In mobilen Fahrzeugen, häufig im Bereich der Arbeits
maschinen, wird der Antriebsstrang vorzugsweise hydraulisch
ausgeführt. Oft besteht dieser Antriebsstrang aus in ihrem
Hubvolumen verstellbaren Pumpen, welche auf hydraulische
Motoren wirken, um über ein Getriebe das Fahrzeug anzutrei
ben. Wenn das Getriebe aus mehreren Gangstufen besteht und
diese Gangstufen automatisiert schaltbar sein müssen, ist
es notwendig, in jedem Betriebspunkt des Fahrzeuges das
auftretende Drehmoment im Antriebsstrang zu kennen. Wird
als Antriebsmotor für das Getriebe ein hydrostatischer Mo
tor verwendet, so kann das Drehmoment des Antriebsstrangs
ermittelt werden, wenn das Hubvolumen und der Differenz
druck des hydrostatischen Motors bekannt ist. Handelt es
sich bei dem hydrostatischen Motor um einen Motor mit kon
stantem Hubvolumen, so ist das Hubvolumen bekannt. Bei ei
nem hydrostatischen Motor mit verstellbarem Hubvolumen kann
das Hubvolumen ermittelt werden, indem entweder der Ver
stelldruck, mit dem das Hubvolumen des hydrostatischen Mo
tors verstellt wird, gemessen wird oder bei einem elek
trisch verstellbaren Motor der Strom, welcher auf die Ver
stelleinheit wirkt, gemessen wird. Die Druckdifferenz, wel
che aus der Differenz zwischen dem Hochdruck und dem Nie
derdruck besteht und auf den Motor wirkt, kann über Druck
sensoren ermittelt werden. Hydrostatische Motoren können
bei Hochdrücken bis 500 bar arbeiten und für diese Hoch
drücke sind sehr teure Drucksensoren erforderlich.In mobile vehicles, often in the field of work
machines, the drive train is preferably hydraulic
executed. Often, this drivetrain consists of its
Displacement adjustable pumps, which are based on hydraulic
Motors act to drive the vehicle through a gearbox
ben. If the transmission consists of several gears and
these gears must be switchable automatically
it is necessary at every operating point of the vehicle
Knowing occurring torque in the drive train. Becomes
as a drive motor for the transmission, a hydrostatic mo
Tor used, the torque of the drive train
be determined when the stroke volume and the difference
pressure of the hydrostatic motor is known. Act it
the hydrostatic motor is a motor with con
constant stroke volume, the stroke volume is known. With egg
hydrostatic motor with adjustable stroke volume
the stroke volume can be determined by either Ver
signal pressure with which the stroke volume of the hydrostatic Mo
is adjusted, measured or with an elec
trisch adjustable motor the current, which on the ver
actuator acts, is measured. The pressure difference, wel
che from the difference between the high pressure and the never
the pressure exists and acts on the engine, can over pressure
sensors are determined. Hydrostatic motors can
work at high pressures up to 500 bar and for this high
very expensive pressure sensors are required.
In dem Sonderdruck aus o + p "ölhydraulik und pneuma
tik", Juli 1985, Sonderdruck Nr. 1/85, wird ein hydrauli
scher Antriebsstrang offenbart, bei welchem eine drehzahl
abhängige hydraulische Pumpenverstellung auf eine stufenlos
verstellbare Pumpe wirkt, welche einen stufenlos verstell
baren Motor antreibt. Die stufenlos verstellbare Pumpe er
zeugt einen drehzahlabhängigen Steuerdruck, welcher auf die
Verstelleinheit der Pumpe wirkt und das Hubvolumen der Pum
pe verstellt. Die Pumpe ist konstruktiv dergestalt ausge
führt, daß bei einem definierten Steuerdruck das Hubvolumen
der Pumpe sich bei steigendem Differenzdruck aus der Diffe
renz zwischen dem Hochdruck und dem Niederdruck der Pumpe
verringert. Somit wird ein Kennfeld der Pumpe offenbart,
bei welchem bei jedem Steuerdruck der Pumpe, d. h. bei je
der Drehzahl der Pumpe, und jedem Differenzdruck ein be
stimmtes Hubvolumen der Pumpe zugeordnet ist. Ein Antriebs
strang der gleichen Gattung ist auch in dem SAE Technical
Paper Series 851505 offenbart.In the special print from o + p "oil hydraulics and pneuma
tik ", July 1985, special edition no. 1/85, becomes a hydrauli
sher drivetrain disclosed at which a speed
dependent hydraulic pump adjustment to a stepless
adjustable pump works, which continuously adjusts
drives the motor. The continuously adjustable pump
generates a speed-dependent control pressure, which on the
Adjustment unit of the pump acts and the stroke volume of the pump
pe adjusted. The pump is designed in this way
leads to the stroke volume at a defined control pressure
the pump moves out of the diff with increasing differential pressure
difference between the high pressure and the low pressure of the pump
decreased. Thus, a map of the pump is disclosed
at which at each control pressure of the pump, i.e. H. at each
the speed of the pump, and each differential pressure be
correct stroke volume is assigned to the pump. A drive
strand of the same genus is also in the SAE Technical
Paper Series 851505 discloses.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der vorliegenden
Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen An
triebsstrang zu schaffen, bei welchem das Drehmoment in
jedem Betriebspunkt ermittelt werden kann und auf die Ver
wendung von Drucksensoren im Hochdruck verzichtet wird.Based on the prior art, the present
Invention based on the task of a hydraulic
to create drivetrain in which the torque in
each operating point can be determined and on the ver
high pressure is not used.
Die Aufgabe wird mit einem auch die kennzeichnenden
Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen
hydraulischen Antriebsstrang gelöst. Erfindungsgemäß ent
hält der hydraulische Antriebsstrang eine Steuereinheit,
welche aus den Drehzahlen des hydraulischen Motors und der
hydraulischen Pumpe sowie dem Steuersignal für den hydrau
lischen Motor das Drehmoment für den Antriebsstrang ermit
telt. Handelt es sich bei dem hydraulischen Motor nicht um
einen stufenlos verstellbaren Motor, sondern um einen Motor
mit konstantem Hubvolumen, so benötigt die Steuereinheit
ausschließlich die Drehzahlen der hydraulischen Pumpe und
die Drehzahl des hydraulischen Motors. Dabei greift die
Steuereinheit auf ein Kennfeld zurück, in welchem das Hub
volumen der Pumpe in Abhängigkeit der Drehzahl und somit
des Steuerdrucks der Pumpe und der Druckdifferenz der Pumpe
dargestellt ist. Zusätzlich ist bei einem stufenlos ver
stellbaren Motor noch ein Kennfeld abgelegt, bei welchem
das Hubvolumen des stufenlos verstellbaren Motors in Abhän
gigkeit von einem Steuersignal aufgetragen ist. Das Steuer
signal kann bei einem elektrisch-hydraulisch verstellbaren
Motor aus einer Stromstärke oder bei einer rein hydrauli
schen Verstellung aus einem Steuerdruck bestehen. Bei Ver
wendung eines Konstantmotors entfällt dieses Kennfeld. Da
das Drehmoment des Antriebsstrangs ausschließlich auf rech
nerischem Weg unter Verwendung der Drehzahlen der Hydropum
pe und des Hydromotors und eventuell eines Steuersignals
des Hydromotors ermittelt wird, kann auf die Verwendung
teurer Hochdrucksensoren verzichtet werden. Drehzahlsenso
ren sind dagegen in mobilen Fahrzeugen für weitere Aufgaben
vorhanden.The task is also characterized by one
Features of the main claim, generic
hydraulic drive train released. According to the invention
the hydraulic powertrain holds a control unit,
which from the speeds of the hydraulic motor and the
hydraulic pump and the control signal for the hydrau
The engine determines the torque for the drive train
telt. If the hydraulic motor is not
a steplessly adjustable motor, but a motor
with constant stroke volume, so the control unit needs
only the speeds of the hydraulic pump and
the speed of the hydraulic motor. In doing so, the
Control unit on a map in which the stroke
volume of the pump depending on the speed and thus
the control pressure of the pump and the pressure difference of the pump
is shown. In addition, with a stepless ver
adjustable engine stored a map in which
the stroke volume of the continuously variable motor depending
is applied by a control signal. The steering wheel
signal can be set with an electrically-hydraulically adjustable
Motor from a current or with a purely hydraulic
control consist of a control pressure. With Ver
This map is omitted when using a constant motor. There
the powertrain torque is only calculated
nerischer way using the speeds of the Hydropum
pe and the hydraulic motor and possibly a control signal
of the hydraulic motor can be determined on the use
expensive high pressure sensors can be dispensed with. Speed sensor
on the other hand, are in mobile vehicles for other tasks
available.
Mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sollen anhand
eines Beispiels aufgezeigt werden.Possible embodiments of the invention should be based on
an example.
Wird ein hydraulisch verstellbarer Motor verwendet,
wird zuerst aus dem Steuersignal und dem Drehzahlsignal
dieses Motors aus dem abgelegten Kennfeld das Hubvolumen
und danach der Ölstrom, welcher durch den Motor fließt,
bestimmt. Aus diesem Ölstrom und der Drehzahl der Pumpe
kann das Hubvolumen der Pumpe bestimmt werden. Es ist ein
Kennfeld der Pumpe bekannt und in der Steuereinheit abge
legt, bei welchem jeder Drehzahl und somit jedem Steuer
druck der Pumpe und jedem dem Steuerdruck entgegenwirkenden
Differenzdruck ein bestimmtes Hubvolumen zugeordnet ist. Da
das Hubvolumen der Pumpe aus der Drehzahl der Pumpe und dem
Ölstrom bestimmt werden kann und die Drehzahl der Pumpe und
somit der Steuerdruck der Pumpe bekannt ist, läßt sich aus
dem abgelegten Kennfeld der Pumpe der Differenzdruck aus
der Differenz des Hochdrucks und des Niederdrucks der Pumpe
ermitteln. Somit ist der Differenzdruck des Systems bekannt
und mit diesem Differenzdruck und dem Hubvolumen des hy
draulischen Motors kann das Drehmoment ermittelt werden. Um
den Hochdruck exakter ermitteln zu können, ist es vorteil
haft, den hydraulisch-mechanischen Wirkungsgrad des hydrau
lischen Motors zu berücksichtigen. Dieses kann dadurch ge
schehen, daß im Steuergerät ein weiteres Kennfeld, bei wel
chem der hydraulisch-mechanische Wirkungsgrad in Abhängig
keit des Differenzdruckes und der Drehzahl des hydrauli
schen Motors abgelegt ist. Mit Hilfe eines Iterationsver
fahrens kann auch der volumetrische Wirkungsgrad des hy
draulischen Motors und der hydraulischen Pumpe mitberück
sichtigt werden. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn
die Kennfelder des volumetrischen Wirkungsgrades in Abhän
gigkeit der Drehzahl des Hubvolumens und des Differenzdruc
kes in der Steuereinheit abgelegt sind. Wird ein hydrauli
scher Motor mit konstantem Hubvolumen verwendet, so kann
direkt aus der Drehzahl des hydraulischen Motors der För
derstrom ermittelt werden.If a hydraulically adjustable motor is used,
is the control signal and the speed signal
this engine from the stored map the stroke volume
and then the oil flow that flows through the engine,
certainly. From this oil flow and the speed of the pump
the stroke volume of the pump can be determined. It is a
Map of the pump known and abge in the control unit
at which every speed and therefore every tax
pressure of the pump and any counteracting the control pressure
Differential pressure is assigned to a certain stroke volume. There
the stroke volume of the pump from the speed of the pump and the
Oil flow can be determined and the speed of the pump and
thus the control pressure of the pump is known, can be from
the differential pressure from the stored map of the pump
the difference between the high pressure and the low pressure of the pump
determine. The differential pressure of the system is thus known
and with this differential pressure and the displacement of the hy
torque can be determined for draulic motors. Around
It is an advantage to be able to determine the high pressure more precisely
adhesion, the hydraulic-mechanical efficiency of the hydrau
engine. This can ge
see that in the control unit another map, at wel
depending on the hydraulic-mechanical efficiency
speed of the differential pressure and the speed of the hydrauli
engine is stored. With the help of an iteration ver
driving, the volumetric efficiency of the hy
draulic motor and the hydraulic pump
be viewed. For this reason, it is advantageous if
the maps of the volumetric efficiency in dependency
the speed of the stroke volume and the differential pressure
kes are stored in the control unit. If a hydraulic
shear motor with constant displacement, so can
directly from the speed of the För hydraulic motor
derstrom be determined.