DE2759197C2

DE2759197C2 - Control system for a drive device, in particular a hydrostatic drive

Info

Publication number: DE2759197C2
Application number: DE2759197A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Prof. Dr.-Ing. 2000 Hamburg Nikolaus
Original assignee: Sauer Getriebe KG
Current assignee: Sauer Getriebe KG
Priority date: 1977-12-31
Filing date: 1977-12-31
Publication date: 1981-09-17
Also published as: DE2759197A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelungssystem für eine Antriebseinrichtung, insbesondere bestehend aus Antriebsmotor, insbesondere einer Brennkraftmaschine, und aus einem Getriebe, insbesondere einem hydrostatischen Getriebe, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Mit dem Begriff Regelungssystem sollen im vorliegenden Regelungssysteme und/oder Steuersysteme erfaßt werden.The invention relates to a control system for a drive device, in particular consisting of a drive motor, in particular an internal combustion engine, and a transmission, in particular a hydrostatic one Transmission, according to the preamble of claim 1. The term control system is intended in existing control systems and / or control systems are detected.

Bekannte hydrostatische Fahrantriebe mit einer mit der Drehzahl des Antriebsmotors (meist Brennkraftmaschine) gekoppelten Steuerung der Übersetzung desKnown hydrostatic travel drives with a speed of the drive motor (usually internal combustion engine) coupled control of the translation of the

hydrostatischen Getriebes werden in verschiedenen Ausführungsformen verwendet. Unabhängig von dem unterschiedlichen konstruktiven Aufbau haben die bekannten hydraulisch-mechanischen Regelungssysteme das nachfolgend beschriebene Grundfunktionsprinzip: hydrostatic transmissions are used in various embodiments. Regardless of that The known hydraulic-mechanical control systems have different structural designs the basic functional principle described below:

Die Primärverstellung (Hydropumpenverstellung) des hydrostatischen Getriebes (im geschlossenen Kreislauf) erfolgt mittels eines Stellzylinders, der, angesteuert mit oinem Steuerdifferenzdruck, eine ι ο Stellbewegung ausführt und damit das Hubvolumen der Hydropumpe des Getriebes verändert. Zur Gewinnung des Steuerdifferenzdruckes wird der Förderstrom einer Steuerpumpe, die mit der Antriebsmotordrehzahl oder einer zu dieser proportionalen Drehzahl angetrieben wird und deren Hubvolumen konstant ist, duich eine Drossel geleitet Der an dieser Drossel entstehende Differenzdruck ist angenähert proportional dem Quadrat der Antriebsmotordrehzahl. Dieser Differenzdruck wird als Steuersignal zur Hydropumpenverstellung 2u verwendet, wodurch die Übersetzung des hydrostatischen Getriebes mit der Drehzahl des Amriebsmotors gekoppelt wird.The primary adjustment (hydraulic pump adjustment) of the hydrostatic transmission (in the closed Circuit) takes place by means of an adjusting cylinder, which, controlled with oinem control differential pressure, a ι ο Performs actuating movement and thus changes the stroke volume of the hydraulic pump of the transmission. For extraction of the control differential pressure is the flow rate of a control pump, which with the drive motor speed or one is driven to this proportional speed and whose displacement is constant, duich one Throttle routed The differential pressure created at this throttle is approximately proportional to the square the drive motor speed. This differential pressure is used as a control signal for hydraulic pump adjustment 2u used, whereby the translation of the hydrostatic transmission with the speed of the drive motor is coupled.

Der Bedienungsmann eines Fahrzeugs beeinflußt durch Betätigung eines Fahrpedals den Antriebsmotor. Bei Vergasermotoren wirkt das Fahrpedal auf die Drosselklappe in der Ansaugleitung. Es stellt sich eine Drehzahl des Antriebsmotors ein, die von der Drosselklappenstellung und dem Belastungsmoment bestimmt wird. Bei Motoren mit Einspritzung wirkt das Fahrpedal auf eine Einspritzeinrichtung. Insbesondere wird bei Dieselmotoren die Regelstange einer Einspritzpumpe und damit der Drehzahlsollwert eines Fliehkraftreglers der Einspritzpumpe verstellt. Solange das Belastungsmoment niedriger als das Grenzmoment für i^r> die vorgegebene Solldrehzahl ist, hält der Regler durch Veränderung der Einspritzmenge die Antriebsmotordrehzahl innerhalb der Drehzahl-Regelspanne konstant. Überschreitet das Belastungsmoment (gilt für Vergaserwie für Einspritzmotoren) das Grenzmoment, so fällt die Motordrehzahl Der Antriebsmotor wird »gedrückt« und im Extremfall »abgewürgt«.The operator of a vehicle influences the drive motor by operating an accelerator pedal. In the case of carburettor engines, the accelerator pedal acts on the throttle valve in the intake line. A speed of the drive motor is set, which is determined by the throttle valve position and the load torque. In engines with injection, the accelerator pedal acts on an injection device. In particular, in diesel engines, the control rod of an injection pump and thus the speed setpoint of a centrifugal governor of the injection pump are adjusted. As long as the load torque is lower than the limit torque for i ^r > the specified target speed, the controller keeps the drive engine speed constant within the speed control range by changing the injection quantity. If the load torque (applies to carburettors as well as to injection engines) exceeds the limit torque, the engine speed drops. The drive engine is "pressed" and in extreme cases "stalled".

Eine Anpassung der Leistungsanforderung des Fahrzeugs an das Leistungsvermögen des Antriebsmotors (Grenzlastregelung) erfolgt bei einem hydrostat!- sehen Getriebe üblicherweise in der Weise, daß das Hubvolumen der Hydropumpe des hydrostatischen Getriebes mit steigendem Arbeitsdruck (steigendem Hydromotordrehmoment) verringert wird, wodurch das Drehmoment der Hydropumpenwelle konstant gehal- 5» ten wird. Die Erfahrung zeigt, daß eine optimale Nutzung der verfügbaren Antriebsmotorleistung über den gesamte! Arbeitsbereich des Fahrantriebs bei dieser Steuerung nicht möglich ist. Teilbereiche mit ungenügender Leistungsausnutzung wechseln mit Bereichen zu großer fvfotordrückung (ergibt wiederum ungenügende Leistungsausnutzung) ab. Besonders ungünstige Verhältnisse ergeben sich, wenn der Antriebsmotor neben der insbesondere aus dem hydrostatischen Getriebe und dem Fahrzeug bestehenden Last noch f>o Zusatzlasten wie Arbeitshydraulikpumpen, große Lüfter, Zapfwellen usw. anzutreiben hat, da die Leistungsaufnahme dieser Zusatzlasten von dem Regelungssy- »tem des Fahrantriebs nicht erfaßt wird.An adaptation of the power requirement of the vehicle to the power of the drive engine (Load limit control) takes place with a hydrostat! - see gears usually in such a way that the Stroke volume of the hydraulic pump of the hydrostatic transmission with increasing working pressure (increasing Hydraulic motor torque), whereby the torque of the hydraulic pump shaft is kept constant. will. Experience shows that an optimal use of the available drive motor power is about the whole! The travel drive's working range is not possible with this control. Sub-areas with Inadequate power utilization alternate with areas too high fvphotordrückung (again results in insufficient power utilization). Particularly unfavorable conditions arise when the drive motor in addition to the load consisting in particular of the hydrostatic transmission and the vehicle, f> o Additional loads such as working hydraulic pumps, large fans, power take-off shafts etc. have to be driven because of the power consumption these additional loads are not recorded by the control system of the drive.

Es sind Lösungen bekannt (DE-OS 24 27 112, DE-AS M 23 63 335), bei denen zur Verbesserung des Grenzlastregelverhaltens vom Fahrpedal zusätzlich der Einsteliwert einer Fahrdrossel veränder· wird (Drosselquerschnitt, Federvorspannung). Dadurch verändert sich in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrpedals die Proportionalität zwischen Antriebsmotordrehzahl und Steuerdifferenzdruck und damit die Getriebeübersetzung. Bei einer anderen bekannten Lösung (DE-OS 24 59 800) wird zusätzlich aus dem Grenzlastmoment eines Dieselmotors (z. B. Stellung des Kolbens der Einspritzpumpe) ein Steuersignal gewonnen, das zusätzlich auf die Stellung der Hydropumpe (Hubvolumen) und damit auf die Getriebeübersetzung wirkt. Eine weitere bekannte Schaltung (»Hydrostatikantriebe: Grenzlast- und Sekundärregelung« von Bährle, aus der Zeitschrift »fluid«, April 1973, insbesondere Seite 78, Bild 8) verwendet einen mechanischen Fliehkraftregler, der auf ein Element des hydraulischen Steuersystems wirkt in dem Sinne, daß bei zu Motordrückung der Steuerdifferenzdruck für die Hydropumpe des hydrostatischen Getriebes verringert und der Antriebsmotor entlastet wird. Bei einer ebenfalls aus dieser Veröffentlichung (Seite 80, Bild 9) bekannten Schaltung werden aus einem drehzahlabhängigen Führungssignal -r Form eines Differenzdnjcke¹! zwei Stellsignale für >üe Pumpe und den Motor des hydrostatischen Getriebes augeleitet. Es sind auch elektrisch-hydraulische Regelungssysteme bekannt (Moog-System, Anwendung 109, Broschüre _ius dem Jahre 1975), die eine Kopplung zwischen der Antriebsmotordrehzahl und der Getriebeübersetzung auf elektrischem Weg·; herstellen. Für die Grenzlastregelung ist hier allein die Antriebsmotordrehzahl Eingangssignal, wodurch die Leistungsabstimmung zwischen Antriebsmotor, Fahrgetriebe und Zusatzlasten besser als bei den hydraulisch-mechanischen Regelungssystemen möglich ist.Solutions are known (DE-OS 24 27 112, DE-AS M 23 63 335) in which the setting value of a throttle is additionally changed to improve the limit load control behavior of the accelerator pedal (throttle cross-section, spring preload). As a result, depending on the position of the accelerator pedal, the proportionality between the drive engine speed and the control differential pressure and thus the transmission ratio changes. In another known solution (DE-OS 24 59 800), a control signal is additionally obtained from the limit load torque of a diesel engine (e.g. position of the piston of the injection pump), which also relates to the position of the hydraulic pump (stroke volume) and thus to the gear ratio works. Another known circuit ("Hydrostatic drives: limit load and secondary control" by Bährle, from the magazine "fluid", April 1973, in particular page 78, Fig. 8) uses a mechanical centrifugal governor that acts on an element of the hydraulic control system in the sense, that when the engine is depressed, the control differential pressure for the hydraulic pump of the hydrostatic transmission is reduced and the drive motor is relieved. In a circuit known from this publication (page 80, Fig. 9), a speed-dependent reference signal -r in the form of a differential pressure ¹ ! two control signals for> üe pump and the motor of the hydrostatic transmission initiated. There are also electro-hydraulic control systems known (Moog system, application 109, brochure _ius from 1975), which a coupling between the drive motor speed and the gear ratio in an electrical way ·; produce. For the maximum load control, the drive motor speed is the only input signal, whereby the power coordination between the drive motor, travel gear and additional loads is possible better than with the hydraulic-mechanical control systems.

Alle bekannten Regelungssysteme weisen außer den bereits genannten Nachteilen die Neigung zu Instabilitäten im Übergangsbereich von der Teillastregelung (bei Dieselmotoren der Arbeitsbereich des Einspritzpumpenreglers) zur Grenzlastregelung (Verstellung der Hydropumpe des hydrostatischen Getriebes) auf.In addition to the disadvantages already mentioned, all known control systems have a tendency towards instabilities in the transition area from partial load control (in diesel engines the working area of the injection pump controller) for maximum load control (adjustment of the hydraulic pump of the hydrostatic transmission).

Unbefriedigend ist das Bremsverhalten der bekannten Fahrantriebe, wenn dem Antrieb über seine Antriebswelle Leistung zugeführt wird, wie es z. B. bei Hangabfahrt geschieht. Überschreitet die zugeführte Leistung die Bremsleistung des Antriebsmotors bei dessen maximal zulässiger Drehzahl, dann wächst die Antriebsmotordrehzahl unzulässig an, was zur Zerstörung des Antriebsmotor führen kann. Der Bedienungsmann kann das »Überdrehen« des Antriebsmotors durch Betätigen des »Inchpedals« (das noch andere Aufgaben hat) und damit Zurücknahme des Hydropumpenhubvolumens verhindern. Das Regelungssystem greift hier nicht sinnrichtig ein. Bei den meisten bekannten Systemen wird bei Zuführung von Leistung an der Antriebswelle (tSremsbetrieb) wegen der Kopplung von Antriebsmotordrehzahl und Getriebeübersetzung das hydrostatische Getriebe so verstellt, daß die Überlastung des Antriebsmotors — a. h. die Überschreitung seines Bremsvermögens — zunimmt.The braking behavior of the known travel drives is unsatisfactory if the drive is supplied with power via its drive shaft, as is the case, for. B. happens when driving down a slope. If the power supplied exceeds the braking power of the drive motor at its maximum permissible speed, the drive motor speed increases in an impermissible manner, which can lead to the destruction of the drive motor. The operator can prevent the drive motor from "overspeeding" by pressing the "inching pedal" (which has other tasks) and thus reducing the hydraulic pump stroke volume. The control system does not intervene correctly here. In most known systems, when power is supplied to the drive shaft (braking operation), due to the coupling of the drive motor speed and the gear ratio, the hydrostatic transmission is adjusted in such a way that the overload of the drive motor - a. H. exceeding its braking capacity - increases.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein einfach g-ifgebautes Regelungssystem mit großer dynamischer Stabilität zu schaffen, mit dem die vom Antriebsmotor angebotene Antriebsleistung über den gesamten Arbeitsbereich der Antriebseinrichtung optimal genutzt und ein Überdrehen des Antriebsmotors im Bremslastbereich bei weichem und .kontrolliertem Bremsverhalten ve/mieden. wird.The object of the present invention is to provide a control system with a simple g-if to create great dynamic stability with which the drive power offered by the drive motor over the entire working area of the drive device is optimally used and the drive motor is over-revving Avoided in the braking load range with soft and controlled braking behavior. will.

Diese Aufgabe wird bei einem Regelungssystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten ArtThis task is achieved in a control system of the type mentioned in the preamble of claim 1

erfindungsgernäß dureh die Merkmale des kennzeiehnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Durch die gleichzeitige Verstellfnöglichkeit von Antriebsmotor und/oder Getriebe und/oder Last/Zusatzlast können erfindungsgernäß überragende Regeleigenschaften erzielt werden, wobei insbesondere die vom Antriebsmotor angebotene Leistung über den gesamten Arbeitsbereich der Antriebseinrichtung optimal genutzt und ein Überdrehen des Antriebsmolors im Brernslastbereich bei weichem und kontrolliertem Bremsverhalten vermieden wird.In accordance with the invention, the features of the characterizing part of claim 1 have been solved. Through the Simultaneous adjustment of the drive motor and / or transmission and / or load / additional load can achieve superior control properties according to the invention in particular, the power offered by the drive motor over the entire working range the drive device is optimally used and an over-revving of the drive motor in the braking load range is avoided with soft and controlled braking behavior.

Eine Antriebseinrichtung in Form eines Fahrantriebs kennt im wesentlichen vier Betriebszustände, die sich (mit Bezug auf den Antriebsmotor) wie folgt beschreiben lassen:A drive device in the form of a traction drive knows essentially four operating states, which are (with reference to the drive motor) can be described as follows:

Grenzlastbereich: Durch Grenzlastregelung muß die Getriebeübersetzung des hydrostatischen Getriebes so eingestellt werden, daß seifie geforderte Eingangsleistung an die maximal für den Fahrantrieb, zur Verfugung stehende, angebotene Leistung des Antriebsmotors angepaßt wird.Load limit range: The gear ratio of the hydrostatic transmission must be be set in such a way that the required input power corresponds to the maximum for the traction drive, available, offered power of the drive motor is adapted.

Teiilastbereich: Durch Teillastregelung muß die Antriebsmotorleistung an die vom hydrostatischen Getriebe geforderte Leistung angepaßt werden, die in diesem Betriebszustand niedriger als die maximal verfügbare Leistung des Antriebsmotors ist.Partial load range: With partial load control, the drive motor power must match that of the hydrostatic Transmission required power can be adjusted, which in this operating state is lower than the maximum available power of the drive motor.

Normalbremsbereich: Vom Abtrieb fließt Leistung zum Antriebsmotor (Schubbetrieb bei Fahrzeugen). Die dem Antriebsmotor zugeführte Leistung ist niedriger als eine maximal mögliche Bremsleistung (gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Leistungsaufnahme von Zusatzlasten).Normal braking range: power flows from the output to the drive motor (overrun in vehicles). The power supplied to the drive motor is lower than the maximum possible braking power (possibly taking into account the power consumption of additional loads).

Notbremsbereich: Die vom Abtrieb auf den Hydromotor des Getriebes übertragene Leistung ist größer als die maximale Bremsleistung des Antriebsmotors (Gefahr des Oberdrehens). Ein Teil der Leistung muß von zusätzlichen Elementen des Getriebes (Bremsdrossel, Bypassdrossel, und/oder (steuerbaren) Zusatzlasten des AntriebsmotorsEmergency braking area: The power transferred from the output to the hydraulic motor of the gearbox is greater than the maximum braking power of the drive motor (risk of overturning). A part the performance must be of additional elements of the transmission (brake throttle, bypass throttle, and / or (controllable) additional loads of the drive motor

Das Regelungssystem gemäß der Erfindung erkennt aus der Verarbeitung des Eingabesignals und des Drehzahlsignals des Antriebsmotors, in welchem Betriebszustand sich der Fahrantrieb befindet, und erzeugt Steuersignale für die Stellglieder zurThe control system according to the invention recognizes from the processing of the input signal and the Speed signal of the drive motor, in which operating state the drive is, and generates control signals for the actuators

— Beeinflussung des Antriebsmotors (bei Brennkraftmaschine: Brennstoffzufuhr. Drehzahl. Drosselklappenstellung), - Influence of the drive motor (in the case of internal combustion engines: fuel supply, speed, throttle valve position),

— Beeinflussung des Hubvolumens der Hydropumpe,- influencing the stroke volume of the hydraulic pump,

— Beeinflussung des Hubvolumens des Hydromotors,- influencing the stroke volume of the hydraulic motor,

— Beeinflussung des Getriebewirkungsgrades, z. B. Erhöhung der Bremsleistung durch Erhöhung der hydraulischen Verluste (Bremsdrossel) und/oder der volumetrischen Verluste (Bypassdrossel zum Hydromotor) und- Influence of the transmission efficiency, z. B. Increasing the braking power by increasing the hydraulic losses (brake throttle) and / or the volumetric losses (bypass throttle to the hydraulic motor) and

— Beeinflussung der Leistungsaufnahme (oder gegebenenfalls auch Abgabe) von Zusatzlasten (Arbeitssysteme wie Arbeitshydraulik, Zapfwelle, Lüfter, Wasserpumpen usw., die parallel zum Fahrgetriebe vom Antriebsmotor angetrieben werden),- Influence of the power consumption (or possibly also the output) of additional loads (work systems such as work hydraulics, PTO shaft, fan, Water pumps, etc., which are driven by the drive motor parallel to the drive gear),

so daß sich in jedem Betriebszustand ein optimales Verhalten des Fahrantriebs ergibt.so that there is an optimal behavior of the drive in every operating state.

ίοίο

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung Von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigtFurther advantages, features and possible applications of the present invention emerge from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawing. In it shows

F i g. 1 eine Prinzipschaltung bekannter Regelungssysteme für einen Fahrantrieb mit hydrostatischem Getriebe,F i g. 1 shows a basic circuit of known control systems for a hydrostatic drive Transmission,

F i g. 2 eine Prinzipschaltung des Regelungssystems gemäß der Erfindung für einen Fahrantrieb mit hydrostatischem Getriebe,F i g. 2 shows a basic circuit of the control system according to the invention for a travel drive hydrostatic transmission,

Fig.3a, b Schaltungen von gegenüber Fig.2 abgewandelten Ausführungsformen der Elemente-Gruppe des erfindungsgemäßen Regelungssystems zur Erzeugung des Führungssignals,Fig.3a, b circuits from opposite Fig.2 modified embodiments of the element group of the control system according to the invention for Generation of the guide signal,

Fig.4 eine Schaltung einer anderen Ausführungsform der Elemente-Gruppe des erfindungsgemäßen Regelungssystems zur Erzeugung des Führungssignals,4 shows a circuit of another embodiment of the element group of the invention Control system for generating the reference signal,

F i g. 5a, b, c, d eine praktische Ausführungsform der Elemente-Gruppe zur Erzeugung des Führungssignals im Längsschnitt mit verschiedenen Beschaltungsvarianten undF i g. 5a, b, c, d a practical embodiment of the element group for generating the guide signal in longitudinal section with different wiring options and

F i g. 6 ein Diagramm der Steuerdifferenzdrücke in Abhängigkeit vom Steuerölstrom mit den verschiedenen Betriebsbereichen des Fahrantriebs.F i g. 6 shows a diagram of the control differential pressures as a function of the control oil flow with the various Operating ranges of the drive.

In F i g. 1 ist eine Prinzipschaltung bekannter Regelungssysteme für einen Fahrantrieb mit hydrostatischem Getriebe dargestellt. Der Fahrantrieb weist einen Antriebsmotor 1 in Form einer Brennkraftmaschine, üblicherweise eines Dieselmotors, und ein hydrostatisches Getriebe mit einer Hydropumpe 2 und einem Hydromotor 3 auf. Die Hydropumpe und gegebenenfalls auch der Hydromotor sind verstellbar. Der Antriebsmotor 1 treibt die Hydropumpe 2, deren Förderstrom den Hydromotor 3 im geschlossenen Kreislauf antreibt, der wiederum eine Last 4, ζ Β. das Fahrzeug, antreibt. Ein Stellzylinder 5 für die Verstellung der Hydropumpe 2 wird durch einen Differenzdruck Api angesteuert. Über ein Wegeventil 6 wird die Verstellrichtung der Hydropumpe 2 und damit die Drehrichtung des Hydromotors 3 festgelegt. Eine mit der Antriebsmotordrehzahl angetriebene Stei ---^"
7 fördert einen zur Drehzahl des Antnebsmo ■In Fig. 1 shows a basic circuit of known control systems for a travel drive with a hydrostatic transmission. The travel drive has a drive motor 1 in the form of an internal combustion engine, usually a diesel engine, and a hydrostatic transmission with a hydraulic pump 2 and a hydraulic motor 3. The hydraulic pump and possibly also the hydraulic motor are adjustable. The drive motor 1 drives the hydraulic pump 2, the flow rate of which drives the hydraulic motor 3 in a closed circuit, which in turn carries a load 4, ζ Β. the vehicle, drives. An adjusting cylinder 5 for adjusting the hydraulic pump 2 is controlled by a differential pressure Api . The direction of adjustment of the hydraulic pump 2 and thus the direction of rotation of the hydraulic motor 3 is determined via a directional control valve 6. A stone driven with the engine speed --- ^ "
7 promotes one to the speed of the Antnebsmo ■

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den zur Ansteuerung des Stellzylinders 5 erforde'¹· ic" Differenzdruck Api erzeugt. Dieser Differenzdr ·'< ist annähernd proportional dem Quadrat der Antriebsmotordrehzahl. Es sind Lösungen bekamt, bei denen der an der Drossel 8 anliegende Differenzdruck duro eine hydraulische Einrichtung (Druckverstärker) ve^tärkt und das Ausgangssignal des Druckverstärkers zur Ansteuerung des Stellzylinders 5 benutzt wird. Dadurch kann der Differenzdruck an der Drossel 8 klein gehalten werden. ^{the '1} · ic "differential pressure Api required to control the actuating cylinder 5 is generated. This differential pressure is approximately proportional to the square of the drive motor speed. and the output signal of the pressure booster is used to control the actuating cylinder 5. In this way, the differential pressure at the throttle 8 can be kept small.

Mit einem Fahrpedal 9 wird im allgemeinm die Vorspannkraft einer Feder ( = Drehzahlsollwert) an einem Fliehkraftregler 10 einer Einspritzpumpe 11 des Dieselmotors 1 eingestellt Die Einspritzpumpe 11 führt dem Dieselmotor 1 so lange maximale Brennstoffmenge zu. bis die ftber das Fahrpedal 9 vorgewählte Vorspannkraft der Feder durch die Fliehkräfte der Fliehgewichte des Fliehkraftreglers kompensiert wird. Durch diese Regelung wird die Drehzahl des Dieselmotors 1 auf einem durch das Fahrpedal 9 vorgegebenen konstanten Wert gehalten, solange der Dieselmotor 1 nicht überlastet wird.With an accelerator pedal 9, the biasing force of a spring (= speed setpoint) is generally applied A centrifugal governor 10 of an injection pump 11 of the diesel engine 1 is set. The injection pump 11 leads the diesel engine 1 so long to the maximum amount of fuel. until the ftber the accelerator pedal 9 preselected The pretensioning force of the spring is compensated for by the centrifugal forces of the centrifugal weights of the centrifugal governor. With this regulation, the speed of the diesel engine 1 is predetermined by the accelerator pedal 9 held constant value as long as the diesel engine 1 is not overloaded.

Je nach der über das Fahrpedal 9 vorgewählten Drehzahl des Dieselmotors 1 wird mittels der Steuerpumpe 7 und der Drossel 8 ein Steuerdifferenz-Depending on the speed of the diesel engine 1 preselected via the accelerator pedal 9, the Control pump 7 and the throttle 8 a control differential

druek Δρι erzeugt, der mittels des Stellzylinders 5 eine vond er Drehzahl des Diselmotors 1 abhängige Verstellung der Hydropumpe 2 zur Folge hat.pressure Δρι generated which, by means of the adjusting cylinder 5, results in an adjustment of the hydraulic pump 2 that is dependent on the speed of the disel motor 1.

Um eine Überlastung des Dieselmotors (Überschreitung des maximalen Antriebsmotormoments) zu verhindern, wird bei verschiedenen bekannten Lösungen aus dem Hochdruck des hydrostatischen Kreislaufs ein Stellsignal gewonnen, das die Hydropumpe 2 zurückschwenkit, d. h. ihr Hubvolumen verringert. In der einfachsten Ausführuhgsform werden die internen Kräfte, die auf die Schwenkscheibe einer Hydropumpe wirken, zu diesem Zweck genutzt.To avoid overloading the diesel engine (exceeding of the maximum drive motor torque) is avoided in various known solutions the high pressure of the hydrostatic circuit obtained a control signal that the hydraulic pump 2 swings back, d. H. their stroke volume is reduced. In the simplest embodiment, the internal Forces that act on the swivel plate of a hydraulic pump are used for this purpose.

Über eine mittels eines Inchpedals 31 mechanisch oder hydraulisch betäligbare lnchdrossel 12 kann der Stcucrdiffcrcnzdruck Δρι an der Drossel 8 bei gleichbleibender Drehzahl der Steuerpumpe 7 verringert werden. Dadurch wird die Hydropumpe 2 zurückgeschwenkt (ihr Hubvolumen verringert), die Drehzahl des Hydromotors 3 erniedrigt und damit die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs reduziert.Via an inching throttle 12 that can be actuated mechanically or hydraulically by means of an inching pedal 31, the differential pressure Δρ 1 at the throttle 8 can be reduced while the speed of the control pump 7 remains constant. As a result, the hydraulic pump 2 is swiveled back (its stroke volume is reduced), the speed of the hydraulic motor 3 is lowered and the driving speed of the vehicle is thus reduced.

Der Antriebsmotor, hier der Dieselmotor, treibt normalerweise außer dem Fahrzeug (hydrostatisches Getriebe 2, 3 und Last 4) noch Zusatzlasten 13 an. Eine Beeinflussung der Leistungsaufnahme der Zusatzlasten 13 durch das Regelungssystem oder des Regelungssystems durch die Größe der von den Zusatzinsten aufgenommenen Leistung erfolgt bei dem System nach Fi g. 1 nicht.The drive motor, here the diesel engine, usually drives the vehicle (hydrostatic Gearbox 2, 3 and load 4) still add additional loads 13. An influence on the power consumption of the additional loads 13 by the control system or the control system by the size of the additional instincts The power consumed takes place in the system according to FIG. 1 not.

Fig. 2 zeigt eine Prinzipschallung des Regelungssystems gemäß der Erfindung für einen Fahrantrieb mit einem hydrostatischen Getriebe. Der Fahrantrieb bestirnt im wesentlichen aus drei Elemente-Gruppen 14, 15 und 16. Als Elemente-Gruppe 14 sind die Elemente im Leistungskreis, d. h. Antriebsmotor 1, Hydropumpe 2, Hydromotor 3, Last 4, Zusatzlasten 13, Bypassdrossel 36, Bremsdrossel 18, zusammengefaßt. Die Elemente-Gruppe 15 umfaßt die Stellglieder, die die Elemente im Leistungskreis verstellen, soweit diese verstellbar sind. Es verstellt ein Stcllzylinder 19 die Brennstoffzufuhr des Antriebsmotors 1, der Stellzylinder 5 (zu dem das Wegeventil 6 gehört) die Hydropumpe 2, ein Stellzylinder 20 (zu rlem ein Zuschaltventil 21 gehört) den HvHrnmntnr V pin "itpllyvlindpr 22 eine Bvnassdrnwel 36, ein Stellzylinder 23 eine Bremsdrossel 18 und ein Stellzylinder 24 eine Steuerdrossel 25, die in Zusammenarbeit mit einer Festdrossel 26 einen Steuerdifferenzdruck erzeugt. In der Elemente-Gruppe 16 sind die Elemente zusammengefaßt, die das Führungssignal Δρ, in Abhängigkeit von der Drehzahl des Antriebsmotors 1 (der Steuerpumpe 7) und von der Stellung des Fahrpedals 9a erzeugen, d. h. eine verstellbare Drossel 17. die vom Fahrpedal 9a betätigt wird, eine verstellbare Drossel 27. die von einem Stellzylinder 28 betätigt wird, eine verstellbare Drossel 29, die von einem Stellzylinder 30 betätigt wird, und die konstante Fahrdrossel 8, an der der Steuerdifferenzdruck Δρι zur Ansteuerung des Stelizylinders 5 der Hydropumpe 2 erzeugt wird.Fig. 2 shows a schematic diagram of the control system according to the invention for a travel drive with a hydrostatic transmission. The traction drive consists essentially of three element groups 14, 15 and 16. As element group 14, the elements in the power circuit, ie drive motor 1, hydraulic pump 2, hydraulic motor 3, load 4, additional loads 13, bypass throttle 36, brake throttle 18, are combined . The element group 15 comprises the actuators that adjust the elements in the power circuit, insofar as they are adjustable. An actuating cylinder 19 adjusts the fuel supply of the drive motor 1, the actuating cylinder 5 (to which the directional valve 6 belongs) the hydraulic pump 2, an actuating cylinder 20 (to which a connecting valve 21 belongs) the HvHrnmntnr V pin "itpllyvlindpr 22 a Bvnassdrnwel 36, an actuating cylinder 23 a brake throttle 18 and an actuating cylinder 24 a control throttle 25 which generates a control differential pressure in cooperation with a fixed throttle 26. The elements group 16 summarizes the elements that generate the command signal Δρ as a function of the speed of the drive motor 1 (the control pump 7) and generate from the position of the accelerator pedal 9a, ie an adjustable throttle 17. which is actuated by the accelerator pedal 9a, an adjustable throttle 27. which is actuated by an actuating cylinder 28, an adjustable throttle 29 which is actuated by an actuating cylinder 30, and the constant throttle 8, at which the control differential pressure Δρι for controlling the actuating cylinder 5 of the hydraulic pump 2 ores ug is.

Betrachtet man die Elemente-Gruppen 15 und 16 als eine Einheit, so werden in dieser Steuereinheit in Abhängigkeit von der Antriebsmotordrehzahl und der Stellung des Fahrpedals (und zusätzlich von der Stellung des Inchpedals 31, das die lnchdrossel 12 betätigt) Stellsignale Ki — Yb für die Elemente des Leistungskreises erzeugtIf the element groups 15 and 16 are viewed as a unit, control signals Ki - Yb for the Elements of the performance circle generated

Es beeinflußtIt affects

Steilsignal Vi den Antriebsmotor Ϊ
Stellsignal Yi die Hydropumpe 2Steep signal Vi the drive motor Ϊ
Control signal Yi the hydraulic pump 2

Stelisignal Yi den Hydromotor 3Control signal Yi the hydraulic motor 3

Stellsignal V₄ die Bypassdrossel 36Control signal V ₄ the bypass throttle 36

Stellsignal VsdieBremsdrossel 18Control signal Vs the brake throttle 18

Stellsignal Yt gegebenenfalls verstellbare Zusatzlaslen 13. Control signal Yt optionally adjustable additional lasers 13.

Die Steuereinheit 15, 16 erkennt aufgrund der eingegebenen Signale (Steuerölstrom Qi der Steuerpumpe 7, Stellung des Fahrpedals 9ajund aufgrund der in den Elementen 8,27 und 28,29 und 30,19,5,2% 23,20, 24 mit 25 und 26 der Steuereinheit programmierten Sollwerte, in welchem Betriebsbereich der Fahrantrieb arbeitet und erzeugt die Stellsignale Vi - Ve zur sinnrichtigen Verstellung der Elemente des Leistungskreises, so daß ein optimales Betriebsverhalten erreicht wird.The control unit 15, 16 recognizes on the basis of the input signals (control oil flow Qi of the control pump 7, position of the accelerator pedal 9aj and on the basis of the elements 8, 27 and 28, 29 and 30, 19, 5, 2% 23, 20, 24 with 25 and 26 of the control unit programmed setpoints in which operating range the drive is working and generates the control signals Vi - Ve for the correct adjustment of the elements of the power circuit, so that an optimal operating behavior is achieved.

Im folgenden wird die Funktion des Regelungssystems für den Fahrantrieb gemäß Fig. 2 nacheinander für Leerlauf und Anfahren und den Teillast-, Grenzlast-, Normaibrems- und Notbremsbereich beschrieben.In the following, the function of the control system for the travel drive according to FIG. 2 is described one after the other for idling and starting and the partial load, maximum load, normal braking and emergency braking areas.

Leerlaufidle

Im Leerlauf ist die Drossel 17 bei nicht betätigtem Fahrpedal 9a auf einen kleinen Drosselquerschnitl eingestellt. Der bei Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors 1 von der Steuerpumpe 7 geförderte Steuerölstrom Qj läßt an der Drossel 17 einen Steuerdifferenzdruck Δρ\ auftreten, der ausreicht, um den Kolben des Stellzylinders 19 gegen die Kraft der vorgespannten Feder ganz in die Endlage gehen zu lassen, wodurch dem Antriebsmotor 1 minimale Bremsstoffmenge zugeführt wird. Der Stellzylinder 19 wirkt hierbei direkt oder über den Fliehkraftregler 10 auf die Einspritzpumpe U. Das Wegeventil 6 steht in Mittelstellung, so daß sich am Stellzylinder 5 kein Steuerdifferenzdruck Δρι aufbauen kann. Die Hydropumpe 2 steht damit in Nullstellung (Hubvolumen ist gleich Null) und fördert trotz Drehung der Pumpenwelle keinen Ölstrom zum Hydromotor 3. Die Drossel 27 ist in diesem Moment geschlossen, da der Steuerdifferenzdruck Δρ\ die Vorspannung der Feder des Stellzylinders 28 nicht überwindet. Die Drossel 29 ist durch die Beaufschlagung des Stellzylinders 30 mit dem Steuerdifferenzdruck Δρ\ geschlossen.When idling, the throttle 17 is set to a small throttle cross section when the accelerator pedal 9a is not actuated. The control oil flow Qj conveyed by the control pump 7 at idle speed of the drive motor 1 causes a control differential pressure Δρ \ to occur at the throttle 17, which is sufficient to allow the piston of the actuating cylinder 19 to go all the way into the end position against the force of the pretensioned spring, whereby the drive motor 1 minimum amount of brake fuel is supplied. The actuating cylinder 19 acts here directly or via the centrifugal governor 10 on the injection pump U. The directional control valve 6 is in the middle position, so that no control differential pressure Δρι can build up on the actuating cylinder 5. The hydraulic pump 2 is thus in the zero position (stroke volume is equal to zero) and, despite the rotation of the pump shaft, does not convey any oil flow to the hydraulic motor 3. The throttle 27 is closed at this moment because the control differential pressure Δρ \ does not overcome the bias of the spring of the actuating cylinder 28. The throttle 29 is closed by the application of the control cylinder 30 with the control differential pressure Δρ \ .

AnfahrenStart up

Zum Anfahren wird das Wegeventil 6 entsprechend der gewünschten Fahrtrichtung betätigt Dann wird das Fahrpedal 9a betätigt, wodurch sich der Querschnitt der Drossel 17 vergrößert und der Steuerdifferenzdruck Δρ\ verringert. Die Drossel 29 wird geöffnet (vergrößert ihren Querschnitt), der Steuerdifferenzdruck Δρι an der Drossel 8 sinkt ab, und die Hydropumpe 2 kann nicht ausschwenken. Aufgrund des absinkenden Steuierdifferenzdruckes Δρι an der Drossel 17 wird durch die vorgespannte Feder der Kolben von Zylinder 19 in Richtung auf die Ausgangsstellung bewegt, wodurch sich die Brennstoffmenge für den Antriebsmotor 1 erhöht, dessen Drehzahl daraufhin steigt. Mit steigender Drehzahl wächst der Steuerölstrom Q? der Steusrpumpe 7. Der Steuerdifferenzdruck Δρ_χ an der Drossel 17 steigt wieder und auch der Steuerdifferenzdruck Δρι an der Parallelschaltung der Drosseln 8 und 29 steigt, so daß die Hydropumpe 2 auszuschwenken beginnt Mit weiter zunehmender Drehzahl und damit steigendem Steuerdifferenzdruck Δρ\ schließt nun die Drossel 29. Der Steuerdifferenzdruck Δρι nimmt weiter zu und dieTo start up, the directional control valve 6 is actuated in accordance with the desired direction of travel. Then the accelerator pedal 9a is actuated, which increases the cross section of the throttle 17 and reduces the control differential pressure Δρ \. The throttle 29 is opened (increases its cross-section), the control differential pressure Δρι at the throttle 8 drops, and the hydraulic pump 2 cannot swing out. Due to the falling control differential pressure Δρι at the throttle 17, the preloaded spring moves the piston of cylinder 19 towards the starting position, which increases the amount of fuel for the drive motor 1, the speed of which then increases. The control oil flow Q increases with increasing speed? the Steusrpumpe 7. The control pressure difference _Δρ χ on the throttle 17 increases again and the control differential pressure Δρι in the parallel circuit of the inductors 8 and 29 increases, so that the hydraulic pump begins to swing out 2 With further increasing speed and thus increasing pilot pressure difference Δρ \ now closes the throttle 29. The control differential pressure Δρι continues to increase and the

Hydropumpe 2 wird weiter ausgeschwenkt. Die Stellzylinder 20, 22, 23 und 24 sind in dieser Phase normalerweise in der Ausgangsstellung. Die Bypassdrossel 36 ist geschlossen, die Bremsdrossel 18 ist geöffnet und der Hydromotor 3 steht auf maximalem Schwenkwinkel, d. h. maximalem Hubvolumen.Hydraulic pump 2 is swiveled out further. The actuating cylinders 20, 22, 23 and 24 are in this phase usually in the starting position. The bypass throttle 36 is closed, the brake throttle 18 is opened and the hydraulic motor 3 is at the maximum pivot angle, d. H. maximum stroke volume.

TeillastbereichPartial load range

Arbeitet der Fahrantrieb nach dem Anfahren im Teillastbereich, so wird eine der Stellung des Fahrpedals 9a entsprechende Antriebsrriotordrehzahl dadurch gehalten, daß bei einer Tendenz zur Erhöhung der Drehzahl der Stellzylinder 19 infolge des ansteigenden Steuerdifferenzdruckes Δρ\ die Brennstoffzufuhr verringert und umgekehrt. Im Teillastbereich sind die Drosseln 27 und 29 und die Bypassdrossel 36 geschlossen. Die Bremsdrossel 18 ist geöffnet und der Hydromotor 3 steht vorzugsweise auf kleinem Schwenkwinkel (= kleines Hubvolumen, hohe Drehzahl, kleines Drehmoment), versieiii durch Beaufschlagung des Stellzylinders 20 mit dem Steuerdifferenzdruck Ap\ nach vorherigem Umschalten des Zuschaltventils 21. Die Drossel 26 wird durch den Stellzylinder 24 offengehalten, so daß sich an der Drossel 26 ein Steuerdifferenzdruck aufbaut, mit dem eine Zusatzlast zwecks Leistungsaufnahme angesteuert werden kann. So soll z. B. der Hydromotor 3 bei kleinen Drehzahlen der Hydropumpe 2 bzw. des Antriebsmotors 1 auf großem Schwenkwinkel bleiben. Das Zuschaltventil 2t hat die Aufgabe, die Verstellung des Hydromotors 3 in bestimmten Drehzahlbereichen des Antriebsmotors 1 zu verhindern.If the drive operates in the partial load range after starting, a drive rotor speed corresponding to the position of the accelerator pedal 9a is maintained by reducing the fuel supply and vice versa if there is a tendency to increase the speed of the actuating cylinder 19 due to the increasing control differential pressure Δρ \. In the partial load range, the throttles 27 and 29 and the bypass throttle 36 are closed. The brake throttle 18 is open and the hydraulic motor 3 is preferably at a small pivoting angle (= small stroke volume, high speed, small torque), versieiii by applying the control cylinder 20 with the control differential pressure Ap \ after switching over the connecting valve 21. The throttle 26 is controlled by the Actuating cylinder 24 kept open so that a control differential pressure builds up at throttle 26 with which an additional load can be controlled for the purpose of power consumption. So z. B. the hydraulic motor 3 at low speeds of the hydraulic pump 2 or the drive motor 1 remain at a large pivot angle. The connecting valve 2t has the task of preventing the hydraulic motor 3 from being adjusted in certain speed ranges of the drive motor 1.

GrenzlastbereichLoad limit range

Beim Übergang in den Grenzlastbereich fällt die Drehzahl des Antriebsmotors 1 unter den von dem Fahrpedal 9a geforderten Wert. Der Steuerdifferenzdruck Ap₁ fällt und als erste Reaktion wird durch entsprechende Verstellung des Stellzylinders 19 die Brennstoffzufuhr im Antriebsmotor 1 erhöht. Ist die maximale Brennstoffzufuhr eingestellt (Stellzylinder 19 in der Nullstellung) und die Solldrehzahl nicht gehalten, sn verschiebt die vnrpesnjhntp Feder den Kolhpn Hei Stellzylinders 30 so. daß'die Drossel 29 geöffnet wird. Der Steuerdifferenzdruck Δρι an der Parallelschaltung der Drosseln 8 und 29 wird kleiner und der Stellzylinder 5 verstellt die Hydropumpe 2 zu kleinerem Schwenkwinkel, d. h. kleinerem Hubvolumen. Damit nimmt (bei annähernd gleichbleibender Drehzahl) der Hydropumpenförderstrom ab und die Hydropumpenaufnahmeleiitung wird kleiner. Der Hydromotor 3 steht im Grenzlastbereich vorzugsweise auf großem Schwenkwinkel (Stellzylinder 20 in federbestimmter Nullstellung). Er kann jedoch auch zumindest in einem Teil des Grenzlastbereichs auf kleinem Winkel oder in Zwischenstellungen stehen. Die Drossel 26 schließt bei Absinken des Steuerdifferenzdruckes Ap\. Dadurch sinkt der Druck vor der Drossel 26. Die Leistungsaufnahme der mit diesem Druck gesteuerten Zusatzlast nimmt ab. Die Bypassdrossel 36 ist in dieser Betriebsphase geschlossen und die Bremsdrossel 18 geöffnetDuring the transition into the load limit range, the speed of the drive motor 1 falls below the value required by the accelerator pedal 9a. The control differential pressure Ap ₁ falls and, as a first reaction, the fuel supply in the drive motor 1 is increased by adjusting the actuating cylinder 19 accordingly. If the maximum fuel supply is set (adjusting cylinder 19 in the zero position) and the target speed is not maintained, the vnrpesnjhntp spring moves the piston Hei adjusting cylinder 30 so. that the throttle 29 is opened. The control differential pressure Δρι at the parallel connection of the throttles 8 and 29 becomes smaller and the actuating cylinder 5 adjusts the hydraulic pump 2 to a smaller pivot angle, ie a smaller stroke volume. The hydraulic pump delivery flow thus decreases (at approximately the same speed) and the hydraulic pump intake line becomes smaller. The hydraulic motor 3 is preferably at a large swivel angle in the load limit range (setting cylinder 20 in spring-determined zero position). However, it can also be at a small angle or in intermediate positions at least in part of the load limit range. The throttle 26 closes when the control differential pressure Ap \ falls. As a result, the pressure in front of the throttle decreases. The power consumption of the additional load controlled with this pressure decreases. The bypass throttle 36 is closed in this operating phase and the brake throttle 18 is open

NormalbremsbereichNormal braking range

Durch entsprechend weites Zurücknehmen der Stellung des Fahrpedals 9a geht der Fahrantrieb in den Normalbremsbereich über. Der Querschnitt der Drossel 17 nimmt ab, der Steuerdifferenzdruck Δρ\ steigt und der Stellzylinder 19 verringert die Brennstoffzufuhr zum Antriebsmotor 1 Soweit die Drossel 29 geöffnet wai (Grenzlastbereich), schließt der Stellzylinder 30 mit steigendem Steuerdifferenzdruck Δρ\ diese Drossel. Die Drehzahl des Antriebsmotors 1 fällt wegen der verminderten Brennstoffzufuhr ab. Der Differenzdruck Δρι an der Drossel 8 sinkt und die Hydropumpe 2 wird durch den federzentrierten Stellzylinder 5 auf kleineren Schwenkwinkel gestellt. Die Bypassdrossel 36 ist geschlossen, die Bremsdrossel 18 geöffnet und der Hydromotor 3 gehl durch Schalten des Zuschaltventils 21 in die federbestimmte Ausgangsstellung auf großen Schwenkwinkel.When the position of the accelerator pedal 9a is withdrawn accordingly, the traction drive goes into the normal braking range. The cross section of the throttle 17 decreases, the control differential pressure Δρ \ increases and the actuating cylinder 19 reduces the fuel supply to the drive motor 1 As far as the throttle 29 is open (load limit range), the actuating cylinder 30 closes this throttle as the control differential pressure Δρ \ increases. The speed of the drive motor 1 drops because of the reduced fuel supply. The differential pressure Δρι at the throttle 8 falls and the hydraulic pump 2 is set to a smaller pivot angle by the spring-centered adjusting cylinder 5. The bypass throttle 36 is closed, the brake throttle 18 is opened and the hydraulic motor 3 gehl by switching the connecting valve 21 into the spring-determined starting position to a large pivot angle.

NotbremsbereichEmergency braking area

Reicht das Bremsvermögen des Antriebsmotors ! nicht aus. z. B. bei Hangabfahrt oder schnellet Rücknahme des Fahrpedals, so erhöht sich die Antriebsmolordrehzahl über den festgelegten Maxin'ia!uiei'i£aiiiwei i { = maxui'iaie Lcciiaufdfci'iÄäni) l'iifiaus. Sie würde so lange ansteigen, bis die Bremsleistung des Antriebsmotors I der zugeführten Leistung an der Abtriebswelle gleich ist. Technisch ist dieser Betriebszustand nicht realisierbar, da die Antriebsmotordrehzahl im Bremsbetrieb nur wenig höher als die maximale Leerlaufdrehzahl ansteigen darf und die damit festliegende Bremsleistung nur etwa 30% der maximalen Antriebsleistung beträgt.Is the braking power of the drive motor sufficient! not from. z. B. when driving down a slope or quickly releasing the accelerator pedal, the drive motor speed increases above the specified maxi n'ia! Uiei'i £ aiiiwei i {= maxui'iaie Lcciiaufdfci'iÄäni) l'iifi . It would increase until the braking power of the drive motor I is equal to the power supplied to the output shaft. Technically, this operating state is not feasible, since the drive motor speed in braking mode may only increase a little higher than the maximum idling speed and the braking power thus fixed is only about 30% of the maximum drive power.

Droht die Antriebsmotordrehzahl unzulässig anzusteigen, so steigt der Steuerdifferenzdruck Δρ, an der Drossel 17 an. Die Vorspannkraft der Feder des Stellzylinders 28 wird überwunden und die Drossel 27 geöffnet. Da die Drossel 27 parallel zu der Drossel 8 angeordnet ist, sinkt der Differenzdruck Δρι. wodurch die Hydropumpe auf kleineren Schwenkwinkel eingestellt wird und sich bei gleichbleibendem Hochdruck das vom Antriebsmotor abzustützende Drehmoment an der Pumpenwelle verringert.If the drive motor speed threatens to increase in an impermissible manner, the control differential pressure Δρ at the throttle 17 increases. The pretensioning force of the spring of the adjusting cylinder 28 is overcome and the throttle 27 is opened. Since the throttle 27 is arranged parallel to the throttle 8, the differential pressure Δρι decreases. whereby the hydraulic pump is set to a smaller swivel angle and the torque to be supported by the drive motor on the pump shaft is reduced while the high pressure remains the same.

Reicht die Reduzierung des Hydropumpenschwenkwinkels nicht aus, um das Belastungsmoment für den Antriebsmotor 1 innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten, so muß der Arbeitsdifferenzdruck (^i!er Hochdruck) an der Hvdropumpe reduziert werden. Dazu sind die Bypassdrossel 36 und die Bremsdrossel 18 in den Leistungskreis eingefügt, wobei entweder nur die Drossel 36 oder nur die Drossel 18 oder auch beide vorhanden sein können. Mit ansteigender Drehzahl des Antriebsmotors 1 steigt der Steuerölstrom Qi und damit der Steuerdifferenzdruck Δρ\. Mit Überwindung der Federvorspannkraft in den Stellzylindern 22 und/oder 23 öffnet die Bypassdrossel 36 bzw. schließt die Bremsdrossel 18. Das öffnen der Bypassdrossel 36 läßt zu, daß ein Teil des Förderstroms des Hydromotors 3 (Bremsbetrieb) nicht von der Hydropumpe aufgenommen werden muß. Dieser Teil strömt über die Bypassdrossel 36 unter dem Arbeitsdifferenzdruck des Hydromotors 3 zum Eingang des Motors zurück und gibt dabei hydraulische Leistung ab, die in der Bypassdrossel in Wärme umgewandelt wird. Beim Schließen der Bremsdrossel 18 wird ein Teil des Arbeitsdifferenzdruckes des Hydromotors 3 an der Bremsdrossel 18 abgebaut, wobei wiederum hydraulische Leistung in Wärme umgewandelt wird. Beide Einrichtungen (Bypassdrossel 36 und/oder Bremsdrossel 18) übernehmen einen Teil der Bremsleistung und Verringern damit die von der Hydropumpe 2 an den Antriebsmotor I übertragene Leistung, wodurch eine Überschreitung der Antriebsmotorbremsleistung ver-The reduction of the hydraulic pump swivel angle is not sufficient to maintain the load torque for the drive motor 1 is within the permissible limits, the working differential pressure must ^(i! He high pressure) are reduced at the Hvdropumpe. For this purpose, the bypass throttle 36 and the brake throttle 18 are inserted into the power circuit, it being possible for either only the throttle 36 or only the throttle 18 or both to be present. As the speed of the drive motor 1 increases, the control oil flow Qi and thus the control differential pressure Δρ \ increase. When the spring preload force in the actuating cylinders 22 and / or 23 is overcome, the bypass throttle 36 opens or the brake throttle 18 closes. This part flows back via the bypass throttle 36 under the working differential pressure of the hydraulic motor 3 to the inlet of the motor and in the process emits hydraulic power which is converted into heat in the bypass throttle. When the brake throttle 18 is closed, part of the working differential pressure of the hydraulic motor 3 is reduced at the brake throttle 18, with hydraulic power being converted into heat. Both devices (bypass throttle 36 and / or brake throttle 18) take over part of the braking power and thus reduce the power transmitted from the hydraulic pump 2 to the drive motor I, which means that the drive motor braking power is exceeded.

hinder! und gleichzeitig eine maximale Nutzung der Anlriebsmotorbremsleistung gewährleistet wird.hinder! and at the same time maximum use of the drive motor braking power is guaranteed.

Zur Erhöhung der im Bremsbetrieb vom Fahrantrieb aufnehmbarcn Leistung kann zusätzlich mit Hilfe des Stellzylinders 24 und der Drosseln 25 und 26 der Steuerdifferenzdruck für ansteuerbare Zusatzlasten erhöht werden, wodurch die Zusatzlasten so gesteuert werden, daß sie größere Leistung aufnehmen.To increase the power that can be absorbed by the traction drive during braking operation, the Adjusting cylinder 24 and the throttles 25 and 26, the control differential pressure for controllable additional loads can be increased, thereby controlling the additional loads so that they consume greater power.

F i g. 2 zeigt einen Umfang des Regelungssystems, der nicht für jeden Anwendungsfall verwirklicht werden muß. Es sind Ausführungsformen möglich und sinnvoll, die alternativ oder insgesamt keine Verstellung des Hydromotors 3 durch die Steuereinheit 15, 16 vorsehen (kein Stellsignal Vi. es entfallen die Elemente 20, 21), keine Bypavdrossel 36 enthalten (kein Stellsignal Vi. es entfallen die Elemente 22, 36), keine Bremsdrossel 18 enthalten (kein Stellsignal V?, es entfallen die Elemente 18, 23) und keine Einrichtung zur Erzeugung eines Steuerdifferenzdruckes zur Ansteuerung von Zusatzla-F i g. 2 shows a scope of the control system that cannot be implemented for every application got to. Embodiments are possible and sensible, which alternatively or altogether do not have any adjustment of the Provide hydraulic motor 3 through control unit 15, 16 (no control signal Vi, elements 20, 21 are omitted), no bypass throttle 36 included (no control signal Vi. es elements 22, 36) are omitted, contain no brake throttle 18 (no actuating signal V ?, the elements are omitted 18, 23) and no device for generating a control differential pressure to control additional loads

StCFi cntnäitcn \KciPi jtc'iicräigriäi V^, es cniiäucn uicStCFi cntnäitcn \ KciPi jtc'iicräigriäi V ^, it cniiäucn uic

Elemente 24,2i>, 26).Elements 24, 2i>, 26).

In den F»g. 3a und b sind zwei abgewandelte Ausführungsformen 16a und 166 für die Elemente-Gruppe 16 gezeigt.In the F »g. 3a and b are two modified embodiments 16a and 166 for the element group 16 shown.

Die Elemente-Gruppe 16a der F i g. 3a weist anstelle der Drossel 17 in der Elemente-Gruppe 16 der Fig.2 ein 3-Wege-Stromregelventil 32 auf, das durch das Fahrpedal 9b betätigt wird und der Drossel 8 vorgeschaltet ist. Der Steuerdifferenzdruck Δρ\ wird bei dieser Ausführungsform des Begelungssystems als Druckabfall an einer Drossel 33 er-'.eugt. Solange die Antriebsmotordrehzahl und damit der Steuerölstrom Qi kleiner ist als der durch das Fahrpedal 9b vorgegebene Sollwert am 3-Wege-Stromregelventil 32, wird kein Ölstrom über die Drossel 33 abgeführt. Der Steuerdifferenzdruck Δρ\ ist Null. Die Drossel 29 ist geöffnet und hält den Steuerdifferenzdruck Δρι an der Parallelschaltung der Drosseln 29 und 8 niedrig. Die Hydropumpe 2 schwenkt auf kleinen Schwenkwinkel. Die Drossel 27 ist geschlossen. Mit Erreichen der durch die Stellung des Fahrpedals 9b geforderten Drehzahl und geringfügigem Überschreiten dieser Drehzahl fließt ein Teil des dem 3-We£e-Stromreeelventil 32 zufließenden Steuerölstroms Qi über die Drossel 33 ab, wobei der durch die Drossel 8 fließende und den Steuerdifferenzdruck Ap₁ erzeugende Steuerölstrom trotz Anstiegs der Drehzahl des Antriebsmotors 1 konstant bleibt Es entsteht ein Steuerdifferenzdruck Δρ\, der den Stellzylinder 30 beaufschlagt, der die Drossel 29 schließt. Der Steuerdifferenzdruck Δρ2 steigt an, die Hydropumpe 2 schwenkt auf größeres Hubvolumen und bleibt auch bei Drehzahlerhöhung des Antriebsmotors 1 bei dem Hubvolumen stehen, das sie erreicht, wenn die Drossel 29 auf kleinsten Querschnitt (ggfs. Null) verstellt ist und die Drossel 27 nocri nicht öffnet. Anstelle des 3-Wege-StromregeIventils 32 kann auch ein 2-Wege-Stromregelventil mit Druckbegrenzungsventil im Bypass eingesetzt werden. Die Elemente-Gruppe 16a entspricht in ihrer Funktion im übrigen der Eiemente-Gruppe 16 der F i g. 2. Ihre Charakteristik ist aufgrund der zu der Elemente-Gruppe 16 unterschiedlichen Art der Erzeugung der Steuerdifferenzdrücke Δρι und Δρ2 unterschiedlich.The element group 16a of FIG. 3a has, instead of the throttle 17 in the element group 16 of FIG. 2, a 3-way flow control valve 32 which is actuated by the accelerator pedal 9b and the throttle 8 is connected upstream. In this embodiment of the control system, the control differential pressure Δρ \ is generated as a pressure drop across a throttle 33. As long as the drive engine speed and thus the control oil flow Qi is less than the setpoint value specified by the accelerator pedal 9b at the 3-way flow control valve 32, no oil flow is discharged via the throttle 33. The control differential pressure Δρ \ is zero. The throttle 29 is open and keeps the control differential pressure Δρι at the parallel connection of the throttles 29 and 8 low. The hydraulic pump 2 swivels to a small swivel angle. The throttle 27 is closed. When the speed required by the position of the accelerator pedal 9b is reached and this speed is slightly exceeded, part of the control oil flow Qi flowing to the 3-way flow control valve 32 flows through the throttle 33, with the differential pressure Ap ₁ flowing through the throttle 8 and the control differential pressure Ap 1 The control oil flow generating the control oil flow remains constant despite the increase in the speed of the drive motor 1. A control differential pressure Δρ \ occurs, which acts on the actuating cylinder 30, which closes the throttle 29. The control differential pressure Δρ2 increases, the hydraulic pump 2 swivels to a larger stroke volume and, even if the speed of the drive motor 1 increases, it remains at the stroke volume that it reaches when the throttle 29 is adjusted to the smallest cross section (possibly zero) and the throttle 27 is not opens. Instead of the 3-way flow control valve 32, a 2-way flow control valve with a pressure limiting valve in the bypass can also be used. The function of the element group 16a otherwise corresponds to the element group 16 of FIG. 2. Their characteristics are different due to the different type of generation of the control differential pressures Δρι and Δρ2 compared to the element group 16.

Die Elemente-Gruppe 166 in Fig.3b weist anstelle des 3-Wege-StromregeIventils 32 der Fig.3a eine Drossel 34 auf, die von dem Fahrpedal 9c betätigt wird. Bei Oberschreiten des Einstelldruckes eines Druckventils 37 strömt ein Teilstrom des Steuerölstroms Qi über das Druckventil 37 und eine Drossel 35 zum Tank. Abhängig vom Betriebszustand des Fahrzeugantriebs, d. h. der Drehzahl des Antriebsmotors 1 im Verhältnis zur Einstellung der Drossel 34, ergibt sich aus den Drücken vor der Drossel 35 und der Drossel 8 ein Steuerdifferenzdruck Δρ,, der auf die SlelbWinder 28, 30, 20, 22, 23 und 24 wirkt. In der Funktion erfüllt auch diese Elemente-Gruppe \6b denselben Zweck wie die Elemente-Gruppe 16 der Fig.2. Sie zeigt jedoch eine unterschiedliche Charakteristik.The element group 166 in FIG. 3b has, instead of the 3-way flow control valve 32 of FIG. 3a, a throttle 34 which is actuated by the accelerator pedal 9c. When the set pressure of a pressure valve 37 is exceeded, a partial flow of the control oil flow Qi flows via the pressure valve 37 and a throttle 35 to the tank. Depending on the operating state of the vehicle drive, ie the speed of the drive motor 1 in relation to the setting of the throttle 34, the pressures upstream of the throttle 35 and the throttle 8 result in a control differential pressure Δρ ,, which acts on the SlelbWinder 28, 30, 20, 22, 23 and 24 works. In terms of function, this element group 6b also fulfills the same purpose as the element group 16 in FIG. However, it shows a different characteristic.

Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsform 16c der Elemente-Gruppe 16 der F i g. 2. In der Elemente-Gruppe 16c wird die verstellbare Drossel 17 durch eine konstante Drossel 17a ersetzt und über das Fahrpedal 3i die Vorspannung der Federn in den Stellzylindern ISa, 28a und 30a verändert. Wurde in den Elemente-Gruppen 16, 16a und 16oder Steuerdifferenzdruck Δμ\ durch Veränderung von Drossel-, Stromregelventil- und Druckventileinstellungen an die Vorspannung derFIG. 4 shows a further embodiment 16c of the element group 16 from FIG. 2. In the element group 16c, the adjustable throttle 17 is replaced by a constant throttle 17a and the preload of the springs in the actuating cylinders ISa, 28a and 30a is changed via the accelerator pedal 3i. Was it in the element groups 16, 16a and 16 or control differential pressure Δμ \ by changing the throttle, flow control valve and pressure valve settings to the bias of the

rr l J«- e»_i!~. .ι: ι ω "»ο in in τ-> η *\λ rr l J «- e» _i! ~. .ι: ι ω "» ο in in τ-> η * \ λ

ILULItI ULI kJILIIf-JIIIIULI IV, AU, JVt Al/, AA₁ A^F, AT angepaßt, so wird in der Elemente-Gruppe 16c die Vorspannung der Federn der Stellzylinder 19a. 28s. 30a (und gegebenenfalls, nicht dargestellt, der Stellzylinder 20a. 22a, 23a. 24a,} an den Steuerdifferenzdruck an der Drossel 17a angepaßt, der sich bei einem bestimmten Steuerölstrom. d. h. einer bestimmten Antriebsmotordrehzahl, an der Drossel 17a einstellt. Elemente 38, 39, 40 gestatten, die Proportionalität zwischen der Stellung des Fahrpedals 9c/und der Vorspannung der Federn in den Stelb.ylindern 19a. 28a und 30a beliebig zu veärndern. Bei geeigneter konstruktiver Ausführung können die Federn der Stellzylinder 19a. 28a und 30a zu einem einzigen Federsystem zusammengefaßt werden.ILULItI ULI kJILIIf-JIIIIULI IV, AU, JVt Al /, AA ₁ A ^ F, AT adapted, so in the element group 16c the bias of the springs of the actuating cylinder 19a. 28s. 30a (and possibly, not shown, the adjusting cylinder 20a, 22a, 23a, 24a,} adapted to the control differential pressure at the throttle 17a, which is set at the throttle 17a at a certain control oil flow, ie a certain drive motor speed. Elements 38, 39 40 allow the proportionality between the position of the accelerator pedal 9c / and the preload of the springs in the actuating cylinders 19a, 28a and 30a to be changed as desired be summarized.

In Fig. 5a ist eine praktische Ausführungsform eines Steuerblocks 41 gezeigt, welcher die oder einer Teil der Funktionen der F.lemente der Elemente-Gruppe 16 zur Erzeugung des Führungssignals übernimmt. F ι g. 5a zeigt die Beschallung des Steuerblocks 41 entsprechend der Elemente-Gruppe 16f>der Fig.3b. Den Elementen 8, 35, 27, 29 der Fig. 3b entsprechen die Elemente 8a. 35a. 27a und 29a der F i g. 5a. Der Feder des Stellzylinders 28 entspricht die Feder 43 und der Feder des Stellzvlinders 30 entspricht die Feder 42 der F i e. 5a. Die Funktion des Steuerblocks 41 ergibt sich wie folgt:In Fig. 5a a practical embodiment is one Control blocks 41 shown, which the or part of the functions of the F. elements of the element group 16 to Generation of the guide signal takes over. Fig. 5a shows the sound of the control block 41 accordingly the element group 16f> of Fig.3b. The elements 8, 35, 27, 29 of FIG. 3b correspond to the elements 8a. 35a. 27a and 29a of FIG. 5a. The spring of the adjusting cylinder 28 corresponds to the spring 43 and the spring of the Stellzvlinder 30, the spring 42 corresponds to FIG. 5a. The function of the control block 41 is as follows:

Bei einem Steuerölstrom Qi der Steuerpumpe /, der niedriger ist als der Steuerölstrom, der der geforderten Antriebsmotordrehzahl entspricht, ist ein Hauptkegel 46 in seiner geöffneten Stellung. Der Querschnitt der Drossel 29a ist groß und der Steuerdifferenzdruck Δρι ist klein. Mit ansteigender Antriebsmotordrehzahl und steigendem Steuerölstrom der Steuerpumpe 7 steigt der Druck vor der Drossel 34. Das Druckventil 37 öffnet sich und es fließt ein Steuerölstrom über die Drossel 35a in einem Steuerkolben 47 zum Tank. Vor der Drossel 35a baut sich ein Druck auf, so daß zwischen den beiden Anschlüssen 48 und 49 des Steuerblocks 41 ein solcher Differenzdruck Ap\ entsteht, daß der Hauptkege! 46 gegen die Kraft der Feder 42 in die geschlossene Stellung bewegt wird. Der Querschnitt der Drossel 29a wird geschlossen. Dem Steuerölstrom steht somit nur der Querschnitt der Drossel 8a zur Verfugung, wodurch der Steuerdifferenzdruck Δρι ansteigt Steigt die Drehzahl des Antriebsmotors 1 und damit der Steuerpumpe 7 weiter an, so erhöht sich der Steuerdifferenzdruck Ap\ und der Steuerkolben 47 verschiebt sich gegen die Feder 43, so daß der Querschnitt der Drossel 27a geöffnet wird. Hierdurch wird der Steuerdifferenzdruck Δρι verringert. Es istIn the case of a control oil flow Qi of the control pump / which is lower than the control oil flow which corresponds to the required drive engine speed, a main cone 46 is in its open position. The cross section of the throttle 29a is large and the control differential pressure Δρι is small. As the drive motor speed increases and the control oil flow of the control pump 7 increases, the pressure upstream of the throttle 34 rises. The pressure valve 37 opens and a control oil flow flows through the throttle 35a in a control piston 47 to the tank. A pressure builds up in front of the throttle 35a, so that a differential pressure Ap \ occurs between the two connections 48 and 49 of the control block 41 that the main cone! 46 is moved into the closed position against the force of the spring 42. The cross section of the throttle 29a is closed. Thus, the control oil flow is only the cross section of the throttle 8a for disposal, whereby the control differential pressure Δρι rises increases the rotational speed of the drive motor 1 and thus of the pilot pump 7 continues to rise, increases the control differential pressure Ap \ and the control piston 47 moves against the spring 43, so that the cross section of the throttle 27a is opened. This reduces the control differential pressure Δρι . It is

δι 59 197 δι 59 197

möglich und kann zweckmäßig sein, das separate Beschaltungsmöglichkeit mit einem Stromregelveniilpossible and can be expedient, the separate wiring option with a current control valve

Druckventil 37 in den Steuerblock 41 zu integrieren. 44.To integrate pressure valve 37 in control block 41. 44.

Die Fig.5b —5d zeigen Beschaltungsvarianten für Fig.6 zeigt die Verläufe der Steuerdifferenzdrücke den Steuerblock 41. Es korrespondiert Fig.5b mit Δρ\ und Δρζ über dem Steuerölstrom Qi im Teillastbe-Fig.3a und Fig.5d mit Fig.2 unter Einbeziehung reich, Grenzlastbereich, Normallastbereich und Noteines Druckventils 45. F i g. 5c zeigt eine weitere brernsbereich.FIGS. 5b-5d show wiring variants for FIG. 6 shows the progression of the control differential pressures in the control block 41. FIG. 5b corresponds to Δρ \ and Δρζ over the control oil flow Qi in the partial load-FIG. 3a and FIG. 5d with FIG. 2 below Inclusion of rich, limit load range, normal load range and emergency of a pressure valve 45. F i g. 5c shows another burner area.

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Control system for a drive device, in particular consisting of a drive motor, in particular an internal combustion engine, and a transmission, in particular a hydrostatic transmission, in which the gear ratio and speed of the drive motor are coupled to one another and the drive device is controlled by a single input signal, with a A signal dependent on the speed of the drive motor, possibly in conjunction with the input signal, generates a reference signal from which, in a control loop, at least two control signals for the control system consisting of the drive motor, gearbox, a load directly connected to the gearbox and possible additional loads directly connected to the drive motor can be derived from the operating state of the drive device, and in which a limit load control reduces the overload of the drive motor through Verste! prevents the transmission ratio, characterized in that at least one control signal (Y,) for the drive motor and at least one control signal (Y ₂ - V ₅ ) for the gear are derived.

2. Control system for a drive device, consisting of a drive motor and a hydrostatic transmission, according to claim 1, characterized in that the input signal acts on an adjustable element (17, 32, 34, 44) in a hydraulic control circuit and in connection with a The command signal in j5 form of a differential pressure (Δμ.) is generated by the signal dependent on the speed of the drive motor (1), from which the control signal (Y \) for the drive motor and the other control signals (Y ₂ - V ₆ ) for the gear are generated, the load directly connected to the transmission and possible additional loads directly connected to the drive motor result.

3. Control system according to claim 2, characterized in that the adjustable element in the hydraulic control circuit is a throttle (17, 34).

4. Control system according to claim 2, characterized in that the adjustable element in the hydraulic control circuit with a 3-way flow control valve (32) or a 2-way flow control valve Pressure relief valve is.

5. Control system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the input signal is the bias of actuators (19a, 28a, 30a; for the adjustment of elements (27, 29) in the hydraulic control circuit and possibly of '■,% elements ( 1) influenced in the controlled system (rig. 4).

6. Control system according to one of claims 1 to 5, characterized in that from the guide signal (Δρή corresponding to the operating state of the drive device limit load, part load and brake load control signals are derived,

7. Control system according to claim 6, characterized in that in the load limit range from the reference signal (Δρ \) a control signal for an actuator (19) and from the interaction of the control signal and actuator (19) an actuating signal (Vi) to increase the drive power of the drive motor 'tors (1) and / or a control signal for an actuator (30, 5) and from the interaction of the control signal and actuator (30,5) a control signal (Y ₂ ) to change ( ^v _o . -, .. tion or Reduction) of the stroke volume of the hydraulic pump (2) and / or a control signal for an actuator (20) and, from the interaction of the control signal and actuator (20), an actuating signal (Y3) for changing the stroke volume of the hydraulic motor (3) and / or control signals for Actuators and actuating signals for reducing the power consumption of the load (4) and / or the additional loads (13) can be derived from the interaction of the control signal and the actuators.

8. Control system according to claim 6, characterized in that in the partial load range from the reference signal (Δρή a control signal for an actuator (19) and from the interaction of the control signal and actuator (19) a Stellsig.ial (Y _x ) to reduce the drive power of the Drive motor (1) and / or a control signal for an actuator (30, 5) and a control signal (Y ₂ ) for increasing the displacement of the hydraulic pump (2) and / or a control signal from the interaction of the control signal and actuator (30,5) for an actuator (20) and from the interaction of the control signal and actuator (20) an actuating signal (Y ₃ ) for setting the stroke volume of the hydraulic motor (3) and / or control signals for actuators and from the interaction of control signals and actuators actuating signals to increase the Power consumption of the load (4) and / or the additional loads (13) can be derived.

9. Control system according to claim 6, characterized in that in the braking load range from the reference signal (Δρι) a control signal for an actuator (19) and from the interaction of the control signal and actuator (19) an actuating signal (Y,) to maximize the braking power of the drive motor (1) and / or a control signal for an actuator (28,5) and from the interaction of the control signal and actuator (28,5) a control signal (Y ₂ ) for reducing the displacement of the hydraulic pump (2) and / or a control signal for an actuator (23) and, from the interaction of the control signal and actuator (13), an actuating signal (K ₅ ) for reducing the hydraulic-mechanical efficiency of the hydrostatic transmission (2, 3) and / or a control signal for an actuator (22) and off an actuating signal (Yi) for reducing the volumetric efficiency of the hydrostatic transmission (2,3) can be derived from the interaction of the control signal and actuator (22).