 5 einstellbar ist.
• Die genannten Mittel umfassen jeweils eine datenübertragende Verbindung 9 zu dem Steuergerät 6. Die datenübertragenden Verbindungen 9 zwischen dem Steuergerät 6 und den wesentlichen Komponenten des Antriebs 1 können beispielsweise auch durch ein oder mehrere elektronische Bussysteme realisiert werden.
• Das Steuergerät 6 umfasst ferner ein Computerprogrammprodukt 17, welches derart ausgestaltet ist, dass es den hydrostatischen Fahrantrieb 1 im Sinne des oben beschriebenen Verfahrens ansteuern kann.
• Die 2 zeigt ein Diagramm mit Größen, die bei der Haufeneinfahrt beeinflusst werden. Dies sind die Antriebsdrehzahl n_AN des Antriebsmotors 2, die Abtriebsdrehzahl n_AB am Abtrieb des hydrostatischen Fahrantriebs und das Motormement T am Antriebsmotor 2. Auf der horizontalen Achse des Diagramms ist mit t die Zeit aufgetragen, während auf der vertikalen Achse des Diagramms der momentane Wert der jeweiligen Größe aufgetragen ist.
• In der Zeit vom Zeitpunkt t0 bis t1 verlaufen die betrachteten Größen n_AN, n_AB und T kontinuierlich bei jeweils gleichbleibendem Wert. Der Zeitpunkt t1 markiert die Haufeneinfahrt. Ab diesem Zeitpunkt t1 fallen sowohl die Abtriebsdrehzahl n_AB als auch die Antriebsdrehzahl n_AN steil ab. Das Motormoment steigt dagegen an.
• Ab einem Zeitpunkt t2 steigt die Antriebsdrehzahl n_AN wieder an und das Motormoment fällt ab. Zum Zeitpunkt t2 wirken sich entlastende Maßnahmen auf den Antriebsmotor aus. Zum Zeitpunkt t2 kann beispielsweise das Fördervolumen der Hydraulikpumpe des hydrostatischen Antriebes den Wert Null erreicht haben, wodurch der Fahrantrieb keine Antriebsbewegung und keine Antriebsleistung mehr auf den Abtrieb überträgt, wodurch folglich auch die Leistungsanforderung am Antriebsmotor gegen Null geht.
• Wenn es nun, bei herkömmlichen Verfahren zur Grenzlastregelung zu lange dauert, bis sich die entlastenden Maßnahmen auswirken, dann ist es möglich, dass der Antriebsmotor ausgedrückt wird, weil er das durch die Haufeneinfahrt verursachte Lastmoment nicht mehr bewältigen kann. Das vorgeschlagene Verfahren kann dies verhindern.
• In der 3 sind die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Maßnahmen zur Entlastung des Antriebsmotors im Falle einer Haufenerkennung dargestellt. Auch im Diagramm der 3 ist auf der horizontalen Achse die Zeit t aufgetragen. Auf der vertikalen Achse sind die Antriebsdrehzahl n_AN des Antriebsmotors 2, die Abtriebsdrehzahl n_AB am Abtrieb des hydrostatischen Fahrantriebs, ein Pumpensteuerdruck p_Soll, ein Zielwert p_Ziel des Pumpensteuerdrucks und die Schluckvolumen q_A und q_B eines ersten Hydromotors 4 und eines zweiten Hydromotors 5.
• Zum Zeitpunkt t1 fährt das durch den hydrostatischen Fahrantrieb 1 angetriebene Fahrzeug in einen Haufen ein und die Haufenerkennung wird aktiviert. Die Abtriebsdrehzahl n_AB fällt ab diesem Zeitpunkt steil ab. Die Aktivierung der Haufenerkennung wird im Bereich von t1 dann ausgelöst, wenn sich die Abtriebsdrehzahl n_AB innerhalb eines einstellbaren Abtriebsdrehzahlbandes befindet und ein Abtriebsdrehzahlgradient negativ größer ist als ein erster einstellbarer Schwellenwert und die Grenzlaststeuerung einen Grenzlastfall erkannt hat. Die Aktivierung der Haufenerkennung wird auch dann ausgelöst, wenn eine Antriebsdrehzahl n_AN kleiner als ein einstellbarer zweiter Schwellenwert und die Abtriebsdrehzahl n_AB kleiner oder gleich einem einstellbaren dritten Schwellenwert ist. In beiden genannten Fällen wird die Haufenerkennung aktiviert und unmittelbar die im Folgenden beschriebenen Maßnahmen zur Entlastung des Antriebsmotors 2 eingeleitet.
• Durch die Aktivierung der Haufenerkennung wird in der Antriebssteuereinrichtung 8 der Pumpensteuerdruck p_Soll auf 0 bar gesetzt. Auch der Zielwert p_Ziel des Pumpensteuerdrucks kann gleichzeitig auf 0 bar gesetzt bzw. eingestellt werden. Des Weiteren wird das Fördervolumen der Hydraulikpumpe mit einer maximalen Verstellgeschwindigkeit in Richtung des minimalen Fördervolumens verstellt. Die Schluckvolumen q_A und q_B beider Hydromotoren 4 und 5 werden mit einer maximalen Verstellgeschwindigkeit in Richtung des jeweiligen Zielschluckvolumens verstellt und die in der Antriebssteuereinrichtung 8 eingestellten Werte für das Zielschluckvolumen der beiden Hydromotoren 4 und 5 werden auf das jeweilige maximale Schluckvolumen gesetzt. Des Weiteren kann die angeforderte Abtriebsdrehzahl n_{AB_Soll} auf den Wert 0 eingestellt werden.
• Alle diese Einstellungen werden unmittelbar mit der Aktivierung der Haufenerkennung in der Antriebssteuereinrichtung 8 eingestellt, um so – quasi schlagartig – die schnellstmögliche Entlastung des Antriebsmotors 2 zu erreichen. Die erforderliche Zeit, in der eine Haufeneinfahrt erkannt und die Haufenerkennung aktiviert wird sowie die erforderliche Zeit für die genannten Einstellungen zur Entlastung des Antriebsmotors 2 in der Antriebssteuereinrichtung 8 liegen im Bereich weniger Millisekunden und sind vom Steuerzylus der Antriebssteuervorrichtung abhängig, welcher beispielsweise bei 10 ms liegt.
• In 3 ist dargestellt, wie die beiden Schluckvolumen q_A und q_B ab t1 mit der maximalen Verstellgeschwindigkeit ansteigen, bis sie das Zielschluckvolumen bzw. das maximale Schluckvolumen jeweils erreicht haben. Das maximale Schluckvolumen, welches nach Aktivierung der Haufenerkennung als Zielschluckvolumen vorgegeben wird, ist erkennbar am horizontalen Verlauf von q_A und q_B nach deren Anstieg. Ab diesem Zeitpunkt verlaufen beide Schluckvolumen q_A und q_B konstant weiter auf diesem Wert. Im weiteren, nicht dargestellten Verlauf sollen die beiden Schluckvolumen q_A und q_B frühestens dann wieder verstellt werden, wenn in der Antriebssteuereinrichtung eine Entlastung des Antriebsmotors festgestellt wurde.
• Bezugszeichenliste

1

hydrostatischer Fahrantrieb

2

Antriebsmotor

3

Hydraulikpumpe

4

erster Hydromotor

5

zweiter Hydromotor

6

Steuergerät

7

Fahrpedal

8

Antriebssteuereinrichtung

9

Verbindung

10

Motorabtriebswelle

11

hydraulischer Förderkreis

12

Summiergetriebe

13

Abtriebswelle

15

Prozessor

16

Speichermittel

17

Computerprogrammprodukt

n_AN

Antriebsdrehzahl

n_AB

Abtriebsdrehzahl

n_{AB_Soll}

angeforderte Abtriebsdrehzahl

p_Soll

Pumpensteuerdruck

p_Ziel

Zielwert des Pumpensteuerdrucks

q_A

Schluckvolumen

q_B

Schluckvolumen

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• EP 0325679 A1 [0004]
• DE 102008002384 A1 [0005]

Claims (5)

1. Verfahren zum Betreiben eines hydrostatischen Fahrantriebs (1), wobei der Antrieb durch einen Antriebsmotor (2) antreibbar ist, der eine Antriebsleistung mit einer veränderbaren Antriebsdrehzahl n_AN zur Verfügung stellt, wobei der hydrostatische Fahrantrieb (1) eine durch den Antriebsmotor (2) antreibbare Hydraulikpumpe (3) umfasst, deren Fördervolumen anhand eines Pumpensteuerdrucks p_Soll verstellbar ist, wobei der hydrostatische Fahrantrieb (1) zumindest einen Hydromotor (4, 5) mit verstellbarem Schluckvolumen umfasst, und wobei die Hydraulikpumpe (3) und der Hydromotor (4, 5) in einem hydraulischen Förderkreis (11) fluidisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachung auf Haufeneinfahrt vorgesehen ist, und dass bei einer Aktivierung einer Haufenerkennung a) der Pumpensteuerdruck p_Soll auf 0 bar gesetzt wird, b) das Fördervolumen der Hydraulikpumpe (3) mit einer maximalen Verstellgeschwindigkeit in Richtung des minimalen Fördervolumens verstellt wird, c) das Schluckvolumen des zumindest einen Hydromotors (4, 5) mit einer maximalen Verstellgeschwindigkeit in Richtung eines Zielschluckvolumens verstellt wird und d) das Zielschluckvolumen des zumindest einen Hydromotors auf das maximale Schluckvolumen gesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrostatische Fahrantrieb (1) eine Grenzlastregeleinrichtung zur Verhinderung einer Überlastung des Antriebsmotors (2) umfasst, und dass die Haufenerkennung aktiviert wird, wenn die Grenzlastregeleinrichtung einen Grenzlastfall erkannt hat, wenn sich eine Abtriebsdrehzahl n_AB innerhalb eines einstellbaren Abtriebsdrehzahlbandes befindet und wenn ein Abtriebsdrehzahlgradient negativ größer als ein erster einstellbarer Schwellenwert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haufenerkennung aktiviert wird, wenn eine Antriebsdrehzahl n_AN kleiner als ein einstellbarer zweiter Schwellenwert und die Abtriebsdrehzahl n_AB kleiner oder gleich einem einstellbaren dritten Schwellenwert ist.
4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die veranlassten Einstellungen zur Entlastung des Antriebsmotors (2) solange gesetzt bleiben, bis eine erneute Prüfung der Belastung des Antriebsmotors (2) eine Entlastung des Antriebsmotors (2) ergibt.
5. Antriebssteuereinrichtung (8) zum Betreiben eines Antriebs (1) gemäß dem Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Antriebssteuereinrichtung (8) umfasst: • ein Steuergerät (6) mit einem Prozessor (15) als datenverarbeitendes Element zur Verarbeitung gespeicherter und erfasster Parameter und mit Speichermitteln (16) zum Speichern und Abrufen von Parametern, • Mittel zur Erfassung einer Antriebsdrehzahl n_AN eines Antriebsmotors (2), • Mittel zur Erkennung eines Grenzlastfalles des Antriebsmotors (2), • Mittel zur Erfassung einer Abtriebsdrehzahl n_AB, • Verstelleinrichtungen zum Verstellen des Fördervolumens der Hydraulikpumpe (3) und zum Verstellen des Schluckvolumens des zumindest einen Hydromotors (4, 5).

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