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Title:
METHOD FOR CONTROLLING A DRIVE SYSTEM AND AN ELECTRONIC CONTROL UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/028551
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for controlling a drive system (1) comprising a drive machine (2) and at least one hydrostatic transmission (3) which is connected to said drive machine. A first power requirement to the drive of the vehicle is first determined. A characteristic speed variable of the current vehicle speed is also determined. The degree of efficiency of the hydrostatic transmission (3) is then determined for a plurality of possible operating points as a function of the first power requirement and the characteristic travelling speed variable. The absolute fuel consumption is determined for the plurality of operating points. The operating point with the lowest absolute fuel consumption is determined. The invention also relates to an electronic control unit (16) with a first determining section for determining a first power requirement, a second determining section for determining a characteristic travelling speed variable and a third determining section, which is connected to the first and the second determining section, for determining the degree of efficiency of the hydrostatic transmission. The electronic control unit (16) has a central computer section which is connected to the first and the third determining section and by means of which the operating point with the lowest absolute fuel consumption can be determined.

Inventors:
WEBER MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2007/007021
Publication Date:
March 13, 2008
Filing Date:
August 08, 2007
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
WEBER MARKUS (DE)
International Classes:
B60W10/06; B60W10/10; B60W30/18; F16H59/44; F16H61/462
Foreign References:
DE19757328A11999-06-24
JP2003056695A2003-02-26
EP1754643A12007-02-21
US20060014608A12006-01-19
US5576962A1996-11-19
DE10347596B32005-06-02
DE19643924A11997-05-07
Attorney, Agent or Firm:
KÖRFER, Thomas (Sonnenstrasse 33, München, DE)
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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 (PA bt ri e b) und der Fahrgeschwindigkeitskenngröße (vi st ) für mehrere mögliche Betriebspunkte (25. i) der Antriebsmaschine (2) und

- Ermitteln jeweils einer Gesamtleistung (P D iesei,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 (η G etriebe) 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 (n D i eS ei) an ein Antriebsmaschinenteuergerät (13) übermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten Leistungsbedarf (P Abtr i eb ) 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 (vi st ) abhängig von

der Fahrgeschwindigkeitskenngröße (vi st ) 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 (vi st ) 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 (PA bt ri eb ) und Wirkungsgrade (ηGetriebe) mehrerer möglicher Betriebspunkte (25. i) einlesbar sind und daraus eine Gesamtleistung (P gesamt )

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 (n D i eS ei) 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 (vi st ) 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 Vi St 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 Vi st 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 PAb t ri eb ergibt sich folglich ein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Betriebspunkt der Antriebsmaschine 2, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel also der Drehzahl n D i eSe i und dem zugeordneten Wirkungsgrad des hydrostatischen Getriebes η Getr i ebe - Erfindungsgemäß wird aus dem zunächst bestimmten ersten Leistungsbedarf des Fahrantriebs und der jeweils aktuellen Fahrgeschwindigkeitskenngröße Vi St 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 PA bt rieb und die Fahrgeschwindigkeitskenngröße vi st 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 Vi st und dem ersten Leistungsbedarf P Abt ri e b 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 η Getr i ebe 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 P Abtr i eb und den Wirkungsgraden ηGetri ebe 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 P D iesei,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 P D iesei,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 n D i ese i 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 n D i ese i der Antriebsmaschine und der geforderten Gesamtleistung P D iesei,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 n D i eSe i 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 PA bt ri eb ermittelt. In einem weiteren Verfahrensschritt 31 wird eine Fahrgeschwindigkeitskenngröße vi st ermittelt, wobei die Fahrgeschwindigkeitskenngröße vi st 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 v ist 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 PDi ese i,Ab t rieb wird eine Antriebsleistung P Antr i eb 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 n D i ese i 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 P Abtr i eb des hydrostatischen Getriebes 3 ermittelt. Die Ermittlung des ersten Leistungsbedarfs P Abtr i eb 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 vi st 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 P Abtr i eb durch den

ersten Ermittlungsabschnitt 41 und der Fahrgeschwindigkeitskenngröße Vi St 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 PA bt ri eb festgelegtes dreidimensionales Wirkungsgradkennfeld wird durch den dritten Ermittlungsabschnitt 43 aus dem Speicher 44 ausgelesen und unter Berücksichtigung der ermittelten Fahrgeschwindigkeitskenngröße Vi st 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 η Ge triebe 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 P D i ese i, Antr i eb 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 n D i ese i 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 n D i ese i,is t 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 Vi st , wird der Grenzwert hierzu in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeitskenngröße Vi St festgelegt . Damit kann beispielsweise bei überschreiten einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit der Grenzwert für den ersten Leistungsbedarf P Abt ri eb in Richtung der Nennleistung der Antriebsmaschine 2 erhöht werden. Im einfachsten Fall ist die Erhöhung linear und startet von einem bestimmten Wert der Fahrgeschwindigkeitkenngröße v ist bis hin zu einer maximalen Fahrgeschwindigkeitskenngröße v max .

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.