DE102016200259A1

DE102016200259A1 - Method for calibrating a drive pump of a hydrostatic drive

Info

Publication number: DE102016200259A1
Application number: DE102016200259.7A
Authority: DE
Inventors: Stefan Traub; Andreas Litz; Klaus BAUMANN; Markus Eymüller; Maik Dreher
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-01-13
Filing date: 2016-01-13
Publication date: 2017-07-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Fahrpumpe eines hydrostatischen Fahrantriebs (1). Der Fahrantrieb umfasst eine Fahrpumpe (3), deren Fördervolumen mithilfe eines veränderbaren Steuerdrucks verstellbar ist, und zumindest einen Hydromotor (4, 5) mit verstellbarem Schluckvolumen. Die Fahrpumpe (3) und der Hydromotor (4, 5) sind über einen hydraulischen Förderkreis (11) fluidisch miteinander verbunden. Das Verfahren sieht vor, dass die Fahrpumpe (3) durch den Antriebsmotor (2) mit einer konstanten Antriebsmotordrehzahl angetrieben wird, dass an dem Hydromotor (4, 5) abtriebsseitig eine konstante Last angelegt wird, und dass ein Kalibriersteuerdruck an der Fahrpumpe eingestellt wird. Danach wird in dem hydraulischen Förderkreis (11) ein Hochdruck gemessen und das Fördervolumen der Fahrpumpe (3) ermittelt. Schließlich wird mithilfe des gemessenen Hochdrucks und des ermittelten Fördervolumens aus einem Pumpenkennfeld der entsprechende Steuerdruck ermittelt und mit dem Kalibriersteuerdruck verglichen.The invention relates to a method for calibrating a drive pump of a hydrostatic drive (1). The traction drive comprises a drive pump (3), whose delivery volume is adjustable by means of a variable control pressure, and at least one hydraulic motor (4, 5) with adjustable displacement. The drive pump (3) and the hydraulic motor (4, 5) are fluidically connected to each other via a hydraulic delivery circuit (11). The method provides that the drive pump (3) is driven by the drive motor (2) at a constant drive motor speed, that a constant load is applied to the hydraulic motor (4, 5) on the output side, and that a calibration control pressure is set on the drive pump. Thereafter, a high pressure is measured in the hydraulic delivery circuit (11) and the delivery volume of the drive pump (3) is determined. Finally, using the measured high pressure and the determined delivery volume, the corresponding control pressure is determined from a pump characteristic field and compared with the calibration control pressure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Fahrpumpe eines hydrostatischen Fahrantriebs gemäß Anspruch 1 und einen hydrostatischen Fahrantrieb gemäß Anspruch 6. The invention relates to a method for calibrating a drive pump of a hydrostatic drive according to claim 1 and a hydrostatic drive according to claim 6.

Ein hydrostatischer Fahrantrieb bezieht sich allgemein auf einen Antriebsstrang oder auf einen Teil eines Antriebsstrangs beispielsweise in einer Arbeits- oder Baumaschine. In einem solchen hydrostatischen Fahrantrieb wird ein Hydraulikfluid zum Antrieb der Arbeitsmaschine verwendet. Dazu wird das Hydraulikfluid mittels einer Hydraulikpumpe unter Druck und in Bewegung gesetzt. In einer typischen Konstruktion wird die Hydraulikpumpe von einer Ausgangswelle des Antriebsmotors angetrieben und liefert unter Druck gesetztes Hydraulikfluid zu einem hydrostatischen Motor, der wiederum mit einer oder mit mehreren Achsen der Arbeitsmaschine gekoppelt ist. Ein solcher hydrostatischer Motor wird im Folgenden auch Hydromotor genannt. Die Hydraulikpumpe des Fahrantriebs wird im Folgenden Fahrpumpe genannt. Bei vielen Baumaschinen mit hydrostatischem Fahrantrieb haben sowohl die Fahrpumpe als auch der Hydromotor jeweils eine variable Verdrängung bzw. ein verstellbares Förder- oder Schluckvolumen, wodurch das relative Drehmoment und die Drehzahl einer Abtriebswelle des Fahrantriebs kontinuierlich variiert werden können. Anstatt einem Hydromotor können auch zwei Hydromotoren in einem hydrostatischen Fahrantrieb eingesetzt werden, um den Fahrantrieb in verschiedenen Leistungsbereichen mit einem optimalen Wirkungsgrad betreiben zu können. Als Fahrpumpe und als Hydromotor können beispielsweise Radialkolbenmaschinen oder Axialkolbenmaschinen verwendet werden. A hydrostatic drive generally refers to a drive train or to a part of a drive train, for example in a work or construction machine. In such a hydrostatic drive a hydraulic fluid is used to drive the work machine. For this purpose, the hydraulic fluid is pressurized and started by means of a hydraulic pump. In a typical construction, the hydraulic pump is driven by an output shaft of the drive motor and provides pressurized hydraulic fluid to a hydrostatic motor, which in turn is coupled to one or more axes of the work machine. Such a hydrostatic motor is also referred to below as a hydraulic motor. The hydraulic pump of the traction drive is referred to below as the traction pump. In many construction machines with hydrostatic drive both the drive pump and the hydraulic motor each have a variable displacement or an adjustable delivery or displacement, whereby the relative torque and the rotational speed of an output shaft of the traction drive can be varied continuously. Instead of a hydraulic motor and two hydraulic motors can be used in a hydrostatic drive to operate the drive in different power ranges with optimal efficiency can. As a drive pump and as a hydraulic motor, for example, radial piston machines or axial piston machines can be used.

Aus der WO 2011/057688 A1 ist ein Kalibrierverfahren für einen hydrostatischen Fahrantrieb eines Kettenfahrzeugs mit zwei hydraulischen Antriebskreisen bekannt. Damit sollen Toleranzen eines Stromabgleichs eines Steuergerätes sowie mechanische Toleranzen des Fahrantriebs ausgeglichen werden, so dass ein gleichmäßiges Anfahren des Kettenfahrzeugs ohne Winkelversatz zur gewünschten Fahrtrichtung gewährleistet ist. From the WO 2011/057688 A1 is a calibration method for a hydrostatic drive of a tracked vehicle with two hydraulic drive circuits known. In order to compensate for tolerances of a current balance of a control unit and mechanical tolerances of the traction drive, so that a smooth start of the tracked vehicle is guaranteed without angular offset to the desired direction of travel.

Aus der WO 2011/159969 A2 ist ferner ein Verfahren zum Kalibrieren eines hydrostatischen Antriebs bekannt, mit dessen Hilfe eine effektive Steuerung des Antriebsdrehmomentes ermöglicht werden soll. Dabei sollen Abweichungen zwischen einzelnen Antrieben desselben Typs und derselben Baureihe ausgeglichen werden, die aufgrund von Toleranzen der Bauteile auftreten. From the WO 2011/159969 A2 Further, a method for calibrating a hydrostatic drive is known, by means of which an effective control of the drive torque is to be made possible. In this case, deviations between individual drives of the same type and the same series are compensated, which occur due to tolerances of the components.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Kalibrieren einer Fahrpumpe eines hydrostatischen Fahrantriebs anzugeben. Das Verfahren soll es insbesondere ermöglichen Bauteiltoleranzen der Fahrpumpe auszugleichen, um so ein möglichst vorhersehbares, gleichmäßiges Fahrverhalten des durch den hydrostatischen Fahrantrieb angetriebenen Fahrzeugs zu erreichen. Ferner soll ein hydrostatischer Fahrantrieb angegeben werden, der zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist. It is the object of the present invention to provide an improved method for calibrating a drive pump of a hydrostatic drive. The method should in particular make it possible to compensate component tolerances of the drive pump in order to achieve the most predictable, uniform driving behavior of the vehicle driven by the hydrostatic drive. Furthermore, a hydrostatic drive is to be specified, which is suitable for carrying out the method.

Die Lösung dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch einen hydrostatischen Fahrantrieb gemäß Anspruch 6 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen hervor. The solution of these objects is achieved by a method according to claim 1 and by a hydrostatic drive according to claim 6. Advantageous embodiments and further developments emerge from the respective dependent claims.

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Kalibrieren einer Fahrpumpe eines hydrostatischen Fahrantriebs, wobei der Fahrantrieb eine verstellbare Fahrpumpe und zumindest einen Hydromotor mit verstellbarem Schluckvolumen umfasst. Das Fördervolumen der Fahrpumpe ist mithilfe eines veränderbaren Steuerdrucks verstellbar. Dabei wird das Fördervolumen der Fahrpumpe beispielsweise proportional und stufenlos mit dem Steuerdruck verstellt. Die Fahrpumpe und der Hydromotor sind über einen hydraulischen Förderkreis fluidisch miteinander verbunden. Die Fahrpumpe ist durch einen Antriebsmotor antreibbar und der Hydromotor ist abtriebsseitig mit einem mechanischen Antriebsstrang verbunden. D.h. der mechanische Antriebsstrang ist über den hydrostatischen Fahrantrieb antreibbar. Proposed is a method for calibrating a drive pump of a hydrostatic drive, wherein the drive comprises an adjustable drive pump and at least one hydraulic motor with adjustable displacement. The delivery volume of the drive pump is adjustable by means of a variable control pressure. In this case, the delivery volume of the drive pump, for example, adjusted proportionally and continuously with the control pressure. The drive pump and the hydraulic motor are fluidly connected to each other via a hydraulic delivery circuit. The drive pump is drivable by a drive motor and the hydraulic motor is connected on the output side with a mechanical drive train. That The mechanical drive train can be driven via the hydrostatic drive.

Das Verfahren sieht vor, dass die Fahrpumpe durch den Antriebsmotor mit einer konstanten Antriebsmotordrehzahl angetrieben wird, und dass am Hydromotor abtriebsseitig eine konstante Last angelegt wird. Durch die angelegte Last wird der Hochdruck im hydraulischen Förderkreis erhöht. The method provides that the drive pump is driven by the drive motor with a constant drive motor speed, and that on the output side of the hydraulic motor, a constant load is applied. The applied load increases the high pressure in the hydraulic delivery circuit.

An der Fahrpumpe wird ein Kalibriersteuerdruck eingestellt, wodurch die Fahrpumpe ein diesem Kalibriersteuerdruck entsprechendes Fördervolumen einnimmt und Hydraulikfluid durch den hydraulischen Förderkreis gefördert wird. Der Kalibriersteuerdruck ist ein bekannter oder messbarer Wert. In dem hydraulischen Förderkreis stellt sich nun ein Betriebsdruck ein. Dabei kann zwischen einem Niederdruckbereich auf der Saugseite der Fahrpumpe und einem Hochdruckbereich auf der Druckseite der Fahrpumpe unterschieden werden. In dem Hochdruckbereich wird nun ein Hochdruck gemessen. Zudem wird mithilfe einer erfassten Abtriebsdrehzahl und dem gemessenen Schluckvolumen des Hydromotors das Fördervolumen der Fahrpumpe ermittelt. Bei Fahrantrieben mit zwei Hydromotoren muss das eingestellte Schluckvolumen beider Hydromotoren gemessen und zur Berechnung des Fördervolumens verwendet werden. A calibration control pressure is set at the drive pump, whereby the drive pump assumes a delivery volume corresponding to this calibration control pressure and hydraulic fluid is conveyed through the hydraulic delivery circuit. The calibration control pressure is a known or measurable value. In the hydraulic delivery circuit now sets an operating pressure. In this case, a distinction can be made between a low-pressure region on the suction side of the drive pump and a high-pressure region on the pressure side of the drive pump. In the high pressure area, a high pressure is now measured. In addition, the delivery volume of the drive pump is determined by means of a recorded output speed and the measured displacement of the hydraulic motor. For travel drives with two hydraulic motors, the set displacement volume of both hydraulic motors must be measured and used to calculate the delivery volume.

Das Fördervolumen der Fahrpumpe kann beispielsweise in Form eines Prozentanteils gegenüber einem maximalen Fördervolumen der Fahrpumpe angegeben werden, sodass ein Fördervolumen von 50% bedeutet, dass die Fahrpumpe auf die Hälfte ihres maximalen Fördervolumens eingestellt ist. Der Begriff Fördervolumen wird hier gleichbedeutend zu Verdrängungsvolumen verwendet. Das maximale Fördervolumen entspricht dem maximalen geometrischen Verdrängungsvolumen der Fahrpumpe pro Umdrehung. The delivery volume of the drive pump can be specified, for example, in the form of a percentage compared to a maximum delivery volume of the drive pump, so that a delivery volume of 50% means that the drive pump is set to half its maximum delivery volume. The term delivery volume is used here to mean displacement volume. The maximum delivery volume corresponds to the maximum geometric displacement volume of the drive pump per revolution.

Mithilfe des gemessenen Hochdrucks und des ermittelten Fördervolumens kann nun aus einem Pumpenkennfeld der entsprechende Steuerdruck ermittelt und mit dem Kalibriersteuerdruck verglichen werden, um Abweichungen zwischen einzelnen Fahrpumpen bestimmen und ausgleichen zu können. Für Pumpen, die in hydrostatischen Fahrantrieben als Fahrpumpen eingesetzt werden, wird vom Pumpenhersteller in der Regel ein Pumpenkennfeld für jeden Pumpentyp und jede Baugröße erstellt, in denen der Hochdruck bzw. Betriebsdruck in Abhängigkeit des Steuerdrucks und des Fördervolumens dargestellt ist. Dieses Pumpenkennfeld kann nun zum Kalibrieren der einzelnen Fahrpumpen genutzt werden. Dazu kann das Pumpenkennfeld in einer Steuereinrichtung bzw. einem Steuergerät bereitgestellt werden, sodass während des Verfahrens zum Kalibrieren auf die benötigten Werte aus dem Pumpenkennfeld zugegriffen werden kann. Dabei bilden die Steuerdruckwerte aus dem Pumpenkennfeld bei der Kalibrierung das Normal bzw. den Standardwert, der zum Vergleich mit dem jeweils angewendeten Kalibriersteuerdruck verwendet wird. Using the measured high pressure and the determined delivery volume, the corresponding control pressure can now be determined from a pump characteristic field and compared with the calibration control pressure in order to be able to determine and compensate deviations between individual travel pumps. For pumps used as travel pumps in hydrostatic travel drives, the pump manufacturer usually creates a pump map for each pump type and size, showing the high pressure or operating pressure as a function of the control pressure and the delivery volume. This pump map can now be used to calibrate the individual pumps. For this purpose, the pump map can be provided in a control device or a control device, so that the required values can be accessed from the pump map during the method for calibrating. The control pressure values from the pump map during calibration form the normal or the standard value which is used for comparison with the respectively applied calibration control pressure.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Kalibriersteuerdruck anhand eines elektrischen Eingangsstroms eines Proportionalventils zum Einstellen des Steuerdrucks vorgegeben wird. Dabei wird davon ausgegangen, dass der Eingangsstrom des Proportionalventils direkt proportional zu dem Steuerdruck ist. Auf diese Weise kann auch der Eingangsstrom als Stellgröße verwendet werden. Es ist auch möglich den Eingangsstrom direkt als Kalibrierstellgröße vorzugeben, sofern ein Pumpenkennfeld bereitgestellt wird, in dem der Hochdruck bzw. Betriebsdruck in Abhängigkeit des Eingangsstroms und des Fördervolumens dargestellt ist. It is preferably provided that the calibration control pressure is predetermined based on an electrical input current of a proportional valve for setting the control pressure. It is assumed that the input current of the proportional valve is directly proportional to the control pressure. In this way, the input current can be used as a manipulated variable. It is also possible to predefine the input current directly as a calibration manipulated variable if a pump characteristic diagram is provided in which the high-pressure or operating pressure is represented as a function of the input flow and the delivery volume.

Das Verfahren ermöglicht es auch, die Kalibrierung in Bereichen des Steuerdrucks vorzunehmen, in denen die Fahrpumpe ihr Fördervolumen aufgrund von Schwankungen des Kalibriersteuerdrucks nicht verändert. Dazu kann der Kalibriersteuerdruck zumindest so hoch gewählt werden, dass die Fahrpumpe bei unbelastetem Abtrieb ihr maximales Fördervolumen einnimmt. The method also makes it possible to carry out the calibration in areas of the control pressure in which the drive pump does not change its delivery volume due to fluctuations in the calibration control pressure. For this purpose, the calibration control pressure can be selected to be at least high enough for the drive pump to assume its maximum delivery volume when the output is unloaded.

Eine weitere Verbesserung im Hinblick auf die Genauigkeit des Kalibrierergebnisses kann erreicht werden, indem das beschriebene Verfahren bei derselben Fahrpumpe mehrmals nacheinander mit einer jeweils unterschiedlich großen Last durchgeführt wird. Dadurch können weitere Kalibrierwerte generiert werden, die sich aus verschiedenen Stellen in dem Pumpenkennfeld beziehen, wodurch das Ergebnis der Kalibrierung weiter verbessert wird. A further improvement with regard to the accuracy of the calibration result can be achieved by carrying out the described method in the same drive pump several times in succession with a load of different sizes. Thereby, further calibration values can be generated, which relate to different locations in the pump map, whereby the result of the calibration is further improved.

Mithilfe des vorgeschlagenen Verfahrens können nun mehrere Fahrpumpen in verschiedenen hydrostatischen Fahrantrieben kalibriert und Abweichungen ausgeglichen werden. Die Abweichungen zwischen dem Kalibriersteuerdruck und dem jeweils mittels des Pumpenkennfeldes ermittelten Steuerdruck können im Normalbetrieb der jeweiligen Fahrpumpe ausgeglichen werden, indem der Eingangsstrom des Proportionalventils zum Einstellen des Steuerdrucks um einen von der Höhe der Abweichung abhängigen Offsetwert verändert wird. Auf diese Weise kann ein gleichmäßiges Fahrverhalten bei mehreren Fahrzeugen erreicht werden, die alle durch einen Fahrantrieb mit einer Fahrpumpe des gleichen Pumpentyps und gleicher Pumpengröße angetrieben werden, weil mögliche Toleranzen an Bauteilen der Fahrpumpe durch die Offsetwerte bereits ausgeglichen worden sind. By means of the proposed method, it is now possible to calibrate several travel pumps in different hydrostatic travel drives and to compensate deviations. The deviations between the Kalibriersteuerdruck and each determined by means of the pump characteristic control pressure can be compensated for in normal operation of the respective drive pump by the input current of the proportional valve for adjusting the control pressure is varied by an amount dependent on the height of the offset value. In this way, a uniform ride on several vehicles can be achieved, which are all driven by a drive with a drive pump of the same pump type and the same pump size, because possible tolerances on components of the drive pump have already been compensated by the offset values.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kalibrieren der Fahrpumpe kann grundsätzlich mithilfe von separaten Mitteln zum Erfassen, Ermitteln und Vergleichen der genannten Parameter durchgeführt werden. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, zum Kalibrieren eine Steuereinheit des hydrostatischen Fahrantriebs zu nutzen, die den Fahrantrieb auch im Normalbetrieb steuert oder regelt. The method according to the invention for calibrating the driving pump can in principle be carried out by means of separate means for detecting, determining and comparing said parameters. However, it is preferably provided to use a control unit of the hydrostatic drive for calibrating, which also controls or regulates the travel drive in normal operation.

Die vorliegende Erfindung umfasst daher auch einen hydrostatischen Fahrantrieb mit einer Steuereinrichtung, die zur Durchführung des genannten Verfahrens geeignet ist. Insbesondere kann in der Steuereinrichtung ein Offsetwert für den Eingangsstrom des Proportionalventils zum Einstellen des Steuerdrucks gespeichert und angewendet werden, um eine bei dem Kalibrierverfahren festgestellte Abweichung im Betrieb auszugleichen. The present invention therefore also comprises a hydrostatic drive with a control device which is suitable for carrying out said method. In particular, an offset value for the input current of the proportional valve for adjusting the control pressure can be stored and used in the control device in order to compensate for a deviation in operation ascertained in the calibration method.

Die Steuereinrichtung kann als elektronische Steuerung ausgebildet sein und aus mehreren Komponenten bestehen, die an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs angeordnet sein können. Die verschiedenen Komponenten der Steuereinrichtung sind beispielsweise über zumindest ein datenübertragendes Bussystem miteinander verbunden. The control device can be designed as an electronic control and consist of several components that can be arranged at different locations of the vehicle. The various components of the control device are interconnected, for example, via at least one data-transmitting bus system.

Eine solche Steuereinrichtung kann ein elektrisches Steuergerät umfassen, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- oder Datensignale ausgibt. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise ein Fahrzeugsteuergerät und/oder ein Getriebesteuergerät umfassen. Das Steuergerät kann Speichermittel umfassen, die zum Speichern eines Pumpenkennfeldes und der genannten Offsetwerte für den Eingangsstrom geeignet sind. Während des Verfahrens zum Kalibrieren kann das Pumpenkennfeld bzw. einzelne Werte daraus abgefragt werden. Ferner kann die Steuereinrichtung Sensoren, insbesondere Drehzahlsensoren, sowie Ventile oder Aktuatoren zum Verstellen des Fördervolumens der Fahrpumpe und des Schluckvolumens des Hydromotors umfassen. Such a control device may comprise an electrical control unit which processes sensor signals and outputs control or data signals in dependence thereon. The control device may include, for example, a vehicle control unit and / or a transmission control unit. The controller may include storage means adapted to store a pump map and said input stream offset values. During the procedure for calibration, the pump characteristic field or individual values can be queried therefrom. Furthermore, the control device may comprise sensors, in particular rotational speed sensors, as well as valves or actuators for adjusting the delivery volume of the drive pump and the intake volume of the hydraulic motor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the accompanying figures. Show

1 eine schematische Darstellung eines Fahrantriebs, dessen Fahrpumpe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kalibrierbar ist und 1 a schematic representation of a traction drive whose drive pump can be calibrated by the method according to the invention and

2 ein Pumpenkennfeld das bei dem vorgeschlagenen Verfahren verwendet werden kann. 2 a pump map that can be used in the proposed method.

Die 1 zeigt die wesentlichen Komponenten eines hydrostatischen Fahrantriebs 1 in einer vereinfachten Darstellung. Der als Dieselmotor ausgebildete Antriebsmotor 2 treibt dabei über seine Motorabtriebswelle 10 den hydrostatischen Fahrantrieb 1 an. Der hydrostatische Fahrantrieb 1 umfasst als wesentliche Komponenten eine Fahrpumpe 3, sowie einen ersten Hydromotor 4 und einen zweiten Hydromotor 5. Die Fahrpumpe 3 ist von dem Antriebsmotor 2 über dessen Motorabtriebswelle 10 antreibbar. Das Fördervolumen der Fahrpumpe 3 ist mittels einer nicht dargestellten Fördervolumenverstelleinrichtung verstellbar, indem ein Steuerdruck als Stellgröße für das Fördervolumen verändert wird. Mit steigendem Steuerdruck schwenkt die Fahrpumpe auf ein größeres Verdrängungsvolumen bzw. Fördervolumen. Bei dieser steuerdruckabhängigen Verstellung wird das Fördervolumen der Fahrpumpe 3 proportional und stufenlos mit dem Steuerdruck verstellt. The 1 shows the essential components of a hydrostatic drive 1 in a simplified representation. The drive motor designed as a diesel engine 2 drives it via its engine output shaft 10 the hydrostatic drive 1 at. The hydrostatic drive 1 includes as essential components a drive pump 3 , as well as a first hydraulic motor 4 and a second hydraulic motor 5 , The driving pump 3 is from the drive motor 2 via its engine output shaft 10 drivable. The delivery volume of the drive pump 3 is adjustable by means of a delivery volume adjustment device, not shown, by a control pressure is changed as a control variable for the delivery volume. With increasing control pressure, the drive pump pivots to a larger displacement volume or delivery volume. In this control pressure-dependent adjustment, the delivery volume of the drive pump 3 proportional and infinitely adjusted with the control pressure.

Die Fahrpumpe 3 treibt über einen hydraulischen Förderkreis 11 den ersten Hydromotor 4 und den zweiten Hydromotor 5 an. Die Abtriebsleistung der beiden Hydromotoren 4 und 5 werden durch ein mechanisches Summiergetriebe 12 aufsummiert auf eine gemeinsame Abtriebswelle 13, die sich im Betrieb mit einer Abtriebsdrehzahl n_AB dreht. Von der Abtriebswelle 13 wird die Antriebsleistung über einen nicht dargestellten mechanischen Antriebsstrang zu den Rädern oder Ketten des Fahrzeugs geleitet. The driving pump 3 drives via a hydraulic conveyor belt 11 the first hydromotor 4 and the second hydraulic motor 5 at. The output power of the two hydraulic motors 4 and 5 be through a mechanical summation gear 12 summed up on a common output shaft 13 , which rotates in operation with an output speed n _AB . From the output shaft 13 The drive power is passed through a mechanical drive train, not shown, to the wheels or chains of the vehicle.

Als Teil einer Steuereinrichtung 8 ist ferner ein Fahrpedal 7 vorgesehen, über das der Fahrer des Fahrzeuges seinen Fahrerwunsch eingeben und über eine datenübertragende Verbindung 9 an ein Steuergerät 6 weitergeben kann, sodass der Fahrerwunsch von der Steuereinrichtung 8 berücksichtigt werden kann. Die Fahrpedalstellung kann von der Steuereinrichtung 8 zur Ermittlung einer Soll-Antriebsdrehzahl verwendet werden. As part of a control device 8th is also an accelerator pedal 7 provided via which the driver of the vehicle enter his driver's request and via a data-transmitting connection 9 to a control unit 6 can pass, so the driver's request from the controller 8th can be taken into account. The accelerator pedal position can by the control device 8th be used to determine a target drive speed.

Das Fahrpedal 7 und alle anderen wesentlichen Komponenten des Fahrzeuges, die zur Steuerung des Antriebs erforderlich sind, sind über datenübertragende Verbindungen 9 mit dem Steuergerät 6 verbunden. Die datenübertragenden Verbindungen 9 sind symbolisch als Strichlinien dargestellt. Sie können beispielsweise als Kabelverbindungen oder als drahtlose Verbindungen realisiert werden. The accelerator pedal 7 and all other essential components of the vehicle required to control the drive are via data transmitting links 9 with the control unit 6 connected. The data-transmitting connections 9 are shown symbolically as dashed lines. They can be realized, for example, as cable connections or as wireless connections.

Die Steuereinrichtung 8 des hydrostatischen Fahrantriebs 1 umfasst auch das Steuergerät (ECU) 6. Das Steuergerät 6 ist in der Lage Sensorsignale aufzunehmen, zu verarbeiten und in Abhängigkeit davon Steuer- oder Datensignale auszugeben, um so das vorgeschlagene Verfahren zum Betreiben des hydrostatischen Fahrantriebs zu steuern und zu regeln. Dazu beinhaltet das Steuergerät 6 zumindest einen Prozessor 15 als datenverarbeitendes Element zur Verarbeitung gespeicherter und erfasster Parameter und Speichermittel 16 zum Speichern und Abrufen von Parametern. Zu diesen Parametern zählen beispielsweise die Antriebsdrehzahl n_AN, die Abtriebsdrehzahl n_AB, verschiedene Soll- und Zielwerte zum Einstellen geeigneter Fördervolumen an der Fahrpumpe und Schluckvolumen an den Hydromotoren im Fahrbetrieb sowie Werte aus einem Pumpenkennfeld zum Kalibrieren. The control device 8th of the hydrostatic drive 1 also includes the control unit (ECU) 6 , The control unit 6 It is capable of picking up, processing and outputting sensor signals in response to control or data signals so as to control and regulate the proposed method of operating the hydrostatic drive. This includes the control unit 6 at least one processor 15 as a data processing element for processing stored and detected parameters and storage means 16 for saving and retrieving parameters. These parameters include, for example, the input rotational speed n _AN , the output rotational speed n _AB , various target and target values for setting suitable delivery volumes on the drive pump and displacement volumes at the hydraulic motors while driving as well as values from a pump characteristic map for calibration.

Des Weiteren umfasst die Steuereinrichtung auch Mittel zur Erfassung einer Antriebsdrehzahl n_AN des Antriebsmotors und Mittel zur Erfassung der Abtriebsdrehzahl n_AB. Diese Mittel zum Erfassen der genannten Parameter umfassen geeignete Sensoren für den jeweiligen Parameter, die außerhalb des Steuergeräts 6 an den jeweiligen Komponenten des hydrostatischen Fahrantriebs angeordnet und mittels der Verbindungen 9 mit dem Steuergerät 6 verbunden sind. Zum Erfassen der Abtriebsdrehzahl n_AB kann ein Drehzahlsensor und zum Erfassen des aktuell eingestellten Schluckvolumens an den Hydromotoren 4 und 5 kann jeweils ein Schwenkwinkelsensor verwendet werden. Furthermore, the control device also comprises means for detecting a drive speed n _{AN of} the drive motor and means for detecting the output speed n _AB . These means for detecting the said parameters comprise suitable sensors for the respective parameter, which are outside the control unit 6 arranged on the respective components of the hydrostatic drive and by means of the compounds 9 with the control unit 6 are connected. For detecting the output speed n _AB , a speed sensor and for detecting the currently set displacement of the hydraulic motors 4 and 5 in each case a swivel angle sensor can be used.

Schließlich umfasst die Steuereinrichtung 8 auch Verstelleinrichtungen zum Verstellen des Fördervolumens der Fahrpumpe 3 und zum Verstellen des Schluckvolumens zumindest eines Hydromotors 4, 5. Die genannten Mittel umfassen beispielsweise geeignete Hydraulikventile und Hydraulikkomponenten, um den Steuerdruck einzustellen, über den das Fördervolumen der Fahrpumpe 3 einstellbar ist, sowie Mittel zum Verstellen der Exzentrizität an den Hydromotoren 4 und 5, womit das Schluckvolumen der Hydromotoren 4 und 5 einstellbar ist. Finally, the control device comprises 8th also adjusting devices for adjusting the delivery volume of the driving pump 3 and for adjusting the absorption volume of at least one hydraulic motor 4 . 5 , The said means comprise, for example, suitable hydraulic valves and hydraulic components to adjust the control pressure, via which the delivery volume of the driving pump 3 adjustable, and means for adjusting the eccentricity of the hydraulic motors 4 and 5 , bringing the displacement of the hydraulic motors 4 and 5 is adjustable.

Die genannten Mittel umfassen jeweils eine datenübertragende Verbindung 9 zu dem Steuergerät 6. Die datenübertragenden Verbindungen 9 zwischen dem Steuergerät 6 und den wesentlichen Komponenten des Antriebs 1 können beispielsweise auch durch ein oder mehrere elektronische Bussysteme realisiert werden. Das Steuergerät 6 umfasst ferner ein Computerprogrammprodukt 17, welches derart ausgestaltet ist, dass es den hydrostatischen Fahrantrieb 1 im Sinne des oben beschriebenen Verfahrens ansteuern kann. The said means each comprise a data-transmitting connection 9 to the controller 6 , The data-transmitting connections 9 between the controller 6 and the essential components of the drive 1 For example, they can also be implemented by one or more electronic bus systems. The control unit 6 also includes a computer program product 17 , which is designed such that it is the hydrostatic drive 1 in the sense of the method described above.

Die 2 zeigt ein Pumpenkennfeld wie es bei dem vorgeschlagenen Verfahren zum Kalibrieren verwendet werden kann. Auf der horizontalen Achse des Diagramms ist die Verdrängung bzw. das Fördervolumen VG/VG_max der Hydraulikpumpe in Form von Prozentwerten aufgetragen, wobei das maximale Fördervolumen, d.h. die geometrisch maximale Verdrängung der Hydraulikpumpe einer 100%-Auslenkung entspricht. The 2 shows a pump map as it can be used in the proposed method for calibration. The displacement or the delivery volume VG / VG_max of the hydraulic pump is plotted on the horizontal axis of the diagram in the form of percent values, the maximum delivery volume, ie the geometric maximum displacement of the hydraulic pump, corresponding to a 100% deflection.

Auf der vertikalen Achse des Diagramms ist der Hochdruck pHD im hydraulischen Förderkreis in bar aufgetragen. Der Hochdruck pHD entspricht dem auf der Druckseite der Hydraulikpumpe anstehenden Druck, gegen den die Hydraulikpumpe das Hydraulikfluid fördert. Daher kann der Hochdruck auch Betriebsdruck genannt werden. Ein maximaler Förderdruck p_max begrenzt den Hochdruck nach oben hin. Der maximale Förderdruck p_max einer typischen Hydraulikpumpe für den Fahrantrieb einer Baumaschine kann beispielsweise bei 450 bar liegen. On the vertical axis of the diagram, the high pressure pHD in the hydraulic delivery circuit is plotted in bar. The high pressure pHD corresponds to the pressure present on the pressure side of the hydraulic pump against which the hydraulic pump delivers the hydraulic fluid. Therefore, the high pressure can also be called operating pressure. A maximum delivery pressure p _max limits the high pressure to the top. The maximum delivery pressure p _{max of} a typical hydraulic pump for the travel drive of a construction machine can, for example, be 450 bar.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren beeinflusst die Größe der angelegten konstanten Last auf der Abtriebsseite die Höhe des Hochdrucks in dem hydraulischen Förderkreis 11. Je größer die angelegte Last, desto höher wird der Hochdruck im hydraulischen Förderkreis. Zur Erhöhung der Genauigkeit kann eine Kalibrierung bei derselben Fahrpumpe mehrmals nacheinander mit einer jeweils unterschiedlich großen Last durchgeführt werden. In the proposed method, the magnitude of the applied constant load on the output side affects the height of the high pressure in the hydraulic delivery circuit 11 , The larger the applied load, the higher the high pressure in the hydraulic delivery circuit. To increase the accuracy of a calibration in the same drive pump can be performed several times in succession with a different load size.

Verschiedene Steuerdrucklinien 20, 21, 22, 23, 24 zeigen den Zusammenhang zwischen dem Hochdruck pHD und dem eingestellte Fördervolumen VG/VG_max bei unterschiedlich hohen Steuerdrücken. Dabei entspricht die Steuerdrucklinie 20 dem niedrigsten dargestellten Steuerdruck von beispielsweise 15 bar und die Steuerdrucklinie 24 entspricht dem höchsten Steuerdruck von beispielsweise 24 bar. Bei unbelastetem Abtrieb des Fahrantriebs wird das maximale Fördervolumen von 100% beispielsweise bei einem Steuerdruck von etwa 17 bar erreicht. Wird bei diesem Steuerdruck jedoch eine Last angelegt, so erhöht sich der Hochdruck in dem hydraulischen Förderkreis 11 und das Fördervolumen verringert sich entsprechend der Größe der angelegten Last. Je höher der Steuerdruck eingestellt wird, desto steifer bzw. härter wird das Verhalten des Fahrantriebs beim Anlegen einer Last. Das bedeutet, dass sich das Fördervolumen bei gleicher Last und höherem Steuerdruck weniger verringert als bei geringerem Steuerdruck. Various control pressure lines 20 . 21 . 22 . 23 . 24 show the relationship between the high pressure pHD and the set delivery volume VG / VG_max at different high control pressures. The control pressure line corresponds to this 20 the lowest illustrated control pressure of for example 15 bar and the control pressure line 24 corresponds to the highest control pressure of for example 24 bar. With unloaded output of the traction drive, the maximum delivery volume of 100%, for example, at a control pressure of about 17 bar is reached. However, if a load is applied at this control pressure, the high pressure in the hydraulic delivery circuit increases 11 and the delivery volume decreases according to the size of the applied load. The higher the control pressure is set, the stiffer or harder the behavior of the traction drive when applying a load. This means that the delivery volume is less reduced at the same load and higher control pressure than at lower control pressure.

Ein Pumpenkennfeld kann abweichend zu dem in 2 dargestellten zweidimensionalen Pumpenkennfeld auch dreidimensional dargestellt werden. Dazu kann der Steuerdruckverlauf in einer dritten Achse dargestellt werden, welche orthogonal zu der hier dargestellten horizontalen Achse und der vertikalen Achse verläuft. A pump characteristic diagram can deviate from the one in 2 shown two-dimensional pump map are also displayed in three dimensions. For this purpose, the control pressure curve can be represented in a third axis, which is orthogonal to the horizontal axis and the vertical axis shown here.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: hydrostatischer Fahrantrieb hydrostatic drive
2 2: Antriebsmotor drive motor
3 3: Hydraulikpumpe hydraulic pump
4 4: erster Hydromotor first hydraulic motor
5 5: zweiter Hydromotor second hydraulic motor
6 6: Steuergerät control unit
7 7: Fahrpedal accelerator
8 8th: Antriebssteuereinrichtung Drive controller
9 9: Verbindung connection
10 10: Motorabtriebswelle Engine output shaft
11 11: hydraulischer Förderkreis hydraulic conveyor circuit
12 12: Summiergetriebe summing
13 13: Abtriebswelle output shaft
15 15: Prozessor processor
16 16: Speichermittel storage means
17 17: Computerprogrammprodukt A computer program product
20 20: Steuerdrucklinie Control pressure line
21 21: Steuerdrucklinie Control pressure line
22 22: Steuerdrucklinie Control pressure line
23 23: Steuerdrucklinie Control pressure line
24 24: Steuerdrucklinie Control pressure line
n_AN n _AN: Antriebsdrehzahl Input speed
n_AB n _AB: Abtriebsdrehzahl Output speed
pHD pHD: Hochdruck high pressure
pmax pmax: maximaler Förderdruck maximum delivery pressure
VG/VG_max VG / VG_max: Fördervolumen delivery

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2011/057688 A1 [0003]
WO 2011/159969 A2 [0004]

Claims

Method for calibrating a drive pump of a hydrostatic drive ( 1 ), wherein the drive a drive pump ( 3 ), whose delivery volume is adjustable by means of a variable control pressure, wherein the travel drive at least one hydraulic motor ( 4 . 5 ) with adjustable displacement, the drive pump ( 3 ) and the hydraulic motor ( 4 . 5 ) via a hydraulic delivery circuit ( 11 ) are fluidly connected to each other, wherein the driving pump ( 3 ) by a drive motor ( 2 ) is drivable, and wherein the hydraulic motor ( 4 . 5 ) is connected on the output side with a mechanical drive train, characterized in that the driving pump ( 3 ) by the drive motor ( 2 ) is driven at a constant drive motor speed, that on the hydraulic motor ( 4 . 5 ) a constant load is applied to the output side, that a calibration control pressure at the drive pump ( 3 ), that in the hydraulic delivery circuit ( 11 ) a high pressure is measured that the delivery volume of the drive pump ( 3 ) is determined by means of a recorded output speed and the measured displacement of the hydraulic motor ( 4 . 5 ), and that using the measured high pressure and the determined delivery volume from a pump map, the corresponding control pressure is determined and compared with the Kalibriersteuerdruck.

A method according to claim 1, characterized in that the Kalibriersteuerdruck is predetermined by means of an electrical input current of a proportional valve for adjusting the control pressure.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the Kalibriersteuerdruck is at least so high that the driving pump ( 3 ) occupies its maximum displacement with unloaded downforce.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is performed in the same drive pump several times in succession with a load of different sizes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during normal operation of a drive pump whose calibration has resulted in a deviation between the Kalibriersteuerdruck and the determined by the pump characteristic control pressure, the input current of a proportional valve for adjusting the control pressure by an amount dependent on the amount of offset value offset is changed.

Hydrostatic drive with a drive pump ( 3 ), whose delivery volume is adjustable by means of a variable control pressure, and with at least one hydraulic motor ( 4 . 5 ) with adjustable displacement, the drive pump ( 3 ) and the hydraulic motor ( 4 . 5 ) via a hydraulic delivery circuit ( 11 ) are fluidly connected to each other, wherein the driving pump ( 3 ) by a drive motor ( 2 ) is drivable, and wherein the hydraulic motor ( 4 . 5 ) is connected on the output side with a mechanical drive train, characterized by a control unit which is adapted to perform a method according to one of the preceding claims.

Hydrostatic drive according to claim 6, characterized in that in the control device, an offset value for the input current of the proportional valve for adjusting the control pressure is stored, which is dependent on a detected in the method for calibrating the driving pump deviation.