WO2018178004A1 - Method for operating an autonomous underground vehicle - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for operating a self-propelled sub-vehicle with the features of the preamble of claim 1 and a self-propelled underground vehicle having the features of the preamble of claim 15.
- self-propelled underground vehicles are known, which are used in mining and tunneling for different types of work.
- Such self-propelled underground vehicles may, for example, be loaders, underground dump trucks, concrete mixers, mining vehicles, drilling rigs, tethering machines, tunneling machines, etc.
- the self-propelled underground vehicles in question here have a diesel engine in particular as an aggregate.
- This diesel engine provides the power for both the movement of the downhole vehicle and the working of the hoist of the downhole vehicle with the implement or implements, the number and type of which depends on the particular type of downhole vehicle.
- a flow gearbox serves to translate the rotary motion emitted by the diesel engine into the movement of the downhole vehicle and the working activity of the hoist.
- a separate control element for substantially immediate adjustment of the engine power of the diesel engine - corresponding to an accelerator pedal in a car - on the one hand and a control element for actuating the On the other hand.
- a disadvantage of this approach of the prior art is that these frequent fluctuations in the speed of the diesel engine cause the diesel engine is regularly operated at an operating point, which has a worse than the desired efficiency. Firstly, this leads to unnecessarily high fuel consumption and to the generation of additional waste heat, the cooling of which in turn may require additional energy. Second, the variations in the speed of the diesel engine also increase the wear of the diesel engine. In the case of a diesel engine, regular fluctuations in the load of the diesel engine-that is, the torque delivered by the diesel engine-are considerably less serious for wear than these fluctuations in engine speed.
- the object of the invention is to further develop and improve the known from the prior art self-propelled underground vehicle and the known method for operating the self-propelled underground vehicle that the operation both in terms of fuel consumption and in terms of wear becomes more economical.
- the proposed method is for operating a self-propelled underground day vehicle, wherein the downhole vehicle comprises a hoist with at least one implement, a driving arrangement for moving the underground vehicle and a drive arrangement for driving the hoist and the drive assembly, wherein the drive arrangement comprises a flow gear and a diesel engine.
- the self-propelled underground vehicle on a control arrangement for driving the drive assembly - in particular so for driving the flow gear and the diesel engine - on.
- the proposed method is characterized in that the sub-vehicle has an input arrangement for predetermining by a vehicle user both a travel speed of the underground vehicle and a working activity of the hoist to be executed.
- This driving speed is the speed with which the underground vehicle is to move or move.
- This input device can have arbitrary and possibly completely separate input devices for presetting the vehicle speed on the one hand and for specifying the work activity of the hoist to be executed on the other hand.
- the work to be performed may in particular be a working movement of an implement of the hoist.
- the proposed method is further characterized in that the control arrangement regulates the diesel engine based on a respective predetermined by the vehicle user through the input device driving speed and work activity.
- the vehicle user is deprived of the possibility of directly setting the speed of the diesel engine and thereby opening up the possibility of having the diesel engine even with different combinations of ner predetermined driving speed and a given work activity with lower fluctuations in the speed to operate.
- this control of the diesel engine can be configured as desired.
- a preferred embodiment is characterized in that the control arrangement determines a target speed of the diesel engine and controls the diesel engine to this target speed.
- the control arrangement regulates the diesel engine by the variable supply of fuel and in particular regulates the diesel engine to the setpoint speed. Accordingly, then forms the amount of fuel supplied to the manipulated variable for the control.
- the control arrangement sets a ratio of the flow gear so that at the target speed, the driving assembly moves the underground vehicle at the predetermined driving speed. It may be that, until reaching the predetermined driving speed, the ratio of the flow gear is adjusted so that the driving assembly temporarily moves the underground vehicle with a correspondingly lower or greater driving speed than the predetermined driving speed. There may in principle be circumstances under which a certain predetermined driving speed can not be achieved, such as in the presence of too high a gradient on the route.
- the self-propelled underground vehicle may be any self-propelled underground vehicle. So it can either be a rail-guided or a rail-independent underground vehicle. As already stated, it can be, in particular, a loader loader, an underground dump truck, a concrete mixer, a conspirator vehicle, a drilling rig, a tethering device or a tunneling machine.
- a further preferred embodiment is characterized in that the work activity predetermined by the vehicle user through the input arrangement comprises a predetermined lifting speed of the work activity.
- the work activity predetermined by the vehicle user through the input arrangement comprises a predetermined lifting speed of the work activity.
- the work activity per se - such as a specific movement or operation of the implement - is given, but also the speed at which this work is to be performed. Regularly, the inherent work activity will require more power when running at higher speed.
- the Lifting speed defines an execution time for completion of the specified work activity. In that regard, conversely, the execution time defines the stroke speed.
- the control arrangement determines a required operating power based on the predetermined driving speed and based on the predetermined operating activity that the control arrangement determines an operating point of the diesel engine based on the determined operating power, which operating point by a rotational speed and a load characteristic of the diesel engine is defined and at which operating point of the diesel engine provides at least the required operating power and that the control arrangement adjusts the diesel engine to the specific operating point.
- the required operating power is thus at least as high as the combined power required for moving the underground vehicle at the predetermined driving speed, in particular for accelerating the underground vehicle to the predetermined driving speed, and which is required for the work to be carried out.
- the load characteristic of the diesel engine is a characteristic known per se, which at a respective setting of the supply of fuel to the diesel engine, which is associated with the characteristic curve, above the rotational speed of the diesel engine removes the torque delivered by the diesel engine.
- the output at the respective operating point of the diesel engine is proportional to the product of speed and torque.
- the particular required operating power is also based on the predetermined lifting speed. The relationship between the lifting speed and power has already been mentioned above.
- a preferred embodiment is characterized in that the downhole vehicle has a hydraulic Lenkvor- direction driven by the drive arrangement for directing the Untertagefahrzeus and driven by the drive assembly cooling device for cooling the flow gear.
- Hydraulic transmissions generate comparatively much heat loss through friction, whereby active cooling is expedient.
- the cooling device can also be used for cooling other apparatus and devices.
- the flow gearing is adapted to variably transfer the power provided by the diesel engine to the drive assembly, the hoist and possibly to the steering device and the cooling device. This allows the fluid transmission to preferentially transmit the power provided by the diesel engine to the steering device so that the steering device can always be sufficiently powered by the fluid transmission regardless of the given driving speed and work activity.
- the hoist has only one implement.
- the hoist comprises a plurality of implements, for which the input arrangement by the vehicle user specifies a respective work to be performed. It is therefore possible to specify different work activities for each different work equipment.
- the control arrangement may preferably determine the required operating performance also based on the respective given work activities of the plurality of work tools.
- control arrangement also determines the required operating power based on a respective power for operating the steering device and for operating the cooling device. These require for their operation also a - not negligible - performance and can therefore be considered advantageous in the required operating performance.
- a further preferred embodiment is characterized in that in a data memory of the underground vehicle, a set of load characteristics, which are preferably each characterized by a load characteristic associated adjustment of the supply of fuel to the diesel engine, are deposited for the diesel engine and that the operating points along the deposited Load curves each fuel consumption is assigned.
- the fuel consumption can be specified in particular per unit of time.
- the control arrangement may select the load characteristic in which the operating point has the highest efficiency at the particular operating power. Since there are regularly several possible operating points on different load characteristics to provide a required operating performance, in this way simply the most economical operating point can be selected.
- the flow gearbox is a hydrostatic gearbox, which hydrostatic gearbox variably, preferably steplessly, converts a power output by the diesel engine into a volumetric flow of a hydraulic fluid of the hydrostatic gearbox. In particular, therefore, the size of the volume flow is variable.
- a preferred embodiment is characterized in that the control arrangement determines a required minimum speed of the diesel engine based on the predetermined work activity. For certain work activities of certain tools of the hoist, it may be that a certain volume flow for performing this work is required, for which volume flow in turn a certain speed of the diesel engine - just the above minimum speed - is required. This is due to the fact that the volume flow can not be achieved by the conditions of the flow gear, when the output power from the diesel engine is indeed high enough, but the speed is too low, although then the torque is correspondingly higher. Consequently, the requirement of this minimum speed may then be in addition to and in addition to the requirement of sufficient operating performance described above.
- the crizan- order determines the required minimum speed also based on the given stroke speed. The required volume flow can also depend on how quickly the work is to be carried out. Likewise, it is preferred that the control arrangement determines the target speed so that it corresponds at least to the minimum speed. It may be that the control arrangement based on the predetermined lifting speed a minimum
- volume flow of the flow rate of the flow gearbox determines and the Minimum speed determined based on the minimum volume flow.
- the minimum speed is the lowest speed at which the flow gearbox driven by the diesel engine can provide the minimum volume flow.
- a further preferred embodiment is characterized in that the control arrangement sets to a standstill signal, the target speed to a predetermined idle speed.
- the standstill signal may be an arbitrary signal in principle, which indicates such an idle situation.
- the control arrangement sets the setpoint speed to a predetermined idling speed in the event of the absence of specification of a positive driving speed and the absence of specification of a working activity. It may be, for example, that the standstill signal is triggered upon actuation of a parking brake of the underground vehicle and / or opening a driver's cab door of the underground vehicle. For both the actuation of the parking brake and the opening of the driver's cab door are at least strong indications that no operation by the vehicle user will occur.
- Such as particularly efficiently identified speed of the diesel engine can also be referred to as a preferred speed. Accordingly, it is provided according to a preferred embodiment that the control arrangement tion sets the target speed to a predetermined preferred speed, in particular when the preferred speed corresponds to at least the minimum speed. It is then necessary that the required volume flow at the preferred speed can be provided for the given work activity. Preferably, the control arrangement sets the target speed to the predetermined preferred speed, if further a positive driving speed or a working activity is predetermined. Because if neither a (non-zero) driving speed nor the execution of a work activity has been specified, the power delivered at the preferred speed will be regularly too high and rather offer an operation of the diesel engine at idle.
- the control arrangement sets the target speed to the specific preferred speed, if further provides an operating point of the diesel engine at the preferred speed, the required operating power. It may be that the required operating power can not be provided at the preferred speed, but only at a higher speed.
- the control arrangement adjusts the diesel engine to the operating point with the preferred speed and the load characteristic curve, which provides the required operating power and has the lowest fuel consumption, in particular per unit time. Regularly, but not always, this will be the load curve with the lowest setting of the supply of fuel to the diesel engine - among the load characteristics under consideration.
- a preferred embodiment is characterized in that the preferred speed is above a torque maximum speed of a full load characteristic of the diesel engine.
- the maximum torque rotational speed is that rotational speed at which the maximum torque is output by the diesel engine on the full load characteristic curve-that is to say with essentially unrestricted supply of fuel.
- the preferred speed is above a torque maximum speed substantially all of the characteristics of the diesel engine.
- the preferred speed is above the torque maximum speed, it is given a lower torque, which is preferred then applies to all load characteristics. This has the effect that when operating at the preferred speed to a - moderate - increase in the required torque, the speed is automatically reduced and the diesel engine outputs a higher torque. The diesel engine is not stifled automatically in such a situation.
- a further preferred embodiment is characterized in that the preferred speed is less than 110% of the maximum torque speed of the full load characteristic. In other words, the preferred speed is less than 10% above the maximum torque speed. In this way, both a comparatively high torque and a comparatively high efficiency at the preferred speed is guaranteed. Accordingly, it is preferably provided that the torque at the preferred speed on the full load characteristic curve is at least 90%, in particular at least 95%, of the torque at the maximum torque rpm on the full load characteristic curve.
- the drive arrangement can move the downhole vehicle at a maximum speed that is variable up to a maximum speed, and that the ratio range of the fluid transmission allows the downhole vehicle to travel at any speed up to the maximum speed, essentially at the preferred speed of the diesel engine to move. It is further preferred that the transmission range of the fluid transmission, in particular also the torque at the preferred speed on the full load characteristic curve, makes it possible to accelerate the underground vehicle from standstill up to the maximum speed. In this way, it is ensured that all speed requirements for the underground vehicle and all speed changes can be satisfied without the diesel engine having to be operated with a substantial deviation from the preferred speed.
- a preferred embodiment is further characterized in that the driving arrangement comprises a hydraulic motor which can be acted upon by the hydraulic fluid for moving the underground vehicle.
- the proposed self-propelled underground vehicle has a hoist with at least one implement, a drive assembly for moving the underground vehicle, a drive assembly for driving the hoist and the drive assembly, which drive assembly comprises a flow gear and a diesel engine and a control arrangement for driving the drive assembly.
- the proposed self-propelled underground vehicle is characterized in that it has an input arrangement for predetermining by a vehicle user both a travel speed of the underground vehicle and a working activity of the hoist to be executed.
- the proposed self-propelled underground vehicle is further characterized in that the control arrangement is adapted to regulate the diesel engine based on a respective predetermined by the vehicle user through the input device driving speed and work activity.
- Preferred embodiments of the proposed self-propelled underground vehicle correspond to the preferred embodiments of the proposed method for operating a self-propelled underground vehicle and vice versa.
- FIG. 1 is a schematic view of a proposed self-propelled underground vehicle
- FIG. 2 shows a schematic illustration of load characteristics of the diesel engine of the self-propelled underground vehicle of FIG. 1.
- the underground vehicle 1 is specifically a loader la with a hoist 2, which hoist 2 in the present case has a blade 3a as a working device 3.
- the underground vehicle 1 has a driving arrangement 4 with which the underground vehicle 1 can be moved at a speed that is at most Vmax.
- the drive assembly 4 is a hydraulic fluid which can be acted upon by hydraulic fluid.
- the flow gear 6 is presently a continuously variable hydrostatic transmission.
- the control arrangement 8 determines a setpoint speed 11 of the diesel engine 7, which setpoint speed 11 is here specifically 1550 rpm and in the Fig. 2 is marked.
- an execution time is specified by the vehicle user 10, within which the execution of the work is to be completed.
- each such setting corresponds to one of the load characteristics 13a, b, c shown in FIG. 2, wherein the respective load characteristics the torque 21st represent over the speed 14.
- These load characteristics 13a, b, c are also stored in a data memory 18 of the underground vehicle 1 together with an efficiency curve over the rotational speed 14 for each load characteristic 13a, b, c, so that for each operating point 12, the efficiency at this operating point 12 can be determined.
- the uppermost load characteristic 13a forms the full-load characteristic curve 15 with unthrottled supply of fuel, with the two other load characteristics 13b, c correspondingly lower supply of fuel.
- the power curve 15a is also above the rotational speed 14 in FIG. 2 shown.
- such a throttled supply of fuel takes place, which is why the operating point 12 corresponds to the point on the load curve 13b at the setpoint speed 11.
- the regulation of the diesel engine 7 by the control arrangement 8 takes place in detail as follows:
- a standstill signal is present and whether a non-zero driving speed or a work activity has ever been specified.
- a standstill signal can be triggered for example by actuation of a - not shown here - parking brake of the underground vehicle 1.
- the underground vehicle 1 is in a state of rest.
- the target speed 11 is set to an idle speed 19 - and according to the diesel engine 7 regulated to this - which is present example at 700 U / min , So there is only little power delivered, whereby the fuel consumption is low and the generation of waste heat is minimized.
- a required operating power is determined, which for the execution of the work activity in the specified execution time or lifting speed, for the movement of the underground vehicle 1 and for the operation of the steering device 16 and the cooling device 17 is required as a whole.
- the current driving speed of the underground vehicle 1 can also be taken into account, since an acceleration requirement and thus a power requirement can result from a comparison with the predefined driving speed.
- the required for the execution of the work in the specified execution time minimum volume flow of the flow gear 6 is determined and determines a minimum speed of the diesel engine 7.
- This torque maximum speed 22 is here 1450 rpm and leads to a torque 21 of 1400 Nm on the full load characteristic 15. At the preferred speed 20 of 1550 rpm on the full load characteristic curve 15, however, the torque 21 is 1370 Nm.
- the above-specified required operating power - which is 150 kW here by way of example - can be provided at the preferred speed 20. This is the case when the power output at the preferred speed 20 on the full load characteristic 15, which power is shown as the power curve 15a in FIG. 2 here 220 kW, at least this required operating performance corresponds, so what is the case here.
- the required operating power can be provided even at the preferred speed 20 with limited supply of fuel and thus with lower load than the full load characteristic 15.
- this preferred speed 20 is at least as high as the above-determined minimum speed, which in the present embodiment is also to be answered in the affirmative. Then, the target speed 11 is set to this preferred speed 20.
- the diesel engine 7 is then operated at the load characteristic 13b below the full load characteristic 15, since - as already stated - the output power at the target speed 11 on the full load curve 15 would far exceed the required operating line.
- the diesel engine 7 could be operated to deliver the required operating power.
- the operation comparatively close to the torque maximum and thus with relatively low speed 14 leads to lower energy consumption than the operation with a lower torque 21 and higher speed 14.
- the control arrangement 8 reacts to fluctuations in the required operating power preferably by adjusting the load characteristic 13a, b , c, the diesel engine 7 in contrast to the change in the rotational speed 14.
- the flow gear 6 is due to its wide range of translation in Zu- In cooperation with the driving arrangement 4, it is possible to move the underground vehicle 1 essentially at this preferred speed 20 in the entire area up to the maximum speed and to accelerate it to an arbitrary speed in this area.
- the setpoint speed 11 would be set to this minimum speed and, mutatis mutandis, the appropriate load characteristic 13a, b, c will be determined to deliver the required operating power.
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Abstract
The invention relates to a method for operating an autonomous underground vehicle (1), said underground vehicle (1) comprising: a lifting device (2) with at least one tool (3); a driving assembly (4) for moving the underground vehicle (1); a drive assembly (5) for driving the lifting device (2) and the driving assembly (4), said drive assembly (5) having a fluid transmission (6) and a diesel engine (7); and a control assembly (8) for actuating the drive assembly (5). The method is characterised in that the underground vehicle (1) comprises an input assembly (9) for a vehicle user (10) to specify both a driving speed of the underground vehicle (1) and a task to be carried out by the lifting device (2), and that the control assembly (8) controls the diesel engine (7) on the basis of a driving speed and task specified in each case by the vehicle user (10) by means of the input assembly (9). The invention also relates to a corresponding autonomous underground vehicle (1).
Description
Verfahren zum Betrieb eines selbstfahrenden Untertagefahrzeugs Method for operating a self-propelled underground vehicle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines selbstfahrenden Unterta- gefahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sowie ein selbstfahrendes Untertagefahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 15. The invention relates to a method for operating a self-propelled sub-vehicle with the features of the preamble of claim 1 and a self-propelled underground vehicle having the features of the preamble of claim 15.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von selbstfahrenden Untertagefahr- zeugen bekannt, welche im Berg- und Tunnelbau für unterschiedliche Arbeiten eingesetzt werden. Solche selbstfahrenden Untertagefahrzeuge können beispielsweise Fahrlader, Untertage-Muldenkipper, Betonmischer, Berauberfahrzeuge, Bohrwagen, Ankersetzgeräte, Vortriebsmaschinen etc. sein. Die hier gegenständlichen selbstfahrenden Untertagefahrzeuge weisen speziell einen Dieselmo- tor als Aggregat auf. From the state of the art, a large number of self-propelled underground vehicles are known, which are used in mining and tunneling for different types of work. Such self-propelled underground vehicles may, for example, be loaders, underground dump trucks, concrete mixers, mining vehicles, drilling rigs, tethering machines, tunneling machines, etc. The self-propelled underground vehicles in question here have a diesel engine in particular as an aggregate.
Dieser Dieselmotor liefert die Leistung sowohl für die Bewegung des Untertagefahrzeugs als auch für die Arbeitstätigkeit des Hubwerks des Untertagefahrzeugs mit dem Arbeitsgerät oder den Arbeitsgeräten, wobei deren Anzahl und Art von dem jeweiligen Typ des Untertagefahrzeugs abhängt. Ein Strömungsgetriebe dient dazu, die von dem Dieselmotor abgegebene Drehbewegung in die Bewegung des Untertagefahrzeugs und in die Arbeitstätigkeit des Hubwerks umzusetzen. Bei den aus dem Stand der Technik - beispielsweise aus der DE 32 21 762 AI - bekannten selbstfahrenden Untertagefahrzeugen ist jedoch jeweils ein separates Steuerungselement zur im Wesentlichen unmittelbaren Einstellung der Motorleistung des Dieselmotors - entsprechend einem Gaspedal bei einem PKW - einerseits und ein Steuerungselement zur Betätigung des Hubwerks andererseits vor- gesehen. Das führt dazu, dass zur Bereitstellung einer hinreichenden Leistung für die Betätigung des Hubwerks der Fahrzeugbenutzer zunächst die Motorleistung des Dieselmotors erhöhen muss, was im ersten Augenblick ohne wesentliche Last zu einer erheblichen Erhöhung der Drehzahl des Dieselmotors führt und erst dann das Hubwerk betätigt, wobei durch die dann entstehende Last die Drehzahl des Dieselmotors wieder heruntergedrückt wird, bis das erforderliche Drehmo-
ment erreicht ist. Würde das Hubwerk zu früh gegenüber der Erhöhung der Motorleistung betätigt, besteht das Risiko eines„Abwürgens" des Dieselmotors. This diesel engine provides the power for both the movement of the downhole vehicle and the working of the hoist of the downhole vehicle with the implement or implements, the number and type of which depends on the particular type of downhole vehicle. A flow gearbox serves to translate the rotary motion emitted by the diesel engine into the movement of the downhole vehicle and the working activity of the hoist. In the known from the prior art - for example from DE 32 21 762 AI - known self-propelled underground vehicles, however, is a separate control element for substantially immediate adjustment of the engine power of the diesel engine - corresponding to an accelerator pedal in a car - on the one hand and a control element for actuating the On the other hand. The result is that to provide sufficient power for the operation of the hoist vehicle users must first increase the engine power of the diesel engine, which leads to a significant increase in the speed of the diesel engine for the first moment without significant load and only then actuates the hoist, through the resulting load, the speed of the diesel engine is depressed again until the required torque achieved. If the hoist operated too early in relation to the increase in engine power, there is a risk of "stalling" of the diesel engine.
Nachteilig an diesem Ansatz aus dem Stand der Technik ist es, dass diese häufi- gen Schwankungen der Drehzahl des Dieselmotors dazu führen, dass der Dieselmotor regelmäßig an einem Betriebspunkt betrieben wird, welcher einen schlechteren als den angestrebten Wirkungsgrad aufweist. Das führt erstens zu einem unnötig hohen Kraftstoffverbrauch und zur Erzeugung von zusätzlicher Abwärme, deren Kühlung ggf. wiederum zusätzliche Energie erfordert. Zweitens erhöhen die Schwankungen der Drehzahl des Dieselmotors auch den Verschleiß des Dieselmotors. Dabei sind bei einem Dieselmotor regelmäßige Schwankungen der Last des Dieselmotors - also des von dem Dieselmotor abgegeben Drehmoments - für den Verschleiß deutlich weniger bedenklich als diese Schwankungen in der Drehzahl. A disadvantage of this approach of the prior art is that these frequent fluctuations in the speed of the diesel engine cause the diesel engine is regularly operated at an operating point, which has a worse than the desired efficiency. Firstly, this leads to unnecessarily high fuel consumption and to the generation of additional waste heat, the cooling of which in turn may require additional energy. Second, the variations in the speed of the diesel engine also increase the wear of the diesel engine. In the case of a diesel engine, regular fluctuations in the load of the diesel engine-that is, the torque delivered by the diesel engine-are considerably less serious for wear than these fluctuations in engine speed.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, das aus dem Stand der Technik bekannte selbstfahrende Untertagefahrzeug und das bekannte Verfahren zum Betrieb des selbstfahrenden Untertagefahrzeugs so weiterzuentwickeln und zu verbessern, dass der Betrieb sowohl hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs als auch hinsichtlich des Verschleißes ökonomischer wird . Based on this prior art, therefore, the object of the invention is to further develop and improve the known from the prior art self-propelled underground vehicle and the known method for operating the self-propelled underground vehicle that the operation both in terms of fuel consumption and in terms of wear becomes more economical.
Bezogen auf ein Verfahren zum Betrieb eines selbstfahrenden Untertagefahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Bezogen auf ein selbstfahrendes Untertagefahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 15 wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 15 gelöst. Wesentlich für die Erfindung ist die Erkenntnis, dass statt einer unmittelbaren Einstellung der Motorleistung durch den Fahrzeugbenutzer, etwa durch Betätigung eines Pedals, vielmehr von dem Fahrzeugbenutzer stattdessen eine gewünschte Fahrgeschwindigkeit des Untertagefahrzeugs und eine gewünschte Arbeitstätigkeit des Hubwerks vorgegeben werden kann und darauf basierend dann die Motorleistung automatisch eingestellt werden kann. Dies würde einerseits dem Fahrzeugbenutzer die Bedienung erleichtern, da er nicht mehr selbst den
Dieselmotor regeln muss und es andererseits erlauben, die Schwankungen der Drehzahl des Dieselmotors zu vermeiden oder jedenfalls zu verringern, zumal das regelmäßig bei einem Untertagefahrzeug eingesetzte Strömungsgetriebe dank seiner Stufenlosigkeit für einen Betrieb des Dieselmotors bei einer im We- sentlichen konstanten Drehzahl gut geeignet ist. Es ist auch nicht erkennbar, wann überhaupt eine unmittelbare Einstellung der Motorleistung durch den Fahrzeugbenutzer sinnvoll oder erforderlich sein könnte. Relative to a method for operating a self-propelled underground vehicle having the features of the preamble of claim 1, this object is solved by the features of the characterizing part of claim 1. Relative to a self-propelled underground vehicle having the features of the preamble of claim 15, this object is solved by the features of the characterizing part of claim 15. Essential for the invention is the realization that instead of an immediate adjustment of the engine power by the vehicle user, such as by pressing a pedal, rather a desired driving speed of the underground vehicle and a desired work activity of the hoist can be specified by the vehicle user and then based on the engine power can be set automatically. On the one hand, this would make it easier for the user of the vehicle to operate, since he would no longer be self-employed Diesel engine must regulate and on the other hand allow to avoid the fluctuations in the speed of the diesel engine or at least to reduce, especially since the regularly used in an underground vehicle flow gearbox is well suited for operation of the diesel engine at a substantially constant speed thanks to its stepless. It is also not clear when an immediate adjustment of engine performance by the vehicle user could be useful or necessary.
Das vorschlagsgemäße Verfahren dient dem Betrieb eines selbstfahrenden Unter- tagefahrzeugs, wobei das Untertagefahrzeug ein Hubwerk mit mindestens einem Arbeitsgerät, eine Fahranordnung zum Bewegen des Untertagefahrzeugs und eine Antriebsanordnung zum Treiben des Hubwerks und der Fahranordnung aufweist, wobei die Antriebsanordnung ein Strömungsgetriebe und einen Dieselmotor aufweist. Weiter weist gemäß dem vorschlagsgemäßen Verfahren das selbst- fahrende Untertagefahrzeug eine Regelanordnung zum Ansteuern der Antriebsanordnung - insbesondere also zum Ansteuern des Strömungsgetriebes und des Dieselmotors - auf. The proposed method is for operating a self-propelled underground day vehicle, wherein the downhole vehicle comprises a hoist with at least one implement, a driving arrangement for moving the underground vehicle and a drive arrangement for driving the hoist and the drive assembly, wherein the drive arrangement comprises a flow gear and a diesel engine. Next, according to the proposed method, the self-propelled underground vehicle on a control arrangement for driving the drive assembly - in particular so for driving the flow gear and the diesel engine - on.
Das vorschlagsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Unterta- gefahrzeug eine Eingabeanordnung zum Vorgeben durch einen Fahrzeugbenutzer sowohl einer Fahrgeschwindigkeit des Untertagefahrzeugs als auch einer auszuführenden Arbeitstätigkeit des Hubwerks aufweist. Bei dieser Fahrgeschwindigkeit handelt es sich um die Geschwindigkeit, mit welcher sich das Untertagefahrzeug bewegt bzw. bewegen soll. Diese Eingabeanordnung kann dabei beliebige und ggf. vollständig separate Eingabevorrichtungen zum Vorgeben der Fahrgeschwindigkeit einerseits und zum Vorgeben der auszuführenden Arbeitstätigkeit des Hubwerks andererseits aufweisen. Bei der auszuführenden Arbeitstätigkeit kann es sich insbesondere um eine Arbeitsbewegung eines Arbeitsgeräts des Hubwerks handeln. The proposed method is characterized in that the sub-vehicle has an input arrangement for predetermining by a vehicle user both a travel speed of the underground vehicle and a working activity of the hoist to be executed. This driving speed is the speed with which the underground vehicle is to move or move. This input device can have arbitrary and possibly completely separate input devices for presetting the vehicle speed on the one hand and for specifying the work activity of the hoist to be executed on the other hand. The work to be performed may in particular be a working movement of an implement of the hoist.
Das vorschlagsgemäße Verfahren ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung basierend auf einer jeweils von dem Fahrzeugbenutzer durch die Eingabeanordnung vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit und Arbeitstätigkeit den Dieselmotor regelt. Auf diese Weise wird dem Fahrzeugbenutzer die unmittelbare Einstellmöglichkeit der Drehzahl des Dieselmotors genommen und dafür die Möglichkeit eröffnet, den Dieselmotor auch bei unterschiedlichen Kombinationen ei-
ner vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit und einer vorgegebenen Arbeitstätigkeit mit geringeren Schwankungen der Drehzahl zu betreiben. The proposed method is further characterized in that the control arrangement regulates the diesel engine based on a respective predetermined by the vehicle user through the input device driving speed and work activity. In this way, the vehicle user is deprived of the possibility of directly setting the speed of the diesel engine and thereby opening up the possibility of having the diesel engine even with different combinations of ner predetermined driving speed and a given work activity with lower fluctuations in the speed to operate.
Grundsätzlich kann diese Regelung des Dieselmotors beliebig ausgestaltet wer- den. Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung eine Solldrehzahl des Dieselmotors bestimmt und den Dieselmotor auf diese Solldrehzahl regelt. Ebenso ist es bevorzugt, dass die Regelanordnung durch die variable Zufuhr von Kraftstoff den Dieselmotor regelt und insbesondere den Dieselmotor auf die Solldrehzahl regelt. Entsprechend bildet dann die Menge des zugeführten Kraftstoffs die Stellgröße für die Regelung. Weiter ist es bevorzugt, dass die Regelanordnung eine Übersetzung des Strömungsgetriebes so einstellt, dass bei der Solldrehzahl die Fahranordnung das Untertagefahrzeug mit der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit bewegt. Dabei kann es sein, dass bis zum Erreichen der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit die Übersetzung des Strö- mungsgetriebes so eingestellt wird, dass die Fahranordnung vorübergehend das Untertagefahrzeug mit einer entsprechend geringeren oder größeren Fahrgeschwindigkeit als der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit bewegt. Dabei kann es grundsätzlich Umstände geben, unter denen eine bestimmte vorgegebene Fahrgeschwindigkeit nicht erreicht werden kann, so etwa bei Vorliegen einer zu hohen Steigung auf der Fahrstrecke. In principle, this control of the diesel engine can be configured as desired. A preferred embodiment is characterized in that the control arrangement determines a target speed of the diesel engine and controls the diesel engine to this target speed. Likewise, it is preferred that the control arrangement regulates the diesel engine by the variable supply of fuel and in particular regulates the diesel engine to the setpoint speed. Accordingly, then forms the amount of fuel supplied to the manipulated variable for the control. Further, it is preferred that the control arrangement sets a ratio of the flow gear so that at the target speed, the driving assembly moves the underground vehicle at the predetermined driving speed. It may be that, until reaching the predetermined driving speed, the ratio of the flow gear is adjusted so that the driving assembly temporarily moves the underground vehicle with a correspondingly lower or greater driving speed than the predetermined driving speed. There may in principle be circumstances under which a certain predetermined driving speed can not be achieved, such as in the presence of too high a gradient on the route.
Grundsätzlich kann es sich bei dem selbstfahrenden Untertagefahrzeug um ein beliebiges selbstfahrendes Untertagefahrzeug handeln. So kann es sich entweder um ein schienengeführtes als auch um ein schienenunabhängiges Untertagefahr- zeug handeln. Wie bereits festgestellt kann es sich insbesondere um einen Fahrlader, einen Untertage-Muldenkipper, ein Betonmischer, ein Berauberfahrzeug, einen Bohrwagen, ein Ankersetzgerät oder eine Vortriebsmaschine handeln. In principle, the self-propelled underground vehicle may be any self-propelled underground vehicle. So it can either be a rail-guided or a rail-independent underground vehicle. As already stated, it can be, in particular, a loader loader, an underground dump truck, a concrete mixer, a conspirator vehicle, a drilling rig, a tethering device or a tunneling machine.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Fahrzeugbenutzer durch die Eingabeanordnung vorgegebene Arbeitstätigkeit eine vorgegebene Hubgeschwindigkeit der Arbeitstätigkeit umfasst. Mit anderen Worten wird nicht nur die Arbeitstätigkeit an sich - also etwa eine spezielle Bewegung oder Betätigung des Arbeitsgeräts - vorgegeben, sondern auch die Geschwindigkeit, mit welcher diese Arbeitstätigkeit ausgeführt werden soll . Regelmäßig wird die an sich gleiche Arbeitstätigkeit bei Ausführung mit höherer Geschwindigkeit mehr Leistung erfordern. Hier kann es weiter sein, dass die
Hubgeschwindigkeit eine Ausführzeit für den Abschluss der vorgegebenen Arbeitstätigkeit definiert. Insoweit definiert umgekehrt auch die Ausführzeit die Hubgeschwindigkeit. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Regelanordnung eine erforderliche Betriebsleistung basierend auf der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit und basierend auf der vorgegebenen Arbeitstätigkeit bestimmt, dass die Regelanordnung basierend auf der bestimmten Betriebsleistung einen Betriebspunkt des Dieselmotors bestimmt, welcher Betriebspunkt durch eine Drehzahl und eine Lastkennlinie des Dieselmotors definiert ist und bei welchem Betriebspunkt der Dieselmotor mindestens die erforderliche Betriebsleistung bereitstellt und dass die Regelanordnung den Dieselmotor auf den bestimmten Betriebspunkt einstellt. Die erforderliche Betriebsleistung ist also mindestens so hoch wie die kombinierte Leistung, welche zum Bewegen des Untertagefahr- zeugs mit der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit - insbesondere zum Beschleunigen des Untertagefahrzeugs auf die vorgegebene Fahrgeschwindigkeit - erforderlich ist und welche für die auszuführende Arbeitstätigkeit erforderlich ist. Bei der Lastkennlinie des Dieselmotors handelt es sich um eine - an sich bekannte - Kennlinie, welche bei einer jeweiligen, der Kennlinie zugeordneten Einstellung der Zufuhr von Kraftstoff an den Dieselmotor über der Drehzahl des Dieselmotors das von dem Dieselmotor abgegebene Drehmoment abträgt. Die an dem jeweiligen Betriebspunkt abgegebene Leistung des Dieselmotors ist proportional dem Produkt aus Drehzahl und Drehmoment. Vorzugsweise basiert die bestimmte erforderliche Betriebsleistung auch auf der vorgegebenen Hubgeschwindigkeit. Auf den Zusammenhang zwischen der Hubgeschwindigkeit und Leistung wurde oben bereits hingewiesen. A further preferred embodiment is characterized in that the work activity predetermined by the vehicle user through the input arrangement comprises a predetermined lifting speed of the work activity. In other words, not only the work activity per se - such as a specific movement or operation of the implement - is given, but also the speed at which this work is to be performed. Regularly, the inherent work activity will require more power when running at higher speed. Here it can be further that the Lifting speed defines an execution time for completion of the specified work activity. In that regard, conversely, the execution time defines the stroke speed. According to a preferred embodiment, it is provided that the control arrangement determines a required operating power based on the predetermined driving speed and based on the predetermined operating activity that the control arrangement determines an operating point of the diesel engine based on the determined operating power, which operating point by a rotational speed and a load characteristic of the diesel engine is defined and at which operating point of the diesel engine provides at least the required operating power and that the control arrangement adjusts the diesel engine to the specific operating point. The required operating power is thus at least as high as the combined power required for moving the underground vehicle at the predetermined driving speed, in particular for accelerating the underground vehicle to the predetermined driving speed, and which is required for the work to be carried out. The load characteristic of the diesel engine is a characteristic known per se, which at a respective setting of the supply of fuel to the diesel engine, which is associated with the characteristic curve, above the rotational speed of the diesel engine removes the torque delivered by the diesel engine. The output at the respective operating point of the diesel engine is proportional to the product of speed and torque. Preferably, the particular required operating power is also based on the predetermined lifting speed. The relationship between the lifting speed and power has already been mentioned above.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Untertagefahrzeug eine von der Antriebsanordnung angetriebene hydraulische Lenkvor- richtung zum Lenken des Untertagefahrzeus und eine von der Antriebsanordnung angetriebene Kühlvorrichtung zum Kühlen des Strömungsgetriebes aufweist. Hydraulische Getriebe erzeugen vergleichsweise viel Verlustwärme durch Reibung, wodurch eine aktive Kühlung zweckmäßig wird. Die Kühlvorrichtung kann auch zum Kühlen weiterer Apparate und Vorrichtungen eingesetzt werden.
Vorzugsweise ist das Strömungsgetriebe dazu eingerichtet, die vom Dieselmotor bereitgestellte Leistung variabel auf die Fahranordnung, das Hubwerk und ggf. auf die Lenkvorrichtung und die Kühlvorrichtung zu übertragen. Dies erlaubt es, dass das Strömungsgetriebe die vom Dieselmotor bereitgestellte Leistung bevor- zugt auf die Lenkvorrichtung überträgt, sodass unabhängig von der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit und Arbeitstätigkeit die Lenkvorrichtung stets ausreichend von dem Strömungsgetriebe mit Leistung versorgt werden kann. A preferred embodiment is characterized in that the downhole vehicle has a hydraulic Lenkvor- direction driven by the drive arrangement for directing the Untertagefahrzeus and driven by the drive assembly cooling device for cooling the flow gear. Hydraulic transmissions generate comparatively much heat loss through friction, whereby active cooling is expedient. The cooling device can also be used for cooling other apparatus and devices. Preferably, the flow gearing is adapted to variably transfer the power provided by the diesel engine to the drive assembly, the hoist and possibly to the steering device and the cooling device. This allows the fluid transmission to preferentially transmit the power provided by the diesel engine to the steering device so that the steering device can always be sufficiently powered by the fluid transmission regardless of the given driving speed and work activity.
Es kann sein, dass das Hubwerk nur ein Arbeitsgerät aufweist. Ebenso kann es sein, dass das Hubwerk eine Vielzahl von Arbeitsgeräten aufweist, für welche die Eingabeanordnung durch den Fahrzeugbenutzer eine jeweilige auszuführende Arbeitstätigkeit vorgibt. Es können also jeweils unterschiedlichen Arbeitsgeräten unterschiedliche Arbeitstätigkeiten vorgegeben werden. Dann kann die Regelanordnung vorzugsweise die erforderliche Betriebsleistung auch basierend auf den jeweiligen vorgegebenen Arbeitstätigkeiten der Vielzahl von Arbeitsgeräten bestimmen. It may be that the hoist has only one implement. Likewise, it may be that the hoist comprises a plurality of implements, for which the input arrangement by the vehicle user specifies a respective work to be performed. It is therefore possible to specify different work activities for each different work equipment. Then, the control arrangement may preferably determine the required operating performance also based on the respective given work activities of the plurality of work tools.
Weiter kann es sein, dass die Regelanordnung die erforderliche Betriebsleistung auch basierend auf einer jeweiligen Leistung zum Betrieb der Lenkvorrichtung und zum Betrieb der Kühlvorrichtung bestimmt. Diese erfordern zu ihrem Betrieb ebenfalls eine - regelmäßig nicht vernachlässigbare - Leistung und können daher vorteilhaft bei der erforderlichen Betriebsleistung berücksichtigt werden. Furthermore, it may be that the control arrangement also determines the required operating power based on a respective power for operating the steering device and for operating the cooling device. These require for their operation also a - not negligible - performance and can therefore be considered advantageous in the required operating performance.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Datenspeicher des Untertagefahrzeugs eine Menge an Lastkennlinien, welche vorzugsweise jeweils durch eine der Lastkennlinie zugeordnete Einstellung der Zufuhr von Kraftstoff an den Dieselmotor gekennzeichnet sind, für den Dieselmotor hinterlegt sind und dass den Betriebspunkten entlang der hinterlegten Lastkennlinien jeweils ein Kraftstoffverbrauch zugeordnet ist. Der Kraftstoffverbrauch kann insbesondere pro Zeiteinheit angegeben sein. Alternativ oder zusätzlich kann es sein, dass den Betriebspunkten entlang der hinterlegten Lastkennlinien jeweils ein Wirkungsgrad zugeordnet ist. Auf diese Weise können verschiedene Betriebspunkte hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit verglichen werden. Weiter kann es sein, dass die Regelanordnung zur Bestimmung des Betriebspunkts des Dieselmotors aus der Menge der hinterlegten Lastkennlinien diejenige
Lastkennlinie auswählt, bei welcher der Betriebspunkt den niedrigsten Kraftstoffverbrauch - insbesondere pro Zeiteinheit - bei der bestimmten Betriebsleistung aufweist. Alternativ kann die Regelanordnung diejenige Lastkennlinie auswählen, bei welcher der Betriebspunkt den höchsten Wirkungsgrad bei der bestimmten Betriebsleistung aufweist. Da es zur Bereitstellung einer erforderlichen Betriebsleistung regelmäßig mehrere mögliche Betriebspunkte auf unterschiedlichen Lastkennlinien gibt, kann auf diese Weise einfach der wirtschaftlichste Betriebspunkt ausgewählt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass es sich bei dem Strömungsgetriebe um ein hydrostatisches Getriebe handelt, welches hydrostatisches Getriebe eine vom Dieselmotor abgegebene Leistung variabel, vorzugsweise stufenlos, in einen Volumenstrom einer Hydraulikflüssigkeit des hydrostatischen Getriebes umwandelt. Insbesondere ist also die Größe des Volumenstroms variabel. A further preferred embodiment is characterized in that in a data memory of the underground vehicle, a set of load characteristics, which are preferably each characterized by a load characteristic associated adjustment of the supply of fuel to the diesel engine, are deposited for the diesel engine and that the operating points along the deposited Load curves each fuel consumption is assigned. The fuel consumption can be specified in particular per unit of time. Alternatively or additionally, it may be that the operating points along the stored load characteristics in each case an efficiency is assigned. In this way, different operating points can be compared in terms of their efficiency. It may also be that the control arrangement for determining the operating point of the diesel engine from the amount of the stored load characteristics that Load characteristic at which the operating point has the lowest fuel consumption - in particular per unit time - at the specific operating power. Alternatively, the control arrangement may select the load characteristic in which the operating point has the highest efficiency at the particular operating power. Since there are regularly several possible operating points on different load characteristics to provide a required operating performance, in this way simply the most economical operating point can be selected. According to a preferred embodiment, it is provided that the flow gearbox is a hydrostatic gearbox, which hydrostatic gearbox variably, preferably steplessly, converts a power output by the diesel engine into a volumetric flow of a hydraulic fluid of the hydrostatic gearbox. In particular, therefore, the size of the volume flow is variable.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung eine erforderliche Mindest-Drehzahl des Dieselmotors basierend auf der vorgegebenen Arbeitstätigkeit ermittelt. Für bestimmte Arbeitstätigkeiten be- stimmter Arbeitsgeräte des Hubwerks kann es sein, dass ein bestimmter Volumenstrom zur Ausführung dieser Arbeitstätigkeit erforderlich ist, für welchen Volumenstrom wiederum eine bestimmte Drehzahl des Dieselmotors - eben die obige Mindest-Drehzahl - erforderlich ist. Dies begründet sich darin, dass durch die Gegebenheiten des Strömungsgetriebes dieser Volumenstrom nicht erreicht werden kann, wenn die vom Dieselmotor abgegebene Leistung zwar im Grunde hoch genug ist, die Drehzahl aber zu niedrig, und zwar obgleich dann das Drehmoment entsprechend höher ist. Folglich kann das Erfordernis dieser Mindest- Drehzahl dann neben und zusätzlich zu dem oben beschriebenen Erfordernis einer ausreichenden Betriebsleistung stehen. Vorzugsweise ermittelt die Regelan- Ordnung die erforderliche Mindest-Drehzahl auch basierend auf der vorgegebenen Hubgeschwindigkeit. Denn der erforderliche Volumenstrom kann auch davon abhängen, wie rasch die Arbeitstätigkeit ausgeführt werden soll . Ebenso ist es bevorzugt, dass die Regelanordnung die Solldrehzahl so bestimmt, dass sie mindestens der Mindest-Drehzahl entspricht. Es kann sein, dass die Regelanordnung basierend auf der vorgegebenen Hubgeschwindigkeit einen Mindest-A preferred embodiment is characterized in that the control arrangement determines a required minimum speed of the diesel engine based on the predetermined work activity. For certain work activities of certain tools of the hoist, it may be that a certain volume flow for performing this work is required, for which volume flow in turn a certain speed of the diesel engine - just the above minimum speed - is required. This is due to the fact that the volume flow can not be achieved by the conditions of the flow gear, when the output power from the diesel engine is indeed high enough, but the speed is too low, although then the torque is correspondingly higher. Consequently, the requirement of this minimum speed may then be in addition to and in addition to the requirement of sufficient operating performance described above. Preferably, the Regelan- order determines the required minimum speed also based on the given stroke speed. The required volume flow can also depend on how quickly the work is to be carried out. Likewise, it is preferred that the control arrangement determines the target speed so that it corresponds at least to the minimum speed. It may be that the control arrangement based on the predetermined lifting speed a minimum
Volumenstrom des Volumenstroms des Strömungsgetriebes bestimmt und die
Mindest-Drehzahl basierend auf dem Mindest-Volumenstrom ermittelt. Entsprechend handelt es sich bei der Mindest-Drehzahl um die kleinste Drehzahl, bei welcher das von dem Dieselmotor angetriebene Strömungsgetriebe den Mindest- Volumenstrom bereitstellen kann. Volume flow of the flow rate of the flow gearbox determines and the Minimum speed determined based on the minimum volume flow. Correspondingly, the minimum speed is the lowest speed at which the flow gearbox driven by the diesel engine can provide the minimum volume flow.
Es kann Situationen geben, in denen das Untertagefahrzeug weder eine Fahrbewegung noch eine Arbeitstätigkeit des Hubwerks ausführt. Dann kann der Dieselmotor auch im Leerlauf betrieben werden. Daher ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung auf ein Still- stands-Signal die Soll-Drehzahl auf eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl setzt. Bei dem Stillstands-Signal kann es sich um ein im Prinzip beliebiges Signal handeln, welches eine solche Leerlaufsituation anzeigt. Bevorzugt ist weiter, dass die Regelanordnung auf ein Stillstands-Signal bei fehlender Vorgabe einer positiven Fahrgeschwindigkeit und fehlender Vorgabe einer Arbeitstätigkeit die Soll- Drehzahl auf eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl setzt. Es kann beispielsweise sein, dass das Stillstands-Signal bei Betätigung einer Feststellbremse des Untertagefahrzeugs und/oder bei Öffnung einer Fahrerkabinentür des Untertagefahrzeugs ausgelöst wird . Denn sowohl die Betätigung der Feststellbremse als auch die Öffnung der Fahrerkabinentür sind zumindest starke Indizien dafür, dass kei- ne Bedienung durch den Fahrzeugbenutzer erfolgen wird. There may be situations in which the underground vehicle performs neither a travel movement nor a working activity of the hoist. Then the diesel engine can also be operated at idle. Therefore, a further preferred embodiment is characterized in that the control arrangement sets to a standstill signal, the target speed to a predetermined idle speed. The standstill signal may be an arbitrary signal in principle, which indicates such an idle situation. It is further preferred that the control arrangement sets the setpoint speed to a predetermined idling speed in the event of the absence of specification of a positive driving speed and the absence of specification of a working activity. It may be, for example, that the standstill signal is triggered upon actuation of a parking brake of the underground vehicle and / or opening a driver's cab door of the underground vehicle. For both the actuation of the parking brake and the opening of the driver's cab door are at least strong indications that no operation by the vehicle user will occur.
Regelmäßig gibt es eine Drehzahl bzw. einen Drehzahlbereich, in welchem ein jeweiliger Dieselmotor besonders effizient betrieben werden kann. Diese Drehzahl bzw. dieser Drehzahlbereich entspricht dann - absolut gesehen - auf der Volllastkennlinie des Drehmotors - also bei ungedrosselter Zufuhr von Kraftstoff - einem besonders effizienten Betriebspunkt. Aber auch auf den anderen Lastkennlinien des Dieselmotors - also bei jeweils unterschiedlich gedrosselter Zufuhr von Kraftstoff - ist regelmäßig die gleiche Drehzahl bzw. der gleiche Drehzahlbereich vergleichsweise im Kontext der jeweiligen Lastkennlinie besonders effizient. Folglich ist es zweckmäßig, Schwankungen der erforderlichen Leistung dadurch zu begegnen, dass durch Variieren der Kraftstoffzufuhr als Stellgröße (also durch Wechsel der jeweils gültigen Lastkennlinie) das abgegebene Drehmoment verändert wird und dabei gleichzeitig die Veränderungen der Drehzahl minimiert werden. Eine solche als besonders effizient identifizierte Drehzahl des Dieselmotors kann auch als Vorzugs-Drehzahl bezeichnet werden. Entsprechend ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Regelanord-
nung die Soll-Drehzahl auf eine vorbestimmte Vorzugs-Drehzahl setzt, und zwar insbesondere wenn die Vorzugs-Drehzahl mindestens der Mindest-Drehzahl entspricht. Es ist dann also erforderlich, dass für die vorgegebene Arbeitstätigkeit der erforderliche Volumenstrom bei der Vorzugs-Drehzahl bereitgestellt werden kann. Vorzugsweise setzt die Regelanordnung die Soll-Drehzahl auf die vorbestimmte Vorzugs-Drehzahl, wenn weiter eine positive Fahrgeschwindigkeit oder eine Arbeitstätigkeit vorgegeben ist. Denn wenn weder eine (von Null verschiedene) Fahrgeschwindigkeit noch die Ausführung einer Arbeitstätigkeit vorgegeben wurde, wird regelmäßig die bei der Vorzugs-Drehzahl abgegebene Leistung zu hoch sein und sich vielmehr ein Betrieb des Dieselmotors im Leerlauf anbieten. Ebenso vorzugsweise setzt die Regelanordnung die Soll-Drehzahl auf die bestimmte Vorzugs-Drehzahl, wenn weiter ein Betriebspunkt des Dieselmotors bei der Vorzugs-Drehzahl die erforderliche Betriebsleistung bereitstellt. Es kann nämlich sein, dass die erforderliche Betriebsleistung bei der Vorzugs-Drehzahl nicht bereitgestellt werden kann, sondern nur bei einer höheren Drehzahl . Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Regelanordnung den Dieselmotor auf den Betriebspunkt mit der Vorzugs-Drehzahl und derjenigen Lastkennlinie einstellt, welche die erforderliche Betriebsleistung bereitstellt und den niedrigsten Kraftstoffverbrauch, insbesondere pro Zeiteinheit, aufweist. Regelmäßig, aber nicht stets, wird dies - unter den infrage kommenden Lastkennlinien - die Lastkennlinie mit der niedrigsten Einstellung der Zufuhr von Kraftstoff an den Dieselmotor sein. There is regularly a speed or a speed range in which a respective diesel engine can be operated particularly efficiently. This speed or this speed range then corresponds - in absolute terms - to the full-load characteristic curve of the rotary motor - that is to say with unthrottled supply of fuel - a particularly efficient operating point. But also on the other load characteristics of the diesel engine - ie with different throttled supply of fuel - is regularly the same speed or the same speed range comparatively particularly efficient in the context of the respective load characteristic. Consequently, it is expedient to counteract fluctuations in the required power that by varying the fuel supply as a manipulated variable (ie by changing the respective valid load characteristic), the output torque is changed, while the changes in speed are minimized. Such as particularly efficiently identified speed of the diesel engine can also be referred to as a preferred speed. Accordingly, it is provided according to a preferred embodiment that the control arrangement tion sets the target speed to a predetermined preferred speed, in particular when the preferred speed corresponds to at least the minimum speed. It is then necessary that the required volume flow at the preferred speed can be provided for the given work activity. Preferably, the control arrangement sets the target speed to the predetermined preferred speed, if further a positive driving speed or a working activity is predetermined. Because if neither a (non-zero) driving speed nor the execution of a work activity has been specified, the power delivered at the preferred speed will be regularly too high and rather offer an operation of the diesel engine at idle. Also preferably, the control arrangement sets the target speed to the specific preferred speed, if further provides an operating point of the diesel engine at the preferred speed, the required operating power. It may be that the required operating power can not be provided at the preferred speed, but only at a higher speed. In particular, it is preferred that the control arrangement adjusts the diesel engine to the operating point with the preferred speed and the load characteristic curve, which provides the required operating power and has the lowest fuel consumption, in particular per unit time. Regularly, but not always, this will be the load curve with the lowest setting of the supply of fuel to the diesel engine - among the load characteristics under consideration.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzugs- Drehzahl oberhalb einer Drehmomentmaximal-Drehzahl einer Volllastkennlinie des Dieselmotors liegt. Dabei ist die Drehmomentmaximal-Drehzahl diejenige Drehzahl, bei welcher auf der Volllastkennlinie - also bei im Wesentlichen unge- drosselter Zufuhr von Kraftstoff - das maximale Drehmoment von dem Dieselmotor abgegeben wird. Vorzugsweise liegt die Vorzugs-Drehzahl oberhalb einer Drehmomentmaximal-Drehzahl im Wesentlichen aller Kennlinien des Dieselmo- tors. Indem die Vorzugs-Drehzahl oberhalb der Drehmomentmaximal-Drehzahl liegt, wird bei ihr ein geringeres Drehmoment abgegeben, was bevorzugt dann für alle Lastkennlinien gilt. Das hat den Effekt, dass bei einem Betrieb bei der Vorzugs-Drehzahl auf eine - maßvolle - Erhöhung des erforderlichen Drehmoments hin sich die Drehzahl automatisch verringert und der Dieselmotor ein hö- heres Drehmoment abgibt. Der Dieselmotor wird in so einer Situation also nicht automatisch abgewürgt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzugsdrehzahl kleiner als 110 % der Drehmomentmaximal-Drehzahl der Volllastkennlinie ist. Mit anderen Worten liegt die Vorzugsdrehzahl weniger als 10 % oberhalb der Drehmomentmaximal-Drehzahl. Auf diese Weise wird sowohl ein vergleichsweise hohes Drehmoment als auch eine vergleichsweise hohe Wirtschaftlichkeit bei der Vorzugsdrehzahl gewährleistet. Entsprechend ist bevorzugt vorgesehen, dass das Drehmoment bei der Vorzugs-Drehzahl auf der Volllastkennlinie mindestens 90 %, insbesondere mindestens 95 %, des Drehmoments bei der Drehmomentmaximal-Drehzahl auf der Volllastkennlinie beträgt. A preferred embodiment is characterized in that the preferred speed is above a torque maximum speed of a full load characteristic of the diesel engine. In this case, the maximum torque rotational speed is that rotational speed at which the maximum torque is output by the diesel engine on the full load characteristic curve-that is to say with essentially unrestricted supply of fuel. Preferably, the preferred speed is above a torque maximum speed substantially all of the characteristics of the diesel engine. By the preferred speed is above the torque maximum speed, it is given a lower torque, which is preferred then applies to all load characteristics. This has the effect that when operating at the preferred speed to a - moderate - increase in the required torque, the speed is automatically reduced and the diesel engine outputs a higher torque. The diesel engine is not stifled automatically in such a situation. A further preferred embodiment is characterized in that the preferred speed is less than 110% of the maximum torque speed of the full load characteristic. In other words, the preferred speed is less than 10% above the maximum torque speed. In this way, both a comparatively high torque and a comparatively high efficiency at the preferred speed is guaranteed. Accordingly, it is preferably provided that the torque at the preferred speed on the full load characteristic curve is at least 90%, in particular at least 95%, of the torque at the maximum torque rpm on the full load characteristic curve.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Fahranordnung das Untertagefahrzeug mit einer bis zu einer Maximalgeschwindigkeit variablen Fahrgeschwindigkeit bewegen kann und dass der Übersetzungsbereich des Strömungsgetriebes es erlaubt, im Wesentlichen bei der Vorzugs-Drehzahl des Dieselmotors das Untertagefahrzeug mit einer beliebigen Fahrgeschwindigkeit bis zu der Maximalgeschwindigkeit zu bewegen. Bevorzugt ist weiter, dass der Übersetzungsbereich des Strömungsgetriebes, insbesondere auch das Drehmoment bei der Vorzugsdrehzahl auf der Volllastkennlinie, es erlaubt, das Untertagefahr- zeug aus dem Stillstand bis zu der Maximalgeschwindigkeit zu beschleunigen. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass allen Geschwindigkeitsanforderungen an das Untertagefahrzeug sowie allen Geschwindigkeitswechseln genügt werden kann, ohne dass der Dieselmotor mit einer wesentlichen Abweichung von der Vorzugs-Drehzahl zwingend betrieben werden muss. According to a preferred embodiment, it is provided that the drive arrangement can move the downhole vehicle at a maximum speed that is variable up to a maximum speed, and that the ratio range of the fluid transmission allows the downhole vehicle to travel at any speed up to the maximum speed, essentially at the preferred speed of the diesel engine to move. It is further preferred that the transmission range of the fluid transmission, in particular also the torque at the preferred speed on the full load characteristic curve, makes it possible to accelerate the underground vehicle from standstill up to the maximum speed. In this way, it is ensured that all speed requirements for the underground vehicle and all speed changes can be satisfied without the diesel engine having to be operated with a substantial deviation from the preferred speed.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Fahranordnung einen von der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbaren Hydromotor zum Bewegen des Untertagefahrzeugs aufweist. Das vorschlagsgemäße selbstfahrende Untertagefahrzeug weist ein Hubwerk mit mindestens einem Arbeitsgerät, eine Fahranordnung zum Bewegen des Untertagefahrzeugs, eine Antriebsanordnung zum Treiben des Hubwerks und der Fahranordnung, welche Antriebsanordnung ein Strömungsgetriebe und einen Dieselmotor aufweist und eine Regelanordnung zum Ansteuern der Antriebsanordnung auf.
Das vorschlagsgemäße selbstfahrende Untertagefahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Eingabeanordnung zum Vorgeben durch einen Fahrzeugbenutzer sowohl einer Fahrgeschwindigkeit des Untertagefahrzeugs als auch einer auszuführenden Arbeitstätigkeit des Hubwerks aufweist. A preferred embodiment is further characterized in that the driving arrangement comprises a hydraulic motor which can be acted upon by the hydraulic fluid for moving the underground vehicle. The proposed self-propelled underground vehicle has a hoist with at least one implement, a drive assembly for moving the underground vehicle, a drive assembly for driving the hoist and the drive assembly, which drive assembly comprises a flow gear and a diesel engine and a control arrangement for driving the drive assembly. The proposed self-propelled underground vehicle is characterized in that it has an input arrangement for predetermining by a vehicle user both a travel speed of the underground vehicle and a working activity of the hoist to be executed.
Das vorschlagsgemäße selbstfahrende Untertagefahrzeug ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung dazu eingerichtet ist, basierend auf einer jeweils von dem Fahrzeugbenutzer durch die Eingabeanordnung vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit und Arbeitstätigkeit den Dieselmotors zu regeln. The proposed self-propelled underground vehicle is further characterized in that the control arrangement is adapted to regulate the diesel engine based on a respective predetermined by the vehicle user through the input device driving speed and work activity.
Bevorzugte Ausführungsformen des vorschlagsgemäßen selbstfahrenden Untertagefahrzeugs entsprechen den bevorzugten Ausführungsformen des vorschlagsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines selbstfahrenden Untertagefahrzeugs und umgekehrt. Preferred embodiments of the proposed self-propelled underground vehicle correspond to the preferred embodiments of the proposed method for operating a self-propelled underground vehicle and vice versa.
Weitere vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungen, Merkmale und Eigenschaften ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung mit Bezug auf die Figuren. Die lediglich ein Ausführungsbeispiel wiedergebende Zeichnung zeigt Fig. 1 eine schematische Ansicht eines vorschlagsgemäßen selbstfahrenden Untertagefahrzeugs und Further advantageous and preferred embodiments, features and properties will become apparent from the following specific description with reference to the figures. The only one embodiment reproducing drawing shows Fig. 1 is a schematic view of a proposed self-propelled underground vehicle and
Fig. 2 eine schematische Darstellung von Lastkennlinien des Dieselmotors des selbstfahrenden Untertagefahrzeugs der Fig . 1. FIG. 2 shows a schematic illustration of load characteristics of the diesel engine of the self-propelled underground vehicle of FIG. 1.
Bei dem in der Fig . 1 dargestellten selbstfahrenden Untertagefahrzeug 1 handelt es sich speziell um einen Fahrlader la mit einem Hubwerk 2, welches Hubwerk 2 vorliegend eine Schaufel 3a als Arbeitsgerät 3 aufweist. Ebenso weist das Untertagefahrzeug 1 eine Fahranordnung 4 auf, mit welcher das Untertagefahrzeug 1 mit einer Geschwindigkeit bewegt werden kann, die maximal Vmax beträgt. Speziell handelt es sich bei der Fahranordnung 4 um einen mit hydraulikflüssigkeit beaufschlagbaren Hydromotor. Ebenso weist das Untertagefahrzeug 1 ein Strömungsgetriebe 6 sowie einen Dieselmotor 7 auf, welche Bestandteil einer Antriebsanordnung 5 des Untertagefahrzeugs 1 sind . Das Strömungsgetriebe 6 ist vorliegend ein stufenloses hydrostatisches Getriebe.
Weiter weist das Untertagefahrzeug 1 eine Regelanordnung 8 zum Ansteuern des Strömungsgetriebes 6 und des Dieselmotors 7 sowie eine Eingabeanordnung 9 auf. Es handelt sich dabei hier um ein Bedienpult, mit welchem ein Fahrzeugbenutzer 10 sowohl eine Fahrgeschwindigkeit als auch eine auszuführende Arbeits- tätigkeit der Schaufel 3a, z. B. eine Hubbewegung, vorgeben kann. Eine direkte Regelung des Dieselmotors 7 durch den Fahrzeugbenutzer 10 wie aus dem Stand der Technik bekannt, z. B. durch Betätigung eines Fußpedals zum Einstellen einer dem Dieselmotor 7 zugeführten Kraftstoff menge, ist hingegen nicht vorgesehen. Auf der Grundlage der von dem Fahrzeugbenutzer 10 vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit und der auszuführenden Arbeitstätigkeit des Hubwerks 2 - hier also der Schaufel 3a als Arbeitsgerät - bestimmt die Regelanordnung 8 eine Solldrehzahl 11 des Dieselmotors 7, welche Solldrehzahl 11 hier speziell 1550 U/min beträgt und in der Fig. 2 markiert ist. Dabei wird hier auch eine Ausführzeit durch den Fahrzeugbenutzer 10 vorgegeben, innerhalb welcher die Ausführung der Arbeitstätigkeit abgeschlossen werden soll . In the in Fig. 1 self-propelled underground vehicle 1 is specifically a loader la with a hoist 2, which hoist 2 in the present case has a blade 3a as a working device 3. Likewise, the underground vehicle 1 has a driving arrangement 4 with which the underground vehicle 1 can be moved at a speed that is at most Vmax. Specifically, the drive assembly 4 is a hydraulic fluid which can be acted upon by hydraulic fluid. Likewise, the underground vehicle 1, a flow gear 6 and a diesel engine 7, which are part of a drive assembly 5 of the underground vehicle 1. The flow gear 6 is presently a continuously variable hydrostatic transmission. Next, the underground vehicle 1, a control arrangement 8 for driving the flow gear 6 and the diesel engine 7 and an input device 9. This is a control panel, with which a vehicle user 10 both a driving speed and a work to be performed of the blade 3a, z. B. a lifting movement, can pretend. A direct control of the diesel engine 7 by the vehicle user 10 as known from the prior art, for. B. by pressing a foot pedal for adjusting a diesel engine 7 supplied amount of fuel, however, is not provided. On the basis of the vehicle speed specified by the vehicle user 10 and the work to be performed by the hoist 2 - in this case the bucket 3a as work implement - the control arrangement 8 determines a setpoint speed 11 of the diesel engine 7, which setpoint speed 11 is here specifically 1550 rpm and in the Fig. 2 is marked. Here also an execution time is specified by the vehicle user 10, within which the execution of the work is to be completed.
Durch Einstellung der an den Dieselmotor 7 zugeführten Menge an Kraftstoff regelt die Regelanordnung 8 den Dieselmotor 7 auf diese Solldrehzahl 11. Dabei entspricht jeder solchen Einstellung eine der in der Fig. 2 dargestellten Lastkennlinien 13a, b, c, wobei die jeweiligen Lastkennlinien das Drehmoment 21 über der Drehzahl 14 darstellen. Diese Lastkennlinien 13a, b, c sind auch in einem Datenspeicher 18 des Untertagefahrzeugs 1 hinterlegt zusammen mit einem Wirkungsgradverlauf über der Drehzahl 14 für jede Lastkennlinie 13a, b, c, sodass für jeden Betriebspunkt 12 der Wirkungsgrad bei diesem Betriebspunkt 12 ermittelt werden kann. Die oberste Lastkennlinie 13a bildet dabei die Volllastkennlinie 15 mit ungedrosselter Zufuhr von Kraftstoff, wobei bei den beiden anderen Lastkennlinien 13b, c eine entsprechend geringere Zufuhr von Kraftstoff erfolgt. Für die Volllastkennlinie 15 ist auch der Leistungsverlauf 15a über der Drehzahl 14 in der Fig . 2 dargestellt. Im vorliegenden Beispiel findet eine solche gedrosselte Zufuhr von Kraftstoff statt, weswegen der Betriebspunkt 12 dem Punkt auf der Lastkennlinie 13b bei der Solldrehzahl 11 entspricht. By adjusting the amount of fuel supplied to the diesel engine 7, the control assembly 8 controls the diesel engine 7 to this target speed 11. In this case, each such setting corresponds to one of the load characteristics 13a, b, c shown in FIG. 2, wherein the respective load characteristics the torque 21st represent over the speed 14. These load characteristics 13a, b, c are also stored in a data memory 18 of the underground vehicle 1 together with an efficiency curve over the rotational speed 14 for each load characteristic 13a, b, c, so that for each operating point 12, the efficiency at this operating point 12 can be determined. The uppermost load characteristic 13a forms the full-load characteristic curve 15 with unthrottled supply of fuel, with the two other load characteristics 13b, c correspondingly lower supply of fuel. For the full-load characteristic curve 15, the power curve 15a is also above the rotational speed 14 in FIG. 2 shown. In the present example, such a throttled supply of fuel takes place, which is why the operating point 12 corresponds to the point on the load curve 13b at the setpoint speed 11.
Neben dem Hubwerk 2 und der Fahranordnung treibt die Antriebsanordnung 5 auch eine hydraulische Lenkvorrichtung 16 sowie eine Kühlvorrichtung 17, beide
von dem Untertagefahrzeug 1 umfasst, zum Kühlen des Strömungsgetriebes 6 an. In addition to the hoist 2 and the drive assembly drives the drive assembly 5 and a hydraulic steering device 16 and a cooling device 17, both from the downhole vehicle 1, for cooling the fluid transmission 6.
Die Regelung des Dieselmotors 7 durch die Regelanordnung 8 erfolgt dabei im Einzelnen wie folgt: The regulation of the diesel engine 7 by the control arrangement 8 takes place in detail as follows:
In einem ersten Schritt wird geprüft, ob ein Stillstands-Signal anliegt und ob überhaupt eine von Null verschiedene Fahrgeschwindigkeit oder eine Arbeitstätigkeit vorgegeben wurde. Ein solches Stillstands-Signal kann beispielsweise durch Betätigung einer - hier nicht gezeigten - Feststellbremse des Untertagefahrzeugs 1 ausgelöst werden. In so einem Fall ist davon auszugehen, dass das Untertagefahrzeug 1 sich in einem Ruhezustand befindet. Liegt also ein solches Stillstands-Signal an oder gibt es weder eine Vorgabe einer positiven Fahrgeschwindigkeit oder einer Arbeitstätigkeit, dann wird die Solldrehzahl 11 auf eine Leerlaufdrehzahl 19 gesetzt - und entsprechend der Dieselmotor 7 auf diese geregelt - welche vorliegend beispielhaft bei 700 U/min liegt. Es wird also nur wenig Leistung abgegeben, wobei auch der Kraftstoffverbrauch gering ist und auch die Erzeugung von Abwärme möglichst gering gehalten wird. Liegt kein Stillstands-Signal an und wird eine Fahrgeschwindigkeit oder eine Arbeitstätigkeit vorgegeben, so wird eine erforderliche Betriebsleistung bestimmt, welche für die Ausführung der Arbeitstätigkeit in der hierzu vorgegebenen Ausführzeit bzw. Hubgeschwindigkeit, für die Bewegung des Untertagefahrzeugs 1 sowie für den Betrieb der Lenkvorrichtung 16 und der Kühlvorrichtung 17 insge- samt erforderlich ist. Dabei kann auch die aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Untertagefahrzeugs 1 berücksichtigt werden, da sich durch einen Vergleich mit der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit ein Beschleunigungserfordernis und damit eine Leistungsanforderung ergeben kann. Ebenso wird der für die Ausführung der Arbeitstätigkeit in der vorgegebenen Ausführzeit erforderliche Mindest-Volumenstrom des Strömungsgetriebes 6 bestimmt und daraus eine Mindest-Drehzahl des Dieselmotors 7 bestimmt. In a first step, it is checked whether a standstill signal is present and whether a non-zero driving speed or a work activity has ever been specified. Such a standstill signal can be triggered for example by actuation of a - not shown here - parking brake of the underground vehicle 1. In such a case, it can be assumed that the underground vehicle 1 is in a state of rest. Thus, if such a standstill signal or there is neither a specification of a positive driving speed or a work, then the target speed 11 is set to an idle speed 19 - and according to the diesel engine 7 regulated to this - which is present example at 700 U / min , So there is only little power delivered, whereby the fuel consumption is low and the generation of waste heat is minimized. If there is no standstill signal and a driving speed or a working activity is specified, a required operating power is determined, which for the execution of the work activity in the specified execution time or lifting speed, for the movement of the underground vehicle 1 and for the operation of the steering device 16 and the cooling device 17 is required as a whole. In this case, the current driving speed of the underground vehicle 1 can also be taken into account, since an acceleration requirement and thus a power requirement can result from a comparison with the predefined driving speed. Likewise, the required for the execution of the work in the specified execution time minimum volume flow of the flow gear 6 is determined and determines a minimum speed of the diesel engine 7.
Eine vorbestimmte Vorzugs-Drehzahl 20, welche hier 1550 U/min entspricht, ist in dem Datenspeicher 18 hinterlegt. Es handelt sich um eine vorab in Bezug auf den speziellen Dieselmotor 7 bestimmte Drehzahl 14, welche als besonders ge-
eignet ermittelt wurde. Speziell liegt diese Vorzugs-Drehzahl 20 leicht oberhalb derjenigen Drehzahl - hier als Drehmomentmaximal-Drehzahl 22 bezeichnet -, bei welcher das Drehmoment 21 der Volllastkennlinie 15 maximal ist. Diese Drehmomentmaximal-Drehzahl 22 beträgt hier 1450 U/min und führt zu einem Drehmoment 21 von 1400 Nm auf der Volllastkennlinie 15. Bei der Vorzugs- Drehzahl 20 von 1550 U/min auf der Volllastkennlinie 15 beträgt das Drehmoment 21 hingegen 1370 Nm . A predetermined preferred speed 20, which corresponds here to 1550 rpm, is stored in the data memory 18. It is a speed 14 determined in advance in relation to the special diesel engine 7, which has been determined. Specifically, this preferred speed 20 is slightly above that speed - here referred to as the maximum torque speed 22 - in which the torque 21 of the full load curve 15 is maximum. This torque maximum speed 22 is here 1450 rpm and leads to a torque 21 of 1400 Nm on the full load characteristic 15. At the preferred speed 20 of 1550 rpm on the full load characteristic curve 15, however, the torque 21 is 1370 Nm.
Es wird nun erstens überprüft, ob die oben bestimmte erforderliche Betriebsleistung - welche hier beispielhaft 150 kW beträgt - bei der Vorzugs-Drehzahl 20 bereitgestellt werden kann . Dies ist der Fall, wenn die bei der Vorzugs-Drehzahl 20 auf der Volllastkennlinie 15 abgegebene Leistung, welche Leistung ausweislich des Leistungsverlaufs 15a in der Fig . 2 hier 220 kW beträgt, mindestens dieser erforderlichen Betriebsleistung entspricht, was also vorliegend der Fall ist. Die erforderliche Betriebsleistung kann sogar bei der Vorzugs-Drehzahl 20 mit eingeschränkter Zufuhr von Kraftstoff und damit mit geringerer Last als bei der Volllastkennlinie 15 bereitgestellt werden . First, it is checked whether the above-specified required operating power - which is 150 kW here by way of example - can be provided at the preferred speed 20. This is the case when the power output at the preferred speed 20 on the full load characteristic 15, which power is shown as the power curve 15a in FIG. 2 here 220 kW, at least this required operating performance corresponds, so what is the case here. The required operating power can be provided even at the preferred speed 20 with limited supply of fuel and thus with lower load than the full load characteristic 15.
Zweitens wird überprüft, ob diese Vorzugs-Drehzahl 20 mindestens so hoch ist wie die oben ermittelte Mindest-Drehzahl, was im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls zu bejahen sei. Daraufhin wird die Solldrehzahl 11 auf diese Vorzugs-Drehzahl 20 gesetzt. Durch die Regelanordnung 8 wird der Dieselmotor 7 dann bei der Lastkennlinie 13b unterhalb der Volllastkennlinie 15 betrieben, da - wie bereits festgestellt - die abgegebene Leistung bei der Solldrehzahl 11 auf der Volllastkennlinie 15 die erforderliche Betriebsleitung weit überschreiten würde. Second, it is checked whether this preferred speed 20 is at least as high as the above-determined minimum speed, which in the present embodiment is also to be answered in the affirmative. Then, the target speed 11 is set to this preferred speed 20. By the control arrangement 8, the diesel engine 7 is then operated at the load characteristic 13b below the full load characteristic 15, since - as already stated - the output power at the target speed 11 on the full load curve 15 would far exceed the required operating line.
Prinzipiell gibt es dann mehrere mögliche Betriebspunkte 12, auf denen der Dieselmotor 7 zur Abgabe der erforderlichen Betriebsleistung betrieben werden könnte. Doch führt der Betrieb vergleichsweise nahe am Drehmomentmaximum und damit mit vergleichsweise niedriger Drehzahl 14 zu einem geringeren Energieverbrauch als der Betrieb mit einem geringeren Drehmoment 21 und höherer Drehzahl 14. Ebenso reagiert die Regelanordnung 8 auf Schwankungen der erforderlichen Betriebsleistung bevorzugt durch Einstellung der Lastkennlinie 13a, b, c, des Dieselmotors 7 im Gegensatz zur Veränderung der Drehzahl 14. Ebenso ist das Strömungsgetriebe 6 durch seinen weiten Übersetzungsbereich in Zu-
sammenwirkung mit der Fahranordnung 4 in der Lage, das Untertagefahrzeug 1 im Wesentlichen bei dieser Vorzugs-Drehzahl 20 im gesamten Bereich bis zu der Maximalgeschwindigkeit zu bewegen und auf eine beliebige Geschwindigkeit in diesem Bereich zu beschleunigen. In principle, there are then several possible operating points 12 on which the diesel engine 7 could be operated to deliver the required operating power. However, the operation comparatively close to the torque maximum and thus with relatively low speed 14 leads to lower energy consumption than the operation with a lower torque 21 and higher speed 14. Likewise, the control arrangement 8 reacts to fluctuations in the required operating power preferably by adjusting the load characteristic 13a, b , c, the diesel engine 7 in contrast to the change in the rotational speed 14. Likewise, the flow gear 6 is due to its wide range of translation in Zu- In cooperation with the driving arrangement 4, it is possible to move the underground vehicle 1 essentially at this preferred speed 20 in the entire area up to the maximum speed and to accelerate it to an arbitrary speed in this area.
Wäre die Vorzugs-Drehzahl 20 kleiner als die Mindest-Drehzahl, so würde die Solldrehzahl 11 auf diese Mindest-Drehzahl gesetzt werden und sinngemäß gleich die passende Lastkennlinie 13a, b, c zur Abgabe der erforderlichen Betriebsleistung bestimmt werden.
If the preferred speed 20 is smaller than the minimum speed, then the setpoint speed 11 would be set to this minimum speed and, mutatis mutandis, the appropriate load characteristic 13a, b, c will be determined to deliver the required operating power.
Claims
1. Verfahren zum Betrieb eines selbstfahrenden Untertagefahrzeugs (1), welches Untertagefahrzeug (1) ein Hubwerk (2) mit mindestens einem Arbeitsgerät (3), eine Fahranordnung (4) zum Bewegen des Untertagefahrzeugs (1), eine Antriebsanordnung (5) zum Treiben des Hubwerks (2) und der Fahranordnung (4), welche Antriebsanordnung (5) ein Strömungsgetriebe (6) und einen Dieselmotor (7) aufweist und eine Regelanordnung1. A method for operating a self-propelled underground vehicle (1), which underground vehicle (1) a hoist (2) with at least one implement (3), a driving arrangement (4) for moving the underground vehicle (1), a drive arrangement (5) for driving the hoisting gear (2) and the driving arrangement (4), which drive arrangement (5) has a flow transmission (6) and a diesel engine (7) and a control arrangement
(8) zum Ansteuern der Antriebsanordnung (5) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Untertagefahrzeug (1) eine Eingabeanordnung(8) for driving the drive assembly (5), characterized in that the downhole vehicle (1) is an input device
(9) zum Vorgeben durch einen Fahrzeugbenutzer (10) sowohl einer Fahrgeschwindigkeit des Untertagefahrzeugs (1) als auch einer auszuführenden Arbeitstätigkeit des Hubwerks (2) umfasst und dass die Regelanordnung (8) basierend auf einer jeweils von dem Fahrzeugbenutzer (10) durch die Eingabeanordnung (9) vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit und Arbeitstätigkeit den Dieselmotor (7) regelt. (9) for presetting by a vehicle user (10) both a traveling speed of the downhole vehicle (1) and a work operation to be performed by the hoist (2), and in that the control arrangement (8) is based on a respective one of the vehicle user (10) through the input device (9) predetermined driving speed and work activity controls the diesel engine (7).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung (8) eine Solldrehzahl (11) des Dieselmotors (7) bestimmt und den Dieselmotor (7) auf diese Solldrehzahl (11) regelt, vorzugsweise, dass die Regelanordnung (8) durch die variable Zufuhr von Kraftstoff den Dieselmotor (7) regelt, insbesondere den Dieselmotor (7) auf die Solldrehzahl (11) regelt, weiter insbesondere, dass die Regelanordnung (8) eine Übersetzung des Strömungsgetriebes (6) so einstellt, dass bei der Solldrehzahl (11) die Fahranordnung (4) das Untertagefahrzeug (1) mit der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit bewegt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the control arrangement (8) determines a setpoint speed (11) of the diesel engine (7) and the diesel engine (7) to this target speed (11) controls, preferably, that the control arrangement (8) the variable supply of fuel regulates the diesel engine (7), in particular regulates the diesel engine (7) to the setpoint speed (11), more particularly that the control arrangement (8) sets a ratio of the fluid transmission (6) such that at the setpoint speed ( 11) the driving assembly (4) moves the underground vehicle (1) at the predetermined driving speed.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Fahrzeugbenutzer (10) durch die Eingabeanordnung (9) vorgegebene Arbeitstätigkeit eine vorgegebene Hubgeschwindigkeit der Arbeitstätigkeit umfasst, vorzugsweise, welche Hubgeschwindigkeit eine Ausführzeit für den Abschluss der vorgegebenen Arbeitstätigkeit definiert. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the by the vehicle user (10) by the input device (9) predetermined work activity includes a predetermined stroke speed of the work, preferably, which stroke speed defines a execution time for the completion of the specified work activity.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung (8) eine erforderliche Betriebsleistung basierend
auf der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit und basierend auf der vorgegebenen Arbeitstätigkeit, vorzugsweise auch basierend auf der vorgegebenen Hubgeschwindigkeit, bestimmt, dass die Regelanordnung (8) basierend auf der bestimmten Betriebsleistung einen Betriebspunkt (12) des Dieselmotors bestimmt, welcher Betriebspunkt durch eine Drehzahl (14) und eine Lastkennlinie (13a, b, c) des Dieselmotors (7) definiert ist und bei welchem Betriebspunkt der Dieselmotor (7) mindestens die erforderliche Betriebsleistung bereitstellt und dass die Regelanordnung (8) den Dieselmotor (7) auf den bestimmten Betriebspunkt einstellt. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the control arrangement (8) based on a required operating performance determined on the predetermined driving speed and based on the predetermined work, preferably also based on the predetermined lifting speed, determines that the control arrangement (8) based on the specific operating performance determines an operating point (12) of the diesel engine, which operating point by a speed (14) and a load characteristic (13a, b, c) of the diesel engine (7) is defined and at which operating point the diesel engine (7) provides at least the required operating power and that the control arrangement (8) adjusts the diesel engine (7) to the specific operating point.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Untertagefahrzeug (1) eine von der Antriebsanordnung (5) angetriebene hydraulische Lenkvorrichtung (16) zum Lenken des Untertage- fahrzeus (1) und eine von der Antriebsanordnung (5) angetriebene Kühlvorrichtung (17) zum Kühlen des Strömungsgetriebes (6) aufweist, vorzugsweise, dass das Hubwerk (2) eine Vielzahl von Arbeitsgeräten (3) aufweist, für welche die Eingabeanordnung (9) durch den Fahrzeugbenutzer (10) eine jeweilige auszuführende Arbeitstätigkeit vorgibt, insbesondere, dass die Regelanordnung (8) die erforderliche Betriebsleistung auch basierend auf einer jeweiligen Leistung zum Betrieb der Lenkvorrichtung (16) und zum Betrieb der Kühlvorrichtung (17), weiter insbesondere auch basierend auf den jeweiligen vorgegebenen Arbeitstätigkeiten der Vielzahl von Arbeitsgeräten (3), bestimmt. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the downhole vehicle (1) one of the drive assembly (5) driven hydraulic steering device (16) for directing the Untertage- fahrzeus (1) and one of the drive assembly (5) powered cooling device (17) for cooling the fluid transmission (6), preferably that the lifting mechanism (2) comprises a plurality of working devices (3) for which the input device (9) by the vehicle user (10) specifies a respective work activity to be performed, in particular, that the control arrangement (8) also provides the required operating power based on a respective power for operating the steering device (16) and for operating the cooling device (17), more particularly based on the respective predetermined work activities of the plurality of working devices (3), certainly.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Datenspeicher (18) des Untertagefahrzeugs (1) eine Menge an Lastkennlinien (13a, b, c), welche vorzugsweise jeweils durch eine der Lastkennlinie (13a, b, c) zugeordnete Einstellung der Zufuhr von Kraftstoff an den Dieselmotor (7) gekennzeichnet sind, für den Dieselmotor (7) hinterlegt sind und dass den Betriebspunkten (12) entlang der hinterlegten Lastkennlinien (13a, b, c) jeweils ein Kraftstoffverbrauch, insbesondere pro Zeiteinheit, zugeordnet ist, insbesondere, dass die Regelanordnung (8) zur Bestimmung des Betriebspunkts (12) des Dieselmotors (7) aus der Menge der hinterlegten Lastkennlinien (13a, b, c) diejenige Lastkennlinie (13a, b, c) auswählt, bei welcher der Betriebspunkt (12) den niedrigsten Kraftstoffverbrauch, insbesondere pro Zeiteinheit, bei der bestimmten Betriebsleistung aufweist.
6. The method according to claim 5, characterized in that in a data memory (18) of the underground vehicle (1) has a set of load characteristics (13a, b, c), which preferably each one of the load characteristic (13a, b, c) associated setting the supply of fuel to the diesel engine (7) are marked, are deposited for the diesel engine (7) and that the operating points (12) along the stored load characteristics (13a, b, c) each have a fuel consumption, in particular per unit time, assigned in particular that the control arrangement (8) for determining the operating point (12) of the diesel engine (7) from the set of stored load characteristics (13a, b, c) selects that load characteristic (13a, b, c) at which the operating point (12 ) has the lowest fuel consumption, especially per unit time, at the particular operating power.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Strömungsgetriebe (6) um ein hydrostatisches Getriebe handelt, welches hydrostatische Getriebe eine vom Dieselmotor (7) abgegebene Leistung variabel, vorzugsweise stufenlos, in einen Volumenstrom einer Hydraulikflüssigkeit des hydrostatischen Getriebes umwandelt. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it is in the flow gear (6) is a hydrostatic transmission, which hydrostatic transmission from the diesel engine (7) output power variably, preferably continuously, in a flow of hydraulic fluid of the hydrostatic transmission converts.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung (8) eine erforderliche Mindest-Drehzahl des Dieselmotors (7) basierend auf der vorgegebenen Arbeitstätigkeit, insbesondere auch basierend auf der vorgegebenen Hubgeschwindigkeit, ermittelt, vorzugsweise, dass die Regelanordnung (8) die Solldrehzahl (11) so bestimmt, dass sie mindestens der Mindest-Drehzahl entspricht, vorzugsweise, dass die Regelanordnung (8) basierend auf der vorgegebenen Hubgeschwindigkeit einen Mindest-Volumenstrom des Volumenstroms des Strömungsgetriebes (6) bestimmt und die Mindest-Drehzahl basierend auf dem Mindest-Volumenstrom ermittelt. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the control arrangement (8) determines a required minimum speed of the diesel engine (7) based on the predetermined work activity, in particular based on the predetermined lifting speed, preferably that the Control arrangement (8) the target speed (11) determined so that it corresponds to at least the minimum speed, preferably, that the control arrangement (8) based on the predetermined lifting speed determines a minimum volume flow of the flow rate of the flow gear (6) and the minimum Speed determined based on the minimum volume flow.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung (8) auf ein Stillstands-Signal, vorzugsweise auf ein Stillstands- Signal bei fehlender Vorgabe einer positiven Fahrgeschwindigkeit und fehlender Vorgabe einer Arbeitstätigkeit, die Soll-Drehzahl auf eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl (19) setzt, insbesondere, dass das Stilllstands- Signal bei Betätigung einer Feststellbremse des Untertagefahrzeugs (1) und/oder bei Öffnung einer Fahrerkabinentür des Untertagefahrzeugs (1) ausgelöst wird . 9. The method according to claim 8, characterized in that the control arrangement (8) to a standstill signal, preferably to a standstill signal in the absence of specification of a positive driving speed and lack of specification of a working activity, the target speed to a predetermined idle speed (19 ), in particular, that the stop signal is triggered upon actuation of a parking brake of the underground vehicle (1) and / or opening a driver's cab door of the underground vehicle (1).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung (8) die Soll-Drehzahl (11) auf eine vorbestimmte Vorzugs-Drehzahl setzt (20), insbesondere, wenn die Vorzugs-Drehzahl (20) mindestens der Mindest-Drehzahl entspricht, vorzugsweise, und wenn eine positive Fahrgeschwindigkeit oder eine Arbeitstätigkeit vorgegeben ist, weiter vorzugsweise, und wenn ein Betriebspunkt (12) des Dieselmotors (7) bei der Vorzugs-Drehzahl (20) die erforderliche Betriebsleistung bereitstellt, weiter insbesondere, dass die Regelanordnung (8) den Dieselmotor auf den Betriebspunkt (12) mit der Vorzugs-Drehzahl (20) und derjenigen Lastkennlinie (13a, b, c) einstellt, welche die erforderliche Be-
triebsleistung bereitstellt und den niedrigsten Kraftstoffverbrauch, weiter vorzugsweise pro Zeiteinheit, aufweist. 10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the control arrangement (8) sets the target speed (11) to a predetermined preferred speed (20), in particular, when the preferred speed (20) at least the Minimum speed corresponds, preferably, and when a positive driving speed or a working activity is predetermined, more preferably, and when an operating point (12) of the diesel engine (7) at the preferred speed (20) provides the required operating power, further in particular the control arrangement (8) sets the diesel engine to the operating point (12) with the preferred speed (20) and the load characteristic line (13a, b, c) which provide the required drive performance and the lowest fuel consumption, more preferably per unit of time, has.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzugs- Drehzahl (20) oberhalb einer Drehmomentmaximal-Drehzahl (22) einer Volllastkennlinie (15) des Dieselmotors (7) liegt, vorzugsweise, dass die Vorzugs-Drehzahl (20) oberhalb einer Drehmomentmaximal-Drehzahl (22) im Wesentlichen aller Lastkennlinien (13a, b, c) des Dieselmotors liegt. 11. The method according to claim 10, characterized in that the preferred speed (20) above a maximum torque speed (22) of a full load characteristic (15) of the diesel engine (7), preferably, that the preferred speed (20) above a Torque maximum speed (22) substantially all load characteristics (13a, b, c) of the diesel engine is located.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzugsdrehzahl (20) kleiner als 110 % der Drehmomentmaximal-Drehzahl (22) der Volllastkennlinie (15) ist, vorzugweise, dass das Drehmoment (21) bei der Vorzugs-Drehzahl (20) auf der Volllastkennlinie (15) mindestens 95 %, insbesondere mindestens 90 %, des Drehmoments (21) bei der Drehmomentmaximal-Drehzahl (22) auf der Volllastkennlinie (15) beträgt. 12. The method according to claim 11, characterized in that the preferred speed (20) is less than 110% of the maximum torque speed (22) of the full load characteristic (15), preferably that the torque (21) at the preferred speed (20). on the full load characteristic (15) is at least 95%, in particular at least 90%, of the torque (21) at the maximum torque speed (22) on the full load characteristic (15).
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahranordnung (4) das Untertagefahrzeug (1) mit einer bis zu einer Maximalgeschwindigkeit variablen Fahrgeschwindigkeit bewegen kann und dass der Übersetzungsbereich des Strömungsgetriebes (6) es erlaubt, im Wesentlichen bei der Vorzugs-Drehzahl (22) des Dieselmotors (7) das Untertagefahrzeug (1) mit einer beliebigen Fahrgeschwindigkeit bis zu der Maximalgeschwindigkeit zu bewegen. 13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the driving assembly (4) can move the downhole vehicle (1) with a variable speed up to a maximum speed and that the transmission range of the fluid transmission (6) allows, substantially at the preferred speed (22) of the diesel engine (7) to move the underground vehicle (1) at an arbitrary driving speed up to the maximum speed.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahranordnung (4) einen von der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbaren Hydromotor zum Bewegen des Untertagefahrzeugs (1) aufweist. 14. The method according to claim 13, characterized in that the driving arrangement (4) has a hydraulic fluid acted upon by the hydraulic motor for moving the underground vehicle (1).
15. Selbstfahrendes Untertagefahrzeug (1) aufweisend ein Hubwerk (2) mit mindestens einem Arbeitsgerät (3), aufweisend eine Fahranordnung (4) zum Bewegen des Untertagefahrzeugs (1), aufweisend eine Antriebsanordnung (5) zum Treiben des Hubwerks (2) und der Fahranordnung (4), welche Antriebsanordnung (5) ein Strömungsgetriebe (6) und einen Dieselmotor (7) aufweist und aufweisend eine Regelanordnung (8) zum Ansteuern der Antriebsanordnung (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Untertagefahrzeug (1) eine Eingabeanordnung (9) zum Vorgeben durch einen Fahrzeugbenutzer (10) sowohl einer Fahrgeschwindigkeit des Unter-
tagefahrzeugs (1) als auch einer auszuführenden Arbeitstätigkeit des Hubwerks (2) umfasst und dass die Regelanordnung (8) dazu eingerichtet ist, basierend auf einer jeweils von dem Fahrzeugbenutzer (10) durch die Eingabeanordnung vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit und Arbeitstätigkeit den Dieselmotor (7) zu regeln.
15. A self-propelled underground vehicle (1) comprising a hoist (2) with at least one implement (3), comprising a drive arrangement (4) for moving the underground vehicle (1), comprising a drive arrangement (5) for driving the hoist (2) and the Driving arrangement (4), which drive arrangement (5) comprises a flow gearbox (6) and a diesel engine (7) and comprising a control arrangement (8) for activating the drive arrangement (5), characterized in that the downhole vehicle (1) has an input arrangement (9 ) for predetermining by a vehicle user (10) both a vehicle speed of the vehicle and that the control arrangement (8) is adapted to regulate the diesel engine (7) based on a vehicle speed (10) given by the vehicle user (10) through the input device ,
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