WO2008028551A1 - Verfahren zum regeln eines antriebssystems und eine elektronische steuereinheit - Google Patents

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WO2008028551A1
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Markus Weber
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a drive system with a drive machine and at least one hydrostatic drive unit connected thereto as well as an electronic control unit.
  • hydrostatic drives diesel engines are usually used as drive machines, which are connected to a hydrostatic drive unit.
  • the hydrostatic drive unit consists of an adjustably designed hydraulic pump and a hydraulic motor connected therewith in the open or closed circuit.
  • the power ultimately to be delivered by the hydrostatic drive unit is determined by the action to be carried out and can therefore be carried out in a wide range
  • Ranges vary. For example, the required power during operation of an excavator is usually higher than during driving.
  • the prime mover normally designed as a diesel engine, is speed-controlled.
  • the known control has the disadvantage that the efficiency of the hydrostatic drive is not taken into account.
  • the prime mover is therefore often operated in a partial load range at a speed at which unnecessary fuel quantities are consumed due to poor efficiency of the hydrostatic drive unit.
  • the invention therefore has the object, a method and an electronic control unit for controlling a
  • the drive system is regulated by first determining a first power requirement for driving the vehicle. Furthermore, a
  • Vehicle speed characteristic determined. On the basis of the vehicle speed parameter and the first power requirement, an efficiency of the hydrostatic transmission is determined for several possible operating points. Taking into account the efficiency of the hydrostatic transmission, the required total power of the drive motor for the several possible operating points and hence the respective absolute fuel consumption is determined for these multiple, possible operating points, and the operating point with the lowest absolute fuel consumption is selected.
  • a required overall output of the drive machine is determined taking into account the efficiency of the hydrostatic transmission in the several possible operating points.
  • a required overall power of the engine is determined taking into account the efficiency determined for the several operating points.
  • the method according to the invention has the advantage that, for the determined power requirement at the output of the hydrostatic transmission, the absolutely lowest fuel consumption is actually determined and accordingly the drive machine is adjusted. In this case, the input power required in each case in the individual operating points overall power is determined, the efficiency of the hydrostatic transmission is taken into account.
  • the computing power can be kept low because the comparison values for determining the lowest fuel consumption are determined only for certain possible operating points and no internal optimization calculations are performed. Instead of a rigid speed specification, an adjusted speed value is thus output as desired value to the control unit of the drive machine.
  • the drive system has an engine and at least one hydrostatic transmission connected thereto.
  • an electronic control unit which has a first determination section for determining a first power requirement, a second determination section for determining a vehicle speed characteristic and a third determination section connected to the first and the second determination section for determining an efficiency of the hydrostatic transmission for a plurality of possible operating points having the prime mover. Furthermore, the electronic control unit has a central
  • Arithmetic section which is connected to the first and the third determination section and by which the operating point with the lowest absolute fuel consumption can be determined.
  • the total power of the prime mover is determined taking into account at least one additional power.
  • This at least one second power requirement corresponds, for example, to the power requirement by means of an additional working hydraulics driven by the engine.
  • a three-dimensional efficiency map for the plurality of operating points first of all a one-dimensional map by reducing the dimension of Determined efficiency map, wherein the three-dimensional map is stored in a memory of a control unit and is read from there by a central processing section of the electronic control unit.
  • a further operating point can be determined in each case between the possible operating points by means of interpolation.
  • the interpolation of further possible operating points is preferably carried out in a region for which an optimized fuel consumption is to be assumed on the basis of the results for the possible operating points.
  • an intermediate value is not formed by interpolation between all possible operating points, but only in the relevant range, so that also hereby the computing power can be kept low.
  • the respective operating points are defined by the desired speeds, which are given to the prime mover.
  • the operating point for which the lowest absolute fuel consumption has been determined is transmitted in the form of a setpoint speed to an engine control unit by the electronic control unit.
  • the electronic control unit preferably comprises a memory in which 3D efficiency characteristics of the hydrostatic transmission are stored. Further, in the electronic control unit in the memory, the
  • Characteristic map of the engine defined, which is readable by the central processing section of the electronic control unit, the map of the engine and so absolute fuel consumption for the different operating points can be determined.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a drive system for carrying out the inventive
  • Fig. 3 shows an example of a map after the
  • Fig. 4 is a table illustrating the determination of absolute fuel consumption for a plurality of possible operating points
  • FIG. 6 is a block diagram of an electronic control unit according to the invention.
  • a drive system 1 which has an internal combustion engine 2 as a prime mover.
  • the internal combustion engine 2 is normally designed as a diesel engine and drives, for example, a hydrostatic transmission 3.
  • the internal combustion engine 2 is connected via a drive shaft 4 with an adjustably designed hydraulic pump 5.
  • the adjustable hydraulic pump 5 is connected to a hydraulic motor 6 which is likewise adjustable in the illustrated exemplary embodiment via a first working line 7 and a second working line 8 in a closed hydraulic circuit.
  • hydraulic pump 5 or hydraulic motor 6 preferably hydrostatic piston machines are used.
  • the adjustable hydraulic motor 6 of the hydrostatic transmission 3 is connected via a second drive shaft 9 with a driven wheel 10, for example, an excavator.
  • a drive lever 11 via which a control signal from an operator of the Excavator is generated.
  • the required amount of fuel is supplied to the internal combustion engine 2 via the injection system 12.
  • an engine control unit 13 is provided, which specifies an injection quantity and time.
  • both the delivery volume of the variable displacement hydraulic pump 5 and the displacement of the adjustable hydraulic motor 6 are set in the hydrostatic transmission 3 so that the speed of the drive shaft 4 is converted into a corresponding speed of the second drive shaft 9.
  • a first adjusting device 14 is coupled to the hydraulic pump 5, which acts in response to a control signal to an adjusting mechanism of the hydraulic pump 5.
  • a specific pivot angle is set in the case of a hydrostatic piston machine designed as a swashplate machine.
  • a second adjusting device 15 is provided on the adjustable hydraulic motor 6, which cooperates with the adjusting mechanism of the hydraulic motor 6.
  • the first adjusting device 14 and the second adjusting device 15 are acted upon by an electrical control signal, which are determined for both adjusting devices 14, 15 by a common, not shown control unit of the hydrostatic transmission 3.
  • an electronic control unit 16 preferably in the form of a so-called OBD control unit, which communicates with the engine control unit 13 via a CAN bus 17.
  • a first signal line 18 is provided for connecting the engine control unit 13 to the CAN bus 17.
  • the electronic control unit 16 is connected to the CAN bus 17 via a signal line pair 19.
  • the drive shaft 4 is connected to the prime mover 2 via a transfer case 20.
  • the transfer case 20 drives a further drive shaft 21, which is coupled to a second hydraulic pump 22.
  • the second hydraulic pump 22 is likewise adjustable in its delivery volume and conveys pressure medium in the direction of a hydraulic cylinder 23, which is shown only as an example.
  • the unidirectional hydraulic cylinder 23 is represented as representative of any form of working hydraulics, with a hydraulic motor instead of hydraulic cylinders or other hydraulic consumers may be provided.
  • the drive power provided by the drive machine 2 thus branches in the direction of the working hydraulics 23 and in the direction of the traction drive.
  • the efficiency of the traction drive is dependent on the setting of the hydraulic pump 5 and the hydraulic motor 6.
  • the driving lever 11 or a corresponding pedal is deflected by an operator.
  • an acceleration or deceleration request is transmitted to the electronic control unit 16.
  • a current driving speed Vi St and the acceleration or deceleration request results in a certain first power requirement, which at the output of hydrostatic transmission 3 is required.
  • This first power requirement is determined by the electronic control unit 16.
  • the current driving speed Vi st is determined in the form of a driving speed characteristic.
  • Driving speed characteristic Vj. St is in the simplest case, for example, a speed signal or a speed value of the second drive shaft.
  • the first power requirement is composed of a share for a stationary drive, ie the maintenance of the current vehicle speed Vj.st and an acceleration component which occurs when the position of the drive lever 11 changes.
  • the power requirement can be met by various settings of the hydrostatic transmission 3. For example, it is possible to set the hydraulic pump 5 to a low delivery volume, but at the same time
  • FIG. 2 initially shows by way of example a 3D efficiency map of the hydrostatic transmission 3.
  • the surface shown in FIG. 2 in the three-dimensional characteristic map results for a specific, determined first power requirement.
  • the three-dimensional maps are stored in tabular form in the electronic control unit 16 in the form of discrete values. This results after the determination of the driving speed parameter Vi st and the first power requirement P Abt ri e b a plurality of possible operating points 25.1 to 25.5, as shown in FIG.
  • the possible operating points 25.1 to 25.5 in FIG. 3 are interconnected by a characteristic curve 26.
  • the operating point 25.4 is the one with the highest efficiency ⁇ Getr i ebe of the hydrostatic transmission 3.
  • the first power requirement P Abtr i eb and the efficiencies ⁇ Getri ebe for the plurality of possible operating points 25.1. to 25.5 determines the respectively required drive power, which must be provided by the prime mover 2 available.
  • this drive power corresponds to Pöiesei, driving a total power P D iesei, total of the prime mover 2. If additionally a working hydraulics is in use, then at least one is determined by the drive machine 2 in order to determine the total power Poiesei second power requirement of the working hydraulics determined and summed with the drive power P D iesei, drive to the total power PDiesei, total.
  • the procedure results from the table shown in FIG. 4.
  • the several possible operating points 25.i are indicated in the table in the first line by the diesel engine speed.
  • n D i ese i results in a certain efficiency ⁇ cetriebe the hydrostatic transmission 3. Due to this efficiency of the hydrostatic transmission 3 in the various possible Operating points 25. i to 25.5, a drive power PA drive is determined, which alone must be provided by the drive machine 2 for the hydrostatic drive.
  • To this is then added the required hydrostatic power of the working hydraulics as a second power requirement, so that, as indicated in the fourth line of the table, a total power Poiesei, total of the prime mover 2 results.
  • total of the prime mover 2 is determined from the map of the engine 2 of the absolute fuel consumption for the respective operating point 25.1 to 25.5. This is shown by way of example in line 5 in the table.
  • An operating point 25, i is determined in each case from the rotational speed n i D i ese the engine and the required total power P D iesei, total •
  • the lowest absolute fuel consumption at the possible operating points 25.1 to 25.5 is then determined by comparing the absolute fuel consumptions and the speed n D i eSe i indicative of this operating point 25.1 is output to the engine control unit 13 as the desired engine speed.
  • a further possible one is possible in an area around the thus determined operating point 25.sub.i with the absolutely lowest fuel consumption between the operating point 25.sub.i with the minimum absolute fuel consumption and its two adjacent operating points 25.sub.il and 25.i + 1 by interpolation Operating point determined, and the algorithm for determining the absolute fuel consumption at these carried out another possible operating points again.
  • the density of the operating points can be increased.
  • a comparison of the absolute consumption values determined for the individual operating points leads to a uniform consideration of all possible operating points. This can lead to large speed jumps, for example, if in the usable speed range far away operating points actually have the lowest absolute fuel consumption. In order to avoid such large speed jumps, it is possible to limit the solution space.
  • the determined absolute consumption values at the individual operating points are weighted for this purpose by means of a weighting function. This can be, for example, a Gaussian function which is arranged around the current speed actual value. Such an approach is exemplified by the sixth row of the table in FIG.
  • Fig. 5 the process flow is shown again simplified.
  • the first power requirement PA bt ri eb is determined.
  • a vehicle speed parameter vi st is determined, wherein the vehicle speed parameter vi st, as has already been explained with reference to FIG. 1, is preferably a tacho signal. From a three-dimensional efficiency map of the hydrostatic transmission 3 is taking into account the determined vehicle speed parameter v is and the first power requirement PAbtrieb by reducing the dimension of the three-dimensional efficiency map a one-dimensional efficiency map determined in step 32.
  • a drive power P Antr i eb for operating the traction drive in step 33 is determined.
  • a second power requirement of a working hydraulics or other consumer which may also be mechanical nature, determined.
  • a total power Püiesei, total is determined, which is to be provided by the prime mover 2.
  • an absolute consumption value in method step 35 is determined on the basis of the total power PDiesei, overall for the several possible operating points 25.1.
  • the absolute consumption values for the plurality of possible operating points 25. I are then compared with each other and the operating speed 25. I with the lowest absolute fuel consumption indicative speed n D i i i is output as the desired speed by the electronic control unit 16.
  • the individual sections of the electronic control unit 16 are shown in FIG. 6 in a block diagram of the electronic control unit 16.
  • the electronic control unit 16 is for
  • the electronic control unit 16 has an interface 40, which is connected to a first determination section 41 for exchanging information.
  • the first determination section 41 the first power requirement PAbrete / that is required for the implementation of a driving desire output power P Abtr i eb of the hydrostatic transmission 3 is determined.
  • the determination of the first power requirement P Abtr i eb includes both the detection of the position and the change in position of the driving lever 11, Thus, a proportion of the first power requirement PAbtrieb for overcoming the driving resistances and an acceleration component is determined.
  • at least one measured variable of the hydrostatic transmission 3 is supplied to the first determination section 41. This measured variable may include, inter alia, a pressure difference between the working lines 7 and 8.
  • the interface 40 is connected to a second determination section 42 for determining a driving speed parameter vi st .
  • the second determination section 42 can be connected, for example via the CAN bus 17, to a rotational speed sensor on the second drive shaft 9 of the hydrostatic transmission 3.
  • the first determination section 41 and the second determination section 42 are connected to a third determination section 43. Taking into account the determined first power requirement P Abtr i eb by the First determination section 41 and the vehicle speed characteristic Vi St by the second determination section 42, a reduction of a three-dimensional map is performed in the third determination section 43 in the manner already described.
  • the third determination section 43 is connected to a memory 44 in which the three-dimensional efficiency maps are stored in discrete values.
  • a three-dimensional efficiency map determined by the determined first power requirement PA bt ri eb is read out of the memory 44 by the third determination section 43 and converted into a one-dimensional efficiency map taking into account the determined driving speed parameter Vi st , and stored or noted in the memory 44.
  • the central computing section 46 also reads from the memory 45 a map of the prime mover 2, so that it from the determined drive power P D i ese i, Antr i eb and a further information about the second
  • Power requirement of the power hydraulics can calculate the absolute fuel consumption for any operating point 25.i.
  • the absolute fuel consumptions for the individual possible operating points 25 i are compared with one another and the operating point 25 i with the lowest absolute fuel consumption is determined. Subsequently, an interpolation can be performed by the central computing section 46, in which adjacent to the already determined operating point 25. I with the lowest absolute fuel consumption, further possible operating points are determined. For these other possible operating points, the associated absolute fuel consumption is also determined. By comparing the absolute fuel consumption of the now obtained total possible operating points that operating point is determined with the lowest absolute fuel consumption.
  • the corresponding to this operating point speed value n D i ese i is output as a set speed via the interface 40, which is also connected to the central computing section 46 for this purpose.
  • the weighting function corresponds for example to a Gaussian curve, which is arranged around the instantaneous speed of the diesel engine.
  • the illustrated curve leads to the fact that the absolute consumption values of the operating points, which are arranged closer to the instantaneous diesel rotational speed n D i ese i t , are reduced compared to the farther operating points. As a result, operating points further away are only considered if a greater consumption advantage is generated.
  • the Gaussian curve other weighting functions are also conceivable.
  • an upper limit is set for the first power requirement PAbrete. This ensures that for the drive not the full power of the engine 2 can be used and thus for a possibly. existing working hydraulics or ancillaries such as a power steering, nor a sufficient power component to ensure the function is available.
  • the limit value can preferably be defined as a percentage of a rated power of the drive machine 2.
  • the limit value is not over the entire
  • Driving speed range constant.
  • the limit value for this purpose is set as a function of the vehicle speed parameter Vi St.
  • the limit value for the first power requirement P Abt ri eb can be increased in the direction of the nominal power of the drive machine 2.
  • the increase is linear and starts from a specific value of the vehicle speed parameter v ist up to a maximum vehicle speed parameter v max .

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Antriebssystems (1) mit einer Antriebsmaschine (2) und zumindest einem damit verbundenen hydrostatischen Getriebe (3). Zunächst wird ein erster Leistungsbedarf zum Antrieb des Fahrzeugs ermittelt. Ferner wird eine Geschwindigkeitskenngröße der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Anschließend wird für mehrere mögliche Betriebspunkte ein Wirkungsgrad des hydrostatischen Getriebes (3) in Abhängigkeit von dem ersten Leistungsbedarf und der Fahrgeschwindigkeitskenngröße ermittelt. Für die mehreren Betriebspunkte wird der absolute Kraftstoffverbrauch ermittelt. Es wird derjenige Betriebspunkt mit dem niedrigsten absoluten Kraftstoffverbrauch ermittelt. Die Erfindung betrifft ferner eine elektronische Steuereinheit (16) mit einem ersten Ermittlungsabschnitt zum Ermitteln eines ersten Leistungsbedarfs, einem zweiten Ermittlungsabschnitt zur Ermittlung einer Fahrgeschwindigkeitskenngröße und einem mit dem ersten und dem dritten Ermittlungsabschnitt verbundenen dritten Ermittlungsabschnitt zur Ermittlung eines Wirkungsgrads des hydrostatischen Getriebes. Die elektronische Steuereinheit (16) weist einen zentralen Rechenabschnitt auf, der mit dem ersten und dem dritten Ermittlungsabschnitt verbunden ist und durch den derjenige Betriebspunkt mit dem niedrigsten absoluten Kraftstoffverbrauch ermittelbar ist.

Description

Verfahren zum Regeln eines Antriebssystems und eine elektronische Steuereinheit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Antriebssystems mit einer Antriebsmaschine und zumindest einer damit verbundenen hydrostatischen Antriebseinheit sowie eine elektronische Steuereinheit.
Zum Antreiben von hydrostatischen Antrieben werden meist Dieselmotoren als Antriebsmaschinen eingesetzt, die mit einer hydrostatischen Antriebseinheit verbunden sind. Die hydrostatische Antriebseinheit besteht in der Regel aus einer verstellbar ausgeführten Hydropumpe und einem damit im offenen oder geschlossenen Kreislauf verbundenen Hydromotor. Die letztlich durch die hydrostatische Antriebseinheit abzugebende Leistung wird durch die durchzu- führende Aktion bestimmt und kann daher in weiten
Bereichen variieren. So sind beispielsweise die erforderlichen Leistungen während des Arbeitsbetriebs eines Baggers in der Regel höher als während des Fahrbetriebs. Um die von der als primärer Kraftquelle wirkenden Antriebsmaschine abgegebene Leistung beeinflussen zu können, wird die normalerweise als Dieselmaschine ausgeführte Antriebsmaschine drehzahlgesteuert .
Es ist üblich, durch die Steuereinheit der hydrostatischen Antriebseinheit einen Drehzahlwert als Sollwert vorzugeben, der dann durch die Motorsteuerung der Antriebsmaschine umgesetzt wird. Um das Einhalten der entsprechenden Drehzahl bzw. die Betätigung des Stellglieds zur Einstellung der Dieseldrehzahl zu verbessern, ist es aus der DE 196 43 924 Al bekannt, den von der Motorsteuerung ausgegebenen Referenzwert mit einem gemessenen Ist-Wert zu vergleichen und hieraus einen Korrekturwert zu berechnen. Der Korrekturwert wird an einen Schrittmotor ausgegeben, der das Stellglied nachsteuert und so die tatsächliche Drehzahl der Dieselmaschine korrigiert . Mit der vorgeschlagenen Verbesserung werden die durch das Spiel der mechanischen Komponenten unvermeidbaren Schwankungen eliminiert.
Die bekannte Steuerung hat den Nachteil, dass der Wirkungsgrad des hydrostatischen Antriebs nicht berücksichtigt wird. Die Antriebsmaschine wird daher in einem Teillastbereich oft bei einer Drehzahl betrieben, bei der wegen eines schlechten Wirkungsgrads der hydrostatischen Antriebseinheit unnötige Brennstoffmengen verbraucht werden.
Die Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Verfahren und eine elektronische Steuereinheit zum Regeln eines
Antriebssystems zu schaffen, welches hinsichtlich des primären Energieeinsatzes verbessert ist.
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und die elektronische Steuereinheit nach Anspruch 9 gelöst.
Erfindungsgemäß wird das Antriebssystem geregelt, indem zunächst ein erster Leistungsbedarf zum Antrieb des Fahrzeugs ermittelt wird. Ferner wird eine
Fahrzeuggeschwindigkeitskenngröße ermittelt. Auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeitskenngröße und des ersten Leistungsbedarfs wird ein Wirkungsgrad des hydrostatischen Getriebes für mehrere mögliche Betriebspunkte ermittelt. Für diese mehreren, möglichen Betriebspunkte wird unter Berücksichtigung des Wirkungsgrads des hydrostatischen Getriebes die erforderliche Gesamtleistung des Antriebsmotors für die mehreren möglichen Betriebspunkte und daraus der jeweilige absolute Kraftstoffverbrauch ermittelt und derjenige Betriebspunkt mit dem niedrigsten absoluten Kraftstoffverbrauch ausgewählt.
Für die mehreren möglichen Betriebspunkte wird jeweils eine erforderliche Gesamtleistung der Antriebsmaschine unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades des hydrostatischen Getriebes in den mehreren möglichen Betriebspunkten ermittelt . Dazu wird ausgehend von dem ersten Leistungsbedarf, welcher der zur Realisierung eines Fahrwunsches entsprechende Leistungsbedarf ist, unter Berücksichtigung des für die mehreren Betriebspunkte ermittelten Wirkungsgrades eine erforderliche Gesamtleistung der Antriebsmaschine ermittelt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass zu dem ermittelten Leistungsbedarf am Ausgang des hydrostatischen Getriebes tatsächlich der absolut niedrigste Kraftstoffverbrauch ermittelt und dementsprechend die Antriebsmaschine eingestellt wird. Dabei wird die jeweils in den einzelnen Betriebspunkten eingangsseitig erforderliche Gesamtleistung ermittelt, wobei der Wirkungsgrad des hydrostatischen Getriebes berücksichtigt wird. Die Rechenleistung kann gering gehalten werden, da die Vergleichswerte zum Bestimmen des niedrigsten Kraftstoffverbrauchs lediglich für bestimmte mögliche Betriebspunkte ermittelt werden und keine inneren Optimierungsrechnungen durchgeführt werden. Anstelle einer starren Drehzahlvorgabe wird somit ein angepasster Drehzahlwert als Sollwert an das Steuergerät der Antriebsmaschine ausgegeben. Das Antriebssystem weist eine Antriebsmaschine und zumindest ein damit verbundenes hydrostatisches Getriebe auf. Zur Vorgabe einer Solldrehzahl ist eine elektronische Steuereinheit vorgesehen, die einen ersten Ermittlungsabschnitt zur Ermittlung eines ersten Leistungsbedarfs, einen zweiten Ermittlungsabschnitt zur Ermittlung einer Fahrgeschwindigkeitskenngröße und einen mit dem ersten und dem zweiten Ermittlungsabschnitt verbundenen dritten Ermittlungsabschnitt zur Ermittlung eines Wirkungsgrades des hydrostatischen Getriebes für mehrere mögliche Betriebspunkte der Antriebsmaschine aufweist. Ferner weist die elektronische Steuereinheit einen zentralen
Rechenabschnitt auf, der mit dem ersten und dem dritten Ermittlungsabschnitt verbunden ist und durch den derjenige Betriebspunkt mit dem niedrigsten absoluten Kraftstoffverbrauch ermittelbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ausgeführt .
Vorzugsweise wird die Gesamtleistung der Antriebsmaschine unter Berücksichtigung zumindest einer weiteren Leistung ermittelt. Dieser zumindest eine zweite Leistungsbedarf entspricht beispielsweise der Leistungsanforderung durch eine zusätzlich durch die Antriebsmaschine angetriebene Arbeitshydraulik.
Um den Rechenbedarf gering zu halten, wird vorzugsweise aus einem dreidimensionalen Wirkungsgradkennfeld für die mehreren Betriebspunkte zunächst ein eindimensionales Kennfeld durch die Reduzierung der Dimension des Wirkungsgradkennfelds ermittelt, wobei das dreidimensionale Kennfeld in einem Speicher einer Steuereinheit gespeichert ist und von dort durch einen zentralen Rechenabschnitt der elektronischen Steuereinheit ausgelesen wird.
Zum Erzeugen weiterer möglicher Betriebspunkte kann zwischen den möglichen Betriebspunkten durch Interpolation jeweils ein weiterer Betriebspunkt festgelegt werden. Die Interpolation weiterer möglicher Betriebspunkte wird vorzugsweise in einem Bereich durchgeführt, für den ein optimierter Kraftstoffverbrauch aufgrund der Ergebnisse für die möglichen Betriebspunkte anzunehmen ist. Somit wird nicht zwischen sämtlichen möglichen Betriebspunkten ein Zwischenwert durch Interpolation gebildet, sondern lediglich in dem relevanten Bereich, so dass auch hiermit die Rechenleistung niedrig gehalten werden kann.
Die jeweiligen Betriebspunkte sind durch die Solldrehzahlen, die der Antriebsmaschine vorgegeben werden, definiert. Derjenige Betriebspunkt, für den der niedrigste absolute Kraftstoffverbrauch ermittelt wurde, wird in Form einer Solldrehzahl an ein Antriebsmaschinensteuergerät durch die elektronische Steuereinheit übermittelt .
Die elektronische Steuereinheit umfasst vorzugsweise einen Speicher, in dem 3D-Wirkungsgradkennfeider des hydrostatischen Getriebes abgespeichert sind. Ferner ist in der elektronischen Steuereinheit in dem Speicher das
Kennfeld der Antriebsmaschine festgelegt, wobei durch den zentralen Rechenabschnitt der elektronischen Steuereinheit das Kennfeld der Antriebsmaschine einlesbar ist und so der absolute Kraftstoffverbrauch für die verschiedenen Betriebspunkte ermittelbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die elektronische Steuereinheit sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antriebs- Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens;
Fig. 2 ein Beispiel für ein 3D-Kennfeld;
Fig. 3 ein Beispiel für ein Kennfeld nach der
Reduzierung der Dimension mit mehreren möglichen Betriebspunkten;
Fig. 4 eine Tabelle zur Veranschaulichung der Ermittlung absoluter Kraftstoffverbräuche für mehrere mögliche Betriebspunkte;
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen elektronischen Steuereinheit; und
Fig. 7 ein beispielhafter Verlauf für eine Gewichtungsfunktion zur Beschränkung des
Lösungsraums .
Bevor die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungs- gemäßen Verfahrens zum Regeln eines Antriebssystems im Detail dargestellt werden, soll zunächst der grundsätzliche Aufbau eines der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zugrunde liegenden Antriebssystems erläutert werden.
In Fig. 1 ist hierzu ein Antriebssystem 1 dargestellt, welches als Antriebsmaschine einen Verbrennungsmotor 2 aufweist. Der Verbrennungsmotor 2 ist im Regelfall als Dieselmaschine ausgeführt und treibt beispielsweise ein hydrostatisches Getriebe 3 an. Der Verbrennungsmotor 2 ist über eine Triebwelle 4 mit einer verstellbar ausgeführten Hydropumpe 5 verbunden. Die verstellbare Hydropumpe 5 ist mit einem in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls verstellbaren Hydromotor 6 über eine erste Arbeits- leitung 7 und eine zweite Arbeitsleitung 8 in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf verbunden.
Die dargestellte Anordnung in einem geschlossenen Kreislauf ist keine notwendige Voraussetzung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Als Hydropumpe 5 bzw. Hydromotor 6 werden vorzugsweise hydrostatische Kolbenmaschinen eingesetzt.
Der Einfachheit halber wird nachfolgend die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand des in Fig. 1 dargestellten Fahrantriebs als hydrostatisches Getriebe 3 erläutert. Der verstellbare Hydromotor 6 des hydrostatischen Getriebes 3 ist über eine zweite Triebwelle 9 mit einem angetriebenen Rad 10 beispielsweise eines Baggers verbunden.
Zur Vorgabe der Fahrtrichtung sowie der Fahrgeschwindigkeit und eines Beschleunigungswunsches dient ein Fahrhebel 11, über den ein Steuersignal von einem Bediener des Baggers erzeugt wird. Die benötigte Kraftstoffmenge wird der Verbrennungskraftmaschine 2 über das Einspritzsystem 12 zugeführt. Zum Ermitteln der benötigten Kraftstoffmenge für das Einspritzsystem 12 ist ein Motorsteuergerät 13 vorgesehen, welches eine Einspritzmenge sowie -zeit vorgibt. Zur Umsetzung des Fahrwunsches wird zudem in dem hydrostatischen Getriebe 3 sowohl das Fördervolumen der verstellbaren Hydropumpe 5 als auch das Schluckvolumen des verstellbaren Hydromotors 6 so eingestellt, dass die Drehzahl der Triebwelle 4 in eine dem Fahrwunsch entsprechende Drehzahl der zweiten Triebwelle 9 umgesetzt wird. Hierzu ist mit der Hydropumpe 5 eine erste Verstellvorrichtung 14 gekoppelt, die in Abhängigkeit von einem Stellsignal auf einen Verstellmechanismus der Hydropumpe 5 wirkt.
Über den Verstellmechanismus der Hydropumpe 5 wird ein bestimmter Schwenkwinkel im Falle einer als Schrägscheibenmaschine ausgeführten hydrostatischen Kolben- maschine eingestellt. In vergleichbarer Weise ist eine zweite Verstellvorrichtung 15 an dem verstellbaren Hydromotor 6 vorgesehen, die mit dem Verstellmechanismus des Hydromotors 6 zusammenwirkt . In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die erste Verstellvorrichtung 14 und die zweite Verstellvorrichtung 15 mit einem elektrischen Stellsignal beaufschlagt, welche für beide Verstellvorrichtungen 14, 15 durch ein gemeinsames, nicht dargestelltes Steuergerät des hydrostatischen Getriebes 3 ermittelt werden.
Zur Ermittlung einer Solldrehzahl des Verbrennungsmotors dient eine elektronische Steuereinheit 16, vorzugsweise in Form einer so genannten OBD-Steuereinheit , welche mit dem Motorsteuergerät 13 über einen CAN-Bus 17 kommuniziert. Zur Anbindung des Motorsteuergeräts 13 an den CAN-Bus 17 ist eine erste Signalleitung 18 vorgesehen. Die elektronische Steuereinheit 16 ist über ein Signalleitungspaar 19 mit dem CAN-Bus 17 verbunden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Triebwelle 4 mit der Antriebsmaschine 2 über ein Verteilergetriebe 20 verbunden. Das Verteilergetriebe 20 treibt eine weitere Triebwelle 21 an, die mit einer zweiten Hydropumpe 22 gekoppelt ist. Die zweite Hydropumpe 22 ist in nicht näher dargestellter Weise ebenfalls in ihrem Fördervolumen einstellbar und fördert Druckmittel in Richtung eines lediglich beispielhaft dargestellten einseitig wirkenden Hydraulikzylinders 23. Der einseitig wirkende Hydraulikzylinder 23 ist stellvertretend für jede Form von Arbeitshydraulik dargestellt, wobei anstelle von Hydraulikzylindern auch ein Hydraulikmotor oder andere hydraulische Verbraucher vorgesehen sein können.
Die durch die Antriebsmaschine 2 zur Verfügung gestellte Antriebsleistung verzweigt sich somit in Richtung der Arbeitshydraulik 23 und in Richtung des Fahrantriebs. Der Wirkungsgrad des Fahrantriebs ist dabei von der Einstellung der Hydropumpe 5 und des Hydromotors 6 abhängig .
Zum Erzielen eines bestimmten Fahrwunsches wird durch einen Bediener beispielsweise der Fahrhebel 11 oder ein entsprechendes Pedal ausgelenkt. Damit wird an die elektronische Steuereinheit 16 ein Beschleunigungs- oder Verzögerungswunsch übermittelt. Ausgehend von einer momentanen Fahrgeschwindigkeit ViSt und dem Beschleunigungs- oder Verzögerungswunsch ergibt sich ein bestimmter erster Leistungsbedarf, welcher am Ausgang des hydrostatischen Getriebes 3 erforderlich ist. Dieser erste Leistungsbedarf wird durch die elektronische Steuereinheit 16 ermittelt. Hierzu wird einerseits die derzeitige Fahrgeschwindigkeit Vist in Form einer Fahrgeschwindigkeitskenngröße ermittelt . Die
Fahrgeschwindigkeitskenngröße Vj.st ist im einfachsten Fall beispielsweise ein Tachosignal oder ein Drehzahlwert der zweiten Triebwelle 9.
Der erste Leistungsbedarf setzt sich zusammen aus einem Anteil für eine stationäre Fahrt, also die Beibehaltung der derzeitigen Fahrgeschwindigkeit Vj.st sowie einem Beschleunigungsanteil, der bei einer Änderung der Position des Fahrhebels 11 auftritt.
Zur Umsetzung des Fahrwunsches kann dem Leistungsbedarf durch verschiedene Einstellungen des hydrostatischen Getriebes 3 Rechnung getragen werden. So ist es beispielsweise möglich, die Hydropumpe 5 auf ein geringes Fördervolumen zu stellen, gleichzeitig aber die
Eingangsdrehzahl der ersten Triebwelle 4 zu erhöhen. Andererseits ist es auch möglich, die Hydropumpe 5 auf ein großes Fördervolumen zu stellen und die Antriebsmaschine 2 bei niedriger Drehzahl zu betreiben. In Abhängigkeit der Einstellung des hydrostatischen Getriebes 3 ergeben sich für diese unterschiedlichen möglichen Betriebspunkte der Antriebsmaschine 2 unterschiedliche Wirkungsgrade des hydrostatischen Getriebes 3. Erfindungsgemäß werden diese unterschiedlichen Wirkungsgrade für die unterschiedlichen möglichen Betriebspunkte ausgewertet und der sich für die entsprechenden Betriebspunkte ergebende absolute Kraftstoffverbrauch ermittelt. In Fig. 2 ist zunächst beispielhaft ein 3D- Wirkungsgradkennfeld des hydrostatischen Getriebes 3 dargestellt. Die in der Fig. 2 in dem dreidimensionalen Kennfeld dargestellte Fläche ergibt sich für einen bestimmten ermittelten ersten Leistungsbedarf. Für eine bestimmte momentane Fahrgeschwindigkeit Vj.st und einen bestimmten ersten Leistungsbedarf PAbtrieb ergibt sich folglich ein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Betriebspunkt der Antriebsmaschine 2, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel also der Drehzahl nDieSei und dem zugeordneten Wirkungsgrad des hydrostatischen Getriebes ηGetriebe- Erfindungsgemäß wird aus dem zunächst bestimmten ersten Leistungsbedarf des Fahrantriebs und der jeweils aktuellen Fahrgeschwindigkeitskenngröße ViSt eine Reduzierung des dreidimensionalen Kennfeldes durchgeführt. Es ergibt sich daraus das in Fig. 3 dargestellte eindimensionale Kennfeld, bei dem für die gegebenen Randbedingungen, nämlich den ermittelten ersten Leistungsbedarf PAbtrieb und die Fahrgeschwindigkeitskenngröße vist ein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Betriebspunkt der
Antriebsmaschine 2 und dem Wirkungsgrad ηGetriebe-
Die dreidimensionalen Kennfelder, von denen eines beispielhaft in der Fig. 2 dargestellt ist, sind anders als es in der Fig. 2 dargestellt ist in der elektronischen Steuereinheit 16 in Form von diskreten Werten tabellarisch gespeichert . Daraus ergibt sich nach der Ermittlung der Fahrgeschwindigkeitskenngröße Vist und dem ersten Leistungsbedarf PAbtrieb eine Mehrzahl von möglichen Betriebspunkten 25.1 bis 25.5, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist. Lediglich zur Veranschaulichung sind die möglichen Betriebspunkte 25.1 bis 25.5 in der Fig. 3 durch einen Kennlinienverlauf 26 miteinander verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Betriebspunkt 25.4 derjenige mit dem höchsten Wirkungsgrad ηGetriebe des hydrostatischen Getriebes 3. Dies bedeutet, dass zum Bereitstellen des ersten Leistungsbedarfs auf der Ausgangsseite des hydrostatischen Getriebes 3 bei dieser Einstellung des hydrostatischen Getriebes 3 eingangsseitig die geringste Antriebsleistung an dem Eingang des hydrostatischen Getriebes 3 durch die Antriebsmaschine 2 zur Verfügung gestellt werden muss. Erfindungsgemäß wird nun aus dem ersten Leistungsbedarf PAbtrieb und den Wirkungsgraden ηGetriebe für die mehreren möglichen Betriebspunkte 25.1. bis 25.5 die jeweils erforderliche Antriebsleistung ermittelt, welche durch die Antriebsmaschine 2 zur Verfügung gestellt werden muss.
Wird kein weiterer Verbraucher durch die Antriebsmaschine 2 angetrieben, so entspricht diese Antriebsleistung Pöiesei,Antrieb einer Gesamtleistung PDiesei,gesamt der Antriebsmaschine 2. Ist zusätzlich eine Arbeitshydraulik im Einsatz, so wird zum Ermitteln der Gesamtleistung Poiesei,gesamt durch die Antriebsmaschine 2 zumindest ein zweiter Leistungsbedarf der Arbeitshydraulik ermittelt und mit der Antriebsleistung PDiesei,Antrieb zu der Gesamtleistung PDiesei , gesamt summiert .
Die Vorgehensweise ergibt sich aus der in der Fig. 4 dargestellten Tabelle. Die mehreren möglichen Betriebspunkte 25. i sind in der Tabelle in der ersten Zeile durch die Dieselkenndrehzahl gekennzeichnet. Zu jeder Dieseldrehzahl nDiesei ergibt sich ein bestimmter Wirkungsgrad ηcetriebe des hydrostatischen Getriebes 3. Aufgrund dieses Wirkungsgrads des hydrostatischen Getriebes 3 bei den verschiedenen möglichen Betriebspunkten 25. i bis 25.5 wird eine Antriebsleistung PAntrieb ermittelt, welche allein für den hydrostatischen Fahrantrieb durch die Antriebsmaschine 2 zur Verfügung gestellt werden muss. Zu dieser wird dann die benötigte hydrostatische Leistung der Arbeitshydraulik als zweiter Leistungsbedarf hinzugezählt, so dass sich, wie dies in der vierten Zeile der Tabelle angegeben ist, eine Gesamtleistung Poiesei,gesamt der Antriebsmaschine 2 ergibt.
Bei Kenntnis der jeweils erforderlichen Gesamtleistung Püiesei,gesamt der Antriebsmaschine 2 wird aus dem Kennfeld der Antriebsmaschine 2 der absolute Kraftstoffverbrauch für den jeweiligen Betriebspunkt 25.1 bis 25.5 ermittelt. Dies ist in der Tabelle beispielhaft in Zeile 5 dargestellt. Ein Betriebspunkt 25. i bestimmt sich dabei jeweils aus der Drehzahl nDiesei der Antriebsmaschine und der geforderten Gesamtleistung PDiesei,gesamt •
Im einfachsten Fall wird dann der niedrigste absolute Kraftstoffverbrauch bei den möglichen Betriebspunkten 25.1 bis 25.5 durch Vergleich der absoluten Kraftstoffverbräuche ermittelt und die diesen Betriebspunkt 25.1 kennzeichnende Drehzahl nDieSei als Solldrehzahl der Antriebsmaschine an das Antriebsmaschinensteuergerät 13 ausgegeben.
Vorzugsweise wird in einem Bereich um den so ermittelten Betriebspunkt 25. i mit dem absolut niedrigsten Kraftstoffverbrauch jeweils zwischen dem Betriebspunkt 25. i mit dem minimalen absoluten Kraftstoffverbrauch sowie seinen beiden benachbarten Betriebspunkten 25.i-l und 25.i+l durch Interpolation je ein weiterer möglicher Betriebspunkt ermittelt, und der Algorithmus zur Bestimmung des absoluten Kraftstoffverbrauchs bei diesen weiteren möglichen Betriebspunkten erneut durchgeführt. Auf diese Weise kann in dem Bereich um den voraussichtlich niedrigsten absoluten Kraftstoffverbrauch die Dichte der Betriebspunkte erhöht werden.
Ein Vergleich der für die einzelnen Betriebspunkte ermittelten absoluten Verbrauchswerte führt zu einer gleichmäßigen Berücksichtigung aller möglichen Betriebspunkte. Dazu kann es zu großen DrehzahlSprüngen kommen, wenn beispielsweise im nutzbaren Drehzahlband weit entfernt liegende Betriebspunkte den tatsächlich niedrigsten absoluten Kraftstoffverbrauch aufweisen. Um solche großen DrehzahlSprünge zu vermeiden ist es möglich, den Lösungsraum einzuschränken. Die ermittelten absoluten Verbrauchswerte bei den einzelnen Betriebspunkten werden hierzu mittels einer Gewichtungsfunktion gewichtet . Dies kann beispielsweise eine Gaußfunktion sein, die um den aktuellen Drehzahlistwert angeordnet ist. Eine solche Vorgehensweise ist beispielhaft durch die sechste Zeile der Tabelle in Fig. 4 dargestellt.
In der Fig. 5 ist noch einmal vereinfacht der Verfahrensablauf dargestellt. Zunächst wird in Verfahrensschritt 30 der erste Leistungsbedarf PAbtrieb ermittelt. In einem weiteren Verfahrensschritt 31 wird eine Fahrgeschwindigkeitskenngröße vist ermittelt, wobei die Fahrgeschwindigkeitskenngröße vist wie dies bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert wurde, vorzugsweise ein Tachosignal ist. Aus einem dreidimensionalen Wirkungsgradkennfeld des hydrostatischen Getriebes 3 wird unter Berücksichtigung der ermittelten Fahrgeschwindigkeitskenngröße vist und des ersten Leistungsbedarfs PAbtrieb durch Reduzierung der Dimension des dreidimensionalen Wirkungsgradkennfelds ein eindimensionales Wirkungsgradkennfeld in Verfahrensschritt 32 ermittelt.
Aus dem eindimensionalen Wirkungsgradkennfeld und dem ermittelten ersten Leistungsbedarf PDiesei,Abtrieb wird eine Antriebsleistung PAntrieb zum Betreiben des Fahrantriebs in Verfahrensschritt 33 ermittelt. Zudem wird ein zweiter Leistungsbedarf einer Arbeitshydraulik oder eines anderen Verbrauchers, welcher auch mechanischer Natur sein kann, ermittelt. Aus der Antriebsleistung PDiesei,Antrieb und dem zweiten Leistungsbedarf wird dann eine Gesamtleistung Püiesei,gesamt ermittelt, welche durch die Antriebsmaschine 2 zur Verfügung zu stellen ist. Aus dem Kennfeld der Antriebsmaschine 2 wird ausgehend von der Gesamtleistung PDiesei,gesamt für die mehreren möglichen Betriebspunkte 25.1 ein absoluter Verbrauchswert in Verfahrensschritt 35 bestimmt. Die absoluten Verbrauchswerte für die mehreren möglichen Betriebspunkte 25. i werden anschließend miteinander verglichen und die denjenigen Betriebspunkt 25. i mit dem geringsten absoluten Kraftstoffverbrauch kennzeichnende Drehzahl nDiesei als Solldrehzahl durch die elektronische Steuereinheit 16 ausgegeben.
Die Einstellung der Solldrehzahl seitens der Antriebsmaschine 2 wird dann durch das
Antriebsmaschinensteuergerät 13 durchgeführt.
Die einzelnen Abschnitte der elektronischen Steuereinheit 16 sind in der Fig. 6 in einem Blockschaltbild der elektronischen Steuereinheit 16 dargestellt. Die elektronische Steuereinheit 16 ist zum
Informationsaustausch mit dem CAN-Bus 17 des Fahrzeugs über ein Signalleitungspaar 19 verbunden. Über das Signalleitungspaar 19 wird der elektronischen Steuereinheit 16 das Tachosignal und die Position des Fahrhebels 11 zugeführt. Über die zweite Leitung des Signalleitungspaars 19 wird über den CAN-Bus 17 beispielsweise die Solldrehzahl dem Antriebsmaschinensteuergerät 13 übermittelt.
Die elektronische Steuereinheit 16 umfasst zur Ein- und Ausgabe von Signalen ein Interface 40, welches zum Informationsaustausch mit einem ersten Ermittlungsabschnitt 41 verbunden ist. In dem ersten Ermittlungsabschnitt 41 wird der erste Leistungsbedarf PAbtrieb/ also die für die Umsetzung eines Fahrwunsches erforderliche Abtriebsleistung PAbtrieb des hydrostatischen Getriebes 3 ermittelt. Die Ermittlung des ersten Leistungsbedarfs PAbtrieb umfasst sowohl die Erfassung der Position als auch der Positionsänderung des Fahrhebels 11, Damit wird ein Anteil des ersten Leistungsbedarfs PAbtrieb für die Überwindung der Fahrwiderstände als auch ein Beschleunigungsanteil ermittelt. Hierzu wird beispielsweise dem ersten Ermittlungsabschnitt 41 mindestens eine Messgröße des hydrostatischen Getriebes 3 zugeführt. Diese Messgröße kann u.a. eine Druckdifferenz zwischen den Arbeitsleitungen 7 und 8 umfassen.
Weiterhin ist das Interface 40 mit einem zweiten Ermittlungsabschnitt 42 zum Ermitteln einer Fahrgeschwindigkeitskenngröße vist verbunden. Der zweite Ermittlungsabschnitt 42 kann hierzu beispielsweise über den CAN-Bus 17 mit einem Drehzahlsensor an der zweiten Triebwelle 9 des hydrostatischen Getriebes 3 verbunden sein. Der erste Ermittlungsabschnitt 41 und der zweite Ermittlungsabschnitt 42 sind mit einem dritten Ermittlungsabschnitt 43 verbunden. Unter Berücksichtigung des ermittelten ersten Leistungsbedarfs PAbtrieb durch den ersten Ermittlungsabschnitt 41 und der Fahrgeschwindigkeitskenngröße ViSt durch den zweiten Ermittlungsabschnitt 42 wird in dem dritten Ermittlungsabschnitt 43 eine Reduzierung eines dreidimensionalen Kennfelds in bereits beschriebener Weise durchgeführt. Der dritte Ermittlungsabschnitt 43 ist mit einem Speicher 44 verbunden, in dem die dreidimensionalen Wirkungsgradkennfelder in diskreten Werten gespeichert sind. Ein durch den ermittelten ersten Leistungsbedarf PAbtrieb festgelegtes dreidimensionales Wirkungsgradkennfeld wird durch den dritten Ermittlungsabschnitt 43 aus dem Speicher 44 ausgelesen und unter Berücksichtigung der ermittelten Fahrgeschwindigkeitskenngröße Vist in ein eindimensionales Wirkungsgradkennfeld umgewandelt, und im Speicher 44 abgelegt bzw. vermerkt.
In dem dritten Ermittlungsabschnitt 43 werden in dem eindimensionalen Kennfeld mehrere mögliche Betriebspunkte 25. i bestimmt. Für die jeweils möglichen Betriebspunkte 25. i wird dann der korrespondierende Wert für den
Wirkungsgrad ηGetriebe des hydrostatischen Getriebes 3 aus dem eindimensionalen Kennfeld ermittelt und die sich daraus ergebende erforderliche Antriebsleistung Püiesei,Antrieb für den Fahrantrieb an einen zentralen Rechenabschnitt 46 übermittelt.
Der zentrale Rechenabschnitt 46 liest zudem aus dem Speicher 45 ein Kennfeld der Antriebsmaschine 2 ein, so dass er aus der ermittelten Antriebsleistung PDiesei,Antrieb und einer weiteren Information über den zweiten
Leistungsbedarf der Arbeitshydraulik den absoluten Kraftstoffverbrauch für jeden möglichen Betriebspunkt 25. i berechnen kann. Die absoluten Kraftstoffverbräuche für die einzelnen möglichen Betriebspunkte 25. i werden miteinander verglichen und derjenige Betriebspunkt 25. i mit dem niedrigsten absoluten Kraftstoffverbrauch ermittelt. Anschließend kann durch den zentralen Rechenabschnitt 46 eine Interpolation durchgeführt werden, bei dem benachbart zu dem bereits ermittelten Betriebspunkt 25. i mit dem niedrigsten absoluten Kraftstoffverbrauch weitere mögliche Betriebspunkte ermittelt werden. Für diese weiteren möglichen Betriebspunkte wird ebenfalls der zugehörige absolute Kraftstoffverbrauch ermittelt. Durch Vergleich der absoluten Kraftstoffverbräuche der nun insgesamt erhaltenen möglichen Betriebspunkte wird dann derjenige Betriebspunkt mit dem niedrigsten absoluten Kraftstoffverbrauch bestimmt. Der zu diesem Betriebspunkt korrespondierende Drehzahlwert nDiesei wird als Solldrehzahl über das Interface 40 ausgegeben, welches hierzu ebenfalls mit dem zentralen Rechenabschnitt 46 verbunden ist.
Ein möglicher Verlauf für eine Gewichtungsfunktion ist in der Fig. 7 dargestellt. Die Gewichtungsfunktion entspricht beispielsweise einer Gaußkurve, welche um die momentane Drehzahl der Dieselmaschine angeordnet ist. Der dargestellte Kurvenverlauf führt dazu, dass die absoluten Verbrauchswerte der Betriebspunkte, die näher an der momentanen Dieseldrehzahl nDiesei,ist angeordnet sind, gegenüber den weiter entfernt liegenden Betriebspunkten reduziert werden. Dadurch werden weiter entfernt liegende Betriebspunkte nur dann berücksichtigt, wenn ein größerer Verbrauchsvorteil erzeugt wird. Anstelle der Gaußkurve sind auch andere Gewichtungsfunktionen denkbar.
Alternativ zu der dargestellten Gewichtungsfunktion in Form einer Gaußkurve, die als Kennfeld in dem Speicher 44 hinterlegt sein kann, kann auch eine Fuzzylogik eingesetzt werden .
Vorzugsweise wird für den ersten Leistungsbedarf PAbtrieb ein oberer Grenzwert festgelegt. Damit wird sichergestellt, dass für den Fahrantrieb nicht die vollständige Leistung der Antriebsmaschine 2 genutzt werden kann und somit für eine evtl . vorhandene Arbeitshydraulik oder auch Nebenaggregate wie beispielsweise eine Servolenkung, noch ein ausreichender Leistungsanteil zum Sicherstellen der Funktion verfügbar ist. Der Grenzwert kann vorzugsweise als prozentualer Anteil einer Nennleistung der Antriebsmaschine 2 festgelegt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Grenzwert nicht über den gesamten
Fahrgeschwindigkeitsbereich konstant. In einem bestimmten Bereich der Fahrgeschwindigkeit, bzw. der die Fahrgeschwindigkeit kennzeichnenden Fahrgeschwindigkeits- kenngröße Vist, wird der Grenzwert hierzu in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeitskenngröße ViSt festgelegt . Damit kann beispielsweise bei Überschreiten einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit der Grenzwert für den ersten Leistungsbedarf PAbtrieb in Richtung der Nennleistung der Antriebsmaschine 2 erhöht werden. Im einfachsten Fall ist die Erhöhung linear und startet von einem bestimmten Wert der Fahrgeschwindigkeitkenngröße vist bis hin zu einer maximalen Fahrgeschwindigkeitskenngröße vmax.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind auch einzelne Aspekte, welche in dem Ausführungsbeispiel in einer bevorzugten Kombination dargestellt sind, mit anderen Aspekten und Merkmalen der Erfindung kombinierbar.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Regeln eines Antriebssystems mit einer Antriebsmaschine (2) und zumindest einem damit verbundenen hydrostatischen Getriebe (3) mit folgenden Verfahrensschritten:
- Ermitteln eines ersten Leistungsbedarfs (PAttrieb) zum Antrieb eines Fahrzeugs, - Ermitteln einer Fahrzeuggeschwindigkeitskenngröße
(Vist) ,
- Ermitteln eines Wirkungsgrads (ηcetriebe) des hydrostatischen Getriebes (3) in Abhängigkeit von dem ersten Leistungsbedarf (PAbtrieb) und der Fahrgeschwindigkeitskenngröße (vist) für mehrere mögliche Betriebspunkte (25. i) der Antriebsmaschine (2) und
- Ermitteln jeweils einer Gesamtleistung (PDiesei,gesamt) der Antriebsmaschine (2) und für die mehreren möglichen Betriebspunkte (25. i) eines absoluten
Kraftstoffverbrauchs für die mehreren Betriebspunkte (25. i) und Auswahl desjenigen Betriebspunkts (25. i) mit dem niedrigsten Kraftstoffverbrauch.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Gesamtleistungen (Poiesei,gesamt) bei dem mehrere mögliche Betriebspunkte (25. i) zumindest ein zweiter Leistungsbedarf berücksichtigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkungsgrade (ηGetriebe) der mehreren Betriebspunkte (25. i) durch Reduzieren der Dimension eines 3 -D Wirkungsgradkennfelds ermittelt werden, wobei das 3 -D Wirkungsgradkennfeld aus einem Speicher (44) eines elektronischen Steuergeräts (16) ausgelesen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass für weitere, durch Interpolation ermittelte Betriebspunkte der jeweilige absolute Kraftstoffverbrauch ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Betriebspunkt (25. i) mit dem niedrigsten absoluten Kraftstoffverbrauch durch Vorgabe einer Solldrehzahl (nDieSei) an ein Antriebsmaschinenteuergerät (13) übermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten Leistungsbedarf (PAbtrieb) ein oberer Grenzwert festgelegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass der obere Grenzwert ein prozentualer Anteil einer Nennleistung der Antriebsmaschine (2) ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Grenzwert zumindest in einem Bereich der Fahrgeschwindigkeitskenngröße (vist) abhängig von der Fahrgeschwindigkeitskenngröße (vist) ist.
9. Elektronische Steuereinheit für ein Antriebssystem mit einer Antriebsmaschine (2) und zumindest mit einem damit verbundenen hydrostatischen Getriebe (3), wobei die elektronische Steuereinheit (16) einen ersten Ermittlungsabschnitt (41) zur Ermittlung eines ersten Leistungsbedarfs (PAbtrieb) / einen zweiten Ermittlungsabschnitt (42) zur Ermittlung einer Fahrzeuggeschwindigkeitskenngröße (vist) und einen mit dem ersten und dem zweiten Ermittlungsabschnitt (41, 42) verbundenen dritten Ermittlungsabschnitt (43) zur Ermittlung eines Wirkungsgrads (ηcetriebe) des hydrostatischen Getriebes (3) für mehrere möglich Betriebspunkte (25. i) der Antriebsmaschine (2) aufweist, und mit einem zentralen Rechenabschnitt (46) , der mit dem ersten und dem dritten Ermittlungsabschnitt (43) verbunden ist und durch den derjenige Betriebspunkt (25. i) mit dem niedrigsten absoluten Kraftstoffverbrauch ermittelbar ist .
10. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch den zentralen Rechenabschnitt (46) mehrere absolute Kraftstoffverbräuche der mehreren möglichen Betriebspunkte (25. i) miteinander vergleichbar sind.
11. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, das durch den zentralen Rechenabschnitt (46) der erste Leistungsbedarf (PAbtrieb) und Wirkungsgrade (ηGetriebe) mehrerer möglicher Betriebspunkte (25. i) einlesbar sind und daraus eine Gesamtleistung (Pgesamt) berechenbar ist.
12. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch den zentralen Rechenabschnitt (46) zumindest ein zweiter Leistungsbedarf einlesbar ist.
13. Elektronische Steuereinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (16) einen Speicher (44) umfasst und in dem Speicher (44) eine Mehrzahl von möglichen Betriebspunkten (25. i) gespeichert ist und der Speicher (44) mit dem zentralen Rechenabschnitt (46) verbunden ist.
14. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch den zentralen Rechenabschnitt (46) weitere mögliche Betriebspunkte durch Interpolation der in dem Speicher (44) gespeicherten Betriebspunkten (25.i) berechenbar sind.
15. Elektronische Steuereinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch die elektronische Steuereinheit (16) eine
Solldrehzahl (nDieSei) ausgebbar ist.
16. Elektronische Steuereinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch den zentralen Rechenabschnitt (46) ein oberer Grenzwert für den ersten Leistungsbedarf (PAbtrieb) festlegbar ist.
17. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Grenzwert als Anteil an einer
Nennleistung der Antriebsmaschine (2) festgelegt ist
18. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Grenzwert innerhalb eines
Fahrgeschwindigkeitskenngrößenbereichs abhängig von der Fahrgeschwindigkeitskenngröße (vist) ist.
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