DE4446296A1 - Hydraulisches Leistungssteuersystem - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Vor­ richtung zum Steuern eines Hydrauliksystems und insbeson­ dere auf ein Hydrauliksteuersystem zum Modifizieren der Systemleistung ansprechend auf abgefühlte Parameter.

Ausgangspunkt

Große Bau- oder Konstruktionsmaschinen besitzen hydrau­ lisch gesteuerte (Arbeits-) Geräte, die oft eine oder mehrere eine variable Verdrängung aufweisende Hydraulik­ pumpen besitzen, die durch einen internen Verbrennungsmo­ tor angetrieben werden. Wenn der Bediener das hydraulisch gesteuerte (Arbeits-) Gerät oder Werkzeug durch einen oder mehrere Hebel oder Eingabevorrichtungen manipuliert, spricht das hydraulische System durch Leiten hydrauli­ scher Strömungsmittelströmung zu den geeigneten hydrauli­ schen Schaltungen an. Der Bediener fordert somit von dem Gerät sich in eine gewünschte Richtung mit einer vorge­ schriebenen Geschwindigkeit zu bewegen und eine gewünsch­ te Kraftgröße anzulegen, und zwar durch Manipulieren der geeigneten Eingabevorrichtung.

Wenn sich die angeforderte hydraulische Leistung erhöht, erhöht das Hydrauliksteuersystem die Verdrängung der eine variable Verdrängung aufweisenden Hydraulikpumpe, so daß sich die Menge an hydraulischer Strömung erhöht. Da die Drehmomentgröße, die benötigt wird, um die Hydraulikpumpe anzutreiben, eine Funktion des Drucks und der Strömung ist, wird, wenn sich die Strömung und der Druck erhöhen, eine höhere Last an den internen Verbrennungsmotor ange­ legt. Die Motorlast bzw. Belastung ist somit eine Funkti­ on der Hydraulikströmung und des Drucks.

Bei vielen Betriebsbedingungen übersteigt die hydrauli­ sche Leistungsgröße die Größe der Leistung, die der Motor bei der Motordrehzahl in der Lage ist, zu erzeugen. Wenn dies auftritt, verringert sich die Drehzahl des Motors entlang seiner Zug- oder Unterdrehzahlkurve. Dieser Zustand ist in der Technik als untertouriges Laufen des Motors bekannt. Im Extremfall kann der Motor tatsächlich abgewürgt werden, wenn die angeforderte Leistung zu hoch wird.

Um ein Abwürgen des Motors zu verhindern, reduzieren ge­ übte Bediener typischerweise die Leistungsmenge oder -größe, die durch das hydraulische System angefordert wird, wenn sie einen Verlust der Motordrehzahl fühlen. Während dies verhindert, daß der Motor abgewürgt wird, überkompensieren selbst geübte Bediener und reduzieren somit unnötigerweise die Menge der hydraulischen Arbeit, die das Gerät tatsächlich ausführen kann. Infolgedessen wird die Produktivität der Maschine verringert.

Die Verbrennung der Brennstoffmischung ist während eines untertourigen Laufens des Motors auch weniger effizient, was vorübergehend erhöhte Emissionen und eine verringerte Brennstoffwirtschaftlichkeit zur Folge hat. Es ist daher wünschenswert, ein untertouriges Laufen des Motors zu eliminieren, um Emissionen und Brennstoffverbrauch zu re­ duzieren.

Ein gewisses Niveau an untertourigem Laufen wird jedoch von dem Bediener gewünscht, da es eine Anzeige dafür vor­ sieht, daß die Maschine bei maximaler Kapazität betrieben wird. Ohne ein untertouriges Laufen des Motors ist es für einen Bediener sehr schwierig, zu erkennen, daß die maxi­ male Menge an Arbeit durchgeführt wird. Der Grad der Untertourigkeit muß somit gesteuert bzw. gemanagt werden, um eine Anzeige vorzusehen, daß der maximale Arbeitsauf­ wand ausgeübt wird, während Emissionen und Brennstoff­ verbrauch begrenzt werden.

Systeme des Standes der Technik haben dieses Problem nicht voll angesprochen, da die Steuerungen des Standes der Technik keine Eingaben von allen relevanten Parame­ tern aufweisen. Das typische Hydrauliksystem ist komplex und umfaßt eine Anzahl von Parametern, die abgefühlt wer­ den können, zum Vorsehen von Anzeigen der Betriebsbedin­ gungen. Wie es in der Technik von Steuersystemen bekannt ist, kann das Gesamtsystem wirtschaftlicher und effekti­ ver gesteuert werden, wenn mehrere Haupt- oder Schlüssel­ parameter durch den Steueralgorithmus verwendet werden.

Hydrauliksysteme des Standes der Technik haben die Motor­ drehzahlregelung nicht vollständig mit vielen der verfüg­ baren abgefühlten Parameter integriert. Zum Beispiel steuern Systeme des Standes der Technik die Brennstoff­ menge, die in jeden Zylinder injiziert wird, nur an­ sprechend auf die Motordrehzahl oder nur ansprechend auf den Auslaßdruck ohne simultan auf beide der obigen Para­ meter anzusprechen. Kein System des Standes der Technik verwendet einen Turboladeraufladungsdruck und/oder eine Verdrängung der Pumpe bzw. eine Verdrängung der Pumpen­ taumel- oder -schrägscheibe. In gleicher Weise wurde die Pumpenverdrängung ansprechend auf eine Motordrehzahlab­ weichung und einem Pumpenauslaßdruck verändert, während Aufladungsdruck ignoriert wurde. Obwohl diese Systeme re­ lativ effektiv sind, schaffen es solche Systeme nicht, die Effizienz bzw. Wirtschaftlichkeit des Systems zu ma­ ximieren und sie machen eine präzise Steuerung der Motor­ drehzahl schwierig infolge der Probleme des Überschie­ ßens, und der Oszillation der Motordrehzahl und/oder der Pumpenverdrängung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 eliminiert ein ideales Moto­ runterdrehzahlsteuersystem entweder insgesamt ein unter­ touriges Laufen des Motors, wobei die Motordrehzahl nie­ mals wesentlich unter S1 fällt oder es erlaubt der Motor­ drehzahl, sich direkt von S1 zu S0 zu verringern, und zwar mit einem Minimum an Überschießen und Oszillationen, wobei S0 die maximale Motorpferdestärke bzw. Leistung ist. Bei relativ primitiven Systemen, die nur einen ein­ zigen abgefühlten Parameter, wie zum Beispiel die Motor­ drehzahl verwenden, sind das Überschießen und Oszillatio­ nen typischerweise sehr groß und dies ist durch die Kurve dargestellt, die anfänglich von S1 auf S3 abfällt. Je mehr Messungen der Haupt- oder Schlüsselsystemparameter gemessen und verwendet werden und je größer das Ansprech­ verhalten der Steuerung ist, desto stärker können Über­ schießen und Oszillationen reduziert werden. Ein Zwi­ schensystem ist durch die Kurve dargestellt, die anfäng­ lich von S1 auf S2 abfällt und sich schließlich bei S0 einpegelt. Wie oben beschrieben, kann S0 so ausge­ wählt sein, daß es auf einem Niveau liegt, das eine An­ zeige der maximalen Leistungsabgabe vorsieht, ohne den Brennstoffverbrauch und die Emissionen erheblich zu erhö­ hen.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben genannten Probleme zu überwinden.

Die Erfindung

Die Erfindung sieht ein flexibles und ansprechendes Sy­ stem zum Steuern eines Hydrauliksystems vor, das ein Überschießen und Oszillationen der Motordrehzahl mini­ miert, wenn die Anforderung der hydraulischen Gerätesy­ stemfederstärke bzw. Leistung die Motorkapazität oder Leistungsfähigkeit übersteigt. Vorteilhafterweise werden der Brennstoffverbrauch und Emissionen verringert und die Produktivität des Bedieners wird erhöht durch eine ver­ besserte Motor/Pumpensteuerkoordinierung.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, zum Steuern eines Hydrauliksy­ stems mit einem Motor und einer eine variable Verdrängung aufweisenden Pumpe. Die Vorrichtung weist folgendes auf: einen oder mehrere Pumpensensoren, die jeweils mit der eine variable Verdrängung aufweisenden Pumpe verbunden sind zum Abfühlen von Pumpenbetriebsparameterniveaus oder -pegeln und zum darauf ansprechenden Erzeugen von Pumpen­ signalen, einen Motordrehzahlregler zum Steuern der Treib- oder Brennstoffmenge, die in die Zylinder inji­ ziert wird, und eine Motordrehzahloptimalwertsteuervor­ richtung zum Empfangen der Pumpensignale von einem oder mehreren der Pumpensensoren und zum darauf ansprechenden Verarbeiten der Pumpensignale zum Erzeugen eines Zusatz­ brennstoffsignals. Die Motordrehzahlsteuerung modifiziert die Brennstoffmenge, die in den Motor injiziert wird an­ sprechend auf das Zusatzbrennstoffsignal.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen zum Steuern eines Hydrau­ liksystems mit einem Motor und einer variablen Verdrän­ gungspumpe. Die Vorrichtung weist folgendes auf: einen oder mehrere Pumpensensoren, die jeweils mit der variablen Verdrängungspumpe verbunden sind zum Abfühlen der Last an der variablen Verdrängungspumpe und zum dar­ auf ansprechenden Erzeugen von Lastsignalen, eine Motor­ brennstoffsteuerung zum Steuern der Brennstoffmenge, die in dem Motor injiziert wird, eine Steuerung zum Empfangen der Lastsignale von den einen oder den mehreren Pumpen­ sensoren und zum darauf ansprechenden Verarbeiten der Lastsignale zum Erzeugen eines Zusatzsteuersignals, das einen Faktor aufweist, der einen antizipierten Überlast­ zustand anzeigt, bei dem die Hydraulikleistungsanforde­ rung die verfügbare Motorleistung übersteigt und eine an­ tizipierende Steuerung zum Modifizieren des Betriebs des Hydrauliksystems ansprechend auf das Zusatzsteuersignal.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen zum Steuern eines Hydrau­ liksystems mit einem Motor und einer variablen Verdrän­ gungspumpe. Die Vorrichtung weist folgendes auf: einen Boost- oder Ladungssensor zum Abfühlen des Boost- oder Ladungsdrucks in einem Turbolader und zum darauf anspre­ chenden Erzeugen eines Boost- oder Ladungssignals, eine Pumpensteuerung zum Empfangen der Ladungssignale und zum darauf ansprechenden Erzeugen eines Zusatztaumel- oder - schrägscheibenverdrängungssignals (kurz: Zusatzverdrän­ gungssignal) darauf ansprechend, daß die Ladungssignale und eine Schaltung zum Empfangen der Zusatzverdrängung­ signale von der Pumpenoptimalwertsteuerung und zum darauf ansprechenden Steuern der Verdrängung der eine variable Verdrängung aufweisenden Hydraulikpumpe.

Die Erfindung umfaßt auch weitere Merkmale und Vorteile, die sich durch eine detaillierte Studie der Zeichnung und der Beschreibung ergeben.

Figurenbeschreibung

Für besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine graphische Darstellung der Motordrehzahl ab­ hängig von der Zeit;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer integrierten Motor- und Hydraulikpumpensteuerung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer allgemeine Proportional-, Integral-, Differentialsteuerung;

Fig. 4a und 4b eine schematische Darstellung einer Pumpen­ verdrängungssteuerung; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Motordrehzahl­ reglersteuerung.

Die beste Art die Erfindung auszuführen

Gemäß Fig. 2 ist ein Hydraulikleistungssteuersystem mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Hydrauliksystem ei­ ner großen Konstruktions- oder Baumaschine zum Beispiel hydraulische Bagger, umfassen typischerweise einen inter­ nen Verbrennungsmotor 12, der eine oder mehrere eine va­ riable Verdrängung aufweisende Hydraulikpumpen 14 in ei­ ner bekannten Art und Weise antreibt. Vorteilhafterweise umfaßt der interne Verbrennungsmotor 12 einen nicht ge­ zeigten Turbolader und die eine variable Verdrängung auf­ weisende Hydraulikpumpe 14 weist eine Schräg- oder Taumelscheibe (Verdrängungseinstellelement) auf, die drehbar ist zum Variieren der Pumpenverdrängung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt das Hydrauliklei­ stungssteuersystem 10 Pumpenparametersensoren, die im allgemeinen durch das Bezugszeichen 16 gekennzeichnet sind und Motorparametersensoren, die im allgemeinen durch das Bezugszeichen 18 gekennzeichnet sind. In dem bevor­ zugten Ausführungsbeispiel umfassen die Pumpenparameter­ sensoren 16 einen Pumpenauslaßsensor zum Anzeigen des Drucks des hydraulischen Strömungsmittels, das die Hydraulikpumpe 14 verläßt und einen Pumpenverdrängungs­ sensor zum Anzeigen des Grades der Verdrängung (Taumel­ scheibenwinkel) der Hydraulikpumpe 14. Die Motorpara­ metersensoren 18 umfassen vorzugsweise einen Boost- oder Ladungsdrucksensor, der an der Einlaßsammelleitung des Motors 12 stromabwärts bezüglich des Turboladers ange­ ordnet ist, einen (atmosphärischen) Umgebungsdrucksensor und einen Motordrehzahlsensor. Es sei jedoch bemerkt, daß andere Kombinationen verwendet werden können zum ef­ fektiven Steuern des Hydraulikleistungssystems.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Motordreh­ zahlsensor eine magnetische Aufnahmevorrichtung, die auf die Bewegung eines Zahnradzahnes in einem Motor an­ spricht, die proportional zu der Kurbelwellendrehzahl ist. Der Ladungsdrucksensor, der Umgebungsdrucksensor und der Auslaßdrucksensor sind vorzugsweise impulsbreitenmo­ dulierte Drucksensoren einer in der Technik bekannten Art, die Signale mit Tastverhältnissen (duty cycles) er­ zeugen, die proportional zu den abgefühlten Druckpegeln sind. Der Taumelscheibenverdrängungssenor ist vorzugs­ weise ein linearer, differentialer variabler Transformer oder Wandler (LVDT = linear differential variable Trans­ former), der ein Spannungssignal erzeugt, das die Pumpen­ verdrängung anzeigt, obwohl andere Drehvorrichtungen wie zum Beispiel ein Resolver oder Auflöser oder ein Drehco­ dierer verwendet werden können.

Einer oder mehrere der Pumpensensoren 16 und der Motor­ sensoren 18 erzeugen Parametersignale, die in eine Mo­ toroptimalwertsteuerung (engine feed forward control = Motor-Vorwärtseinspeisungssteuerung) 20 und eine Pumpen­ optimalwertsteuerung (pump feed forward control = Pumpen- Vorwärtseinspeisungssteuerung) 22 eingespeist werden. Die Motoroptimalwertsteuerung 20 sieht eine Eingabe an einen Motordrehzahlregler (engine speed governor) 24 vor, der darauf ansprechend die Brennstoffmenge modifiziert, die in den internen Verbrennungsmotor 12 injiziert wird. Die Pumpenoptimalwertsteuerung 22 sieht eine Eingabe an eine Pumpenverdrängungssteuerung 26 vor, die darauf anspre­ chend die Verdrängung der eine variable Verdrängung auf­ weisenden Hydraulikpumpe 24 steuert.

Diese Integration der Steuerungen und der abgefühlte Parameter erlaubt dem System effektiver zu arbeiten, um auf die abgefühlten Lasten anzusprechen, die die verfüg­ bare Leistung überschreiten und um ein Motordrehzahl­ unterschießen und Oszillationen zu reduzieren. Beispiels­ weise wird der Ladungsdruck als eine Eingabe an die Pum­ penoptimalwertsteuerung verwendet, um zu erlauben, daß sich der Ladungsdruck aufbaut, bevor die Pumpenverdrän­ gung erhöht wird, wenn sich die Last an den hydraulischen (Arbeits-) Geräten plötzlich erhöht. Wenn die Last schnell erhöht wird, ohne daß zuerst erlaubt wird, daß sich der Ladungsdruck aufbaut, werden Emissionen erhöht, da nicht ausreichend Luft für die Brennstoffmenge vorhan­ den ist, die injiziert wird infolge des plötzlichen An­ stiegs der Last. Die Zeiteinstellung bzw. das Timing wird im allgemeinen für diesen Zustand vorgeschoben, was die Verbrennungstemperatur erhöht.

In gleicher Weise wird der Auslaßdruck und die Pumpen­ verdrängung durch die Motoroptimalwertsteuerung 20 ver­ wendet, um antizipierende Signale an den Motordrehzahl­ regler vorzusehen, daß sich die hydraulische Last über die maximale Leistungsausgabegröße des Motors erhöht. Beide Optimalwertsteuerungen 20, 22 werden mit der Motor­ drehzahl ergänzt, um die Steuerung weiter zu verbessern. Beispielsweise kann das Pumpenansprechverhalten verlang­ samt werden, um dem Motor zu erlauben, raschen Lastverän­ derungen zu folgen, wodurch das Oszillations- oder Schwingungsansprechverhalten der Motordrehzahl reduziert wird.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Motor­ drehzahl- und die Pumpenverdrängungsoptimalwertsteuerun­ gen oder Regler 20, 22 Steuerungen des Proportional-, Integral-, Differential- (PID = proportional, integral, derivative) Typs, der in der Steuer- oder Regelungs­ systemtechnik bekannt sind. Ein Diagramm einer typischen PID-Steuerung ist in Fig. 3 gezeigt. Wo mehrere Sensoren­ eingaben mit der Optimalwertsteuerung verbunden sind, dient die jeweilige PID-Steuerung dafür, daß die Ein­ gangsparameter kaskadiert werden, und zwar parallel entlang geeigneter digitaler Tiefpaßrauschfilter, wobei die jeweiligen Ausgangsgrößen summiert werden.

Die jeweiligen Koeffizienten für jedes der Proportional-, Integral- und Differentialkomponenten der Steuerung wer­ den entweder empirisch bestimmt unter der Verwendung der bekannten Ziegler-Nichols-Tuning- oder Einstelltechniken oder analytisch unter Verwendung der Wurzelort- und Bode design-Verfahren. Beim letzteren Fall werden Messungen des Frequenzansprechverhaltens an einer Anzahl von unter­ schiedlichen Betriebspunkten des Hydraulikleistungssystems durchgeführt, um eine Datenbasis an Information zu erzeu­ gen, aus der ein dynamisches Modell synthetisiert werden kann unter Verwendung einer Signalanalysiervorrichtung.

Die Familie der Übertragungs- oder Transferfunktionen beschreibt den Besten-Schlimmsten-Fall einer offenen Regelkreisdynamik (open loop gain = Dynamik der offenen Schleife ohne Rück- oder Vorwärtskopplung) des Systems. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Dyna­ mikmodelle erhalten durch Standardkurvenanpassungstechni­ ken, die sowohl die besten als auch die schlechtesten An­ sprechcharakteristika (Transferfunktionsmessungen) des getesteten Systems verwenden. Jeder Steuerkoeffizient wird für das spezielle Hydraulikleistungssystem stark op­ timiert.

Es sei bemerkt, daß nicht jede der Proportional-, Integral- und Differentialkomponenten des PID-Algorithmus eingeschlossen sein muß. Das heißt, es kann durch die zu­ vor genannten Designverfahren bestimmt werden, daß eine oder mehrere der Komponenten nicht wesentlich zu der Steuerwirkung beiträgt und sollte somit aus der Steuerung eliminiert werden, um den Berechnungsaufwand bzw. die Komplexizität zu minimieren.

Als ein Beispiel der Differenzierung des Steuergesetzes und der Koeffizienten kann die Motordrehzahlsteuerung mo­ duliert werden durch ein dynamisches System, dessen Ein­ gabe die angeforderte Einstellung und dessen Ausgabe die Motordrehzahl ist. Das Eingabesignal ist vorzugsweise ei­ ne gewobbelte bzw. überstrichene Sinus- oder Zeichen­ funktion, die erhältlich ist von einer im Handel er­ hältlichen Testausrüstung. Die Motordrehzahlansprech­ charakteristik kann durch die Signalanalysiervorrichtung verwendet werden zum Entwickeln einer Transferfunktion des offenen Regelkreises (open loop transfer function). Die Transferfunktion wird durch die Analysiervorrichtung kurvenangepaßt, was Koeffizienten einer gewöhnlichen Differentialgleichung ergibt, die die Vorgangs- oder Prozeßdynamik beschreibt. Wurzelort- und Bodendesignverfahren werden verwendet, um PID-Gewinne bzw. Verstärkungen zu bestimmen.

In gleicher Weise kann die Motordrehzahl als eine Funkti­ on des Pumpenauslaßdrucks moduliert werden zum Vorsehen einer Transferfunktion, die die dynamische Beziehung zwi­ schen diesen Parametern beschreibt. Zusammen mit der In­ formation, die sich auf die Motordrehzahl und die befoh­ lene injizierte Brennstoffmenge bezieht, kann eine PID- Steuerung aufgebaut bzw. konstruiert werden, die es er­ laubt, daß die Menge an injiziertem Brennstoff modifi­ ziert wird ansprechend auf Veränderungen des Pumpenaus­ laßdrucks in einer antizipierenden Art und Weise, was ein Motordrehzahlunterschießen minimiert. Eine solche PID- Steuerung würde bewirken, daß sich die Menge an injizier­ tem Brennstoff erhöht, bevor die Hydraulikleistungsanfor­ derung tatsächlich einen Punkt erreicht, der über der ma­ ximalen Motorausgangsleistung liegt.

In gleicher Weise kann das Motordrehzahlregleransprech­ verhalten untersucht werden, ansprechend auf stufenweise Veränderungen der Last. Die Motordrehzahlregleransprech­ charakteristika können aufgezeichnet werden, um eine Nachschautabelle der Zeitdauer zu erhalten, die notwendig ist, damit die Motordrehzahl auf ein bestimmtes Niveau fällt zusammen mit dem entsprechenden Pumpenauslaßdruck. Eine solche Tabelle könnte verwendet werden, um einen Steueralgorithmus aufzubauen, der eine vorbestimmte Größe eines untertourigen Laufens erlaubt anstatt untertouriges Laufen vollständig zu eliminieren. Dies wird vorzugsweise erreicht durch Durchführen von Änderungen der PID-Steuer­ gesetzkoeffizienten. Vorteilhafterweise wird die Verzögerungsgröße ansprechend auf empirisch tabullierte Daten ausgewählt, die das Motoransprechverhalten mit dem Auslaßdruck in Beziehung setzen. Die Verzögerung, die notwendig ist, um zu erlauben, daß sich der Ladungsdruck aufbaut, nach Stufenveränderungen in der Last kann in ei­ ner ähnlichen Art und Weise erreicht werden, um vorüber­ gehende bzw. Stoßemissionen und den Brennstoffverbrauch zu reduzieren, die bewirkt werden durch rasche Anstiege der Last.

Es ist auch vorteilhaft, ein Bedienerinterface 27, d. h. eine Schnittstelle zu dem Bediener herzustellen, um dem Bediener zu ermöglichen, S0 auszuwählen. Das Bedienerin­ terface kann einen Zeiger oder Hebel aufweisen, der mit einem Potentiometer verbunden ist zum Vorsehen von Signa­ len an die Pumpen und Motoroptimalwertsteuerungen 20, 22, die die Soll-Motorbetriebsdrehzahl S0 anzeigen. Die Koef­ fizienten der PID-Steuerungen können verändert werden an­ sprechend auf das Signal von dem Bedienerinterface 27 zum Vorsehen des gewünschten Motordrehzahlunterschießens und der gewünschten Setz- oder Ausregelzeitcharakteristika.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Koeffi­ zienten in einer Nachschautabelle beinhaltet und sind mit jedem der möglichen Signale oder Bereiche von Signalen korreliert, die von dem Bedienerinterface 27 empfangen werden können.

Nun wenden wir uns der Pumpensteuerung zu, die in den Fig. 4a und 4b dargestellt ist. Die Steuerfunktionen wer­ den vorzugsweise digital implementiert unter Verwendung eines Motorola 16 oder 32 Bit Mikroprozessors (nicht ge­ zeigt), der unter Verwendung der C Sprache programmiert wurde. Der Motordrehzahlsensor 28 erzeugt ein Signal, das in einer bekannten Art und Weise verarbeitet wird zum Vorsehen eines Signals, das die Motordrehzahl anzeigt und durch den Mikroprozessor manipuliert werden kann. Die Ist-Motordrehzahl von dem Motordrehzahlsensor wird mit einer Soll-Motordrehzahl verglichen.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein einzelnes Soll-Motordrehzahlsignal verwendet und dies entspricht dem Motorspitzenleistungsbetriebspunkt. Es sei jedoch be­ merkt, daß mehrere Soll-Motordrehzahlen verwendet werden könnten und ausgewählt würden, um jeder der möglichen Drosseleinstellungen oder Bereichen von Drosseleinstel­ lungen zu entsprechen. Wenn die Ist-Motordrehzahl gerin­ ger als gewünscht (die Soll-Motordrehzahl) berechnet die Motorpumpenunterdrehzahlsteuerung die Differenz zwischen Ist und Soll und erzeugt ein Motordrehzahlfehlersignal. Das Motordrehzahlfehlersignal wird durch eine PID-Unter­ drehzahlsteuerung 30 geschickt. Wie oben beschrieben, besitzt die PID-Unterdrehzahlsteuerung 30 Koeffizienten, die abgeleitet sind von empirischen Messungen der System­ dynamik und diese umfassen vorzugsweise Proportional-, Integral- und Differentialkomponenten.

Wenn die Ist-Motordrehzahl größer ist als gewünscht (die Soll-Motordrehzahl) wird die Ist-Motordrehzahl gleich der Soll-Motordrehzahl gesetzt und der sich ergebende Unter­ drehzahlbefehl ist gleich Null. Die Pumpenverdrängung wird somit nicht durch die Ist-Motordrehzahl beeinflußt.

Der Unterdrehzahlbefehl von der PID-Unterdrehzahlsteue­ rung 30 wird mit einem Befehl von einer Hydrauliksteue­ rung 32 kombiniert zum Erhalten einer gewünschten Taumel­ scheibenverdrängung. In dem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel erzeugt die Hydrauliksteuerung 32 ein Signal, das die Pumpenverdrängungen anzeigt, die benötigt wird zum Erreichen der Hydraulikströmung, die durch den Bediener über die Steuerhebel oder andere Eingabevorrichtungen an­ gefordert wird. Tatsächlich stellt das Signal von der Hy­ drauliksteuerung 32 die Summe der angeforderten Hydrau­ likströmung dar.

Die gewünschte Taumelscheibenverdrängung wird mit einem Signal multipliziert, das von einer Hochdruckabschaltkar­ te (high pressure cut-off map) 34 empfangen wurde. Die Hochdruckabschaltkarte 34 empfängt ein Signal von dem Pumpenauslaßdrucksensor 34 über einen Tiefpaßrauschfilter 38 eines in der Technik bekannten Typs. Die Hochdruck­ abschaltkarte 34 erzeugt eine Ausgangsgröße zwischen 0 und 1 ansprechend auf den Pumpenausgangsdruck. Für die meisten Drücke ist das Ausgangssignal 1; wenn der Pumpen­ auslaßdruck jedoch einen vorbestimmten Hochdruckpegel übersteigt, fängt das Ausgangssignal an, sich zu ver­ ringern, und erreicht an einem zweiten vorbestimmten Hochdruckpegel schlußendlich 0. Dies verhindern das Verschwenden von Energie durch Pumpen von Strömungsmittel über das Überdruck- oder Entlastungsventil in dem (Ar­ beits-) Gerätekreis.

Das Produkt der gewünschten Pumpenverdrängung multipli­ ziert mit der Hochdruckabschaltkartenausgangsgröße wird dann verwendet zum Bestimmen eines Taumelscheibenfehlers durch Subtrahieren der Ist-Taumelscheibenverdrängung da­ von. Die Ist-Pumpenverdrängung wird bestimmt ansprechend auf das Signal von dem Pumpenverdrängungssensor 40 und dieser weist vorzugsweise einen Tiefpaßrauschfilter 41 auf. Der Taumelscheibenfehler bzw. das Taumelscheibenfeh­ lersignal wird dann in eine PID-Steuerung 42 eingespeist mit Proportional-, Integral- und Differentialkomponenten Vorteilhafterweise ist der Anfangszustand des Integranten auf 0 eingestellt, wenn die Soll-Pumpenverdrängung klei­ ner ist als eine vorbestimmte Konstante. Die PID-Steue­ rung 42 umfaßt vorzugsweise Koeffizienten, die ein Aus­ gangssignal vorsehen, das der ordnungsgemäßen Verdrän­ gungsänderung entspricht, die notwendig ist, um den Mo­ torunterdrehzahlzustand zu korrigieren.

Die Ausgangsgröße der PID-Steuerung bzw. des PID-Reglers 42 wird mit der Ausgangsgröße von der Pumpenoptimalwert­ steuerung 22 kombiniert, die so aufgebaut ist, daß es sowohl zukünftige Überlastbedingungen (die hydraulische Leistung übersteigt die Motorleistung) ansprechend auf den Pumpenauslaßdruck antizipiert und es dem Ladungsdruck erlaubt, sich zu erhöhen ansprechend auf plötzliche Anstiege der Last. Die Pumpenoptimalwertsteuerung 22 ist vorzugsweise eine PID-Steuerung, die Eingangsgröße(n) von sowohl dem Pumpenauslaßdrucksensor 36, dem Ladungsdruck­ sensor 44 als auch dem Umgebungsdrucksensor 45 empfängt, d. h. ein Multieingangssteueralgorithmus mit einem ein­ zigen Ausgang. Vorteilhafterweise weist der Teil der Pumpenoptimalwertsteuerung 22, der auf den Pumpenauslaß­ druck anspricht, Proportional- und Differentialkompo­ nenten auf, und verwendet die Differentialkomponente nur, wenn sich der Auslaßdruck mit einer Rate verändert, die größer ist als eine vorbestimmte Rate. Der Teil der Pumpenoptimalwertsteuerung, der auf den Ladungsdruck anspricht, weist vorteilhafterweise ähnliche Steuer­ wirkungen auf. Die Koeffizienten werden aus empirisch erzeugten Modellen bestimmt unter Verwendung von Wurzelort- und Bodedesignverfahren.

Die Pumpenoptimalwertsteuerung 22 treibt ein Steuerventil 50 als eine Funktion des Auslaßdrucks an. Wenn der Aus­ laßdruck hoch geht und der Ladungsdruck runtergeht bzw. absinkt, fährt die Optimalwertsteuerung die Pumpe rasch herunter in Antizipierung der erhöhten Last an dem Motor. Die Regelkreissteuerung der Verdrängung bringt die Pumpe zurück zu der Soll-Verdrängung, wenn die Lastspitze bzw. der Laststoß vorüber ist.

Das Signal, das das kombinierte Ausgangssignal oder -größe der Pumpenoptimalwertsteuerung 22 und der PID-Steuerung 42 darstellt, wird an einen Ventilwandler (valve trans­ form= eine Transferfunktion, die die Funktion eines Ventils darstellt) 46 geliefert. Der Ventilwandler 46 weist eine Karte der Gleichgewichtsleistung der Pumpen­ steuerungshardware auf und dient zum Linearisieren des Verhaltens der elektrohydraulischen Pumpensteuerung. Der Ventilwandler 46 kompensiert somit den sich ansonsten verändernden Gewinn der Hardware und dient zum Beibe­ halten der Steuerstabilität.

Das Ausgangssignal von dem Ventilwandler 46 wird an einen Ventiltreiber 48 geliefert, der darauf ansprechend ein Signal mit einem Stromniveau erzeugt, das der Soll-Bewe­ gung des Steuerventils 50 entspricht zum Verändern der Verdrängung der eine variable Verdrängung aufweisenden Hydraulikpumpe 14. Das Steuerventil 50 ist ein elektroma­ gnetbetätigtes druckreduzierendes Hydraulikventil einer in der Technik bekannten Bauart. In dem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel sind das Steuerventil 50 und die Hydrau­ likpumpe 14 so aufgebaut, daß die Pumpe eine volle Ver­ drängung besitzt, wenn das Signal an den Ventiltreiber 48 Null ist und ist bei einer Nullströmung, wenn das Signal an den Ventiltreiber 48 einen Maximalstrom besitzt.

Gemäß Fig. 5 ist eine Motorsteuerung gezeigt und diese weist eine Drossel 52 einer in der Technik bekannten Art und Weise auf, um dem Bediener die Eingabe der Soll-Mo­ tordrehzahl zu erlauben.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist eine Mo­ tordrehzahlreglersteuerung 58 einen PID-Regler (governor) 60, eine Drehmomentkarte 62, eine Rauchkarte 64, die Motoroptimalwertsteuerung 20 und einen Regelstangenbe­ grenzer 66 auf. Der PID-Regler 60 empfängt ein Motordreh­ zahlfehlersignal, das ansprechend auf die Soll-Motordreh­ zahl von der Drossel 52 und die Ist-Motordrehzahl erzeugt wurde, die durch das Signal von dem Motordrehzahlsensor 28 angezeigt wird. Der PID-Regler 60 erzeugt ansprechend auf das Motordrehzahlfehlersignal ein Einspritzdauer­ signal, das mit einem Zusatzbrennstoffsignal von der Motoroptimalwertsteuerung 20 kombiniert wird. Der PID- Regler 60 umfaßt vorzugsweise Proportional-, Integral- und Differentialkomponenten. Die Koeffizienten werden empirisch bestimmt zum Erzeugen der geeigneten Einspritz­ dauer zum Kompensieren für die Veränderungen der Motor­ drehzahl.

Die Motoroptimalwertsteuerung 20 empfängt vorzugsweise ein Motordrehzahlfehler (-signal) und eine Eingangsgröße bzw. -signal von dem Pumpenverdrängungssensor 40 und dem Pumpenauslaßdrucksensor 36. Die PID-Steuerungen, die in der Motoroptimalwertsteuerung für jeden der Eingangspara­ meter beinhaltet sind, sind parallel kaskadiert und werden zusammen summiert. Der Pumpenauslaßdruck und die Verdrängung werden verwendet, um Überlastbedingungen zu antizipieren und um die Charakteristika des untertourigen Laufens des Motors zu steuern, wobei der Motordrehzahl­ fehler verwendet wird, um die Charakteristika des unter­ tourigen Motorlaufens zu steuern.

Die Drehmomentkarte 62 weist eine Nachschautabelle der Einspritzdauer abhängig von der Motordrehzahl auf und zeigt die maximal akzeptable Regelstangen- oder -elemen­ teinstellung für die Motordrehzahl an, so daß das maxima­ le Drehmoment nicht überschritten wird.

Die Rauchkarte 64 empfängt die Einlaßsammelleitungsdruck- Umgebungsdruck- und Motordrehzahlsignale und umfaßt eine Nachschautabelle der Einspritzdauer abhängig von dem Boost- oder Ladungsdruck für eine Vielzahl von Motordreh­ zahlen. Die Einspritzdauer entspricht einem gegebenen Ladungsdruck und die Motordrehzahl ist so ausgewählt, daß sie übermäßige Partikelemissionen verhindert.

Der Regelstangenbegrenzer 66 wählt das geringere der drei empfangenen Einspritzdauersignal aus und liefert das ausgewählte Signal an eine Brennstoffeinspritzsteuerung 68 einer in der Technik bekannten Art und Weise zum Steu­ ern der Brennstoffmenge, die in den internen Verbren­ nungsmotor 12 eingespritzt wird.

Industrielle Anwendbarkeit

Beim Betrieb steuert die vorliegende Erfindung die hy­ draulische Leistungseinheit einer Konstruktions- oder Baumaschine, um ein Abwürgen des Motors zu verhindern, wenn die hydraulische Leistung die verfügbare Motorlei­ stung übersteigt. Die hydraulische Leistungseinheit um­ faßt einen internen Verbrennungsmotor und eine oder meh­ rere eine variable Verdrängung aufweisende Hydraulikpum­ pen. Die Steuerung wird verbessert durch Erhöhen der Anzahl der Leistungsparameter, die verwendet werden zum Steuern der Motordrehzahl und der Pumpentaumelschei­ benverdrängung, um ein Überschießen der Motordrehzahl und Oszillationen zu verringern. In gleicher Weise wird die Steuerung verbessert durch Bewirken, daß das Hydraulik­ system insbesondere die Motordrehzahlreglersteuerung und die Pumpenverdrängungsteuerungen ansprechen, bevor die hydraulische Leistung tatsächlich ein Niveau erreicht, das die verfügbare Motorleistung übersteigt. Das verbes­ serte Hydrauliksystem sieht eine erhöhte Produktivität vor und reduziert Emissionen und den Brennstoffverbrauch durch Kooridinieren der Motor- und Pumpensteuerungen.

Während die vorliegende Erfindung hauptsächlich in Ver­ bindung mit Hydraulikbaggern beschrieben wurde, sei be­ merkt, daß die Erfindung bei jeder Motor und Hydraulik­ pumpenanordnung implementiert werden könnte. In gleicher Weise sei bemerkt, daß, während die Erfindung in Ver­ bindung mit nur einer eine variable Verdrängung aufwei­ senden Pumpe beschrieben wurde, viele Konstruktions- oder Baumaschinen, inbesondere Hydraulikbagger, mehrere eine variable Verdrängung aufweisende Hydraulikpumpe auf­ weisen.

Weitere Aspekte, Ziele, Vorteile und Verwendungen dieser Erfindung ergeben sich aus einer Studie der Zeichnungen, der Offenbarung und der Ansprüche.

Zusammenfassend sind bei großen Arbeitsfahrzeugen hydrau­ lische (Arbeits-) Gerätesteuersysteme mit einer Hydrau­ likpumpe vorgesehen, die durch einen internen Verbren­ nungsmotor angetrieben ist. Die vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines solchen Hydrauliksystems zum Steuern des unter­ tourigen Motorlaufens vor, während das Hydrauliksystem in Betrieb ist. Die Vorrichtung umfaßt einen oder mehrere Sensoren zum Erzeugen von Parametersignalen ansprechend auf das Niveau von einem oder mehreren Hydrauliksystem­ betriebsparametern. Eine Steuerung empfängt die Para­ metersignale und erzeugt darauf ansprechend ein Zusatz­ steuersignal, das verwendet wird, um das untertourige Laufen des Motors zu steuern.

Claims (29)

1. Vorrichtung zum Steuern eines Hydrauliksystems mit einem Motor und einer variablen Verdrängungspumpe, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
einen oder mehrere Pumpensensoren, die jeweils mit der variablen Verdrängungspumpe verbunden sind zum Abfühlen eines Pumpenbetriebsparameterniveaus und zum drauf ansprechenden Erzeugen von Pumpensignalen; Treib- oder Brennstoffsteuermittel zum Steuern der Brennstoffmenge, die in den Motor eingespritzt wird, wobei die Brennstoffsteuermittel eine elektronische Reglersteuerung aufweisen zum Erzeugen eines Brenn­ stoffsignals;
Motoroptimalwertsteuermittel zum Empfangen der Pum­ pensignale von einem oder mehreren der Pumpensenso­ ren und zum darauf ansprechenden Verarbeiten der Pumpensignale zum Erzeugen eines Zusatzbrennstoffsi­ gnals, wobei die Motoroptimalwertsteuerungsmittel ei­ ne Steuerung des Proportional-, Integral-, Differen­ tialtyp sind; und
Mittel zum Kombinieren des Brennstoffsignals und des Zusatzbrennstoffsignals zum Erzeugen eines ergänzten Brennstoffsignals.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung einen oder mehrere Motorsensoren aufweist die je­ weils mit dem Motor verbunden sind zum Abfühlen ei­ nes Motorbetriebsparameterniveaus und zum darauf an­ sprechenden Erzeugen von Motorsignalen und wobei die Motoroptimalwertsteuermittel das Zusatzbrennstoffsi­ gnal ansprechend auf die Pumpensignale und die Mo­ torsignale erzeugen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elek­ tronische Reglersteuerung eine Steuerung des Propor­ tional-, Integral-, Differentialtyps aufweist.

4. Vorrichtung zum Steuern eines Hydrauliksystems mit einem Motor und einer variablen Verdrängungspumpe, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
einen oder mehrere Pumpensensoren, die jeweils mit der variablen Verdrängungspumpe verbunden sind zum Abfühlen eines Pumpenbetriebsparameterniveaus und zum darauf ansprechenden Erzeugen von Pumpensigna­ len;
Motoroptimalwertsteuermittel zum Empfangen der Pum­ pensignale von einem oder mehreren der Pumpensenso­ ren und zum darauf ansprechenden Verarbeiten der Pumpensignale zum Erzeugen eines Zusatzbrennstoffsi­ gnals, wobei die Motoroptimalwertsteuermittel eine Steuerung des Proportional-, Integral-, Differenti­ altyps sind;
Treib- oder Brennstoffsteuermittel zum Steuern der in den Motor eingespritzten Brennstoffmenge, zum Empfangen des Zusatzbrennstoffsignals und zum darauf ansprechenden Modifizieren der in den Motor einge­ spritzten Brennstoffmenge;
eine Pumpenoptimalwertsteuerung zum Empfangen der Pumpensignale und zum darauf ansprechenden Erzeugen eines Zusatzverdrängungssignals ansprechend auf die Pumpensignale; und
Pumpensteuermittel zum Empfangen der Zusatzverdrän­ gungssignale von der Pumpenoptimalwertsteuerung und zum darauf ansprechenden Steuern der Verdrängung der variablen Verdrängungspumpe.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
Drehzahlabfühlmittel zum Abfühlen der Motordrehzahl und zum darauf ansprechenden Erzeugen eines Motor­ drehzahlsignals; und
Unterdrehzahlsteuermittel zum Erzeugen eines Unter­ drehzahlbefehls ansprechend auf das Motordrehzahl­ signal; und wobei die Pumpensteuermittel den Unter­ drehzahlbefehl empfangen und darauf ansprechend die Verdrängung der variablen Verdrängungspumpe steuern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der eine oder die mehreren Pumpensensoren Mittel aufweisen zum Abfühlen des Auslaßdrucks der variablen Verdrän­ gungspumpe.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Pumpe eine Taumel- oder Schrägscheibe (allgemein Verdrängungseinstellelement) aufweist und wobei der eine oder die mehreren Pumpensensoren Mittel aufwei­ sen zum Abfühlen der Position der Taumelscheibe in der variablen Verdrängungspumpe.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Vorrichtung einen oder mehrere Motorsensoren aufweist, die mit dem Motor verbunden sind zum Abfühlen von Motorbetriebsparameterniveaus und zum darauf ansprechenden Erzeugen von Motorsignalen und wobei die Motoroptimalwertsteuermittel das Zusatz­ brennstoffsignal ansprechend auf die Motorsignale und die Pumpensignale erzeugen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Vorrichtung einen oder mehrere Motorsensoren aufweist, die mit dem Motor verbunden sind zum Abfühlen von Motorbetriebsparameterniveaus und zum darauf ansprechenden Erzeugen von Motorsignalen, wo­ bei die Pumpenoptimalwertsteuermittel das Zusatzver­ drängungssignal ansprechend auf die Motorsignale und die Pumpensignale erzeugen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Motoroptimal­ wertsteuermittel das Zusatzbrennstoffsignal anspre­ chend auf die Motorsignale und die Pumpensignale er­ zeugen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die einen oder mehreren Pumpensensoren Mittel auf­ weisen zum Abfühlen des Auslaßdrucks der Pumpe, wo­ bei die einen oder mehreren Motorsensoren Mittel aufweisen zum Abfühlen des Boost- oder Ladungsdrucks des Motors und wobei die Pumpenoptimalwertsteuerung das Zusatzverdrängungssignal ansprechend auf den Auslaß und den Ladungsdruck erzeugen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die einen oder mehr Pumpensensoren Mittel aufweisen zum Abfühlen des Auslaßdrucks der Pumpe, wobei die einen oder mehreren Motorsensoren Mittel aufweisen zum Abfühlen der Motordrehzahl und wobei die Motor­ optimalwertsteuerung das Zusatzbrennstoffsignal an­ sprechend auf den Auslaßdruck und die Motordrehzahl erzeugen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die einen oder mehr Pumpensensoren Mittel aufweisen zum Abfühlen des Auslaßdrucks der Pumpe und der Tau­ melscheibenposition, wobei die einen oder mehr Mo­ torsensoren Mittel aufweisen zum Abfühlen der Dreh­ zahl und des Ladungsdrucks des Motors, wobei die Pumpenoptimalwertsteuerung das Zusatzverdrängungssi­ gnal ansprechend auf die Auslaß- und Ladungsdrücke erzeugt und die Motoroptimalwertsteuerung das Zu­ satzbrennstoffsignal ansprechend auf den Auslaß­ druck, die Taumelscheibenposition und die Motordreh­ zahl erzeugen.

14. Vorrichtung zum Steuern eines Hydrauliksystems mit einer eine variable Verdrängung aufweisenden Pumpe und einen Motor mit einer Steuerbetriebsdrehzahl, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
einen oder mehrere Pumpensensoren, die jeweils mit der variablen Verdrängungspumpe verbunden sind zum Abfühlen der Last an der variablen Verdrängungspumpe und zum darauf ansprechenden Erzeugen von Lastsigna­ len;
Brennstoffsteuermittel zum Steuern der in den Motor eingespritzten Brennstoffmenge, wobei die Brenn­ stoffsteuermittel Mittel aufweisen zum Erzeugen ei­ nes Brennstoffsignals; und
Motoroptimalwertsteuermittel zum Empfangen der Last­ signale von den einen oder mehreren Pumpensensoren und zum darauf ansprechenden Erzeugen der Lastsigna­ le zum Erzeugen eines Zusatzbrennstoffsignals, wobei die Brennstoffsteuermittel das Zusatzbrennstoffsig­ nal empfangen und darauf ansprechend das Zusatz­ brennstoffsignal mit dem Brennstoffsignal kombinie­ ren zum Erzeugen eines ergänzten Brennstoffsignals, wobei das ergänzte Brennstoffsignal der Brennstoff­ menge entspricht, die durch den Motor benötigt wird zum Vorsehen der Sollbetriebsdrehzahl.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Motoropti­ malwertsteuermittel eine Proportional-, Integral-, Differentialsteuerung aufweisen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die ei­ nen oder mehr Pumpensensoren Mittel aufweisen zum Abfühlen des Auslaßdrucks der Pumpe.

17. Vorrichtung zum Steuern eines Hydrauliksystems mit einer eine variable Verdrängung aufweisende Hydrau­ likpumpe und einem Motor, wobei die Vorrichtung fol­ gendes aufweist:
einen oder mehrere Pumpensensoren, die jeweils mit der variablen Verdrängungspumpe verbunden sind zum Abfühlen der Last an der variablen Verdrängungspumpe und zum darauf ansprechenden Erzeugen von Lastsigna­ len;
Brennstoffsteuermittel zum Steuern der in den Motor eingespritzten Brennstoffmenge, wobei die Brenn­ stoffsteuermittel Mittel zum Erzeugen eines Brenn­ stoffsignals aufweisen;
Steuermittel zum Empfangen der Lastsignale von den einen oder mehr Pumpensensoren und zum darauf an­ sprechenden Verarbeiten der Lastsignale zum Erzeugen eines Zusatzsteuersignals, das einen Faktor auf­ weist, der einen antizipierten Überlastzustand an­ zeigt, in dem die Sollpumpenleistung die verfügbare Motorleistung übersteigt; und
antizipierende Steuermittel zum Modifizieren des Be­ triebs des Hydrauliksystems ansprechend auf das Zu­ satzsteuersignal.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Vorrichtung Mittel aufweist zum Steuern der Verdrängung der va­ riablen Verdrängungspumpe und wobei die antizipie­ renden Steuermittel Mittel aufweisen zum Modifizie­ ren der Verdrängung der variablen Verdrängungspumpe ansprechend auf das Zusatzsteuersignal.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei die an­ tizipierende Steuermittel Mittel aufweisen zum Modi­ fizieren des Brennstoffsignals ansprechend auf das Zusatzsteuersignal.

20. Vorrichtung zum Steuern eines Hydrauliksystems mit einer eine variable Verdrängung aufweisende Hydrau­ likpumpe und einem Motor mit einem Turbolader, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
einen Atmosphärendrucksensor zum Abfühlen des Umge­ bungsdrucks und zum darauf ansprechenden Erzeugen von Umgebungsdrucksignalen;
einen Ladungssensor zum Abfühlen des Ladungsdrucks in dem Turbolader und zum darauf ansprechenden Er­ zeugen eines Ladungssignals;
eine Pumpensteuerung zum Empfangen der Ladungssigna­ le und der Umgebungsdrucksignale zum darauf anspre­ chenden Erzeugen eines Zusatzverdrängungssignals an­ sprechend auf die Ladungs- und Umgebungsdrucksigna­ le; und
Mittel zum Empfangen der Zusatzverdrängungssignale von der Pumpenoptimalwertsteuerung und zum darauf ansprechenden Steuern der Verdrängung der eine va­ riable Verdrängung aufweisenden Hydraulikpumpe.

21. Vorrichtung zum Steuern eines Hydrauliksystems mit einem Motor und einer variablen Verdrängungspumpe, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
einen Auslaßsensor, der mit der variablen Verdrän­ gungspumpe verbunden ist zum Abfühlen des Auslaß­ drucks des Strömungsmittels, das aus der variablen Verdrängungspumpe austritt und zum darauf anspre­ chenden Erzeugen von Auslaßsignalen;
Brennstoffsteuermittel zum Steuern der in den Motor eingespritzten Brennstoffmenge; und Motoroptimal­ wertsteuermittel zum Empfangen der Auslaßsignale und zum darauf ansprechenden Verarbeiten der Auslaßsig­ nale zum Erzeugen eines Zusatzbrennstoffsignals, wo­ bei die Motoroptimalwertsteuermittel im wesentlichen fortlaufend aktiv sind, während das Hydrauliksystem im Betrieb ist, wobei die Brennstoffsteuermittel das Zusatzbrennstoffsignal empfangen und darauf anspre­ chen, die in den Motor eingespritzte Brennstoffmenge modifizieren.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Brennstoff­ steuermittel ein elektronisches Brennstoffeinspritz­ system aufweisen.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, wo­ bei die Vorrichtung einen Verdrängungssensor auf­ weist, zum Abfühlen der Verdrängung der variablen Verdrängungspumpe und zum darauf ansprechenden Er­ zeugen von Verdrängungssignalen; und wobei die Moto­ roptimalwertsteuermittel das Zusatzbrennstoffsignal ansprechend auf die Auslaßsignale und die Verdrän­ gungssignale erzeugen.

24. Vorrichtung zum Steuern eines Hydrauliksystems mit einem Motor und einer variablen Verdrängungspumpe, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
einen Turbolader, der mit dem Motor verbunden ist, einen Ladungssensor zum Abfühlen des Turboladerla­ derladungs- oder -boostdrucks und zum darauf anspre­ chenden Erzeugen von Boost- oder Ladungssignalen;
eine Pumpenoptimalwertsteuerung zum Empfangen der Ladungssignale und zum darauf ansprechenden Erzeugen eines Zusatzverdrängungssignals ansprechend auf die Ladungssignale, wobei die Pumpenoptimalwertsteuerung im wesentlichen fortlaufend aktiv ist, während das Hydrauliksystem betrieben wird; und
Mittel zum Empfangen der Zusatzverdrängungssignale von der Pumpenoptimalwertsteuerung und zum darauf ansprechenden Steuern der Verdrängung der eine va­ riable Verdrängung aufweisenden Hydraulikpumpe.

25. Vorrichtung zum Steuern eines Hydrauliksystems mit einem Motor und einer variablen Verdrängungspumpe, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
einen oder mehrere Pumpensensoren, die jeweils mit der variablen Verdrängungspumpe verbunden sind zum Abfühlen eines Pumpenbetriebsparameters und zum dar­ auf ansprechenden Erzeugen von Pumpensignalen;
Brennstoffsteuermittel zum Steuern der in den Motor eingespritzten Brennstoffmenge; und Motoroptimal­ wertsteuermittel zum Empfangen der Pumpensignale und zum darauf ansprechenden Verarbeiten der Pumpensig­ nale zum Erzeugen eines Zusatzbrennstoffsignals, wo­ bei die Motoroptimalwertsteuermittel im wesentlichen fortlaufend bzw. kontinuierlich aktiv sind, während das Hydrauliksystem in Betrieb ist, wobei die Brennstoffsteuermittel das Zusatzbrennstoffsignal empfangen und darauf ansprechend, die in den Motor eingespritzte Brennstoffmenge modifizieren.

26. Verfahren zum Steuern eines Hydrauliksystems mit ei­ ner eine variable Verdrängung aufweisenden Hydrau­ likpumpe und einem Motor mit einer gewünschten Menge an untertourigem Laufen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Abfühlen der Last an der variablen Verdrängungspumpe und darauf ansprechend Erzeugen von Lastsignalen; Steuern der in den Motor eingespritzten Brennstoff­ menge;
Verarbeiten der Lastsignale zum Erzeugen eines Zu­ satzbrennstoffsignals; und
Kombinieren des Zusatzbrennstoffsignals mit einem Regelstangensignal zum Erzeugen eines ergänzten Re­ gelstangensignals, wobei das ergänzte Regelstangen­ signal einer Brennstoffmenge entspricht, die durch den Motor benötigt wird zum Vorsehen der Sollbe­ triebsdrehzahl, die einer vorbestimmten Größe an un­ tertourigem Laufen entspricht.

27. Verfahren zum Steuern eines Hydrauliksystems mit ei­ ner eine variable Verdrängung aufweisenden Hydraulik­ pumpe und einem Motor, wobei das Verfahren die fol­ genden Schritte aufweist:
Abfühlen der Last an der variablen Verdrängungspumpe und darauf ansprechendes Erzeugen von Lastsignalen; Steuern der in den Motor eingespritzten Brennstoff­ menge;
Verarbeiten der Lastsignale zum Erzeugen eines Zu­ satzsteuersignals, das einen Faktor aufweist, der einen antizipierten Überlastzustand anzeigt, bei dem die Pumpenlast verfügbare Motorleistung übersteigt; und
Modifizieren des Betriebs des Hydrauliksystems an­ sprechend auf das Zusatzsteuersignal.

28. Verfahren nach Anspruch 27, das ferner den folgenden Schritt aufweist: Steuern der Verdrängung der varia­ blen Verdrängungspumpe ansprechend auf das Zusatz­ steuersignal.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 oder 28, wobei das Verfahren ferner den folgenden Schritt aufweist:
Modifizieren der in den Motor eingespritzten Brenn­ stoffmenge ansprechend auf das Zusatzsteuersignal.