EP3922851B1 - Hydrostatische verstellbare axialkolbenpumpe und antriebsstrang mit einer axialkolbenpumpe und verfahren zur steuerung einer axialkolbenpumpe - Google Patents

Hydrostatische verstellbare axialkolbenpumpe und antriebsstrang mit einer axialkolbenpumpe und verfahren zur steuerung einer axialkolbenpumpe Download PDF

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EP3922851B1
EP3922851B1 EP21178286.7A EP21178286A EP3922851B1 EP 3922851 B1 EP3922851 B1 EP 3922851B1 EP 21178286 A EP21178286 A EP 21178286A EP 3922851 B1 EP3922851 B1 EP 3922851B1
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EP
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axial piston
piston pump
characteristic
pump
block
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Ulrich Lenzgeiger
Michael Frasch
Matthias Mueller
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Robert Bosch GmbH
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Definitions

  • the invention relates to an axial piston pump according to the preamble of patent claim 1 and a drive train for a vehicle with such an axial piston pump and a method for controlling the same.
  • the applicant's publication BODAS-drive eDA from March 2019 discloses a drive train for a vehicle with an axial piston pump.
  • the drive train is powered by a fully electronic diesel engine.
  • the axial piston pump has an ET adjustment.
  • ET adjustment means that the volume flow at the output of the axial piston pump is continuously adjustable.
  • an actuating cylinder of the axial piston pump is proportionally supplied with a control pressure known as the actuating pressure.
  • the pump displacement volume that is set at a certain control current depends on the speed and pump pressure of the axial piston pump.
  • Each pressure reducing valve is assigned a flow direction.
  • a disadvantage of state-of-the-art axial piston pumps is a high pump variance due to project-specific adjustments of the hydromechanical pump setting (twisting, reversing plate, spring package). Another disadvantage is that hydromechanical pressure cut-off is necessary.
  • the invention is based on the object of creating a hydrostatic adjustable axial piston pump and a drive train for a vehicle with such an axial piston pump and a method for controlling such an axial piston pump, in which the pump variance is reduced and in which no pressure cut-off is necessary.
  • a hydrostatic axial piston pump with a pump controller is controlled using two characteristic curves stored in the control electronics. Both characteristic curves describe the relationship between the speed of the drive shaft (input variable) and the degree of control or control pressure (output variable) of preferably two pressure control valves of the pump controller.
  • a first characteristic curve is called the block characteristic curve. It describes the desired behavior of the axial piston pump in a first operating state with high torque and low speed or low delivery rate. The axial piston pump mentally delivers against the block. The pump pressure is built up.
  • a second characteristic curve is called the Q characteristic curve. It describes the desired behavior of the axial piston pump in a second operating state when delivering a maximum delivery rate, in which the axial piston pump should swing out quickly against the hydromechanical restoring forces.
  • the two output variables of the two characteristic curves are calculated by a computing element with a Mixing ratio that depends on the swivel angle of the axial piston pump. According to the invention, with a smaller swivel angle, the output variable of the block characteristic curve is taken more into account when controlling the axial piston pump. With a larger swivel angle, the output variable of the Q characteristic curve is taken more into account when controlling the axial piston pump. This creates a hydrostatic adjustable axial piston pump and a method for controlling such an axial piston pump in which the pump variance is reduced and in which no pressure cut-off is necessary.
  • the tilt angle can be estimated or measured.
  • the pump controller has an ET adjustment, wherein the two pressure control valves are pressure reducing valves, and wherein the control levels are respective control pressures of an actuating cylinder of the axial piston pump.
  • the swivel angle can be estimated and/or calculated using at least one hydraulic motor. More precisely, the swivel angle can be estimated and/or calculated from the speeds of the axial piston pump and the hydraulic motor and the displacement volume of the hydraulic motor. This creates a drive train for a vehicle in which the variance of the axial piston pump is reduced and no pressure cut-off is necessary.
  • the speed of the drive shaft of the axial piston pump can be the speed of a drive machine (e.g. diesel engine) or can be calculated from it.
  • the Q characteristic curve and the block characteristic curve can be set/parameterized as part of the machine optimization or - in the case of the drive train for the vehicle - as part of the vehicle project planning.
  • the interpolation characteristic curve can also be set/parameterized as part of the machine optimization or - in the case of the drive train for the vehicle - as part of the vehicle project planning. This influences the control pressure sales via the pump swivel angle. This makes it possible to adapt the control characteristics in the swivel angle dimension to suit the performance requirement.
  • an initial set of parameters is preferably first generated using known pump characteristics maps and - in the case of the drive train - the vehicle design (from which the pump pressure and performance behavior is derived). This can be done with the help of tools. Once the characteristics or parameters have been found, they are then fixed for the series.
  • the characteristics or parameters can then be fine-tuned again on a prototype of the vehicle in a second step.
  • the characteristics or parameters thus refined are then fixed for series production.
  • Figure 1 shows an embodiment of the drive train according to the invention. It has a hydrostatic closed circuit with an adjustable axial piston pump 1 in swash plate design and with a constant hydraulic motor 2, which are connected to one another via two working outputs 4.
  • the axial piston pump 1 is driven by a diesel engine 6, while the hydraulic motor 2 drives two wheels.
  • the axial piston pump 1 has an ET controller with two pressure reducing valves.
  • the drive train has an electronics 8 that supplies the pressure reducing valves of the ET controller with control current.
  • Figure 2 shows a circuit diagram that is implemented in the electronics 8.
  • the circuit diagram is used to determine a control level or a control pressure p st for the pressure reducing valves of the ET controller.
  • a current speed n of the axial piston pump 1 and a selected direction of travel are determined.
  • the speed n of the axial piston machine 1 is calculated from a speed n Eng of the diesel engine 6.
  • the speed n or n Eng is smoothed using a filter element PT1 and then serves as an input variable on the one hand of a control element with a (so-called) Q characteristic curve 10 and on the other hand of a control element with a (so-called) block characteristic curve 12.
  • the block characteristic curve 12 describes the desired behavior of the axial piston pump 1 in a first operating state at high torque and low speed n or n Eng or low delivery rate.
  • the axial piston pump 1 theoretically delivers against the block.
  • the pump pressure is built up.
  • the Q characteristic curve 10 describes the desired behavior of the axial piston pump 1 in a second operating state when delivering a maximum flow rate, in which the axial piston pump 1 is to swing out quickly against the hydromechanical restoring forces of its swivel angle ⁇ .
  • Both characteristic curves 10, 12 are monotonically increasing functions which define a respective control pressure p Block , p Q as a function of the speed n or n Eng . More precisely, the Q characteristic curve 10 defines a control pressure p Q , while the block characteristic curve 12 defines a control pressure p Block .
  • control pressures p Block , p Q are the input variables of a mixing element with an interpolation characteristic curve 14.
  • the interpolation characteristic curve 14 defines the resulting control pressure p st for the two pressure reducing valves, which according to the invention (at least over a medium range of the speed n or n Eng ) is a mixing ratio between the control pressure p Q of the Q characteristic curve 10 and the control pressure p Block of the block characteristic curve 12. Furthermore, according to the invention, this mixing ratio is dependent on the swivel angle ⁇ of the axial piston pump 1.
  • control pressure p st corresponds to the control pressure p Block and at a maximum swivel angle ⁇ , the control pressure p st corresponds to the control pressure p Q .
  • the resulting control pressure p st is equal to the control pressure p block and at high swivel angles ⁇ , it is equal to the control pressure p Q .
  • the inventive mixing of the two control pressures p block , p Q takes place when determining the control pressure p st .
  • Figure 3 shows a block characteristic 12 and a Q characteristic 10, which are derived from the Figure 2 shown examples. Also deviating from Figure 2 On the vertical axis of the coordinate system, instead of the control pressure p Block , p Q , a corresponding control level of the pressure reducing valves is plotted in percent.
  • Figure 4 shows another block characteristic curve 12 and another Q characteristic curve 10, which differ from the previously shown examples.
  • Figure 5 shows another block characteristic curve 12 and another Q characteristic curve 10, whereby both characteristic curves are plotted differently as pump pressure over the speed n or n Eng of the axial piston pump 1.
  • FIG 6 shows an interpolation curve 14, which is derived from the Figure 2 shown.
  • the control pressure p Block of the block characteristic curve 12 is used as the control pressure p st .
  • the control pressure p Q of the Q characteristic curve 10 is used as the control pressure p st .
  • linear interpolation takes place between the two control pressures p Block , p Q.
  • Figure 7 shows a three-dimensional characteristic map, in which the resulting control pressure p st is plotted against the swivel angle ⁇ .
  • Various resulting pump pressures are entered as respective characteristic curves.
  • Negative pump pressures (in the characteristic map of the figure below) represent a deceleration of the vehicle via the drive train controlled according to the invention.
  • the middle range of the swivel angle ⁇ , in which linear interpolation takes place between the two control pressures p Block , p Q extends here from about 20% to about 55%.
  • control pressures p Block are connected to each other by a vertical line, which essentially represents the block characteristic curve 12. Accordingly, the control pressures p Q are also connected to each other by a vertical line, which essentially represents the Q characteristic curve 10.
  • One of the interpolation characteristics 14 is shown as an example. More precisely, the middle speed range and the higher speed range of the interpolation characteristics 14 are shown.
  • a characteristic curve 12 specifically optimized for low speeds n of the axial piston machine 1 and a characteristic curve 10 specifically optimized for high speeds n each define control pressures p Block , p Q for the pump controller as a function of the speed n. At least in a middle range of the speed n, intermediate values p st of the two defined control pressures p Block , p Q for the pump controller are determined and used.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit einer derartigen Axialkolbenpumpe und ein Verfahren zu deren Steuerung.
  • In der Druckschrift BODAS-drive eDA der Anmelderin vom März 2019 ist ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit einer Axialkolbenpumpe offenbart. Der Antriebsstrang wird von einem voll elektronifizierten Dieselmotor angetrieben. Die Axialkolbenpumpe hat eine ET-Verstellung.
  • Eine derartige ET-Verstellung ist in dem Datenblatt "Axialkolben-Verstellpumpe A4VG Baureihe 40 RD 92004" vom September 2017 der Anmelderin beschrieben. Demnach bedeutet ET-Verstellung, dass der Volumenstrom am Ausgang der Axialkolbenpumpe stufenlos verstellbar ist. In Abhängigkeit einer vorgewählten Stromstärke an den Magneten von Druckreduzierventilen eines Pumpenreglers wird ein Stellzylinder der Axialkolbenpumpe proportional mit einem als Stelldruck bezeichneten Steuerdruck versorgt. Das sich bei einem bestimmten Steuerstrom einstellende Pumpenverdrängungsvolumen ist dabei von Drehzahl und Pumpendruck der Axialkolbenpumpe abhängig. Jedem Druckreduzierventil ist eine Durchflussrichtung zugeordnet.
  • Nachteilig an Axialkolbenpumpen aus dem Stand der Technik ist eine hohe Pumpenvarianz auf Grund von projektspezifischen Anpassungen des hydromechanischen Pumpensettings (Verdrillung, Umsteuerplatte, Federpaket). Weiterhin nachteilig ist, dass eine hydromechanische Druckabschneidung nötig ist.
  • Das Dokument US 2020/003301 A1 , das den nächstliegenden Stand der Technik darstellt, beschreibt eine hydrostatische Axialkolbenpumpe mit einem Pumpenregler und mit einer Elektronik, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.
  • Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine hydrostatische verstellbare Axialkolbenpumpe und einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit einer derartigen Axialkolbenpumpe und ein Verfahren zur Steuerung einer derartigen Axialkolbenpumpe zu schaffen, bei denen die Pumpenvarianz verringert ist, und bei denen keine Druckabschneidung nötig ist.
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Axialkolbenpumpe mit der Merkmalskombination des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Antriebsstrangs mit der Merkmalskombination des Anspruchs 3 und hinsichtlich des Verfahrens mit der Merkmalskombination des Anspruchs 5. gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
  • Erfindungsgemäß wird eine hydrostatische Axialkolbenpumpe mit einen Pumpenregler anhand zweier in der Steuerelektronik hinterlegter Kennlinien angesteuert. Beide Kennlinien beschreiben das Verhältnis zwischen Drehzahl der Antriebswelle (Eingangsgröße) und Ansteuergrad bzw. Steuerdruck (Ausgangsgröße) von vorzugsweise zwei Druckregelventilen des Pumpenreglers. Eine erste Kennlinie wird Block-Kennlinie genannt. Sie beschreibt das gewünschte Verhalten der Axialkolbenpumpe in einem ersten Betriebszustand bei hohem Drehmoment und geringer Drehzahl bzw. geringer Fördermenge. Die Axialkolbenpumpe fördert gedanklich gegen Block. Der Pumpendruck wird aufgebaut. Eine zweite Kennlinie wird Q-Kennlinie genannt. Sie beschreibt das gewünschte Verhalten der Axialkolbenpumpe in einem zweiten Betriebszustand bei Abgabe einer maximalen Fördermenge, bei dem die Axialkolbenpumpe schnell gegen die hydromechanische Rückstellkräfte ausschwenken soll. Die beiden Ausgangsgrößen der beiden Kennlinien werden durch ein Rechenglied mit einem Mischungsverhältnis gemischt, das vom Schwenkwinkel der Axialkolbenpumpe abhängig ist. Erfindungsgemäß wird bei geringerem Schwenkwinkel die Ausgangsgröße der Block-Kennlinie stärker bei der Ansteuerung der Axialkolbenpumpe berücksichtigt. Bei höherem Schwenkwinkel wird die Ausgangsgröße der Q-Kennlinie stärker bei der Ansteuerung der Axialkolbenpumpe berücksichtigt. Damit sind eine hydrostatische verstellbare Axialkolbenpumpe und ein Verfahren zur Steuerung einer derartigen Axialkolbenpumpe geschaffen, bei denen die Pumpenvarianz verringert ist, und bei denen keine Druckabschneidung nötig ist.
  • Der Schwenkwinkel kann geschätzt oder gemessen werden.
  • Bei eine besonders bevorzugten Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Axialkolbenpumpe und des erfindungsgemäßen Verfahrens zu deren Ansteuerung weist der Pumpenregler eine ET-Verstellung auf, wobei die beiden Druckregelventile Druckreduzierventile sind, und wobei die Ansteuergrade jeweilige Steuerdrücke eines Stellzylinders der Axialkolbenpumpe sind.
  • Wenn die Axialkolbenpumpe in einem hydrostatischen Antriebsstrang verbaut ist, kann die Schätzung und/oder Berechnung des Schwenkwinkels mit dem zumindest einen Hydromotor vorgenommen werden. Genauer gesagt kann der Schwenkwinkel aus den Drehzahlen der Axialkolbenpumpe und des Hydromotors und dem Schluckvolumen des Hydromotors geschätzt und/oder berechnet werden. Damit ist ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug geschaffen, bei dessen Axialkolbenpumpe die Varianz verringert ist und keine Druckabschneidung nötig ist.
  • Die Drehzahl der Antriebswelle der Axialkolbenpumpe (Eingangsgröße) kann die Drehzahl einer Antriebsmaschine (z.B. Dieselmotor) sein oder daraus berechnet werden.
  • Die Q-Kennlinie und die Block-Kennlinie können im Rahmen der Maschinenoptimierung oder - im Falle des Antriebsstranges für das Fahrzeug - im Rahmen der Fahrzeugprojektierung eingestellt/parametriert werden.
  • Auch die Interpolations-Kennlinie kann im Rahmen der Maschinenoptimierung oder - im Falle des Antriebsstranges für das Fahrzeug - im Rahmen der Fahrzeugprojektierung eingestellt/parametriert werden. Das beeinflusst den Steuerdruckverkauf über den Pumpenschwenkwinkel. Damit ist es möglich in der Dimension Schwenkwinkel die Steuerungscharakteristik passend zur Leistungsanforderung anzupassen.
  • Für die Einstellung aller drei Kennlinien wird vorzugsweise zunächst mit Hilfe von bekannten Pumpenkennfeldern und - im Falle des Antriebsstrangs - der Fahrzeugauslegung (aus denen das Pumpendruck- und Leistungsverhalten abgeleitet wird) zunächst eine Initialbedatung erzeugt. Das kann toolgestützt erfolgen. Die einmal gefundenen Kennlinien bzw. Parameter sind dann fix für die Serie.
  • Im Falle des Antriebsstrangs für das Fahrzeug können in einem zweiten Schritt die Kennlinien bzw. Parameter dann noch einmal an einem Prototyp des Fahrzeugs feinjustiert werden. Die so präzisierten Kennlinien bzw. Parameter sind dann fix für die Serie.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Antriebsstrang und Axialkolbenpumpe sind in den Figuren dargestellt.
  • Es zeigen
    • Figur 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs,
    • Figur 2 einen Schaltplan zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • Figur 3 eine weitere Block-Kennlinie und eine weitere Q-Kennlinie,
    • Figur 4 eine weitere Block-Kennlinie und eine weitere Q-Kennlinie,
    • Figur 5 eine Block-Kennlinie und eine Q-Kennlinie als Pumpendruck über der Drehzahl,
    • Figur 6 eine weitere Interpolations-Kennlinie, und
    • Figur 7 ein dreidimensionales Kennfeld.
  • Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs. Er hat einen hydrostatischen geschlossenen Kreis mit einer verstellbaren Axialkolbenpumpe 1 in Schrägscheibenbauweise und mit einem konstanten Hydromotor 2, die über zwei Arbeitsleistungen 4 miteinander verbunden sind. Die Axialkolbenpumpe 1 wird von einem Dieselmotor 6 angetrieben, während der Hydromotor 2 zwei Räder antreibt. Die Axialkolbenpumpe 1 hat einen ET-Regler mit zwei Druckreduzierventilen. Der Antriebsstrang hat eine Elektronik 8, die die Druckreduzierventile des ET-Reglers mit Steuerstrom versorgt.
  • Figur 2 zeigt einen Schaltplan, der in der Elektronik 8 realisiert ist. Mit dem Schaltplan wird ein Ansteuergrad bzw. ein Steuerdruck pst für die Druckreduzierventile des ET-Reglers ermittelt. Zunächst wird eine aktuelle Drehzahl n der Axialkolbenpumpe 1 und eine gewählte Fahrtrichtung ermittelt. Die Drehzahl n der Axialkolbenmaschine 1 wird aus einer Drehzahl nEng der Dieselmotors 6 berechnet. Die Drehzahl n bzw. nEng wird mittels eines Filtergliedes PT1 geglättet und dient dann als Eingangsgröße einerseits eines Regelgliedes mit einer (so genannten) Q-Kennlinie 10 und andererseits eines Regelgliedes mit einer (so genannten) Block-Kennlinie 12.
  • Die Block-Kennlinie 12 beschreibt das gewünschte Verhalten der Axialkolbenpumpe 1 in einem ersten Betriebszustand bei hohem Drehmoment und geringer Drehzahl n bzw. nEng bzw. geringer Fördermenge. Die Axialkolbenpumpe 1 fördert gedanklich gegen Block. Der Pumpendruck wird aufgebaut.
  • Die Q-Kennlinie 10 beschreibt das gewünschte Verhalten der Axialkolbenpumpe 1 in einem zweiten Betriebszustand bei Abgabe einer maximalen Fördermenge, bei dem die Axialkolbenpumpe 1 schnell gegen die hydromechanische Rückstellkräfte ihres Schwenkwinkels α ausschwenken soll.
  • Beide Kennlinien 10, 12 sind monoton steigende Funktionen, die einen jeweiligen Steuerdruck pBlock, pQ in Abhängigkeit der Drehzahl n bzw. nEng definieren. Genauer gesagt definiert die Q-Kennlinie 10 einen Steuerdruck pQ, während die Block-Kennlinie 12 einen Steuerdruck pBlock definiert.
  • Diese beiden Steuerdrücke pBlock, pQ sind die Eingangsgrößen eines Mischgliedes mit einer Interpolations-Kennlinie 14. Die Interpolations-Kennlinie 14 definiert den resultierenden Steuerdruck pst für die beiden Druckreduzierventile, der erfindungsgemäß (zumindest über einen mittleren Bereich der Drehzahl n bzw. nEng) ein Mischungsverhältnis zwischen dem Steuerdruck pQ der Q-Kennlinie 10 und dem Steuerdruck pBlock der Block-Kennlinie 12 ist. Weiterhin erfindungsgemäß ist dieses Mischungsverhältnis vom Schwenkwinkel α der Axialkolbenpumpe 1 abhängig. Bei einem Schwenkwinkel α von 0° entspricht der Steuerdruck pst dem Steuerdruck pBlock und bei einem maximalen Schwenkwinkel α entspricht der Steuerdruck pst dem Steuerdruck pQ.
  • Beim gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt auch bei geringen Schwenkwinkeln α der resultierende Steuerdruck pst dem Steuerdruck pBlock und bei hohen Schwenkwinkel α dem Steuerdruck pQ. In einem mittleren Bereich des Schwenkwinkels α erfolgt bei der Ermittlung des Steuerdrucks pst die erfindungsgemäße Mischung der beiden Steuerdrücke pBlock, pQ.
  • Figur 3 zeigt eine Block-Kennlinie 12 und eine Q-Kennlinie 10, die von den in Figur 2 gezeigten Beispielen abweichen. Weiterhin abweichend von Figur 2 ist an der senkrechten Achse des Koordinatensystems statt dem Steuerdruck pBlock, pQ ein dementsprechender Ansteuergrad der Druckreduzierventile in Prozent aufgetragen.
  • Figur 4 zeigt eine weitere Block-Kennlinie 12 und eine weitere Q-Kennlinie 10, die von den vorher gezeigten Beispielen abweichen.
  • Figur 5 zeigt eine weitere Block-Kennlinie 12 und eine weitere Q-Kennlinie 10, wobei beide Kennlinien abweichend als Pumpendruck über der Drehzahl n bzw. nEng der Axialkolbenpumpe 1 aufgetragen sind.
  • Weiterhin sind bei den Figuren 4 und 5 entlang der waagerechten Achse, auf der die Drehzahl n bzw. nEng aufgetragen ist, verschiedene Kennwerte eingetragen. Dabei steht der Kennwert "Idle" für die Leerlaufdrehzahl des Dieselmotors 6 (vgl. Fig. 1) und der Kennwert "Idle + x rpm" für den Fahrbeginn des betroffenen Fahrzeugs. "FADI" steht für die maximale Leistung der Axialkolbenpumpe 1.
  • Figur 6 zeigt eine Interpolations-Kennlinie 14, die von der in Figur 2 gezeigten abweicht. Gemäß dieser Interpolations-Kennlinie 14 wird bis zu einem Schwenkwinkel α von 20% oder 40 % alleine der Steuerdruck pBlock der Block-Kennlinie 12 als Steuerdruck pst verwendet. Ab einem Schwenkwinkel α von 90 % wird alleine der Steuerdruck pQ der Q-Kennlinie 10 als Steuerdruck pst verwendet. Im mittleren Bereich des Schwenkwinkels α von 20 % bzw. 40 % bis 90 % wird linear zwischen den beiden Steuerdrücken pBlock, pQ interpoliert.
  • Figur 7 zeigt ein dreidimensionales Kennfeld, wobei der resultierende Steuerdruck pst über dem Schwenkwinkel α aufgetragen ist. Dabei sind verschiedene sich ergebende Pumpendrücke als jeweilige Kennlinien eingetragen. Negative Pumpendrücke (im Kennfeld der Figur unten) stehen für eine Verzögerung des Fahrzeugs über den erfindungsgemäß gesteuerten Antriebsstrang. Der mittlere Bereich des Schwenkwinkels α, in dem linear zwischen den beiden Steuerdrücken pBlock, pQ interpoliert wird, wird erstreckt sich hier von etwa 20 % bis etwa 55 %.
  • Die Steuerdrücke pBlock sind durch eine senkrechte Linie miteinander verbunden, die quasi die Block-Kennlinie 12 darstellt. Entsprechend sind auch die Steuerdrücke pQ durch eine senkrechte Linie miteinander verbunden, die quasi die Q-Kennlinie 10 darstellt.
  • Beispielhaft ist eine der Interpolations-Kennlinien 14 dargestellt. Genauer gesagt sind der mittlere Drehzahlbereich und der höhere Drehzahlbereich der Interpolations-Kennlinien 14 dargestellt.
  • Offenbart sind eine hydrostatische Axialkolbenpumpe 1 und ein Antriebsstrang damit und ein Verfahren zur Steuerung der Axialkolbenmaschine 1. Eine speziell für niedrige Drehzahlen n der Axialkolbenmaschine 1 optimierte Kennlinie 12 und eine speziell für hohe Drehzahlen n optimierte Kennlinie 10 definieren jeweils Steuerdrücke pBlock, pQ für den Pumpenregler in Abhängigkeit der Drehzahl n. Zumindest in einem mittleren Bereich der Drehzahl n werden Zwischenwerte pst von den beiden definieren Steuerdrücken pBlock, pQ für den Pumpenregler ermittelt und verwendet.

Claims (11)

  1. Hydrostatische Axialkolbenpumpe mit einem Pumpenregler und mit einer Elektronik (8), in der eine Block-Kennlinie (12) und eine Q-Kennlinie (10) hinterlegt sind, die jeweils einen Ansteuergrad zumindest eines Druckregelventils in Abhängigkeit einer Drehzahl (n) einer Antriebswelle der Axialkolbenpumpe definieren,
    wobei die Block-Kennlinie ein gewünschtes Verhalten der Axialkolbenpumpe in einem ersten Betriebszustand bei hohem Drehmoment und geringer Drehzahl bzw. geringer Fördermenge beschreibt,
    wobei die Q-Kennlinie ein gewünschtes Verhalten der Axialkolbenpumpe in einem zweiten Betriebszustand bei Abgabe einer maximalen Fördermenge, bei dem die Axialkolbenpumpe schnell gegen hydromechanische Rückstellkräfte ausschwenken soll,
    wobei die Elektronik (8) konfiguriert ist, die Ausgangsgrößen der beiden Kennlinien durch ein Rechenglied mit einem Mischungsverhältnis zu mischen, das vom Schwenkwinkel (α) der Axialkolbenpumpe abhängig ist
    wobei von der Elektronik (8) ein resultierender Ansteuergrad auf Basis des Mischungsverhältnisses berechenbar ist
  2. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, wobei der Pumpenregler eine ET-Verstellung aufweist, wobei bei der ET Verstellung der Volumenstrom am Ausgang der Axialkolbenpumpe stufenlos verstellbar ist, und wobei das Druckregelventil ein Druckreduzierventil ist, und wobei die Ansteuergrade jeweilige Steuerdrücke (pBlock, pQ, pst) sind.
  3. Hydrostatischer Antriebsstrang mit einem Hydromotor (2) und mit einer Axialkolbenpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  4. Hydrostatischer Antriebsstrang nach Anspruch 3, wobei der Schwenkwinkel (α) von der Elektronik (8) schätzbar oder berechenbar ist.
  5. Verfahren zur Steuerung eines Ansteuergrades zumindest eines Druckregelventils eines Pumpenreglers einer hydrostatischen Axialkolbenpumpe (1) gekennzeichnet durch die Schritte:
    - Hinterlegen einer Block-Kennlinie (12) und einer Q-Kennlinie (10), die jeweils einen Ansteuergrad des zumindest einen Druckregelventils in Abhängigkeit einer Drehzahl einer Antriebswelle der Axialkolbenpumpe (1) definieren, wobei die Block-Kennlinie ein gewünschtes Verhalten der Axialkolbenpumpe in einem ersten Betriebszustand bei hohem Drehmoment und geringer Drehzahl bzw. geringer Fördermenge beschreibt, und wobei die Q-Kennlinie ein gewünschtes Verhalten der Axialkolbenpumpe in einem zweiten Betriebszustand bei Abgabe einer maximalen Fördermenge, bei dem die Axialkolbenpumpe schnell gegen hydromechanische Rückstellkräfte ausschwenken soll;
    - Ermitteln der Drehzahl der Axialkolbenpumpe (1) ;
    - Ermitteln der jeweiligen Ansteuergrade der Block-Kennlinie (12) und der Q-Kennlinie (10);
    - Ermittlung eines resultierenden Ansteuergrades.
    wobei vorbereitend auch eine Interpolations-Kennlinie (14) hinterlegt wird, die ein Mischungsverhältnis zwischen den beiden Ansteuergraden in Abhängigkeit eines Schwenkwinkels (α) der Axialkolbenpumpe (1) definiert, und wobei die Ermittlung des resultierend Ansteuergrades ein Mischen der beiden Ansteuergrade mittels der Interpolations-Kennlinie (14) erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schwenkwinkel (α) gemessen oder geschätzt oder berechnet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Schätzung oder Berechnung des Schwenkwinkels (α) mit der Drehzahl (n) der Axialkolbenpumpe (1) und mit der Drehzahl und dem Schluckvolumen zumindest eines Hydromotors (2) vorgenommen wird, der von der Axialkolbenpumpe (1) versorgt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei die Interpolations-Kennlinie (14) im Rahmen einer Maschinenoptimierung und/oder Fahrzeugprojektierung eingestellt oder parametriert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Q-Kennlinie (10) und die Block-Kennlinie (12) im Rahmen einer Maschinenoptimierung und/oder Fahrzeugprojektierung eingestellt oder parametriert werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei vor der Einstellung oder Parametrierung der Kennlinien (10, 12, 14) mit Hilfe von Pumpenkennfeldern und einer Fahrzeugauslegung eine Initialbedatung erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei abschließend die Kennlinien (10, 12, 14) oder Parameter an einem Prototypfahrzeug feinjustiert werden.
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