DE102018217566A1

DE102018217566A1 - Hydrostatischer Fahrantrieb, Mobile Arbeitsmaschine mit dem Fahrantrieb, und Verfahren zur Bedatung

Info

Publication number: DE102018217566A1
Application number: DE102018217566.7A
Authority: DE
Inventors: Steffen Mutschler; Markus Schleyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-10-15
Filing date: 2018-10-15
Publication date: 2020-04-16
Also published as: US20200116252A1; CN111038520A; US11073208B2

Abstract

Offenbart ist ein hydrostatischer Fahrantrieb für eine mobile Arbeitsmaschine mit einer ersten Hydromaschine, die mit einer Antriebsmaschine koppelbar ist, und mit einer zweiten Hydromaschine, die mit der ersten Hydromaschine in einem hydraulischen Kreis angeordnet und mit einem Abtrieb koppelbar ist, und mit einer elektronischen Steuereinrichtung, in der ein Kennfeld eines Soll-Fahrverhaltens der mobilen Arbeitsmaschine, zumindest in Abhängigkeit wenigstens einer Fahr-Anforderung parametriert, ablegbar oder abgelegt ist.Offenbart sind weiterhin eine mobile Arbeitsmaschine mit dem hydrostatischen Fahrantrieb und ein Verfahren zur Bedatung einer elektronischen Steuereinrichtung des hydrostatischen Fahrantriebes.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Fahrantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, eine mobile Arbeitsmaschine mit dem hydrostatischen Fahrantrieb gemäß Patentanspruch 12 sowie ein Verfahren zur Bedatung gemäß dem Patentanspruch 13.
Ein hydrostatischer Fahrantrieb einer mobilen Arbeitsmaschine hat ein hydrostatisches Getriebe mit in hydraulischem Kreis angeordneten Hydromaschinen, die in Abhängigkeit eines Fahrerwunsches, beispielsweise der Stellung eines Fahrpedals, auf unterschiedliche Art angesteuert werden. Umfasst der Fahrantrieb eine mit einer der Hydromaschinen gekoppelte Antriebsmaschine, beispielsweise einen Verbrennungs- oder Elektromotor, so kann in der Regel auch diese angesteuert werden, um dem Fahrerwunsch nachzukommen. Eine Stellung des Fahrpedals kann dabei als Sollwert verschiedener physikalischer Größen des Fahrantriebes und der Arbeitsmaschine interpretiert werden: Beispielsweise als Soll-Geschwindigkeit, als Soll-Zugkraft oder als Soll-Zugmoment oder als eine Mischung aus beidem. Wie die Stellung zu interpretieren ist und wie sich der Fahrantrieb und damit die Arbeitsmaschine daraufhin „verhalten“ soll, ist durch Parametrierung einer charakteristischen Soll-Größe in Abhängigkeit des Fahrerwunsches (Pedalstellung) und ggf. der Fahrgeschwindigkeit beschrieben und in einem Steuergerät des Fahrantriebes als Kennfeld abgelegt.
Unterschiedliche Typen von mobilen Arbeitsmaschinen, beispielsweise Radlader, Telelader, Stapler, Kehrmaschinen etc., sowie unterschiedliche Modelle desselben Typs verfügen über unterschiedliche Leistungsklassen und Geschwindigkeitsbereiche. Das heißt, sie unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich maximaler Fahrzeuggeschwindigkeit und maximal verfügbarer Leistung. Die genannten Größen werden dabei im Wesentlichen durch die Antriebsmaschine beschränkt. Da die Parametrierung sowohl von typ-/modellspezifischen als auch von fahrverhaltensspezifischen Eigenschaften abhängt, kann ein einmal für gut befundenes Fahrverhalten kaum oder nur mit erheblichem Aufwand auf einen anderen Typ oder ein anderes Modell übertragen werden. Den unterschiedlichen Eigenschaften der Typen/Modelle muss durch eine typ- oder modellindividuelle Parametrierung Rechnung getragen werden, die weitgehend separat für jeden einzelnen Typ oder jedes einzelne Modell erfolgen muss. Dies stellt einen erheblichen Parametrieraufwand dar.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen hydrostatischen Fahrantrieb zu schaffen, der über Typ- und / oder Modellgrenzen hinweg mit geringerem Aufwand parametrierbar ist. Eine weitere Aufgabe ist es, eine mobile Arbeitsmaschine mit dem hydrostatischen Fahrantrieb, sowie ein Verfahren zur Bedatung des hydrostatischen Fahrantriebes zu schaffen.
Die erste Aufgabe wird gelöst durch einen hydrostatischen Fahrantrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, die zweite durch eine mobile Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und die dritte durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13.
Vorteilhafte Weiterbildungen der jeweiligen Erfindungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Ein hydrostatischer Fahrantrieb für eine mobile Arbeitsmaschine, die beispielsweise ein Radlader, Telelader oder Frontlader ist, hat zwei in hydraulischem Kreislauf angeordnete Hydromaschinen oder Hydromaschineneinheiten. Eine davon ist mit einer Antriebsmaschine, beispielsweise einem Diesel- oder Elektromotor, gekoppelt oder koppelbar, die andere der beiden ist mit einem Abtrieb, insbesondere einer Abtriebsachse oder einem Rad gekoppelt oder koppelbar. Zur Steuerung, insbesondere der genannten Antrieb- und/oder Hydromaschinen gemäß einem Soll-Fahrverhalten, weist der Fahrantrieb eine elektronische Steuereinrichtung auf, in der ein Kennfeld des Soll-Fahrverhaltens des Fahrantriebes oder der mobilen Arbeitsmaschine, zumindest in Abhängigkeit einer Fahr-Anforderung parametriert, ablegbar ist oder abgelegt ist. Erfindungsgemäß ist dieses Kennfeld in der Steuereinrichtung, auf wenigstens eine, insbesondere feste Charakteristik oder Eigenschaft des Fahrantriebes oder der mobilen Arbeitsmaschine normiert, abgelegt oder zumindest ablegbar vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäße Normierung ist das vom Kennfeld beschriebene Fahrverhalten in arbeitsmaschinenspezifische Charakteristiken und fahrverhaltensspezifische Charakteristiken unterteilt oder unterteilbar, sodass das Fahrverhalten mit weniger Aufwand auf andere Typen von Arbeitsmaschinen oder Modelle eines Typs übertragbar ist. Der Aufwand der Parametrierung des anderen Modells und / oder Typs sinkt dadurch.
In einer Weiterbildung ist das Kennfeld des Soll-Fahrverhaltens zudem in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit, insbesondere des Fahrantriebes oder der mobilen Arbeitsmaschine, parametriert ablegbar oder abgelegt.
Diese Geschwindigkeit ist wiederum in einer Weiterbildung auf eine geeignete, insbesondere feste Charakteristik der Arbeitsmaschine, insbesondere auf eine Maximal-Geschwindigkeit des Fahrantriebes oder der mobilen Arbeitsmaschine, normiert abgelegt oder ablegbar. Je mehr Größen des Kennfeldes normiert - und auf diese Weise insbesondere dimensionslos - abgelegt sind, umso geringer ist der nachfolgende Parametrier-Aufwand beim Übertragen des Fahrverhaltens auf den anderen Typ oder das andere Modell.
In einer Weiterbildung hat der Fahrantrieb eine Geschwindigkeitserfassungseinrichtung, über die die Geschwindigkeit oder eine davon abhängige Größe, beispielsweise eine Drehzahl, aus der die Geschwindigkeit über die Steuereinrichtung ermittelbar ist, erfassbar ist.
In einer Weiterbildung ist die Fahr-Anforderung ein Wert oder eine Stellung einer Bedienschnittstelle des Fahrantriebes, insbesondere eines Fahr-Pedals oder Fahr-Joysticks des Fahrantriebes. Die Fahr-Anforderung kann sich aber auch aus den Anforderungen mehrerer Bedienschnittstellen, beispielsweise des Fahrpedals, eines Bremspedals, eines Fahrtrichtungsschalters oder anderer, in der folgenden Figurenbeschreibung erläuterten Bedienschnittstellen, zusammensetzen.
Demgemäß weist der Fahrantrieb vorzugsweise derartige Bedienschnittstellen zur Erfassung der jeweiligen Fahr-Anforderung auf.
In einer Weiterbildung ist das Soll-Fahrverhalten vom Kennfeld einer Soll-Zugkraft des Fahrantriebes oder der Arbeitsmaschine abgebildet. Die wenigstens eine, insbesondere feste Charakteristik ist dann eine, insbesondere geschwindigkeitsabhängig beschriebene, Maximal-Zugkraft, insbesondere des Fahrantriebes oder der mobilen Arbeitsmaschine.
In einer Weiterbildung ist diese Maximal-Zugkraft in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit, insbesondere des Fahrantriebes oder der mobilen Arbeitsmaschine, abgelegt.
Die Steuereinrichtung erweist sich als flexibel auch in anderen Modellen oder Typen einsetzbar, wenn in ihr das normierte Kennfeld inklusive der Charakteristiken verschiedener Typen oder Modelle abgelegt sind. Die Anmelderin behält sich daher vor, ein Patentbegehren bzw. einen Hauptanspruch auf eine derart ausgestaltete Steuereinrichtung für einen Fahrantrieb einer mobilen Arbeitsmaschine zu richten.
Zur konkreten Steuerung des Fahrantriebes ist in einer Weiterbildung über die Steuereinrichtung aus dem normierten Kennfeld durch Operation mit einer, insbesondere festen Charakteristik ein Sollwert des Soll-Fahrverhaltens ermittelbar. Dies geschieht z.B. im Falle der Charakteristik Zugkraft durch Multiplikation.
Dieser Sollwert ist vorzugsweise an eine Steuerung des Fahrantriebes übergebbar, über die aus dem Sollwert gemäß einer zur Ausführung gespeicherten Steuer-Strategie ein oder mehrere Maschinensollwerte zur Ansteuerung der Antriebsmaschine und / oder wenigstens einer der Hydromaschinen ermittelbar ist oder sind.
In einer Weiterbildung enthält das Kennfeld des Soll-Fahrverhaltens, wenigstens für den Stillstand, eine in Abhängigkeit der Fahr-Anforderung parametrierte Soll-Zugkraft.
In einer Weiterbildung enthält das Kennfeld des Soll-Fahrverhaltens, für wenigstens einen Wert einer Lastkraft, eine in Abhängigkeit der Fahranforderung parametrierte Soll-Endgeschwindigkeit.
In einer Weiterbildung enthält das Kennfeld des Soll-Fahrverhaltens, für wenigstens einen Wert einer Fahr-Anforderung, eine Lastkraftfühligkeit.
Diese Lastkraftfühligkeit ist in einer Weiterbildung eine in Abhängigkeit einer Lastkraft-Änderung parametrierte Geschwindigkeits-Änderung.
In einer Weiterbildung ist das Kennfeld des Soll-Fahrverhaltens, insbesondere eine jeweilige Kurve der zuletzt genannten Soll-Zugkraft, Soll-Endgeschwindigkeit und/oder Lastkraftfühligkeit, in Fahrbereiche, insbesondere Geschwindigkeitsbereiche, unterteilt parametriert ablegbar oder abgelegt. Auf diese Weise können unterschiedlichen Fahrbereichen - beispielsweise einer Arbeitsfahrt mit geringer Geschwindigkeit oder einer Verlegefahrt mit hoher Geschwindigkeit - unterschiedlich parametriert sein.
Für einen Bediener besonders gut nachvollziehbares Fahrverhalten ergibt sich, wenn in einer Weiterbildung das Soll-Fahrverhalten in den Fahrbereichen jeweils einen konstanten Gradienten bezüglich der Fahr-Anforderung und / oder der Geschwindigkeit aufweist.
Eine mobile Arbeitsmaschine hat erfindungsgemäß einen hydrostatischen Fahrantrieb, der gemäß wenigstens einem Aspekt der vorhergehenden Beschreibung ausgestaltet ist.
Ein Verfahren zur Bedatung einer elektronischen Rechnereinrichtung, insbesondere einer Steuereinrichtung eines für eine mobile Arbeitsmaschine vorgesehenen hydrostatischen Fahrantriebes, der gemäß wenigstens einem Aspekt der vorangegangenen Beschreibung ausgestaltet ist, ist gekennzeichnet durch wenigstens einen der Schritte Normieren des Kennfeldes des Soll-Fahrverhaltens, Ablegen des normierten Kennfeldes des Soll-Fahrverhaltens, Ermitteln eines Sollwertes des Soll-Fahrverhaltens aus dem normierten Kennfeld durch Operation (z.B. Multiplikation) mit der wenigstens einen Charakteristik.
Der zuletzt genannte Schritt hat in einer Weiterbildung wenigstens den Schritt Auswerten des normierten Kennfeldes an Istwerten der Fahranforderung und der Geschwindigkeit.
In einer Weiterbildung hat das Verfahren einen Schritt Übertragen des Soll-Fahrverhaltens auf einen anderen Typ des Fahrantriebes oder der Arbeitsmaschine oder auf ein anderes Modell gleichen Typs durch Einsetzen der wenigstens einen, insbesondere festen Charakteristik des anderen Typs oder des anderen Modells zur Entnormierung des Kennfeldes.
Das Verfahren oder wenigstens ein Abschnitt des Verfahrens kann in einer „off-board“ vom Fahrantrieb oder von der mobilen Arbeitsmaschine vorgesehenen Rechner- und/oder Speichereinheit, beispielsweise zur Verwendung innerhalb eines Entwicklungsprozesses einer Entwicklungsabteilung, zur Ausführung gespeichert sein. Alternativ oder ergänzend kann jeder Abschnitt des Verfahrens natürlich in der elektronischen Steuereinrichtung oder einem anderen Steuergerät des Fahrantriebes oder der mobilen Arbeitsmaschine gemäß vorangehender Beschreibung zur Ausführung gespeichert sein.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen mobilen Arbeitsmaschine mit hydrostatischem Fahrantrieb und ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu deren Bedatung bezüglich eines Soll-Fahrverhaltens sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen:

1 einen schematischen, hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen mobilen Arbeitsmaschine,
2, 3, 4 ein Kennfeld eines in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit und eines Fahrerwunsches parametrierten Soll-Fahrverhaltens der mobilen Arbeitsmaschine gemäß 1,
5 ein Blockdiagramm eines ersten Abschnitts des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bedatung, in dem eine Normierung des Kennfeldes eines Modells oder Typs einer mobilen Arbeitsmaschine erfolgt,
6 ein Blockdiagramm eines Abschnitts des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bedatung, in dem die Bedatung einer Steuereinrichtung eines zweiten Modells der mobilen Arbeitsmaschine gemäß 1 erfolgt, und
7 das zweite Modell der mobilen Arbeitsmaschine gemäß 1, angesteuert mit der Sollzugkraft aus dem Verfahren gemäß 6.

Gemäß 1 weist ein Typ einer mobilen Arbeitsmaschine 1, über seine möglichen Modellvarianten AMn hinweg gleichbleibend, folgenden Aufbau auf: Die Arbeitsmaschine 1 hat ein hydrostatisches Getriebe mit einer als Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise und mit verstellbarem Verdrängungsvolumen ausgestalteten ersten Hydromaschine 2 und einer als Axialkolbenmotor in Schrägachsenbauweise ausgestalteten zweiten Hydromaschine 4. Auch diese ist mit verstellbarem Verdrängungsvolumen ausgestaltet.
Beide Hydromaschinen 2, 4 sind in einem geschlossenen hydraulischen Kreis über Arbeitsleitungen 6, 8 fluidisch verbunden. Zum Antrieb der ersten Hydromaschine 2 ist diese mit einer als Dieselmotor ausgestalteten Antriebsmaschine 10 gekoppelt. Die zweite Hydromaschine 4 ist mit einem Differenzial 12 einer Abtriebsachse 14 mit zwei Reifen 16 gekoppelt.
Zur Bedienung des hydrostatischen Fahrantriebes und zur Übermittlung von Fahrerwünschen weist die mobile Arbeitsmaschine 1 eine Vielzahl von Bedienelementen auf. Diese sind ein Fahrtrichtungsschalter 18, ein Bremspedal 20, ein Fahrpedal 22, ein Fahrmodus-Auswahlschalter 24, ein Geschwindigkeits-Begrenzungsschalter 26 und 28, sowie eine Handdrossel 30. Darüber hinaus ist eine Serviceschnittstelle 32 vorgesehen.
Weiterhin weist die mobile Arbeitsmaschine 1 zur Steuerung eine elektronische Steuereinrichtung 34 auf. Diese umfasst ein Hauptsteuergerät 36, ein Motorsteuergerät 38 der Antriebsmaschine 10 und einen CAN-Bus 40, über den die Bedienelemente 18 bis 30, die Serviceschnittstelle 32 und die Steuereinrichtung 34 signalverbunden sind.
Die mobile Arbeitsmaschine 1 kann von unterschiedlichem Maschinentyp sein. So kann sie beispielsweise als Radlader, Telelader, Stapler oder ähnliches ausgestaltet sein. Dabei ist der geschilderte Aufbau für unterschiedliche Modelle des Typs denkbar. Die Modelle können sich insbesondere durch unterschiedliche Leistungsklassen und/oder Geschwindigkeitsbereiche unterscheiden. Das heißt, sie weisen als Charakteristik beispielsweise eine unterschiedliche maximale Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder maximal verfügbare Leistung für den Fahrantrieb und/oder maximal verfügbare Fahrantriebszugkraft auf. Diesen unterschiedlichen Eigenschaften oder Charakteristiken der Typen oder Modelle der mobilen Arbeitsmaschine 1 ist erfindungsgemäß durch eine typ- und/oder modellindividuelle, normierte Parametrierung in der Steuereinrichtung 34 Rechnung getragen, was im Folgendem erläutert wird.
Gemäß 1 hat die mobile Arbeitsmaschine 1 eine Drehzahlerfassungseinheit 42, über die eine Drehzahl n_M der zweiten Hydromaschine 4 erfassbar und über den CAN-Bus 40 an das Hauptsteuergerät 36 meldbar ist. Im Hauptsteuergerät 36 sind dabei Parameter der mobilen Arbeitsmaschine 1, genauer gesagt von deren konkretem Typ und Modell, hinterlegt, über die aus der Drehzahl n_M eine Geschwindigkeit v_ist der mobilen Arbeitsmaschine 1 ermittelbar ist. Die genannten Parameter sind insbesondere ein Übersetzungsverhältnis des Differenzials 12 und Umfänge der Räder 16.
Des Weiteren hat die zweite Hydromaschine 4 eine Verstelleinrichtung 44, die mit dem CAN-Bus 40, und darüber mit dem Hauptsteuergerät 36, signalverbunden ist. Durch diese kann das Hauptsteuergerät 36 einen Schwenkwinkel α_M, und damit das Verdrängungsvolumen der zweiten Hydromaschine 4, steuern. Analoges gilt für eine Verstelleinrichtung 46 der ersten Hydromaschine 2 und deren Schwenkwinkel α_P. Des Weiteren hat die mobile Arbeitsmaschine 1 eine Druckerfassungseinheit 48, über die ein Arbeitsdruck p in den Arbeitsleitungen 6, 8 und/oder eine Druckdifferenz Δp zwischen den Arbeitsleitungen 6, 8 erfassbar und an den CAN-Bus 40 übermittelbar ist.
Die 2 bis 4 zeigen ein un-normiertes Kennfeld F_soll (α_Ped , v_ist ) eines Soll-Fahrverhaltens der mobilen Arbeitsmaschine 1 gemäß 1. 2 zeigt dabei das komplette Kennfeld F_soll (α_Ped , v_ist ), wobei als Kriterium für das Soll-Fahrverhalten eine Soll-Zugkraft F_soll in Abhängigkeit der Geschwindigkeit v_ist der mobilen Arbeitsmaschine 1 und der vom Fahrpedal 22 übermittelten Fahr-Anforderung α_Ped , also dessen Pedalwinkel, dargestellt ist. Für verschiedene Pedalwinkel α_Ped ist der Verlauf der Soll-Zugkraft F_soll in Abhängigkeit der Geschwindigkeit v_ist parametriert abgelegt. Die Parametrierung ergibt das gewünschte Soll-Fahrverhalten. Die oberen drei Kurven α_Ped1 bis α_Ped3 gemäß 2 stellen dabei einen Zugbetrieb und die unterhalb der v_ist-Achse dargestellte Kurve einen Schleppbetrieb der mobilen Arbeitsmaschine 1 dar. Eingezeichnet ist zudem eine beispielhafte negative Last F_Last als horizontal-gestrichelte Linie. Der Verlauf der Soll-Zugkraft F_soll als Maß für ein Soll-Fahrverhalten ist für jede Pedalstellung α_Ped in Fahrbereiche unterteilt. Diese sind jeweils durch eine lineare Funktion mit der Steigung Δα_Ped/v_ist charakterisiert. Diese Steigung Δα_Ped/Δv_ist repräsentiert als ein Kriterium des Soll-Fahrverhaltens eine sogenannte Lastfühligkeit, also einen Zusammenhang zwischen einer Lastkraftänderung und einer daraus resultierenden Geschwindigkeitsänderung.
3 zeigt als Kriterium für das Soll-Fahrverhalten einen Kraftaufbau der Soll-Zugkraft F_Soll in Abhängigkeit der Stellung des Fahrpedals α_Ped , und zwar bei einer Geschwindigkeit von v_ist = 0. Dieser Fall ist beispielsweise gegeben, wenn eine abschleppende Arbeitsmaschine ein schweres Fahrzeug anziehen muss. Je steiler dabei der Kraftaufbau, umso größer ist die Gefahr eines Seilrisses. Um einen solchen Fall zu vermeiden, steigt gemäß 3 die Soll-Zugkraft F_Soll mit steigendem Fahrpedalwinkel α_Ped zunächst nur recht schwach an.
4 zeigt als Kriterium für das Soll-Fahrverhalten einen Anstieg der, sich im Kräftegleichgewicht F_soll = F_Zug = F_Last einstellenden, maximalen oder stationären Geschwindigkeit v_stat , in Abhängigkeit des Fahrpedalwinkels α_Ped .
Wie bereits erwähnt sind beide Diagramme der 3 und 4 im Kennfeld F_soll (v_ist , α_Ped ) gemäß 2 enthalten.
5 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 50 zur Bedatung, wobei zunächst ein erster Abschnitt 50a des Verfahrens dargestellt ist, in welchem eine Normierung des bereits erwähnten Kennfeldes mittels Charakteristiken eines mit AM1 indizierten ersten Typs und Modells der mobilen Arbeitsmaschine 1 erfolgt.
6 beschreibt dann den Folgeabschnitt 50b des Verfahrens, in dem das Soll-Fahrverhalten, welches vom vorgenannten, normierten Kennfeld beschrieben ist, auf ein mit AM2 indiziertes zweites Modell des gleichen Typs der mobilen Arbeitsmaschine 1 übertragen wird.
Der Normierungs-Abschnitt 50a des Verfahrens gemäß 5 ist vorzugsweise in einer „off-board“ von der mobilen Arbeitsmaschine vorgesehenen Rechner- und/oder Speichereinheit, beispielsweise zur Verwendung innerhalb eines Entwicklungsprozesses einer Entwicklungsabteilung, zur Ausführung gespeichert. Alternativ oder ergänzend kann jeder Abschnitt des Verfahrens 50 natürlich in der elektronischen Steuereinrichtung 34 oder einem anderen Steuergerät der mobilen Arbeitsmaschine 1 abgelegt sein.
Gemäß 5 ist für die Beschreibung des Soll-Fahrverhaltens des ersten Modells und Typs AM1 der Arbeitsmaschine 1 das Kennfeld der Soll-Zugkraft F_Soll,AM1 gewählt, die gemäß Verfahrensschritt 52 in Abhängigkeit der Fahranforderung α_Ped,AM1 und der Geschwindigkeit v_AM1 , die z.B. aus der Drehzahl n_M der zweiten Hydromaschine 4 ableitbar ist, parametriert ist. In das Verfahren geht als feste Charakteristik des ersten Modells und Typs AM1 dessen maximal erreichbare Geschwindigkeit v_REF,AM1 ein. Im Verfahrensschritt 53 erfolgt durch Division mit v_ref,AM1 die Normierung der Geschwindigkeitsvariablen v_AM1 , sodass die Geschwindigkeitsachse v_AM1/v_ref,AM1 der so dargestellten Soll-Zugkraft F_{Soll,AM1,vnorm} dimensionslos ist. Gemäß einem Verfahrensschritt 54 wird eine geeignete Charakteristik als Bezug für die Soll-Zugkraft F_Soll,_AM1,vnorm ausgewählt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dies eine Referenzkraft F_ref,AM1 die in Abhängigkeit der variablen Geschwindigkeit v_AM1 beschrieben ist. Als Referenzkraft eignet sich beispielsweise die Funktion einer maximal erreichbaren Zugkraft Fmax (v_AM1 ) des ersten Modells und Typs AM1 der Arbeitsmaschine 1. Im Schritt 56 wird, wie bereits für die Soll-Zugkraft auch für die Referenzkraft F_ref,AM1 , die Variable v_AM1 auf die feste Charakteristik v_ref,AM1 normiert. Somit ist dann auch die Charakteristik F_{ref,AM1,vnorm} in Abhängigkeit der normierten Variablen v_AM1/v_ref,AM1 beschrieben und abgelegt. Im nächsten Schritt 58 erfolgt die Erstellung eines normierten Kennfeldes K (α_Ped,AM1 , v_AM1/v_ref,AM1 ), indem das Kennfeld F_{soll,AM1,vnorm} auf die Charakteristik F_{ref,AM1,vnorm} bezogen wird. In allgemeiner, typ- und modellunabhängiger Schreibweise resultiert daraus im Schritt 59 gemäß 5 das normierte Kennfeld K (a, x), welches die Basis für den Folgeabschnitt 50b des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 6 ist, in welchem das Soll-Fahrverhalten des ersten Modells AM1 der Arbeitsmaschine 1 auf ein zweites Modell AM2 gleichen Typs der Arbeitsmaschine 1 übertragen und zur Steuerung des Fahrantriebs genutzt wird.
Dieser Folgeabschnitt ist vorzugsweise in der Steuereinrichtung 34 des Modells AM2 der mobilen Arbeitsmaschine 1, also „on board“, zur Ausführung abgelegt.
Gemäß 6 sind Eingangsgrößen dieses Folgeabschnitts des Verfahrens: Das normierte Kennfeld K(α, x), die Charakteristiken v_ref,AM2 und F_ref,AM2 (v_AM2 ) des Modells AM2 und die im Fahrbetrieb dieses Modells erfassten und / oder ermittelten Größen α_ped,AM2 und v_AM2 . Im Fahrbetrieb des Modells AM2 der mobilen Arbeitsmaschine 1 ermittelt die elektronische Steuereinrichtung 34 permanent aus der Drehzahl n_M die Ist-Geschwindigkeit v_ist,AM2 . Gleichzeitig erhält sie als Vorgabe vom Fahrer seine Fahr-Anforderung α_Ped,ist,AM2 . Mit diesen Eingaben und unter Kenntnis der Charakteristiken v_ref,AM2 und F_ref,AM2 des Modells AM2 ermittelt sie die tatsächliche Soll-Zugkraft F_soll,AM2 (α_Ped,ist,AM2 , v_ist,AM2 ). Zunächst wird hierzu im Schritt 60a die normierte Ist-Geschwindigkeit bestimmt, indem v_ist,AM2 durch die feste Charakteristik v_ref,AM2 dividiert wird. Anschließend wird im Schritt 60b das normierte Kennfeldes K(α, x) für die Ist-Fahrpedalposition α = α_ped,ist,AM2 und die normierte Ist-Geschwindigkeit x = v_ist,AM2/v_ref,AM2 ausgewertet. In Schritt 60c wird der Wert der Charakteristik F_ref,AM2 (v_AM2 ) für die Ist-Geschwindigkeit v_ist,AM2 ausgewertet. Im Schritt 60d wird gemäß 6 durch Operation (Multiplikation) des im Schritt 60b ausgewerteten Kennfeldes K mit der im Schritt 60c ausgewerteten Charakteristik F_ref,AM2 die tatsächliche, dimensionsbehaftete Soll-Zugkraft F_soll,AM2 bei den erfassten Ist-Werten α_ped,ist,AM2 und v_ist,AM2 ermittelt.
Dieser Sollwert F_soll,AM2 (α_ped,ist,AM2 , v_ist,AM2 ) geht in eine nachgelagerte Steuerung 62 gemäß 7 ein, über die - je nach abgelegter Steuerungsstrategie - an die Maschinen 2, 4 und 10 Sollwerte α_Msoll , α_Psoll und M_soll , n_soll übermittelt werden. Einer der beiden Werte, Solldrehmoment M_soll oder bevorzugt Solldrehzahl n_soll , wird dabei an das Motorsteuergerät 38 der Antriebsmaschine 10 übermittelt.
Offenbart ist ein hydrostatischer Fahrantrieb mit einer Steuereinrichtung, in der ein Soll-Fahrverhalten des Fahrantriebes oder einer mobilen Arbeitsmaschine, für die dieser Fahrantrieb vorgesehen ist, parametriert abgelegt ist. Erfindungsgemäß ist das Soll-Fahrverhalten auf eine Eigenschaft oder eine, insbesondere feste, Charakteristik eines Typs oder eines Modells des Fahrantriebes oder der Arbeitsmaschine bezogen, und dadurch normiert, abgelegt.
Offenbart ist weiterhin eine mobile Arbeitsmaschine mit einem derartigen hydrostatischen Fahrantrieb.
Des Weiteren ist ein Verfahren zur Bedatung der Steuereinrichtung offenbart, das wenigstens einen der Schritte Normieren des Soll-Fahrverhaltens mittels der wenigstens einen, insbesondere festen Charakteristik, Ablegen des normierten Soll-Fahrverhaltens oder Ermitteln eines Sollwertes des Soll-Fahrverhaltens aus dem normierten Soll-Fahrverhalten durch Operation (z.B. durch Multiplikation) mit der wenigstens einen, insbesondere festen Charakteristik enthält.

Claims

Hydrostatischer Fahrantrieb für eine mobile Arbeitsmaschine (1), mit einer ersten Hydromaschine (2), die mit einer Antriebsmaschine (10) koppelbar ist, und mit einer zweiten Hydromaschine (4), die mit der ersten Hydromaschine (2) in einem hydraulischen Kreis angeordnet und mit einem Abtrieb (14) koppelbar ist, und mit einer elektronischen Steuereinrichtung (34), in der ein Kennfeld (F_soll (α_Ped, v_ist)) eines Soll-Fahrverhaltens der mobilen Arbeitsmaschine (1), zumindest in Abhängigkeit wenigstens einer Fahr-Anforderung (α_Ped) parametriert, ablegbar oder abgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kennfeld (F_soll (α_Ped, v_ist)) auf wenigstens eine Charakteristik (F_ref) der mobilen Arbeitsmaschine (1) normiert (K(α,x)) ablegbar oder abgelegt ist.
Fahrantrieb nach Anspruch 1, wobei das Kennfeld (F_soll (α_Ped, v_ist)) des Soll-Fahrverhaltens in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit (v_ist), insbesondere des Fahrantriebes oder der mobilen Arbeitsmaschine (1), parametriert ablegbar oder abgelegt ist.
Fahrantrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kennfeld (F_soll (α_Ped, v_ist)) des Soll-Fahrverhaltens eine Soll-Zugkraft (F_soll) abbildet und die wenigstens eine Charakteristik eine, insbesondere geschwindigkeitsabhängige, Maximal-Zugkraft (F_ref), insbesondere des Fahrantriebes oder der mobilen Arbeitsmaschine (1), ist.
Fahrantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in der Steuereinrichtung (34) Charakteristiken (F_ref, v_ref) verschiedener Modelle (AM1, AM2) der mobilen Arbeitsmaschine (1) und/oder verschiedener Typen mobiler Arbeitsmaschinen abgelegt sind.
Fahrantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei über die Steuereinrichtung (34) aus dem normierten Kennfeld (K(α,x)) des Soll-Fahrverhaltens durch Operation mit wenigstens der einen Charakteristik (F_ref, v_ref) ein Sollwert (F_soll) des Soll-Fahrverhaltens ermittelbar ist.
Fahrantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kennfeld (F_soll (α_Ped, v_ist)) des Soll-Fahrverhaltens, wenigstens für eine Geschwindigkeit (v_ist) gleich null, eine in Abhängigkeit der Fahr-Anforderung (α_Ped) parametrierte Soll-Zugkraft (F_soll) beinhaltet.
Fahrantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kennfeld (F_soll (α_Ped, v_ist)) des Soll-Fahrverhaltens, für wenigstens eine Lastkraft (F_Last), eine in Abhängigkeit der Fahranforderung (α_Ped) parametrierte Soll-Endgeschwindigkeit (v_stat) beinhaltet.
Fahrantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kennfeld (F_soll (α_Ped, v_ist)) des Soll-Fahrverhaltens, eine Lastkraftfühligkeit (ΔF_soll/Δv_ist)) beinhaltet.
Fahrantrieb nach Anspruch 8, wobei die Lastkraftfühligkeit, für wenigstens eine Fahr-Anforderung (α_Ped), eine in Abhängigkeit einer Lastkraft-Änderung (ΔF_Last) parametrierte Geschwindigkeits-Änderung (Δv_ist) beinhaltet.
Fahrantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kennfeld (F_soll (α_Ped, v_ist)) des Soll-Fahrverhaltens in Fahrbereiche, insbesondere Geschwindigkeitsbereiche, unterteilt parametriert ablegbar oder abgelegt ist.
Fahrantrieb nach Anspruch 10, wobei das Kennfeld (F_soll (α_Ped, v_ist)) des Soll-Fahrverhaltens in den Fahrbereichen jeweils einen konstanten Gradienten (ΔF_soll/Δv_ist, ΔF_soll/Δα_Ped, Δv_stat/Δα_Ped,) bezüglich der Fahr-Anforderung (α_Ped) und/ oder der Geschwindigkeit (v_ist) aufweist.
Mobile Arbeitsmaschine mit einem hydrostatischen Fahrantrieb, der gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist.
Verfahren zur Bedatung einer elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere einer elektronischen Steuereinrichtung (34) eines hydrostatischen Fahrantriebes, der gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgestaltet ist, oder einer mobilen Arbeitsmaschine (1), die gemäß Anspruch 12 ausgestaltet ist, gekennzeichnet durch wenigstens einen der Schritte, - Normieren (58) des Kennfeldes (F_soll (α_Ped, v_ist)) des Soll-Fahrverhaltens, - Ablegen des normierten Kennfeldes (K(α,x)) des Soll-Fahrverhaltens, - Ermitteln (60) eines Sollwertes (F_soll) des Soll-Fahrverhaltens aus dem normierten Kennfeld (K(α,x)) durch Operation zumindest mit der wenigstens einen Charakteristik (F_ref, v_ref).
Verfahren nach Anspruch 13 mit einem Schritt - Übertragen eines Soll-Fahrverhaltens auf einen anderen Typ des Fahrantriebes oder der Arbeitsmaschine (1), oder auf ein anderes Modell (AM2) gleichen Typs der Arbeitsmaschine (1), durch Operation des normierten Kennfeldes (K(α,x)) mit der wenigstens einen Charakteristik (v_ref,AM2, F_ref,AM2) des anderen Typs oder des anderen Modells (AM2).
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei dem Schritt - Ermitteln des Sollwertes (F_soll,AM2) des Soll-Fahrverhaltens aus dem normierten Kennfeld (K(α,x)) zumindest durch Operation mit der wenigstens einen Charakteristik (F_ref,AM2). ein Schritt - Auswerten des normierten Kennfeldes (K(α,x)) an Istwerten der Fahranforderung (α_Ped,ist,AM2) und der Geschwindigkeit (v_ist,AM2) vorausgeht.