EP2238350A1 - Verfahren zum steuern eines hydrostatischen antriebs - Google Patents

Verfahren zum steuern eines hydrostatischen antriebs

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EP2238350A1
EP2238350A1 EP08866733A EP08866733A EP2238350A1 EP 2238350 A1 EP2238350 A1 EP 2238350A1 EP 08866733 A EP08866733 A EP 08866733A EP 08866733 A EP08866733 A EP 08866733A EP 2238350 A1 EP2238350 A1 EP 2238350A1
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EP
European Patent Office
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power
determined
power requirement
drive
hydraulic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08866733A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Mutschler
Markus Weber
Matthias Müller
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F04B49/06—Control using electricity
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/06—Motor parameters of internal combustion engines
    • F04B2203/0604—Power

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a hydrostatic drive with at least a first hydraulic consumer and a second hydraulic consumer, which are driven by a common drive machine.
  • a hydrostatic drive is known.
  • the hydraulic system of the mobile work machine proposed there comprises a travel drive and at least one working hydraulics. Both the traction drive and the working hydraulics represent hydraulic consumers, which are driven by a common drive machine.
  • the common drive machine is designed as a diesel engine. During operation of the mobile work machine, the drive power provided by the diesel engine must be divided between the drive and the work hydraulics. For this purpose, for the corresponding accelerator pedal position or the position of a joystick to operate the working hydraulics of the respective with the
  • the described system has the disadvantage that the rated power of the diesel engine is selected It must be ensured that, with the accelerator pedal fully depressed as well as with an end-position joystick, the diesel engine is able to meet the power requirement. But if one refrains from this, an unnecessary oversizing of the diesel engine
  • the problem arises that, for example, at a high demand due to the traction drive, the power requirement of the working hydraulics can no longer be met.
  • the power that is available to the working hydraulics is small and a movement of the joystick in the direction of greater power for the working hydraulics is perceived by a user as an idle travel.
  • the invention is therefore based on the object to provide an improved control for a hydrostatic drive, in which in particular a feedback on the power components available for each of the working hydraulics is possible.
  • a first power requirement of the first hydraulic load is first determined. This will usually be the propulsion of a mobile work machine.
  • the available free power of the common drive machine can be determined.
  • the available free power is the difference between a power that can be represented by the drive engine and the determined first power requirement.
  • This available free power of the common drive machine is limited to a possible travel of the control encoder, z. B. one Joysticks, scaled.
  • the actual available power is scaled.
  • a determined position of the controller is assigned a second power requirement.
  • the common prime mover can be set to a favorable operating point in each case due to the actual power requirement, nevertheless due to the scaling of theoretically still available free power of the operator receives a feedback on a movement of the control transmitter due to the system reaction, how high the available power reserves for the working hydraulics.
  • the available free power is calculated from the difference of the absolute maximum power (nominal power) of the common machine and the determined first power requirement.
  • a transmission ratio of the hydrostatic drive is preferably determined from the position of the driving command setting device. In order for an automotive driving the mobile machine is made possible and in particular the operation is greatly simplified by an operator. Above all, the method according to the invention also makes it possible to dispense with a so-called "inching pedal", which is generally used to flexibly adjust the power components between the working hydraulics and the traction drive, but requires user intervention.
  • Figure 1 is a schematic representation of a hydraulic system of a mobile work machine
  • Figure 2 is a schematic representation of the power distribution between a
  • FIG. 3 is a simplified representation of
  • FIG. 1 a hydrostatic drive (1) of a mobile working machine, such as an excavator, is shown in a greatly simplified manner.
  • the hydrostatic drive 1 comprises a
  • Diesel engine 2 which is used as a common drive machine.
  • Diesel engine 2 is connected to a transfer case 3 via which the diesel engine 2 generated torque can be distributed to several consumers.
  • the hydrostatic transmission 4 comprises a variable displacement pump 5 and an adjusting motor 6.
  • the adjusting motor 6 is connected via an output shaft to a driven axle of the mobile working machine.
  • the connection with only one driven axle is to be understood as an example.
  • another drive concept such as a four-wheel drive can be realized.
  • the transfer case 3 is connected via a first drive shaft 8 with the variable displacement pump 5 and connected via a second drive shaft 9 with a further variable displacement pump 10.
  • the further variable displacement pump 10 is connected via a delivery line 11 to a working hydraulics, for example a lifting cylinder and forms a second hydraulic consumer.
  • the diesel internal combustion engine 2 thus drives a first hydraulic consumer in the form of the first variable displacement pump 5 and a second hydraulic consumer in the form of the further variable displacement pump 10 of the working hydraulics.
  • variable displacement pump 5 and the adjusting motor 6 of the hydrostatic transmission 4 are each adjustable in their stroke volume and preferably designed as a swash plate or oblique axis machine.
  • traction drive control 12 an electronic control unit is provided, which is referred to below as traction drive control 12.
  • Traction drive control 12 generates a first control signal for adjusting the delivery volume of the variable displacement pump 5 and a second control signal for adjusting the absorption volume of the hydraulic motor 6.
  • the first control signal is transmitted to a first adjusting device 13 and the second control signal to a second adjusting device 14.
  • the adjusting devices 13, 14 each interact with the adjusting mechanisms of the variable displacement pump 5 and the hydraulic motor 6 and thus set them in accordance with the control signal to a desired ratio of the hydrostatic transmission 4.
  • the working hydraulic control 15 is connected to a third adjusting device 16 via a signal line.
  • the third adjusting device 16 adjusts the delivery volume of the further variable displacement pump 10 and thus regulates the power consumption of the further variable displacement pump 10.
  • the diesel control unit 17 To set an operating point of the diesel engine 2, another control unit, the diesel control unit 17 is provided.
  • the diesel control unit 17 specifies an operating point and thus controls a setpoint speed of the diesel engine 2.
  • a control signal is transmitted to the injection system 18 of the diesel engine 2.
  • the diesel control unit 17 is connected to the
  • the traction drive control 12 is to be able to determine a first power requirement, a signal of
  • the accelerator pedal 19 is merely an example.
  • a driving lever or another driving command default device can be provided.
  • the accelerator pedal 29 can be swung out of a neutral position in two opposite directions to realize an automotive driving operation.
  • the respectively set angle ⁇ which characterizes the position of the accelerator pedal 29, is determined by means of a position detector 30 determined and transmitted a position signal to the traction drive control 12. Based on this position signal, the traction drive controller 12 determines a first power requirement and transmits this power requirement to the diesel control unit 17
  • Diesel control unit 17 is determined on the basis of the determined first power demand, the available free power of the diesel engine 2. This available free power is at most equal to the difference between the absolute maximum power of the diesel engine which it can produce at rated speed and the determined first power demand. The information about the available free power is transmitted from the diesel control unit 17 to the working hydraulic control 15.
  • a control transmitter is provided, which in the illustrated embodiment is realized as an operating lever 31.
  • the operating lever 31 is adjustable starting from its neutral position shown in the figure 1 in two directions up to each end position.
  • the adjustment paths up to the first end position and the opposite second end position may be different and are in the figure 1 by the
  • the respective position of the operating lever 21 is detected by a further position sensor 32 and the position signal of the working hydraulic control 15 is supplied.
  • the working hydraulic control 15 scales on the adjustment path ß of the operating lever 21 between its neutral position and one end position the available power of the diesel engine 2.
  • Travel drive control 12 can also be set by the working hydraulic control 15, a maximum value for the power requirement of the traction drive. This maximum power requirement, which can then be at most the traction drive, can be parameterized. For this purpose, a corresponding limit value is set via the drive hydraulic control 15, z. B. stored in an integrated memory. The maximum value for the traction drive control 12 thus establishes an upper limit for the output of the diesel internal combustion engine 2 to be requested by the traction drive, so that there is always a minimum output of the diesel internal combustion engine 2 available for the working hydraulics.
  • FIG. 2 shows the rated power P Nenn of the diesel engine 2. Furthermore, a maximum value P max is entered.
  • the travel drive can only be set in the range between zero and P max . In fact, however, if the determined first power requirement of the traction drive is less than P max / for example P FA , then there is an available free power, which results from the difference between Pu unc unc * P F A. This is indicated by the arrow 19 in FIG. This available free
  • Power 19 is scaled to the adjustment path ß of the operating lever 31. In the simplest case, a linear scaling takes place.
  • FIG. 3 once again simplifies the method according to the invention.
  • the first power requirement is determined.
  • the first power requirement is in the described Au enclosuresbeispiel, in which the first hydraulic Consumer is the hydrostatic transmission 4, the power requirement of the drive. This is determined on the basis of the accelerator pedal position ⁇ .
  • the available free power is determined in step 21.
  • the first power requirement is transmitted from the traction drive control to the diesel control unit 17. This determines the available free power from the first power requirement and the maximum power of the diesel engine 2 and communicates it to the working hydraulic control 15.
  • Work hydraulic control 15 scales the available free power in step 21 to the possible adjustment path ß of the operating lever 21. Subsequently, in step 23, the position of the operating lever 21 is determined by means of the further position sensor 22. This determined position is assigned a second power requirement of the working hydraulics on the basis of the scaled available free power. On the basis of the determined first power requirement and the determined second power requirement, an operating point for the
  • Diesel engine 2 fixed.
  • a map of the diesel internal combustion engine 2 stored in the diesel control unit 17 is preferably used.
  • an operating point is selected under consumption-optimized aspects, which is sufficient for the realization of the determined total power demand.
  • a new operating point is set accordingly. If the power requirement increases, this will generally lead to a speed increase of the diesel internal combustion engine 2.
  • a setpoint speed for the diesel internal combustion engine 2 is determined by the diesel control unit 17 and the injection system 18 of the diesel engine 2 is supplied with a corresponding control signal.
  • the injection system 18 sets the diesel engine to this target speed.
  • the transmission ratio of the hydrostatic transmission is determined by the traction drive control 12 and adjusted by means of the adjusting devices 13 and 14 each have a delivery volume of the variable displacement pump 5 and a displacement of the hydraulic motor 6.
  • a delivery volume of the variable displacement pump 10 is further determined and adjusted with the aid of the adjusting device 16.
  • variable displacement pumps 5, 10 and the hydraulic motor 6 takes place in a known manner, for example via electro-proportional adjusting devices.
  • the exemplary embodiment shows in a simple form the method according to the invention for a hydrostatic drive 1 with a travel drive as the first hydraulic consumer and a further variable displacement pump 10 as a second hydraulic consumer.
  • a hydrostatic drive 1 with a travel drive as the first hydraulic consumer and a further variable displacement pump 10 as a second hydraulic consumer.
  • 3 more power consumers can be arranged on the transfer case. These are then taken into account accordingly via further control devices, which essentially correspond to the working hydraulic control unit 15. This extra
  • Performance requirements are then determined individually and fed to the diesel control unit 17.
  • the diesel control unit 17 then also takes into account the further performance requirements.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines hydrostatischen Antriebs mit zumindest einem ersten hydraulischen Verbraucher und einem zweiten hydraulischen Verbraucher. Die beiden hydraulischen Verbraucher werden von einer gemeinsamen Antriebsmaschine angetrieben. Zunächst wird ein erster Leistungsbedarf des ersten hydraulischen Verbrauchers ermittelt (20). Ausgehend von dem ermittelten ersten Leistungsbedarf wird die durch die gemeinsame Antriebsmaschine verfügbare freie Leistung ermittelt (21). Diese verfügbare freie Leistung der gemeinsamen Antriebsmaschine wird auf einen möglichen Stellweg eines Steuerungsgebers für die Arbeitshydraulik skaliert (22). Eine Position des Steuerungsgebers zur Ansteuerung des zweiten hydraulischen Verbrauchers wird ermittelt (23) und auf Basis der skalierten verfügbaren freien Leistung ein Leistungsbedarf zugeordnet. Aus dem ersten Leistungsbedarf und dem zweiten Leistungsbedarf wird ein Betriebspunkt der gemeinsamen Antriebsmaschine festgelegt (24).

Description

Verfahren zum Steuern eines hydrostatischen Antriebs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines hydrostatischen Antriebs mit zumindest einem ersten hydraulischen Verbraucher und einem zweiten hydraulischen Verbraucher, die von einer gemeinsamen Antriebsmaschine angetrieben werden.
Aus der DE 103 07 190 Al ist ein hydrostatischer Antrieb bekannt. Das Hydrauliksystem der dort vorgeschlagenen mobilen Arbeitsmaschine umfasst einen Fahrantrieb sowie zumindest eine Arbeitshydraulik. Sowohl der Fahrantrieb als auch die Arbeitshydraulik stellen hydraulische Verbraucher dar, welche von einer gemeinsamen Antriebsmaschine angetrieben werden. Die gemeinsame Antriebsmaschine ist als Dieselbrennkraftmaschine ausgeführt. Im Betrieb der mobilen Arbeitsmaschine muss die von der Dieselbrennkraftmaschine zur Verfügung gestellte Antriebsleistung zwischen dem Fahrantrieb und der Arbeitshydraulik aufgeteilt werden. Hierzu wird für die entsprechende Gaspedalstellung beziehungsweise die Position eines Joysticks zur Bedienung der Arbeitshydraulik die von den jeweils mit der
Dieselbrennkraftmaschine verbundenen hydrostatischen Pumpen aufgenommene Leistung ermittelt. Aus den jeweils aufgrund der Gaspedalstellung beziehungsweise der Joystickposition aufzunehmenden Leistung der hydraulischen Verbraucher also der angeschlossenen hydrostatischen Pumpen wird eine durch die Brennkraftmaschine bereitzustellende Leistung ermittelt. Anschließend wird die Brennkraftmaschine auf einen Betriebspunkt eingestellt, bei dem sie in der Lage ist, die Leistungsanforderung zu befriedigen.
Das beschriebene System hat den Nachteil, dass die Nennleistung der Dieselbrennkraftmaschine so gewählt werden muss, dass sowohl bei vollständig niedergetretenem Gaspedal als auch bei einem in Endposition befindlichen Joystick die Dieselbrennkraftmaschine in der Lage ist, die Leistungsanforderung zu erfüllen. Sieht man hiervon jedoch ab, um eine unnötige Überdimensionierung der
Dieselbrennkraftmaschine zu vermeiden, so entsteht das Problem, dass beispielsweise bei einer hohen Anforderung aufgrund des Fahrantriebs die Leistungsanforderung der Arbeitshydraulik nicht mehr zu erfüllen ist. Der Leistungsanteil, der der Arbeitshydraulik zur Verfügung steht ist klein und eine Bewegung des Joysticks in Richtung größerer Leistung für die Arbeitshydraulik wird durch einen Benutzer als Leerweg empfunden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Steuerung für einen hydrostatischen Antrieb zu schaffen, bei dem insbesondere eine Rückmeldung über die jeweils für die Arbeitshydraulik verfügbaren Leistungsanteile möglich ist.
Die Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines Antriebs, der eine gemeinsame Antriebsmaschine sowie zumindest einen ersten hydraulischen Verbraucher und einen zweiten hydraulischen Verbraucher umfasst, wird zunächst ein erster Leistungsbedarf des ersten hydraulischen Verbrauchers ermittelt. Dies wird in der Regel der Fahrantrieb einer mobilen Arbeitsmaschine sein. Bei
Kenntnis dieses ersten Leistungsbedarfs, der durch die gemeinsame Antriebsmaschine realisiert werden muss, kann anschließend die verfügbare freie Leistung der gemeinsamen Antriebsmaschine ermittelt werden. Die verfügbare freie Leistung ist die Differenz zwischen einer von der Antriebsmaschine darstellbaren Leistung und dem ermittelten ersten Leistungsbedarf. Diese verfügbare freie Leistung der gemeinsamen Antriebsmaschine wird auf einen möglichen Stellweg des Steuerungsgebers, z. B. eines Joysticks, skaliert. Damit wird zwischen einer Nullposition des Steuerungsgebers und dem Maximalausschlag des Steuerungsgebers, der beispielsweise zum Betätigen der Arbeitshydraulik vorgesehen ist, die tatsächlich verfügbare Leistung skaliert. Dadurch wird in jedem Fall eine Bewegung des Steuerungsgebers in eine Änderung der Leistungsaufnahme des zweiten hydraulischen Verbrauchers umgesetzt. Nach dem Skalieren der verfügbaren freien Leistung wird einer ermittelten Position des Steuerungsgebers ein zweiter Leistungsbedarf zugeordnet. Auf Basis dieses zweiten Leistungsbedarfs und des ermittelten ersten Leistungsbedarfs wird dann der Betriebspunkt der gemeinsamen Antriebsmaschine festgelegt. Damit kann die gemeinsame Antriebsmaschine jeweils aufgrund des tatsächlichen Leistungsbedarfs auf einen günstigen Betriebspunkt eingestellt werden, wobei trotzdem aufgrund der Skalierung der theoretisch noch verfügbaren freien Leistung der Bediener bei einer Bewegung des Steuerungsgebers auf Grund der Systemreaktion eine Rückmeldung erhält, wie hoch die zur Verfügung stehenden Leistungsreserven für die Arbeitshydraulik sind.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt.
Insbesondere ist es vorteilhaft, für den ersten Leistungsbedarf einen Maximalwert festzulegen. Mit der Festlegung eines solchen Maximalwerts wird sichergestellt, dass nicht die vollständige Antriebsleistung der gemeinsamen Antriebsmaschine für den Fahrantrieb eingesetzt werden kann. Dementsprechend bleibt für weitere angeschlossene hydraulische Verbraucher, also insbesondere die Arbeitshydraulik bei einer mobilen Arbeitsmaschine, immer eine Mindestleistung verfügbar.
Weiterhin ist es vorteilhaft, die verfügbare freie Leistung aus der Differenz der absoluten maximalen Leistung (Nennleistung) der gemeinsamen Arbeitsmaschine und dem ermittelten ersten Leistungsbedarf zu berechnen. Alternativ hierzu könnte auch die in einem jeweils eingestellten Betriebspunkt verfügbare freie Leistung der gemeinsamen Äntriebsmaschine ermittelt werden. Weiterhin wird vorzugsweise aus der Position der Fahrbefehlvorgabevorrichtung ein Übersetzungsverhältnis des hydrostatischen Fahrantriebs ermittelt. Damit wird ein automotives Fahren der mobilen Arbeitsmaschine ermöglicht und insbesondere wird die Bedienung durch einen Bediener deutlich vereinfacht. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dabei vor allen Dingen auch den Verzicht auf ein sogenanntes „Inchpedal", welches in der Regel dazu eingesetzt wird, die Leistungsanteile zwischen der Arbeitshydraulik und dem Fahrantrieb flexibel einzustellen, allerdings eine Benutzerhandlung erfordert.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Systems einer mobilen Arbeitsmaschine;
Figur 2 eine schematische Darstellung zur Leistungsaufteilung zwischen einer
Arbeitshydraulik und einem Fahrantrieb;
Figur 3 eine vereinfachte Darstellung des
Verfahrensablaufs zum Steuern eines hydrostatischen Antriebs.
In der Figur 1 ist zunächst stark vereinfacht ein hydrostatischer Antrieb (1) einer mobilen Arbeitsmaschine wie beispielsweise ein Bagger dargestellt. Der hydrostatische Antrieb 1 umfasst eine
Dieselbrennkraftmaschine 2, welche als gemeinsame Antriebsmaschine eingesetzt wird. Die
Dieselbrennkraftmaschine 2 ist mit einem Verteilergetriebe 3 verbunden, über das das von der Dieselbrennkraftmaschine 2 erzeugte Drehmoment auf mehre Verbraucher verteilt werden kann.
Mit dem Verteilergetriebe 3 ist als erster hydraulischer Verbraucher ein hydrostatisches Getriebe 4 des
Fahrantriebs der mobilen Arbeitsmaschine verbunden. Das hydrostatische Getriebe 4 umfasst eine Verstellpumpe 5 und einen Verstellmotor 6. Der Verstellmotor 6 ist über eine Abtriebswelle mit einer angetriebenen Achse der mobilen Arbeitsmaschine verbunden. Die Verbindung mit lediglich einer angetriebenen Achse ist beispielhaft zu verstehen. Ebenso gut kann selbstverständlich ein anderes Antriebskonzept wie beispielsweise ein Allradantrieb realisiert werden.
Das Verteilergetriebe 3 ist über eine erste Antriebswelle 8 mit der Verstellpumpe 5 verbunden und über eine zweite Antriebswelle 9 mit einer weiteren Verstellpumpe 10 verbunden. Die weitere Verstellpumpe 10 ist über eine Förderleitung 11 mit einer Arbeitshydraulik, beispielsweise einem Hubzylinder verbunden und bildet einen zweiten hydraulischen Verbraucher.
Die Dieselbrennkraftmaschine 2 treibt damit einen ersten hydraulischen Verbraucher in Form der ersten Verstellpumpe 5 und einem zweiten hydraulischen Verbraucher in Form der weiteren Verstellpumpe 10 der Arbeitshydraulik an.
Die Verstellpumpe 5 und der Verstellmotor 6 des hydrostatischen Getriebes 4 sind jeweils in ihrem Hubvolumen einstellbar und vorzugsweise als Schrägscheiben- oder Schrägachsenmaschine ausgeführt. Zur Einstellung des Hubvolumens ist eine elektronische Steuereinheit vorgesehen, welche nachfolgend als Fahrantriebssteuerung 12 bezeichnet wird. Die
Fahrantriebssteuerung 12 erzeugt ein erstes Steuersignal zur Einstellung des Fördervolumens der Verstellpumpe 5 und ein zweites Steuersignal zur Einstellung des Schluckvolumens des Hydromotors 6. Das erste Steuersignal wird an eine erste Verstellvorrichtung 13 und das zweite Steuersignal an eine zweite Verstellvorrichtung 14 übermittelt. Die Verstellvorrichtungen 13, 14 wechselwirken jeweils mit den Verstellmechanismen der Verstellpumpe 5 beziehungsweise des Hydromotors 6 und stellen diese somit entsprechend dem Steuersignal auf eine gewünschte Übersetzung des hydrostatischen Getriebes 4 ein.
Eine weitere elektronische Steuereinheit wird nachfolgend als Arbeitshydrauliksteuerung 15 bezeichnet. Die Arbeitshydrauliksteuerung 15 ist über eine Signalleitung mit einer dritten Verstellvorrichtung 16 verbunden. Die dritte Verstellvorrichtung 16 stellt das Fördervolumen der weiteren Verstellpumpe 10 ein und reguliert somit die Leistungsaufnahme der weiteren Verstellpumpe 10.
Zur Einstellung eines Betriebspunkts der Dieselbrennkraftmaschine 2 ist ein weiteres Steuergerät, das Dieselsteuergerät 17 vorgesehen. Das Dieselsteuergerät 17 gibt einen Betriebspunkt vor und steuert damit eine Solldrehzahl der Dieselbrennkraftmaschine 2. Hierzu wird ein Steuersignal an die Einspritzanlage 18 der Dieselbrennkraftmaschine 2 übermittelt. Das Dieselsteuergerät 17 steht mit der
Arbeitshydrauliksteuerung 15 und der Fahrantriebssteuerung 12 in Verbindung.
Der Fahrantriebssteuerung 12 wird, um einen ersten Leistungsbedarf ermitteln zu können, ein Signal eines
Fahrpedals 19 übermittelt. Das Fahrpedal 19 ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Ebenso gut kann auch ein Fahrhebel oder eine andere Fahrbefehlvorgabevorrichtung vorgesehen sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Realisierung eines automotiven Fahrbetriebs das Fahrpedal 29 aus einer Neutrallage heraus in zwei entgegengesetzte Richtungen ausschwenkbar. Der jeweils eingestellte Winkel α, der die Position des Fahrpedals 29 charakterisiert, wird mittels eines Postionsdetektors 30 ermittelt und ein Positionssignal an die Fahrantriebssteuerung 12 übermittelt. Auf Basis dieses Positionssignals ermittelt die Fahrantriebssteuerung 12 einen ersten Leistungsbedarf und übermittelt diesen Leistungsbedarf an das Dieselsteuergerät 17. Von dem
Dieselsteuergerät 17 wird auf Basis des ermittelten ersten Leistungsbedarfs die verfügbare freie Leistung der Dieselbrennkraftmaschine 2 ermittelt. Diese verfügbare freie Leistung ist höchstens genauso groß, wie die Differenz aus der absoluten maximalen Leistung der Dieselbrennkraftmaschine, die diese bei Nenndrehzahl erzeugen kann, und dem ermittelten ersten Leistungbedarf. Die Information über die verfügbare freie Leistung wird von dem Dieselsteuergerät 17 an die Arbeitshydrauliksteuerung 15 übermittelt.
Um die Leistungsaufnahme der weiteren Verstellpumpe 10 zu steuern ist ein Steuerungsgeber vorgesehen, der in der dargestellten Ausführungsform als Bedienhebel 31 realisiert ist. Der Bedienhebel 31 ist ausgehend von seiner in der Figur 1 dargestellten Neutralposition in zwei Richtungen bis zu jeweils einer Endposition verstellbar. Die Verstellwege bis zur ersten Endposition und zur entgegengesetzten zweiten Endposition können dabei unterschiedlich sein und sind in der Figur 1 durch die
Winkel ß und ß' gekennzeichnet. Die jeweilige Position des Bedienhebels 21 wird durch einen weiteren Positionssensor 32 detektiert und das Positionssignal der Arbeitshydrauliksteuerung 15 zugeführt. Die Arbeitshydrauliksteuerung 15 skaliert auf dem Verstellweg ß des Bedienhebels 21 zwischen seiner Neutralstellung und jeweils einer Endposition die verfügbare Leistung der Dieselbrennkraftmaschine 2. Somit ist sichergestellt, dass zu jeder ermittelten Position des weiteren Positionssensors 32 in Richtung des Maximalausschlags des Bedienhebels 21 noch eine Leistungsreserve der Dieselbrennkraftmaschine 2 zur Verfügung stellt, um eine Reaktion der Arbeitshydraulik beziehungsweise der die Arbeitshydraulik versorgenden weiteren Verstellpumpe 10 zu ermöglichen.
Wie es durch die direkte Verbindung zwischen der Antriebshydrauliksteuerung 15 und der
Fahrantriebssteuerung 12 dargestellt ist, kann zudem durch die Arbeitshydrauliksteuerung 15 ein Maximalwert für den Leistungsbedarf des Fahrantriebs festgelegt werden. Dieser maximale Leistungsbedarf, den dann der Fahrantrieb höchstens aufweisen kann, kann parametriert werden. Hierzu wird ein entsprechender Grenzwert über die Antriebshydrauliksteuerung 15 eingestellt, z. B. in einem integrierten Speicher abgespeichert. Der Maximalwert für die Fahrantriebssteuerung 12 legt damit eine obere Grenze für den von dem Fahrantrieb anzufordernde Leistung der Dieselbrennkraftmaschine 2 fest, so dass immer eine Mindestleistung der Dieselbrennkraftmaschine 2 für die Arbeitshydraulik zur Verfügung steht.
Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur 2 noch einmal verdeutlicht. In der Figur 2 ist die Nennleistung PNenn der Dieselbrennkraftmaschine 2 dargestellt. Ferner ist ein Maximalwert Pmax eingetragen. Der Fahrantrieb kann lediglich in dem Bereich zwischen Null und Pmax eingestellt werden. Ist tatsächlich jedoch der ermittelte erste Leistungsbedarfs des Fahrantriebs kleiner als Pmax/ zum Beispiel PFA, so ergibt sich eine verfügbare freie Leistung, die sich aus der Differenz zwischen Puenn unc* PFA ergibt. Diese ist in der Figur 2 mit dem Pfeil 19 gekennzeichnet. Diese verfügbare freie
Leistung 19 wird auf den Verstellweg ß des Bedienhebels 31 skaliert. Im einfachsten Fall erfolgt eine lineare Skalierung.
In der Figur 3 ist noch einmal vereinfacht das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Zunächst wird in Schritt 20 der erste Leistungsbedarf ermittelt. Der erste Leistungsbedarf ist in dem beschriebenen Auführungsbeispiel, bei dem der erste hydraulische Verbraucher das hydrostatische Getriebe 4 ist, der Leistungsbedarf des Fahrantriebs. Dieser wird auf Basis der Fahrpedalstellung α ermittelt. Unter Berücksichtigung des ersten Leistungsbedarfs wird die verfügbare freie Leistung in Schritt 21 ermittelt. Hierzu wird der erste Leistungsbedarf von der Fahrantriebssteuerung dem Dieselsteuergerät 17 übermittelt. Dieses ermittelt aus dem ersten Leistungsbedarf und der maximalen Leistung der Dieselbrennkraftmaschine 2 die verfügbare freie Leistung und teilt sie der Arbeitshydrauliksteuerung 15 mit. Die
Arbeitshydrauliksteuerung 15 skaliert die verfügbare freie Leistung in Schritt 21 auf den möglichen Verstellweg ß des Bedienhebels 21. Anschließend wird in Schritt 23 die Position des Bedienhebels 21 mittels des weiteren Positionssensors 22 ermittelt. Dieser ermittelten Position wird auf Basis der skalierten verfügbaren freien Leistung ein zweiter Leistungsbedarf der Arbeitshydraulik zugeordnet. Auf Basis des ermittelten ersten Leistungsbedarfs und des ermittelten zweiten Leistungsbedarfs wird ein Betriebspunkt für die
Dieselbrennkraftmaschine 2 festgelegt. Zur Festlegung des Betriebspunkts wird vorzugsweise ein in dem Dieselsteuergerät 17 abgespeichertes Kennfeld der Dieselbrennkraftmaschine 2 verwendet. Dabei wird unter verbrauchsoptimierten Gesichtspunkten ein Betriebspunkt ausgewählt, welcher zur Realisierung des ermittelten Gesamtleistungsbedarfs ausreichend ist.
Bei einer Änderung des Leistungsbedarfs entweder durch den Fahrantrieb oder durch die Arbeitshydraulik wird entsprechend ein neuer Betriebspunkt festgelegt. Erhöht sich der Leistungsbedarf so wird dies in der Regel zu einer Drehzahlerhöhung der Dieselbrennkraftmaschine 2 führen. Auf Basis des festgelegten Betriebspunkts wird eine Solldrehzahl für die Dieselbrennkraftmaschine 2 durch das Dieselsteuergerät 17 ermittelt und der Einspritzanlage 18 der Dieselbrennkraftmaschine 2 ein korrespondierendes Steuersignal zugeführt. Die Einspritzanlage 18 stellt die Dieselbrennkraftmaschine auf diese Solldrehzahl ein. Weiterhin wird durch die Fahrantriebssteuerung 12 das Übersetzungsverhältnis des hydrostatischen Getriebes ermittelt und mittels der Verstellvorrichtungen 13 und 14 jeweils ein Fördervolumen der Verstellpumpe 5 beziehungsweise ein Schluckvolumen des Hydromotors 6 eingestellt. Durch die Arbeitshydrauliksteuerung 15 wird weiterhin ein Fördervolumen der Verstellpumpe 10 ermittelt und unter Zuhilfenahme der Verstellvorrichtung 16 eingestellt .
Die Verstellung der Verstellpumpen 5, 10 beziehungsweise des Hydromotors 6 mittels der Verstellvorrichtungen 13, 14 und 16 erfolgt in bekannter Weise zum Beispiel über elektroproportionale Verstellvorrichtungen .
Das Ausführungsbeispiel zeigt in einer einfachen Form das erfindungsgemäße Verfahren für einen hydrostatischen Antrieb 1 mit einem Fahrantrieb als ersten hydraulischen Verbraucher und einer weiteren Verstellpumpe 10 als zweiten hydraulischen Verbraucher. Es ist jedoch leicht erkennbar, dass an dem Verteilergetriebe 3 weitere Leistungsabnehmer angeordnet sein können. Diese werden dann entsprechend über weitere Steuergeräte, die im wesentlichen dem Arbeitshydrauliksteuergerät 15 entsprechen berücksichtigt. Diese zusätzlichen
Leistungsanforderungen werden dann jeweils individuell ermittelt und dem Dieselsteuergerät 17 zugeführt. Das Dieselsteuergerät 17 berücksichtigt dann ebenfalls die weiteren Leistungsanforderungen.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere sind einzelne Merkmale des ausführlich erläuterten Ausführungsbeispiels vorteilhaft miteinander kombinierbar.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Steuern eines hydrostatischen Antriebs mit zumindest einem ersten hydraulischen Verbraucher (5) und einem zweiten hydraulischen Verbraucher (10), die von einer gemeinsamen Antriebsmaschine (2) angetrieben werden, mit folgenden Verfahrensschritten: - Ermitteln eines ersten Leistungsbedarfs (20) des ersten hydraulischen Verbrauchers (5),
- Ermitteln einer durch die gemeinsame Antriebsmaschine (2) verfügbaren freien Leistung (21) ,
- Skalieren der verfügbaren freien Leistung (22) der gemeinsamen Antriebsmaschine (21) auf einen möglichen
Stellweg (ß) eines Steuerungsgebers (31),
- Ermitteln einer Position (23) eines Steuerungsgebers (31) zur Ansteuerung des zweiten hydraulischen Verbrauchers (10), - Zuordnen eines zweiten Leistungsbedarfs (23) zu der ermittelten Position des Steuerungsgebers (31), und
- Festlegen eines Betriebspunkts (24) der gemeinsamen Antriebsmaschine (2) unter Berücksichtigung des ersten und des zweiten Leistungsbedarfs.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maximalwert (Pmaχ) für den ersten Leistungsbedarf (PFA) festgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verfügbare freie Leistung (19) aus der Differenz zwischen einer absoluten maximalen Leistung (PNenn) der gemeinsamen Antriebsmaschine (2) und dem ermittelten ersten Leistungsbedarf (PFA) berechnet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des ersten Leistungsbedarfs (PFA) eine Position (α) einer Fahrbefehlvorgabevorrichtung (29) ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Position (α) der Fahrbefehlvorgabevorrichtung (29) ein
Übersetzungsverhältnis eines hydrostatischen Getriebes (4) eines Fahrantriebs ermittelt wird.
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