VERDICHTUNGSMASCHINE

[0001 ] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Bodenverdichtungsmaschine, insbesondere zur Vermeidung von Verdichtungsfehlern. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Boden verdichtungsmaschine mit einer Steuereinheit, die zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist und/oder dieses durchführt.

[0002] Gattungsgemäße Bodenverdichtungsmaschinen sind beispielsweise als Straßenwalzen, insbe sondere Tandemwalzen oder Walzenzüge ausgebildet. Sie werden beim Straßen- und Wegebau zum verdichten des Untergrundes, beispielsweise heißer Asphaltschichten oder Erdboden, eingesetzt. Dafür weisen die Bodenverdichtungsmaschinen typischerweise Verdichtungsbandagen auf, die beispielsweise als Walzenbandagen mit einem hohlzylindrischen Grundkörper ausgebildet sind. Die Verdichtungsbandagen können entweder glatte, runde Oberflächen aufweisen, oder ebenfalls polygonal oder mit über den Umfang des hohlzylindrischen Grundkörpers hinausragenden Vorsprüngen als Brecherbandagen ausgebildet sein. Es kann eine oder mehrere Verdichtungsbandagen an einer Bodenverdichtungsmaschine vorgesehen sein. Es ist auch möglich, dass eine Verdichtungsbandage in Kombination mit Rädern oder anderen Fahrwerken eingesetzt wird. Die gattungsgemäßen Boden- verdichtungsmaschinen sind insbesondere selbstfahrend ausgebildet und umfassen einen An triebsmotor, der typischerweise ein Dieselverbrennungsmotor ist. Dieser treibt unter anderem die Verdichtungsbandage an, so dass im Arbeitsbetrieb der Bodenverdichtungsmaschinen ein Fortbewe- gen der Bodenverdichtungsmaschine über einen zu verdichtenden Boden mit einer Fahrgeschwin- digkeit erfolgt.

[0003] Um die Verdichtungsleistung der gattungsgemäßen Bodenverdichtungsmaschinen zu erhö- hen, erfolgt typischerweise ein Erregen einer Vibration mit einer Vibrationsfrequenz in wenigstens einer Verdichtungsbandage mittels einer Erregereinrichtung. Die Erregereinrichtung wird auch als Vibrationserreger bezeichnet und umfasst beispielsweise einen oder mehrere Kreiserreger und kann insbesondere als Richtschwinger ausgebildet sein. Durch das Erregen einer Vibration an der Verdich- tungsbandage kann die Verdichtungsleistung um ein Vielfaches gegenüber einer einfachen Überfahrt der Bodenverdichtungsmaschine über den zu verdichtenden Boden erhöht werden. Eine gattungsgemäße Erregereinrichtung ist beispielsweise aus der EP 2 1 72 279 A1 der Anmelderin bekannt.

[0004] Im Arbeitsbetrieb der Bodenverdichtungsmaschinen kommt es häufig zu einem Verändern der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz. Dies kann zu unerwünschten Effekten bis hin zu Verdichtungsfehlern führen. Wird beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit verringert, während die Vibrationsfrequenz gleich bleibt, so führt die Verdichtungsbandage auf einer kürzeren Strecke eine erhöhte Zahl an Schwingungen durch die Vibrationen durch. Auf diese Weise wird auf dieser kürzeren Strecke stärker verdichtet, als wenn die Walze bei der gleichen Vibrationsfrequenz schneller fahren würde. Dies geht so weit, dass die Walze bei zu langsamer Geschwindigkeit regelrecht Dellen in den zu verdichtenden Boden drückt und/oder Partikel im zu verdichtenden Untergrundmaterial nennenswert zerstört und dadurch verkleinert werden. Fährt die Bodenverdichtungsmaschine dage- gen bei einer gegebenen Vibrationsfrequenz zu schnell, so werden auf einer großen Strecke relativ zu wenige Vibrationsschwingungen durchgeführt, was dazu führt, dass die einzelnen Vibrationsschwin gungen oder Schläge zu weit auseinander liegen. Dies kann zur Bildung von Wellen im Boden führen. Problematisch hieran ist, dass es kaum mehr möglich ist, diese Unebenheiten überhaupt wieder auszugleichen, sobald sie erst einmal entstanden sind. Auch bei mehrmaliger Überfahrt der betroffenen Stellen kann nicht immer sichergestellt werden, dass die Verdichtungsfehler behoben sind. Dies wird noch dadurch erschwert, dass auch eine zu starke Verdichtung nachteilig ist, so dass nicht beliebig oft über die betroffene Stelle gefahren werden kann. Während der Verdichtungsarbeiten muss der Bediener der Bodenverdichtungsmaschine also einen großen Teil seiner Aufmerksamkeit darauf verwenden, dass keine Verdichtungsfehler entstehen. Dadurch wird er von der eigentlichen Verdich tungsarbeit abgelenkt.

[0005] Diese Problematik tritt insbesondere bei Hybridsystemen auf, die aufgrund der immer stren ger werdenden Umweltvorschriften immer häufiger zum Einsatz kommen. Bodenverdichtungsma schinen, die beispielsweise als hydraulische oder elektrische Hybride ausgebildet sind, weisen typi scherweise einen für geringere Leistung ausgelegten Antriebsmotor auf, der im Arbeitsbetrieb beim Auftreten von Leistungsspitzen mit Energie aus einem Zwischenspeicher, beispielsweise einem hydraulischen Druckspeicher oder einem elektrischen Speicher, unterstützt wird. Reicht allerdings die im Zwischenspeicher enthaltene Energie nicht aus, um eine Leistungsspitze zu überbrücken, entweder weil die Leistungsspitze zu groß ist oder zu lange anhält, so übersteigt die angeforderte Leistung die vom Antriebsmotor maximal zur Verfügung gestellte Leistung. In diesem Fall muss typischerweise die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Vibrationsfrequenz der Bodenverdichtungsmaschine reduziert werden. Auf diese Weise kommt es bei Hybridsystemen verstärkt zur vorstehend beschriebenen Problematik, dass für eine gegebene Vibrationsfrequenz zu schnell oder zu langsam gefahren wird oder dass für eine gegebene Fahrgeschwindigkeit die Vibrationsfrequenz zu hoch oder zu gering ist.

[0006] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung einer Bo denverdichtungsmaschine und eine Bodenverdichtungsmaschine anzugeben, bei denen die Entste hung von Unebenheiten im zu verdichtenden Boden bis hin zu Verdichtungsfehlern zuverlässig vermieden wird. Dies soll gleichzeitig mit möglichst wenig Aufwand für den Bediener der Bodenver dichtungsmaschine möglich sein und insbesondere den Einsatz von Hybridsystemen verbessern.

[0007] Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einem Verfahren und einer Bodenverdichtungsmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprü chen angegeben.

[0008] Konkret gelingt die Lösung bei einem eingangs genannten Verfahren durch das Bestimmen und Überwachen der Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke aus der Fahrge schwindigkeit und der Vibrationsfrequenz, Abgleichen der bestimmten Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke mit vorgegebenen Grenzwerten und Reduzieren der vertikalen Vibra tionsamplitude der Verdichtungsbandage bei Über- oder Unterschreiten wenigstens eines der Grenzwerte. Als Vibrationsschlag wird dabei vorliegend eine Periode derjenigen Schwingungen bezeichnet, in die die Verdichtungsbandage durch die Erregereinrichtung versetzt wird. Ein Vibrationsschlag umfasst daher beispielsweise bei einer Vibration in vertikaler Richtung ein Absinken der Verdichtungsbandage aus einer neutralen Position heraus nach unten, dann ein Anheben der Verdich tungsbandage zurück bis zur neutralen Position und nach oben über diese hinaus mit einem anschließenden erneuten Absenken der Verdichtungsbandage auf die neutrale Position. Die Anzahl derartiger Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke wird dann beispielsweise als Vibrations schläge pro Meter oder pro Fuß angegeben und als IPF-Wert bezeichnet (aus dem Englischen:„im- pacts per foot"). Die Bezeichnung IPF-Wert wird vorliegend unabhängig von der verwendeten Län geneinheit genutzt, so dass die jeweils verwendete Einheit bei konkreten Werten anzugeben ist. Auch ein Wert, der die Vibrationsschläge pro Meter angibt, wird daher als IPF-Wert bezeichnet. [0009] Ein Grundgedanke der Erfindung beruht also darauf, den IPF-Wert zu bestimmen und zu überwachen. Dadurch kann der IPF-Wert als Steuergröße im Verfahren genutzt werden. Die Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke wird aus den bekannten Größen der Fahrge- schwindigkeit und der Vibrationsfrequenz berechnet. Konkret entspricht der IPF-Wert der Division der Vibrationsfrequenz durch die Fahrgeschwindigkeit. Da auch die Fahrgeschwindigkeit und die Vibrationsfrequenz typischerweise kontinuierlich gemessen werden, kann auch der IPF-Wert konti- nuierlich bestimmt und überwacht werden. Durch die Kenntnis des IPF-Wertes ist es möglich, den jeweils aktuellen Wert mit einem Sollwert, einem Sollwertebereich oder mit Grenzwerten zu vergleichen. So können beispielsweise Grenzwerte vorgegeben werden, wie ein maximaler IPF-Wert und ein minimaler IPF-Wert, zwischen denen sich der aktuell gemessene und daher an der Bodenver- dichtungsmaschine vorliegende IPF-Wert im Optimalfall während des Arbeitsbetriebes aufhalten soll. In diesem Bereich ist die Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke so eingestellt, dass die auf den zu verdichtenden Boden aufgebrachten Vibrationsschläge sowohl weit genug ausei nanderliegen um keine übermäßige Verdichtung an einer Stelle durchzuführen als auch nah genug aneinander liegen, so dass eine einheitliche Verdichtung des Bodens stattfindet, ohne dass Wellen entstehen.

[0010] Wird dagegen dieser Bereich des zulässigen IPF-Wertes verlassen, da der aktuelle IPF-Wert entweder den maximalen Grenzwert überschreitet oder den minimalen Grenzwert unterschreitet, so wird im erfindungsgemäßen Verfahren die vertikale Vibrationsamplitude der Verdichtungsbandage reduziert. Die vertikale Vibrationsamplitude entspricht dabei demjenigen Schwingungsanteil der Verdichtungsbandage, der in vertikaler Richtung schwingt beziehungsweise ausgerichtet ist.„Vertikal" bedeutet hier senkrecht zu einem im Wesentlichen ebenen Bodenuntergrund. Insbesondere diese vertikale Vibration beziehungsweise vertikale Vibrationsamplitude bringt besonders viel Verdich- tungsleistung in den Boden ein, sodass bei einem IPF-Wert außerhalb des optimalen Bereiches Ver- dichtungsfehler drohen. Bei einem Kreisschwinger, der in sämtliche Richtungen gleich stark schwingt, entspricht die vertikale Vibrationsamplitude daher der aktuellen Gesamtamplitude. Bei einem Richt- schwinger beispielsweise, kann die Richtung der Schwingung frei verstellt werden, so dass die Schwingung beispielsweise zwischen vollständiger vertikaler Ausrichtung und vollständiger horizonta- ler Ausrichtung verstellbar ist. Eine Schwingung eines Richtschwingers kann immer als Überlagerung einer horizontalen und einer vertikalen Schwingung angesehen werden. Bei einem derartigen Richt- schwinger entspricht die vertikale Vibrationsamplitude also immer demjenigen Anteil der Schwin- gung, der in vertikaler Richtung ausgerichtet ist. Durch das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude wird erfindungsgemäß erreicht, dass eine geringere Verdichtungsleistung auf den Boden aufgebracht wird. Dies verhindert Verdichtungsfehler, da eine zu starke punktuelle Verdichtung so- wohl bei zu großem als auch bei zu kleinem IPF-Wert ausgeschlossen ist. Insbesondere bei einem Richtschwinger führt dies ebenfalls dazu, dass dieser weiter mit einer konstanten Frequenz betrieben werden kann, wodurch ein Reduzieren der Vibrationsfrequenz mit anschließend notwendigem neu- em Anfahren der Erregereinrichtung entfällt. Dies hat sowohl Vorteile bezüglich des Antriebsmotors, der dadurch genauer im optimalen Leistungsbereich betrieben werden kann, als auch bezüglich des Komforts für einen Bediener.

[001 1 ] Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielsweise von einer Steuereinheit der Bodenverdichtungsmaschine durchgeführt. Die Steuereinheit kann entweder als separate Steuereinheit ausge bildet sein, oder beispielsweise in einen Bordcomputer der Bodenverdichtungsmaschine integriert sein. Insbesondere wird das Verfahren automatisch von der Steuereinheit durchgeführt, ohne dass ein Bediener hierzu weitere Steuerbefehle eingeben muss. Die Steuereinheit kann allerdings beispielsweise zum Ein- und Ausschalten des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sein. Entweder die Steuereinheit an sich oder der Bordcomputer der Bodenverdichtungsmaschine weist also ein Steuerelement auf, über das das Verfahren ein- beziehungsweise ausschaltbar ist. Dieses Steuerele ment kann sowohl ein Schalter als auch lediglich ein Teil einer digitalen beziehungsweise virtuellen Bedienoberfläche sein. Die Steuereinheit kann ebenfalls eine Anzeigeeinrichtung umfassen, die bei spielsweise einem Bediener den aktuellen IPF-Wert und/oder aktuell von der Steuereinheit im Rah men des Verfahrens ergriffene Schritte anzeigt. Auch diese Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise über einen Bildschirm des Bordcomputers realisiert sein.

[0012] Grundsätzlich kann das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude mit jeder hierzu fähi gen Erregereinrichtung erfolgen. Beispielsweise können Erregereinrichtungen genutzt werden, die verschiedene diskrete Stufen unterschiedlicher Vibrationsfrequenz aufweisen. Diese Stufen können dann bei einem Unter- oder Überschreiten der entsprechenden Grenzwerte genutzt werden. Beson ders vorteilhaft und daher bevorzugt ist es allerdings, dass das Reduzieren der vertikalen Vibrations- amplitude stufenlos erfolgt. Dies ist beispielsweise bei einer Erregereinrichtung, wie sie vom „BOMAG Asphalt Manager" der Anmelderin verwendet wird, der Fall. Mit einer derartigen Erreger- einrichtung kann die vorliegende Erfindung besonders flexibel genutzt werden. Beispielsweise kann hier für den IPF-Wert ein optimaler Bereich zwischen einem maximalen IPF-Wert und einem mini- malen IPF-Wert als Grenzwerte eingestellt sein, in dem das Verfahren noch kein Reduzieren der ver- tikalen Vibrationsamplitude durchführt. Bei einem Über- beziehungsweise Unterschreiten dieser Grenzwerte muss dann nicht schlagartig eine starke Reduktion der vertikalen Vibrationsamplitude durchgeführt werden, sondern es kann beispielsweise ein Reduzieren der vertikalen Vibrations- amplitude durchgeführt werden, wobei derjenige Betrag, um den die Vibrationsamplitude reduziert wird, proportional zum Über- beziehungsweise Unterschreiten des Grenzwertes durch den aktuel len, gemessenen IPF-Wert ist. Auf diese Weise passt das Verfahren die Verdichtungsleistung durch die Vibration der Verdichtungsbandage besonders flexibel an die jeweilige Betriebssituation der Bodenverdichtungsmaschine an.

[0013] Es hat sich gezeigt, dass eine optimale Verdichtung, bei der kein Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude notwendig ist, beispielsweise in einem Bereich von 30-55 Vibrationsschlägen pro Meter, bevorzugt 35-50 Vibrationsschlägen pro Meter und ganz besonders bevorzugt von 40-45 Vibrationsschlägen pro Meter erfolgen kann. Ein weiterer bevorzugter Bereich ist ebenfalls 30-42 Vibrationsschläge pro Meter. Diese Werte werden daher bevorzugt, insbesondere ebenfalls wie angegeben paarweise, für den minimalen und den maximalen Grenzwert des IPF-Wertes verwendet. Bevorzugte Werte für den minimalen Grenzwert sind daher 25, 30, 35 oder 40 Vibrationsschläge pro Meter und für den maximalen Grenzwert 55, 50, 45 oder 40 Vibrationsschläge pro Meter. Bei einem Überschreiten des maximalen Grenzwertes oder einem Unterschreiten des minimalen Grenzwertes kommt es erfindungsgemäß zum Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude. Der maximale Grenzwert wird in der vorliegenden Anmeldung als IPF _max , der minimale Grenzwert als IPF _min be zeichnet.

[0014] Das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude kann im Extremfall bis zum vollständigen Verschwinden der vertikalen Vibrationsamplitude erfolgen. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die vertikale Vibrationsamplitude bei Über- oder Unterschreiten eines kritischen Grenzwertes der Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke auf null reduziert wird. Der kritische Grenzwert wird vorliegend auch als IPF _end bezeichnet. Da es erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass sowohl bei zu niedrigem aktuellem IPF-Wert als auch bei zu hohem aktuellen IPF-Wert ein Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude stattfindet, gibt es sowohl einen niedrigen kritischen Grenzwert, bei des sen Unterschreiten die vertikale Vibrationsamplitude auf null reduziert wird als auch einen hohen kritischen Grenzwert, bei dessen Überschreiten die vertikale Vibrationsamplitude auf null reduziert wird. Der niedrige kritische Grenzwert beträgt beispielsweise 30, bevorzugt 25, besonders bevorzugt 20, Vibrationsschläge pro Meter. Der hohe kritische Grenzwert beträgt beispielsweise 55, bevorzugt 60, besonders bevorzugt 65, Vibrationsschläge pro Meter. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude zwischen dem maximalen Grenzwert I PFmax und dem hohen kritischen Grenzwert und/oder zwi- schen den minimalen Grenzwert IPF _min und dem niedrigen kritischen Grenzwert linear zwischen der maximal möglichen an der Erregereinrichtung einstellbaren vertikalen Vibrationsamplitude und einer vertikalen Vibrationsamplitude von null erfolgt. Ein weiterer Vorteil des Reduzierens der vertikalen Vibrationsamplitude auf null liegt darin, dass durch die Erfindung dann eine Abschaltautomatik reali- siert wird, bei der beispielsweise bei einem Anhalten und Erreichen eines Stillstands der Maschine automatisch die vertikale Vibrationsamplitude auf null verstellt, sprich komplett abgeschaltet, wird. Auf diese Weise kann ein Bediener die Maschine einfach aus der Fahrt zum Stehen bringen und muss dabei nicht selbst daran denken, die Vibration auszuschalten, um keine Delle in den Boden zu verdichten. Dieser Effekt tritt auch bei häufig im Arbeitsbetrieb der Bodenverdichtungsmaschinen vorkommenden Reversierfahrten auf, bei denen der Bediener durch die Erfindung nicht ständig die Erregereinrichtung an- und abschalten muss. Der Bedienkomfort der Bodenverdichtungsmaschine ist dadurch erhöht.

[001 5] Im Betrieb der Bodenverdichtungsmaschine kommt es vor, dass Leistungsspitzen auftreten, beispielsweise beim Anfahren der Maschine sowie wenn beispielsweise Abhänge oder Böschungen hinauf gefahren werden. Wird aufgrund einer derartigen Betriebssituation auf einmal mehr Leistung von der Bodenverdichtungsmaschine gefordert, so kommt es häufig dazu, dass kurzfristig die Fahrge schwindigkeit und/oder die Vibrationsfrequenz verändert, insbesondere reduziert, werden müssen, um dem Leistungsbedarf gerecht zu werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in diesen Situa tionen die Steuerung der Bodenverdichtungsmaschine erheblich vereinfachen. Es ist daher bevor zugt, dass das Verändern der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz aufgrund einer erhöhten angeforderten Leistung der Bodenverdichtungsmaschine erfolgt. Insbesondere bei diesen, vom Bediener manchmal schwer vorhersehbaren Veränderungen ist es besonders praktisch, wenn im Zweifelsfall durch das Verfahren ein automatisches Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude durchgeführt wird, ohne dass der Bediener hierfür tätig werden muss. So können Verdichtungsfehler effizient vermieden werden.

[0016] Wie eingangs bereits erläutert, ist die Problematik von auftretenden Leistungsspitzen und der daraus folgenden zeitweisen Überforderung des Antriebsmotors insbesondere bei Hybridsystemen problematisch. Genau diese Systeme profitieren daher besonders stark von der vorliegenden Erfindung, die auch beim Auftreten von Leistungsspitzen und den damit verbundenen Reaktionen der Maschine in Bezug auf eine Veränderung der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz dafür sorgt, dass keine Verdichtungsfehler auftreten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bodenverdichtungsmaschine also als Hybrid, insbesondere elektrischer oder hydraulischer Hybrid, ausgebildet. Insbesondere umfasst die Bodenverdichtungsmaschine einen Zwischenspeicher und es erfolgt vor der Veränderung der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz bei einer er höhten angeforderten Leistung der Bodenverdichtungsmaschine ein Freigeben von zusätzlicher Leis- tung durch den Zwischenspeicher. Der Zwischenspeicher kann beispielsweise einen elektrischer Speicher, wie ein Akku, oder ein hydraulischer Speicher, beispielsweise ein Druckspeicher, sein. Das Freigeben von zusätzlicher Leistung erfolgt daher entweder durch die Freigabe von zusätzlicher elektrischer Energie oder beispielsweise durch das Freigeben von im Zwischenspeicher aufgenom- mener, unter Druck stehender H yd rau I i kf I üssigkeit. Auf diese Weise sollen bei FHybridsystemen typischerweise auftretende Leistungsspitzen überbrückt werden.

[001 7] Oftmals reicht die im Zwischenspeicher gespeicherte Energie allerdings nicht dazu aus, die Leistungsspitze komplett zu überbrücken. Beispielsweise dauert die Bergauffahrt länger an, als sie unter den aktuellen Betriebsparametern vom Antriebsmotor und dem Zwischenspeicher aufrecht erhalten werden kann. Um das gesamte Potenzial des Hybridsystems vollständig auszuschöpfen, ist es in diesem Fall bevorzugt, dass erst nach dem vollständigen Verbrauch der im Zwischenspeicher gespeicherten Energie das Verändern der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz er folgt, falls weiterhin eine erhöhte angeforderte Leistung der Bodenverdichtungsmaschine vorliegt. Auf diese Weise erfolgt auch erst dann ein Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude durch das Verfahren, wodurch länger mit hoher vertikaler Vibrationsamplitude und damit hoher Verdichtungsleis tung gearbeitet werden kann. Auf diese Weise ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere im Zusammenspiel mit einem Hybridsystem besonders effizient.

[0018] Es ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ebenfalls vorgesehen, dass der Ladezustand des Zwischenspeichers ebenfalls zur Steuerung des Verfahrens herangezogen wird. Der Ladezustand des Zwischenspeichers wird also mittels eines geeigneten Sensors erfasst. Anhand des Ladezustands wird dann entschieden, beispielsweise von der Steuereinheit, ob eine Leistungsspitze durch Nutzung der im Zwischenspeicher gespeicherten Energie überbrückt werden kann oder ob sofort ein Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude notwendig ist. Insbesondere der Übergang von einer Freigabe zusätzlicher Leistung beziehungsweise Energie aus dem Zwischenspeicher zu ei nem Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude kann von der Steuereinheit anhand des gemes- senen Ladezustands des Zwischenspeichers gesteuert werden. Unabhängig vom Ladezustand des Zwischenspeichers wird so immer die notwendige Maßnahme ergriffen, um Verdichtungsfehler zu vermeiden.

[0019] Grundsätzlich kann das Verfahren derart verwendet werden, dass nur und ausschließlich ein Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude durchgeführt wird. Mit anderen Worten kann die vertikale Vibrationsamplitude nur vom Bediener selbst beispielsweise über einen Steuerbefehl erhöht werden. Dies kann als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme dienen, damit nicht ohne den Willen des Bedieners auf einmal wieder stärker verdichtet wird. Um den Bediener allerdings weiter zu entlasten, ist es alternativ hierzu bevorzugt vorgesehen, dass ein Erhöhen der vertikalen Vibrationsamplitude erfolgt, wenn der wenigstens eine Grenzwert wieder über- oder unterschritten wird. Befindet sich also beispielsweise der aktuell gemessene IPF-Wert wieder über dem minimalen kritischen Grenzwert oder unter dem maximalen kritischen Grenzwert, so kann die vertikale Vibrationsamplitude wieder von null erhöht werden. Die kontinuierliche Verstellung der vertikalen Vibrationsamplitude zwischen den kritischen Grenzwerten und dem maximalen beziehungsweise minimalen Grenzwert kann im Wesentlichen andersherum wie das vorstehend bereits beschriebene Reduzieren erfolgen. Auf diese Weise wird die aktuell auf den Boden aufgebrachte Verdichtungsleistung immer an die momentan vorliegende Betriebssituation angepasst, ohne dass ein Bediener hierzu eingreifen muss.

[0020] Insbesondere wird das Potential der Maschine am besten ausgeschöpft, wenn im optimalen Bereich zwischen dem maximalen und dem minimalen Grenzwert maximal verdichtet wird. Dies bedeutet insbesondere, dass die vertikale Vibrationsamplitude auf ihren Maximalwert verstellt wird, wenn sich die Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke in einem vorgegebenen optimalen Bereich, insbesondere zwischen den Grenzwerten IPF _max und IPF _min , befindet. Befindet sich die Bodenverdichtungsmaschine also in diesem angestrebten optimalen Bereich, so wird dieser Zustand auch zur maximalen Verdichtungsleistung genutzt.

[0021 ] Das erfindungsgemäße Verfahren reduziert die vertikale Vibrationsamplitude, die von der Erregereinrichtung an der Verdichtungsbandage bewirkt wird. Durch dieses Reduzieren sinkt typischerweise ebenfalls die Leistungsaufnahme der Erregereinrichtung. Werden beispielsweise von einem Richtschwinger lediglich horizontale Schwingungen erregt, so kann die Leistungsaufnahme der Erregereinrichtung gegenüber dem Fall, dass ausschließlich vertikale Schwingungen erregt werden, bis auf die Hälfte absinken. Auf diese Weise wird zusätzliche Leistung im Antriebsstrang der Bodenverdichtungsmaschine frei, die dann anderweitig genutzt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist es beispielsweise vorgesehen, dass die durch das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude eingesparte Leistung zu einem Erhöhen der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz eingesetzt wird. Auf diese Weise kann einer Verlangsamung der Bodenverdichtungsmaschine und/oder einer Reduzierung der Vibrationsfrequenz zumindest teilweise entgegengewirkt werden. Insgesamt wird die Geschwindigkeit der Bodenverdichtungsmaschine dadurch beispielsweise weniger stark reduziert, wodurch wiederum der Arbeitsbetrieb effizienter ist.

[0022] Auch hier zeigt sich allerdings wieder die besondere Effizienz der Erfindung beim Einsatz mit einem Hybridsystem. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht nämlich vor, dass die durch das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude eingesparte Leistung zu einem Aufladen des Zwischenspeichers eingesetzt wird. Insbesondere bei einer lang anhaltenden Leistungsspitze, bei der die im Zwischenspeicher gespeicherte Energie bereits verbraucht wurde, ist der Zwischenspeicher ent- sprechend leer. Muss sodann infolge einer Veränderung der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz aufgrund des dann gemessenen aktuellen IPF-Wertes die vertikale Vibrationsamplitude reduziert werden, so kann die freiwerdende Leistung zumindest zu einer Ladung des Zwischenspeichers genutzt werden. Auf diese Weise steht bei der nächsten Leistungsspitze wieder ein geladener Zwischenspeicher zur Verfügung, so dass die Effizienz des Hybridsystems steigt.

[0023] Besonders ein Anfahren und Abbremsen der Erregereinrichtung kann im Arbeitsbetrieb der Bodenverdichtungsmaschine störend sein. Es ist daher bevorzugt, dass die Vibrationsfrequenz der Vibration der wenigstens einen Verdichtungsbandage im Wesentlichen konstant gehalten wird. Insbesondere wird diese konstant gehalten. Im Wesentlichen bedeutet vorliegend, dass zwar betriebsbedingte Schwankungen vorliegen können, aber keine von außen induzierten oder gesteuerten Veränderungen an der Vibrationsfrequenz vorgenommen werden. Auf diese Weise kann die Erregereinrichtung immer gleich angetrieben werden und es muss beispielsweise bei Reversierfahrten nicht gekuppelt werden. Dies bedeutet natürlich gleichzeitig, dass bei auftretenden Lastspitzen die Fahrgeschwindigkeit reduziert wird, um diese zu überbrücken. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird also bevorzugt nur die Fahrgeschwindigkeit verändert und die Vibrationsfrequenz konstant gehalten. Alternativ ist es ebenfalls möglich, die Vibrationsfrequenz und insbesondere die Vibrationsfrequenz und die Fahrgeschwindigkeit zu verändern. Auch die Vibrationsfrequenz kann also reduziert werden, um eine Leistungsspitze zu überbrücken. Dabei muss allerdings beachtet werden, dass die Vibrationsfrequenz nicht bis auf die Resonanzfrequenz der Bandage abgesenkt wird, damit keine Schäden an der Maschine entstehen. Auch bei einer Änderung der Vibrationsfrequenz ist es daher bevorzugt, dass diese nur derart verändert wird, dass die Erregereinrichtung im Arbeitsbetrieb überkritisch betrieben wird. Insbesondere ist es bevorzugt, die Vibrationsfrequenz zu reduzieren, wenn die vertikale Vibrationsamplitude im Wesentlichen null ist, also die Schwingung beispielsweise nur horizontal ausgerichtet ist. In diesem Fall kann eine Reduzierung der Vibrationsfrequenz ebenfalls verschleißmindernd sein. In diesem Fall sind die ansonsten zu befürchtenden Schäden für das Arbeitsergebnis ebenfalls geringer. Durch eine Änderung der Vibrationsfrequenz und/oder der Fahrgeschwindigkeit kann die Steuereinheit eine Einhaltung des optimalen IPF-Wertes besonders flexibel regeln beziehungsweise steuern.

[0024] Darüber hinaus ermöglicht es die vorliegende Erfindung ebenfalls, den Antriebsmotor immer möglichst nah an seinem optimalen Leistungspunkt zu betreiben, da eine Möglichkeit angegeben wird, Lastspitzen zu überwinden, ohne eine vom Antriebsmotor abgegebene Leistung zu verändern. Es ist daher bevorzugt, dass eine Leistungsabgabe beziehungsweise die Drehzahl eines Antriebsmotors der Bodenverdichtungsmaschine im Wesentlichen konstant gehalten wird. Insbesondere wird die Leistungsabgabe beziehungsweise die Drehzahl konstant gehalten. Auch hier bedeutet im Wesentlichen, dass zwar betriebsbedingte Schwankungen möglich sind, aber beispielsweise keine von außen induzierten beziehungsweise gesteuerten Veränderungen der Leistungsabgabe beziehungsweise der Drehzahl vorgenommen werden. Durch einen derart optimalen Betrieb des Antriebsmotors wird zum einen dessen Standzeit verlängert und gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch gesenkt.

[0025] Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls von einer Bodenverdichtungsmaschine mit einer Steuereinheit gelöst, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist und/oder dieses durchführt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird also zur Steuerung der Bodenfräsmaschine eingesetzt, die für diesen Einsatz ausgebildet ist und zumindest eine Steuereinheit um fasst, die in der Lage ist, das Verfahren durchzuführen. Sämtliche vorstehend für das Verfahren be schriebenen Merkmale, Wirkungen und Vorteile gelten genauso im übertragenen Sinne für die erfin dungsgemäße Bodenverdichtungsmaschine. Gleichzeitig gelten sämtliche für die Bodenverdich tungsmaschine beschriebenen Merkmale, Wirkungen und Vorteile genauso für das erfindungsgemä ße Verfahren. Es wird daher lediglich zur Vermeidung von Wiederholungen auf die jeweils anderen Ausführungen Bezug genommen.

[0026] Die Bodenverdichtungsmaschine umfasst insbesondere einen Maschinenrahmen, einen Antriebsmotor, wenigstens eine Verdichtungsbandage, eine Erregereinrichtung zur Erregung einer Vibration an der Verdichtungsbandage mit einer Vibrationsfrequenz, sowie einen Frequenzsensor zur Messung der Vibrationsfrequenz und einen Fahrstreckensensor zur Messung der zurückgelegten Fahrstrecke. Der Frequenzsensor und der Fahrstreckensensor sind mit der Steuereinheit verbunden und liefern dieser, insbesondere kontinuierlich, entsprechende Messwerte der Vibrationsfrequenz und der zurückgelegten Fahrstrecke. Diese werden von der Steuereinheit bei der Durchführung des Verfahrens eingesetzt.

[0027] Wie vorstehend ebenfalls bereits erläutert wurde, ist die Bodenverdichtungsmaschine ganz besonders bevorzugt als Hybrid, insbesondere hydraulischer Hybrid, mit einem Zwischenspeicher ausgebildet. Gerade bei einem derartigen Hybridsystem ist die vorliegende Erfindung besonders vor teilhaft. [0028] Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Figur 1 : eine Seitenansicht einer Tandemwalze;

Figur 2: eine Seitenansicht eines Walzenzuges;

Figur 3: ein Schema des Antriebs und der Steuereinheit einer Bodenverdichtungsmaschine;

Figur 4: den zeitlichen Ablauf des Verfahrens bei stufenweiser Erhöhung der Fahrgeschwindig keit;

Figur 5: den zeitlichen Ablauf des Verfahrens bei stufenweiser Verringerung der Fahrgeschwin digkeit;

Figur 6: den zeitlichen Ablauf des Verfahrens beim Einsatz eines Hybridsystems; und

Figur 7: ein Ablaufdiagramm des Verfahrens.

[0029] Gleiche beziehungsweise gleich wirkende Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugs zeichen bezeichnet. Sich wiederholende Bauteile sind nicht in jeder Figur gesondert bezeichnet.

[0030] Die Figuren 1 und 2 zeigen gattungs- und erfindungsgemäße Bodenverdichtungsmaschi nen 1. Die Bodenverdichtungsmaschine 1 der Figur 1 ist als Tandemwalze, diejenige der Figur 2 als Walzenzug ausgebildet. Die Bodenverdichtungsmaschinen 1 umfassen einen Fahrerstand 2 und einen Maschinenrahmen 3, sowie einen Antriebsmotor 4, der typischerweise ein Dieselverbrennungs motor ist. Der Antriebsmotor 4 treibt unter anderem ein Fahrwerk an, das mindestens eine über eine Bandagenhalterung 6 am Maschinenrahmen 3 befestigte Verdichtungsbandage 5 umfasst. Im Fall der Tandemwalze aus Figur 1 weist diese sowohl vorne als auch hinten jeweils eine Verdichtungsbandage 5 auf. Der Walzenzug gemäß Figur 2 weist eine vordere Verdichtungsbandage 5 auf und umfasst an seiner hinteren Fahrwerksachse zwei Räder 7. Im Arbeitsbetrieb der Bodenverdichtungsmaschi ne 1 wird diese über den zu verdichtenden Boden 8 gefahren, beispielsweise in Vorwärtsrichtung a. Selbstverständlich kann allerdings auch entgegen der Vorwärtsrichtung a, also rückwärts, verdichtet werden. In wenigstens einer der Verdichtungsbandagen 5 der Bodenverdichtungsmaschinen 1 ist eine Erregereinrichtung angeordnet, die die jeweilige Verdichtungsbandage 5 in Schwingungen, ins besondere Vibrationen, versetzt. Auf diese Weise wird die Verdichtungsleistung erhöht. Um die je weilige Vibrationsfrequenz der Verdichtungsbandage 5 zu messen, weisen die Bodenverdichtungs- maschinen 1 Frequenzsensoren 33 auf, insbesondere jeweils einen Frequenzsensor 33 pro Verdich- tungsbandage 5. Darüber hinaus sind die Bodenverdichtungsmaschinen 1 in der Lage, zu detektie- ren, welche Strecke sie zurückgelegt haben. Hierfür weisen sie einen Fahrstreckensensor 34 auf. Dieser kann die Fahrstrecke entweder aus der Fahrgeschwindigkeit ermitteln oder beispielsweise als Umdrehungssensor an den Rädern 7 oder den Verdichtungsbandagen 5 ausgebildet sein. Zusätzlich umfassen die Bodenverdichtungsmaschinen 1 eine Steuereinheit 1 5, die mit dem Frequenzsensor 33 und dem Fahrstreckensensor 34 verbunden ist. Die Steuereinheit 15 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet beziehungsweise führt dieses aus. Insbesondere wird das er findungsgemäße Verfahren für jede Verdichtungsbandage 5 einzeln oder alternativ für alle Verdichtungsbandagen 5 einer Bodenverdichtungsmaschine 1 zusammen ausgeführt.

[0031 ] Figur 3 zeigt schematisch den Antrieb der Bodenverdichtungsmaschine 1 und deren Verschaltung mit der Steuereinheit 1 5. Am Antriebsmotor 4 sind eine Fahrpumpe 9 und eine Vibrati onspumpe 10 angeordnet. Beide werden vom Antriebsmotor 4 angetrieben. Die Fahrpumpen 9 ist mit einer Hydraulikleitungen 19 mit dem Fahrmotor 1 1 verbunden, der wenigstens ein Rad 7 oder wenigstens eine Verdichtungsbandage 5 der Bodenverdichtungsmaschine 1 antreibt. Die Vibrationspumpe 10 ist ebenfalls über ein Hydraulikleitungen 19 mit einem Vibrationsmotor 12 verbunden, der über eine mechanische Kopplung 20 die Erregereinrichtung 13 mit Energie versorgt, so dass die Erregereinrichtung 13 im Arbeitsbetrieb die Verdichtungsbandage 5 in Vibrationen versetzt. An der Erregereinrichtung 1 3 ist ebenfalls über eine mechanische Kopplung 20 eine Amplitudensteuerung 14 vorgesehen, über die die Schwingungsamplitude, insbesondere die vertikale Vibrations amplitude der Verdichtungsbandage 5, die von der Erregereinrichtung 1 3 hervorgerufen wird, ver stellbar ist. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Bodenverdichtungsmaschine 1 als Hybridsystem ausgebildet. Hierfür ist es vorgesehen, dass am Antriebsmotor 4 ebenfalls eine Pumpe/Motor-Einheit 16 angeordnet ist, die über Hydraulikleitungen 19 mit einem Lade-/Entlade- ventil 1 7 und über dieses mit einem Zwischenspeicher 18, beispielsweise einem hydraulischen Druckspeicher, verbunden ist. Ist im Antriebsstrang der Bodenverdichtungsmaschine 1 überschüssige Leistung verfügbar, so wirkt die Pumpe/Motor-Einheit 16 als Pumpe und lädt den Zwischenspeicher 18 über das Lade-/Entladeventil 1 7. Bei Leistungsspitzen, die die Leistungsabgabe des An triebsmotors 4 übersteigen, kann dagegen im Zwischenspeicher 18 gespeicherte Energie über das Lade-/Entladeventil 1 7 abgegeben werden, sodass die Pumpe/Motor-Einheit 16 als Motor arbeitet und zusätzliche Leistung, beispielsweise in Form eines Drehmomentes, in den Antriebsstrang einlei tet. Leistungsspitzen können so überbrückt werden, solange die im Zwischenspeicher 18 gespeicher te Energie ausreicht. [0032] Figur 3 zeigt ebenfalls die Steuereinheit 15 und deren Verbindung zum Frequenzsensor 33 und zum Fahrstreckensensor 34. Darüber hinaus ist die Steuereinheit 15 mit Steuerleitungen 21 al- lerdings ebenfalls mit weiteren Komponenten des Antriebes verbunden. Die Steuerleitungen 21 sind vorliegend beispielsweise elektrische Leitungen, über die sowohl Steuerbefehle als auch aufgenom- mene Messwerte transportiert werden können. Die Steuereinheit 1 5 ist beispielsweise insbesondere dazu ausgebildet, die Vibrationsfrequenz der Erregereinheit 1 3, beispielsweise über den Frequenz- sensor 33, und die zurückgelegte Fahrstrecke, beispielsweise über den Fahrstreckensensor 34, zu messen. Darüber hinaus ist die Steuereinheit 15 dazu ausgebildet, die Amplitudensteuerung 14 der art zu steuern, dass diese gemäß dem Verfahren ein Reduzieren oder ein Erhöhen der vertikalen Vibrationsamplitude in Abhängigkeit des gemessenen beziehungsweise berechneten aktuellen IPF- Wertes durchführt.

[0033] Figur 4 zeigt das System und dessen Reaktion im zeitlichen Ablauf bei einer stufenweisen Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit v. Die Abszisse sämtlicher angegebener Diagramme bezeichnete die Zeit t. Die Diagramme sind derart angeordnet, dass die einzelnen gekennzeichneten Zeitpunkte entlang der Abszisse in sämtlichen Diagrammen übereinstimmen. Dies gilt ebenfalls für die Figuren 5 und 6. Zu Beginn des in Figur 4 dargestellten Ablaufs, im Diagramm links des Zeitpunkts ti, befindet sich die Bodenverdichtungsmaschine 1 im ganz normalen Arbeitsbetrieb und fährt mit konstanter Fahrgeschwindigkeit v über den zu verdichtenden Boden 8. Die Erregereinrichtung 1 3 erregt eine Schwingung an der Verdichtungsbandage 5, deren Vibrationsfrequenz f wird den gesamten Ablauf hinweg im Wesentlichen konstant bleibt. Der Ausgleich der Leistungsspitze erfolgt daher in den ge- zeigten Ausführungsbeispielen durch eine Anpassung der Fahrgeschwindigkeit v, wie nachstehend beschrieben wird. Alternativ könnte allerdings ebenfalls die Vibrationsfrequenz f, entweder alleine oder zusammen mit der Fahrgeschwindigkeit v, verändert werden. Zum Zeitpunkt ti beschleunigt der Bediener der Bodenverdichtungsmaschine 1 . Die Fahrgeschwindigkeit v erhöht sich, bis wieder eine Konstante, erhöhte Fahrgeschwindigkeit v erreicht wurde. Dadurch, dass die Vibrationsfrequenz f konstant bleibt und die Fahrgeschwindigkeit v erhöht wird, sinkt die Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegte Strecke, also der IPF-Wert (siehe unteres Diagramm). Der IPF-Wert liegt allerdings weiterhin über einem minimalen Grenzwert IPF _min , so dass, wie im oberen Diagramm gezeigt, die vertikale Vibrationsamplitude A ebenfalls konstant bleibt, beispielsweise auf ihrem maximal an der Erregereinrichtung 1 3 einstellbaren Wert. Zum Zeitpunkt t ₂ beschleunigt der Bediener die Bodenver dichtungsmaschine 1 weiter. Diesmal wächst die Fahrgeschwindigkeit v derart an, dass aufgrund der konstanten Vibrationsfrequenz f der IPF-Wert unter den vorgegebenen minimalen Grenzwert IPF _min absinkt. Dies geschieht zum Zeitpunkt t3. Die Steuereinheit, die den IPF-Wert aus der Fahrgeschwin- digkeit v und der Vibrationsfrequenz f berechnet, bemerkt, dass der IPF-Wert den minimalen Grenzwert IPF _min unterschritten hat und leitet daher zum Zeitpunkt t ₃ ein Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude A ein, wie im obersten Diagramm gezeigt wird. Die Veränderung der vertikalen Vibrationsamplitude A erfolgt daher (in sämtlichen in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen) in Abhängigkeit des IPF-Wertes durch die Steuereinheit. Die Veränderung der vertikalen Vibrationsamplitude A ist daher zeitlich geringfügig zur Veränderung des IPF-Wertes versetzt und erfolgt später, da die vertikale Vibrationsamplitude A in Abhängigkeit des IPF-Wertes geregelt beziehungsweise gesteuert wird. Die Bodenverdichtungsmaschine 1 wird vom Bediener noch bis zum Zeitpunkt t _t weiter beschleunigt, bis dann wieder eine konstante Fahrgeschwindigkeit v erreicht ist. Das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude A durch die Steuereinheit 1 5 wird daher ebenfalls bis zum Zeitpunkt t _t fortgesetzt, bei dem sich auch der IPF-Wert nicht mehr weiter verändert. Zwischen den Zeitpunkten t _t und t ₅ wird die Bodendichtungsmaschine 1 beziehungsweise die Erregereinrichtung 13 also mit reduzierter vertikaler Vibrationsamplitude A betrieben. Diese bleibt zwischen diesen bei den Zeitpunkten im Wesentlichen konstant. Zum Zeitpunkt t ₅ wird die Bodenverdichtungsmaschine 1 allerdings wieder beschleunigt. Diesmal geht die Beschleunigung so weit, dass zum Zeitpunkt der IPF-Wert unter den kritischen Grenzwert IPF _end abfällt. Bis zu diesem Zeitpunkt hat die Steuereinheit 15 kontinuierlich die vertikale Vibrationsamplitude A proportional zum Absinken des IPF-Wertes reduziert. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nun entweder so ausgebildet, dass zum Zeitpunkt des Erreichens des kritischen Grenzwertes IPF _end die vertikale Vibrationsamplitude der A gerade null wird, oder das erfindungsgemäße Verfahren ist so ausgebildet, dass die Steuereinheit 1 5 die vertikale Vibrationsamplitude A über die Amplitudensteuerung für 10 bei Erreichen des kritischen Grenzwertes IPF _end auf null stellt, egal, was der vorherige Wert der vertikalen Vibrationsamplitude A war. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erreicht die vertikale Vibrationsamplitude A gerade dann null, wenn der IPF-Wert den kritischen Grenzwert, in diesem Fall den niedrigen kritischen Grenzwert IPF _end , unter- schreitet. Erst zum Zeitpunkt t ₇ wird die Fahrgeschwindigkeit v der Bodenverdichtungsmaschine 1 durch den Bediener wieder reduziert, sodass der IPF-Wert zum Zeitpunkt te wieder über den kriti schen Grenzwert IPF _end ansteigt. Ab diesem Zeitpunkt wird die vertikale Vibrationsamplitude A wieder erhöht, im gezeigten Ausführungsbeispiel von null an. Zwischen den Zeitpunkten te und te wird die Erregereinrichtung 13 also mit konstanter Vibrationsfrequenz f aber mit vertikaler Vibrations- amplitude A gleich null betrieben. Beispielsweise erzeugt die Erregereinrichtung 1 3 in dieser Zeit ausschließlich Horizontalschwingungen. Die Erhöhung der vertikalen Vibrationsamplitude A entspricht proportional dem Anstieg des IPF-Wertes, bis zum Zeitpunkt t ₉ die Bodenverdichtungsma- schine 1 derart abgebremst wurde, dass der IPF-Wert wieder über den minimalen Grenzwert IPFmin ansteigt. Ab diesem Zeitpunkt wird die vertikale Vibrationsamplitude A solange erhöht, bis sie wieder ihrem maximalen Wert vom Beginn des gezeigten Ablaufes einnimmt. Die Bodenverdichtungsma- schine 1 befindet sich im optimalen Betriebszustand und bringt die maximale Verdichtungsleistung auf den zu verdichtenden Boden 8 auf.

[0034] Figur 5 zeigt den Ablauf einer ähnlichen Situation wie Figur 4, wobei in Figur 5 der Fall einer stufenweisen Verringerung der Fahrgeschwindigkeit v gezeigt ist. Eine derartige Verringerung der Fahrgefälligkeit v kann beispielsweise auftreten, um im Arbeitsbetrieb entstehende Leistungsspitzen der Bodenverdichtungsmaschine 1 zu überbrücken, beispielsweise wenn diese einen Abhang hinauf fahren muss. Im übertragenen Sinne gelten die vorstehenden Ausführungen zur Figur 4 ebenfalls für die Figur 5, weshalb nur auf die Unterschiede eingegangen wird. Zum Zeitpunkt ti wird die Boden verdichtungsmaschine 1 gemäß Figur 5 abgebremst. Die Fahrgeschwindigkeit v bleibt allerdings so hoch, dass der IPF-Wert zwar ansteigt, aber noch unter dem maximalen Grenzwert IPF _max bleibt. Aus diesem Grund befindet sich auch die verlangsamte Bodenverdichtungsmaschine 1 noch im optima len Bereich, so dass die vertikale Vibrationsamplitude A konstant bleibt. Erst durch die zum Zeit punkt t ₂ eintretende weitere Verlangsamung wird dann zum Zeitpunkt t ₃ der maximale Grenz wert IPF _max des IPF-Wertes überschritten, so dass auch hier ein Reduzieren der vertikalen Vibrations- amplitude A durch die Steuereinheit 1 5 eingeleitet wird. Es folgt auch hier zwischen den Zeitpunk ten U und t ₅ ein Betrieb der Bodenverdichtungsmaschine 1 mit konstanter, reduzierter vertikaler Vib rationsamplitude A, da sich der aktuell berechnete IPF-Wert zwischen dem maximalen Grenz wert IPF _max und dem kritischen Grenzwert IPF _end , insbesondere dem hohen kritischen Grenzwert, befindet. Durch die weitere Verringerung der Fahrgeschwindigkeit v ab dem Zeitpunkt t ₅ steigt der IPF-Wert dann schließlich zum Zeitpunkt te über den kritischen Grenzwert IPF _end hinaus an, wodurch die vertikale Vibrationsamplitude A auf null gestellt wird. Auch hier werden dadurch Verdichtungs fehler vermieden. Ab dem Zeitpunkt t _? wird die Bodenverdichtungsmaschine 1 wieder beschleunigt, so dass zum Zeitpunkt te der kritische Grenzwert IPF _end unterschritten und ab dem Zeitpunkt t ₉ auch der maximale Grenzwert IPF _max unterschritten wird. Ab dem Unterschreiten des kritischen Grenzwer tes IPF _end wird die vertikale Vibrationsamplitude A wieder proportional zum Ansteigen des IPF- Wertes erhöht. Ab dem Unterschreiten des maximalen Grenzwertes IPF _max stellt die Steuereinheit 1 5 dann wieder die maximale vertikale Vibrationsamplitude A ein. Die Verdichtung im optimalen Be triebszustand der Bodenverdichtungsmaschine 1 kann dann fortgesetzt werden.

[0035] In Figur 6 wird die besonders vorteilhafte Einbindung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Flybridsystem veranschaulicht. Die oberen vier Diagramme entsprechen denjenigen der Figu- ren 4 und 5, und zeigen die vertikale Vibrationsamplitude A, die Vibrationsfrequenz f, die Fahrge- schwindigkeit v und den IPF-Wert. Insbesondere entspricht der dargestellte Ablauf dem Fall mit einer Verringerung der Fahrgeschwindigkeit v gemäß Figur 5, obwohl der Ablauf vereinfacht ist. Zu Beginn des in Figur 6 dargestellten Ablaufes befindet sich die Bodenverdichtungsmaschine 1 im normalen Arbeitsbetrieb, sie fährt mit konstanter Fahrgeschwindigkeit v und verdichtet den Boden 8 mit einer konstanten Vibrationsfrequenz f. Wie im untersten Diagramm dargestellt ist, wird der Antriebsmo- tor 4 mit konstanter Leistungsabgabe E beziehungsweise mit konstanter Drehzahl betrieben. Die für den gesamten Betrieb der Bodenverdichtungsmaschine 1 notwendige Leistung, sprich, die angefor- derte Leistung L, liegt zu diesem Zeitpunkt unter der vom Antriebsmotor 4 erreichten Leistungsabga- be E. Zum Zeitpunkt ti steigt die angeforderte Leistung L der Bodenverdichtungsmaschine 1 an. Grund hierfür kann beispielsweise sein, dass die Bodenverdichtungsmaschine 1 bergauf verdichten muss. Solange die angeforderte Leistung L unter der vom Antriebsmotor erwirkten Leistungsabgabe E bleibt, passiert vorerst nichts. Zum Zeitpunkt t2 allerdings übersteigt die angeforderte Leistung L die Leistungsabgabe E des Antriebsmotors 4. Zu diesem Zeitpunkt macht sich das Flybridsystem der Bo denverdichtungsmaschine 1 bemerkbar. Konkret gibt der Zwischenspeicher 18 zusätzliche Energie beziehungsweise Leistung frei und speist diese in den Antriebsstrang der Bodenverdichtungsmaschi ne 1 ein. Die Leistungsabgabe H des Zwischenspeichers 18 steigt an. Durch die zusätzliche Leis tungsabgabe H aus dem Zwischenspeicher 18 kann der gestiegene Leistungsbedarf der Bodenver dichtungsmaschine 1 abgedeckt werden. Aus diesem Grund kann die Bodenverdichtungsmaschine 1 ihren Arbeitsbetrieb unbeeinträchtigt fortsetzen. Zum Zeitpunkt t ₃ allerdings nähern sich die Energiereserven des Zwischenspeichers 18 ihrem Ende und die Leistungsabgabe H aus dem Zwischenspeicher 18 lässt nach. Ab diesem Zeitpunkt kann die benötigte Leistung der Bodenverdichtungsmaschine 1 nicht mehr durch die Kombination des Antriebsmotors E und dem Zwischenspeicher 18 abgedeckt werden. Um den Arbeitsbetrieb aufrecht zu erhalten, muss also an anderer Stelle die benötigte Leistung reduziert werden. Dies erfolgt erfindungsgemäß bevorzugt bei der Fahrgeschwindigkeit v, die ab dem Zeitpunkt t ₃ reduziert wird, um den erhöhten Leistungsbedarf abzufangen. Da die Vibra tionsfrequenz f konstant bleibt, steigt mit Absinken der Fahrgeschwindigkeit v ebenfalls der IPF-Wert. Wie bereits zuvor im Zusammenhang mit Figur 5 erläutert, übersteigt der IPF-Wert zum Zeitpunkt t den maximalen Grenzwert IPF _max , so dass ab diesem Zeitpunkt durch die Steuereinheit 15 ein Redu- zieren der vertikalen Vibrationsamplitude A vollzogen wird, die bis zum Zeitpunkt tu konstant gehal ten wurde. Die Fahrgeschwindigkeit v wird so lange reduziert, bis die zur Verfügung stehende Leis tung für den Betrieb der Bodenverdichtungsmaschine 1 ausreicht. Zum Zeitpunkt t ₅ ist dies erreicht, so dass die Fahrgeschwindigkeit v ab hier konstant gehalten werden kann. Auch das Ansteigen des IPF-Wertes endet daher zum Zeitpunkt t ₅ , so dass auch das Reduzieren der vertikalen Vibrations amplitude A zum Zeitpunkt t ₅ gestoppt wird. Die vertikale Vibrationsamplitude A kann nun konstant bleiben. Später geht der erhöhte Leistungsbedarf wieder zurück, beispielsweise weil die Bodenbe- lichtungsmaschine 1 von einer Böschung auf eine Ebene fährt, so das zum Zeitpunkt te die angeforderte Leistung L wieder unter die vom Antriebsmotor 4 abgegebene Leistung E fällt. Zu diesem Zeitpunkt kann dann also die Fahrgeschwindigkeit v wieder erhöht werden, was zu einem Absinken des IPF-Wertes und einem damit verbundenen Erhöhen der vertikalen Vibrationsamplitude A, wie vorstehend bereits beschrieben, führt.

[0036] Figur 6 zeigt einen weiteren Vorteil des Verfahrens. Wie vorstehend bereits erläutert wurde, nimmt die Erregereinrichtung 1 3 weniger Leistung auf, wenn die vertikale Vibrationsamplitude A reduziert ist. Die dadurch zur Verfügung stehende Leistung kann an anderer Stelle der Bodenverdichtungsmaschine 1 genutzt werden. So sind in Figur 6 beispielshaft zwei verschiedene Möglichkeiten dargestellt. Zum einen kann die freiwerdende Leistung dazu genutzt werden, die Fahrgeschwindigkeit v der Bodenverdichtungsmaschine 1 weniger zu reduzieren. Dies ist durch die gestrichelte Linie im Diagramm der Fahrgeschwindigkeit v dargestellt. Die gestrichelte Kurve zeigt den Verlauf der Fahrgeschwindigkeit v, wenn die durch das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude A freiwerdende Leistung dazu genutzt wird, eine höhere Fahrgeschwindigkeit v beizubehalten. Die durchgezogene Linie zeigt dagegen denjenigen Fall, in dem die zusätzliche Leistung nicht in die Fahrgeschwindigkeit v investiert wird. Durch die Nutzung der durch die Reduzierung der vertikalen Vibrationsamplitude A freiwerdenden Leistung kann also eine höhere Fahrgeschwindigkeit v eingestellt werden, sodass insgesamt der Verdichtungsvorgang effizienter wird. Alternativ hierzu ist es allerdings ebenfalls möglich, die durch die Reduzierung der vertikalen Vibrationsamplitude A freiwerdende Leistung dazu zu nutzen, den Zwischenspeicher 18 zu laden. Dies wird im Diagramm der Leistungsabgabe H aus dem Zwischenspeicher 18 ebenfalls durch die gestrichelte Linie angedeutet. Die gestrichelte Linie veranschaulicht einen Ladevorgang des Zwischenspeichers 1 8, da die gestrichelte Linie unter der parallel zur Zeitachse verlaufenden Nulllinie der Leistungsabgabe H verläuft. Die gezeigte negative Leistungsabgabe entspricht einem Ladevorgang. Der Ladevorgang des Zwischenspeichers 18 erfolgt über den gesamten Zeitraum, in dem die vertikale Vibrationsamplitude A reduziert ist, da über diesen gesamten Zeitraum von der Erregereinrichtung 13 weniger Leistung benötigt wird und die überschüssige Leistung daher zum Laden des Zwischenspeichers 18 zur Verfügung steht. Auf diese Weise kann der Zwischenspeicher 18 direkt nach dem die in ihm gespeicherte Energie vollständig verbraucht wurde zumindest teilweise wieder aufgeladen werden, so dass bei der nächsten Leistungsspitze bereits wieder ein zumindest teilweise geladener Zwischenspeicher 18 zur Verfügung steht.

[0037] Figur 7 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens 22. Das Verfahren 22 umfasst das Erregen 23 einer Vibration an einer Verdichtungsbandage 5 durch die Erre- gereinrichtung 1 3 und das Fortbewegen 24 der Bodenverdichtungsmaschine 1 über den Boden 8. Wenn die Bodenverdichtungsmaschine 1 als Hybridsystem ausgebildet ist, kann zur Überbrückung einer Leistungsspitze im Schritt 22 Leistung beziehungsweise Energie aus einem Zwischenspeicher 18 freigegeben werden. Aus verschiedenen Gründen kann es im Arbeitsbetrieb zu einem Verändern 28 der Fahrgeschwindigkeit v und/oder der Vibrationsfrequenz f kommen, beispielsweise wenn die Energie im Zwischenspeicher 18 nicht für ein vollständiges Überbrücken des erhöhten Leistungsbe- darfs der Bodenverdichtungsmaschine 1 ausreicht. Aufgrund eines Veränderns 28 der Fahrgeschwin digkeit v und/oder der Vibrationsfrequenz f ändert sich ebenfalls der aktuelle IPF-Wert der Boden- verdichtungsmaschine 1 , der im Schritt 25 bestimmt und überwacht wird. Der bestimmte IPF-Wert wird dann im Schritt 26 mit vorgegebenen Grenzwerten IPF _max , IPF _min , IPF _end verglichen. Liegt der gemessene IPF-Wert in einem optimalen Bereich zwischen dem minimalen Grenzwert IPFmi _n und dem maximalen Grenzwert IPF _max , so passiert gar nichts und der Arbeitsbetrieb wird ungestört fortge setzt. Liegt dagegen der gemessene IPF-Wert unter dem minimalen Grenzwert IPFmin oder über dem maximalen Grenzwert IPF _max , so folgt im ersten Fall ein Reduzieren 27 der vertikalen Vibrations amplitude A und im zweiten Fall ein Erhöhen 29 der vertikalen Vibrationsamplitude A. Im Fall des Erhöhens der vertikalen Vibrationsamplitude A beginnt das Verfahren 22 erneut von vorne. Wird dagegen im Schritt 27 die vertikale Vibrationsamplitude A verringert, so geht die Leistungsaufnahme der Erregereinrichtung 13 zurück und aufgrund des verringerten Leistungsbedarfs steht überschüssige Energie zur Verfügung, die beispielsweise im Schritt 30 dazu eingesetzt werden kann, die Fahrgeschwindigkeit v und/oder die Vibrationsfrequenz f zu erhöhen oder zumindest deren Verringerung abzupuffern. Alternativ hierzu ist es ebenfalls möglich, die eingesparte Energie im Schritt 31 zum Aufladen des Zwischenspeichers 18 zu nutzen. Alles in allem gelingt es durch die vorliegende Erfindung, das Auftreten von Verdichtungsfehlern im Arbeitsbetrieb der Bodenverdichtungsmaschine 1 effizient zu verhindern. Gleichzeitig wird hierfür so gut wie keine Aufmerksamkeit des Bedieners benötigt, wodurch der Bedienungskomfort der Bodenverdichtungsmaschine 1 erhöht ist. Insbesonde re bei einem Einsatz mit einem Hybridsystem treten diese Vorteile besonders stark zum Vorschein.