Die Fahrsteuerung DCT

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1 Die Fahrsteuerung DCT Die Steuerung DCT DriveControl Traction bietet umfassende Funktionen zur Ansteuerung hydrostatischer Fahrantriebe. Das gesamte Fahrverhalten, wie Beschleunigen, Bremsen, Geschwindigkeit (Tempomat und Schleichgang) wird elektronisch kontrolliert. Speziell ist eine Traktionskontrolle für bis zu vier Räder integriert. Gleichzeitig wird der Dieselmotor überwacht und die Leistungsabnahme der aktuellen Fahrsituation angepasst. Die Vorgabe der Dieseldrehzahl (Rampen, Festwerte) ermöglicht eine individuelle Ansteuerung des hydrostatischen Antriebs für alle Betriebsarten und entlastet den Fahrer. Ein zusätzlicher Mikrocontroller überwacht die ganze Steuerung. Dieses Sicherheitsmerkmal zusammen mit dem CAN-Bus macht die DCT-Steuerung vielseitig und für komplexe Aufgaben einsetzbar. DCT ist auf Basis der Hardwareplattform HCY aufgebaut. Zum Anpassen und Eingeben der maschinen-spezifischen Daten dient das Handterminal MT und das PC-Programm ConDoc - Control&Document. Zur laufenden Kontrolle können die Betriebsdaten über CAN an ein Display gesendet und dort angezeigt werden, z.b. Dieseldrehzahl Auslastung Dieselmotor Betriebsart Fahrgeschwindigkeit Die Steuerung wird durch ein robustes Alu- Gehäuse geschützt. Völkel Mikroelektronik GmbH Otto-Hahn-Str. 3 D-486 Münster Tel Fax

2 DCT - Anschlussbild Drehzahl Drehzahl 2 Drehzahl 3 Drehzahl 4 Vorwärts Rückwärts Modus Bremse UB UB UB FQ FQ2 FQ3 FQ4 SE5 SE6 SE7 SE8 PV PV2 PV3 PV4 PV5 PV Pumpe Vorwärts Pumpe Rückwärts Motor Motor 2 Motor 3 Motor 4 Schleichen SE9 Sitzkontakt Tempomat Ein Tempomat Aus Tempo speichern Fahrpedal Rückfahrsignal Dieseldrehzahl Schleichgang SE SE SE2 SE3 UPT AE AE2 AE3 HCY DCT SA7 SA8 SA9 SA Fehler Bremslicht Stillstand Inchpedal AE4 SG CAN CH CL 3 3 Display Hochdruck A Hochdruck B UB Traktion Ein I P I P CE CE2 SE2 CAN2 RS232 CH2 CL2 RxD TxD Diesel J939 PC Parameter 35 SE2 DG Völkel Mikroelektronik GmbH Otto-Hahn-Str. 3 D-486 Münster Tel Fax

3 DCT - Blockdiagramm DCT DriveControl Traction AE3 Fahrhebel Un Fahrkurven Ux [UpM] SE2 % Arbeit Transport SE5 SE6 Reversieren Drehsitz SE SE3 SE4 + - SE5,SE6 = invertieren Fahrtrichtung Inchpedal AE4 - SE7 Schleichgang AE5 inchen schleichen %PT - Begrenzung + MAX UP Geschw.- Regler RBK DN UP SE2 Rampe DN RBK [s] Parametersatz SE9 SE Bremse SE3 - Pumpe/Motor Verteiler Motor Pumpe + - PPX PPN [ma] PPN PPX Pumpe PV PV2 t 3% 7% - PT % 6% % P-Regler SE3 SE4 Vorwärts Rückwärts LIM Parametersatz SE8 SE5 SE6 SE7 SE8 Tempomat Speichern Erhöhen Reduzieren - Tempomat Hochdruck A [s/%] pw Druck px [Bar] Verstellgeschwindigkeit AE Hochdruck B AE2 Bremsregler [s/%] Ul pn Uw Drehzahl [UpM] Ux Verstellgeschwindigkeit Verstellgeschwindigkeit Pumpe zu auf Pumpe zu auf [s/%] dynamische Beschleunigung Handgas AE6 AE7 Fahrpedal Sollwert SE Dieselsolldrehzahl Drehzahl Ist Drehzahl Soll Motorelektronik GLR Dieselmotor Drehmoment Ist Hochdruck A B AE AE2 Dieseldrehzahl Konstantdruck- Regler SE4 Traktionsregler KOMPENSATION x w x w FQmin Traktion Motoren x n x n [ma] [ma] [ma] PV3 PV4 x PV5 n [ma] x PV6 n Fahrgeschwindigkeit Rad- Drehzahlen Völkel Mikroelektronik GmbH Otto-Hahn-Str. 3 D-486 Münster Tel Fax

4 DCT - Funktionsbeschreibung Betriebsmodus Arbeit/Transport Wahl des Betriebsmodus per Schalter Arbeitsmodus Fahren mit fester Dieseldrehzahl Wahl der Dieseldrehzahl über separates Potentiometer Ansteuerung des Hydrostaten über Fahrhebel oder Pedal Transportmodus Fahrpedal verstellt Dieseldrehzahl Ansteuerung des Hydrostaten in Abhängigkeit von der Dieseldrehzahl Fahrkurven Sollwertbildung für Hydrostaten linear oder über Hyperbelfunktion je Betriebsart separat einstellbar Dadurch feinfühliges Anfahren Transportmodus: Verstellbeginn und -ende des Hydrostaten in Abhängigkeit von der Dieseldrehzahl separat einstellbar Fahren mit minimal benötigter Dieseldrehzahl (minimale Geräuschentwicklung und Verbrauch) Dieseldrehzahlbereich je Betriebsmodus separat einstellbar Fahrtrichtungswahl Fahrtrichtungswahl über zwei Schalter Bei drehbarem Sitz im Fahrzeug: Fahrtrichtungsumkehr je Sitzposition Umschaltung der Fahrtrichtung im Arbeitsmodus über Reversierschalter Inchen Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit über Inchpedal Schleichgang Begrenzung der maximalen Geschwindigkeit über Schleichgangpoti oder Festwert Erhöhung des feinfühligen Fahrens im unteren Geschwindigkeitsbereich Funktion über Schalter aktivierbar Erhaltung des ganzen Pedalweges Tempomat Abruf der gespeicherten Geschwindigkeit Manuelle Erhöhung oder Reduzierung der Geschwindigkeit über Taster Rampen Dämpfung der Hydrostatverstellung Je Betriebsmodus separate Beschleunigungs-, Reduzier- und Bremsrampenzeiten Völkel Mikroelektronik GmbH Otto-Hahn-Str. 3 D-486 Münster Tel Fax

5 DCT - Funktionsbeschreibung, Fortsetzung Bremsdruckregler Bremsdruckregelung in Abhängigkeit vom Motorschluckvolumen Dadurch konstante Verzögerung während des gesamten Reduziervorganges Diesel-Überdrehzahlregler Schutz des Diesels vor Überdrehzahl bei hydrostatischer Verzögerung Reduzierung der Geräuschentwicklung bei hydrostatischer Verzögerung Dynamische Beschleunigung Beschleunigung in Abhängigkeit von der Pedalposition Grenzlastregelung Regelung der Leistungsentnahme vom Dieselmotor Schutz vor Abwürgen des Dieselmotors Konstantdruckregler Zugkrafterhaltung beim Fahren am Hang Geschwindigkeitsregler Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird geregelt Geschwindigkeitsbegrenzung Geschwindigkeitsbegrenzung je Betriebsmodus und Richtung Dieselmanagement Dieselmanagement über SAE-J939 CAN-Protokoll möglich Traktionskontrolle Drehmomentreduzierung am durchdrehenden Rad (bis zu 3 Rädern gleichzeitig) durch Verstellung des Motors in Richtung minimales Schluckvolumen Anpassung des Pumpenfördervolumens, um Geschwindigkeitsänderung zu vermeiden Integrierte Lernfunktion zur vereinfachten Anpassung an verschiedene Fahrzeuge Funktionsfähigkeit bei Sensorausfall Eingeschränkte Funktionsfähigkeit bei Ausfall der Drucksensoren Eingeschränkte Funktionsfähigkeit bei Ausfall des Dieseldrehzahlsensors Sicherheitsfunktionen Schutz vor ungewolltem Fahrtrichtungswechsel Schutz vor ungewollter Umschaltung des Betriebsmodus Anfahrsperre nach Bremsvorgang bis zum Stillstand in Abhängigkeit von der Sollwertquelle Anfahrsperre bei Sollwertfehler im Einschaltzeitpunkt Eingeschränkte Funktionsfähigkeit bei Ausfall des Dieseldrehzahlsensors Völkel Mikroelektronik GmbH Otto-Hahn-Str. 3 D-486 Münster Tel Fax

6 HCY - Gehäuseabmessungen 56mm 36mm 5mm 3mm 8mm 38mm 52mm M5 23mm 25mm 2.5mm HCY - Stecker Völkel Mikroelektronik GmbH Otto-Hahn-Str. 3 D-486 Münster Tel Fax

7 DCT - Funktionale Sicherheit Sichere Steuerungs-Systeme erfordern sichere Hardware und sichere Software. Sichere Hardware: 2 Mikrocontroller zur gegenseitigen Überwachung jeder Mikrocontroller mit eigener Spannungsregelung, Taktgenerierung und eigenem Watchdog zusätzlicher Abschaltweg durch Sicherheitsrelais im Ruhestromprinzip Überwachung der Versorgungsspannung sowie Rückmessung aller Ausgänge Struktur-Diagramm: HCY Versorgung Hardware- Watchdog + Sicherheits- Mikrocontroller Software- Sicherheits-Modul Sicherheitsrelais Fehler- Speicher Datenaustausch Eingangs- Stufe Software- Sicherheits-Modul Haupt- Mikrocontroller Ausgangs- Stufe Versorgung Hardware- Watchdog Rückmessung Sichere Software: Gegenseitige Arbeitsflussüberwachung durch permanenten Datenaustausch mit Checksummenkontrolle Prüfung von ROM und RAM durch Lese- bzw. Schreibtests mit Checksummenbildung bei Power ON Verschiedene Überwachungsmöglichkeiten der Ein- und Ausgänge (z.b. Erkennung von Kabelbruch oder Kurzschluss) Plausibilitätsprüfungen wichtiger Parameter durch logische Verknüpfung und Grenzwertüberwachung Völkel Mikroelektronik GmbH Otto-Hahn-Str. 3 D-486 Münster Tel Fax

8 DCT - Steckerbelegung DG Versorgung, Minus (Masse) 4 UB Versorgung, Plus (2V / 24V) 28 UB Versorgung, Plus (2V / 24V) 2 SE / FQ Schalteingang / Frequenzeingang ( V) 3 SE2 / FQ2 Schalteingang 2 / Frequenzeingang 2 ( V) 4 SE3 / FQ3 Schalteingang 3 / Frequenzeingang 3 ( V) 5 SE4 / FQ4 Schalteingang 4 / Frequenzeingang 4 ( V) 5 SE5 / FQ5 Schalteingang 5 / Frequenzeingang 5 (2,5V) 29 SE6 / FQ6 Schalteingang 6 / Frequenzeingang 6 (2,5V) 9 SE7 / FQ7 Schalteingang 7 / Frequenzeingang 7 (2,5V) 33 SE8 / FQ8 Schalteingang 8 / Frequenzeingang 8 (2,5V) SE9 Schalteingang 9 / Sicherheitseingang 2 SE Schalteingang / Sicherheitseingang 27 FQ9P / SE Schalteingang / Pickup H 4 FQ9M / SE2 Schalteingang 2 / Pickup L 42 FQ / SE3 Schalteingang 3 / Klemme W 38 UPT Ausspeisung 5V / 8V 2 AE / SE4 Analogeingang (V) / Schalteingang 4 34 AE2 / SE5 Analogeingang 2 (V) / Schalteingang 5 23 AE3 / SE6 Analogeingang 3 (V) / Schalteingang 6 37 AE4 / SE7 Analogeingang 4 (V) / Schalteingang 7 32 SG Signalmasse 25 AE5/CE/SE8 Analogeingang 5 (5V/V) / 4 bis 2 ma Stromeingang / Schalteingang 8 39 AE6/CE2/SE9 Analogeingang 6 (5V/V) / 4 bis 2 ma Stromeingang / Schalteingang 9 2 AE7/CE3/SE2 Analogeingang 7 (5V/V) / 4 bis 2 ma Stromeingang / Schalteingang 2 35 AE8/CE4/SE2 Analogeingang 8 (5V/V) / 4 bis 2 ma Stromeingang / Schalteingang 2 7 PVP / SA Proportionalausgang / Schaltausgang 9 PV2P / SA2 Proportionalausgang 2 / Schaltausgang 2 PV3P / SA3 Proportionalausgang 3 / Schaltausgang 3 3 PV4P / SA4 Proportionalausgang 4 / Schaltausgang 4 8 PV5P / SA5 Proportionalausgang 5 / Schaltausgang 5 24 PV6P / SA6 Proportionalausgang 6 / Schaltausgang 6 26 SA7 Schaltausgang 7 4 SA8 Schaltausgang 8 6 SA9 Schaltausgang 9 8 SA Schaltausgang 3 CH CAN-Leitung H 3 CL CAN-Leitung L 36 CH2 CAN2-Leitung H 22 CL2 CAN2-Leitung L 6 RXD RS232 Empfangsleitung für Handterminal oder PC 7 TXD RS232 Sendeleitung für Handterminal oder PC Völkel Mikroelektronik GmbH Otto-Hahn-Str. 3 D-486 Münster Tel Fax

9 DCT - Technische Daten Gesamtabmessungen: Gewicht: 52mm x 5mm x 56mm 7g Anschlüsse: 42polige Messerleiste, AMP Versorgung: UB = V Umgebungstemperatur: C Stromaufnahme: Parametereinstellung: Mikrocontroller: Programmspeicher: Datenspeicher: Parameterspeicher: Sicherheitsmikrocontroller: ca. 6mA an 24V (zuzüglich Ausgangsstrom) Mit Handterminal MT oder PC (RS232) C67CS / 4MHz MByte Flash-EPROM 28kByte RAM 64kBit EEPROM C55CA / 4MHz Eingänge: 4 Digitale Schalteingänge mit schaltbaren 4,7kΩ Pulldown/Pullup- Widerständen. Paarweise einstellbare Schaltschwellen im Bereich V. Als Frequenzeingänge bis khz geeignet. Durch zuschaltbaren kω Pulldown auch für Namur-Sensoren geeignet. 6 Digitale Schalteingänge mit 4,7kΩ Pulldown-Widerstand und einstellbaren Schaltschwellen im Bereich... 32V. 4 davon verwendbar als Frequenzeingänge bis 4KHz mit festen Schaltschwellen: U on = ca. 2,9V, U off = ca.,5v. 2 werden zusätzlich auch vom Sicherheitscontroller ausgewertet. Drehzahlsensoreingang Pickup, fmax = khz, Signalpegel: U ss = 4mV bei khz, wird unempfindlicher zu größeren Frequenzen hin. Die zwei Anschlüsse sind alternativ verwendbar als zusätzliche digitale Schalteingänge mit 4,7kΩ Pulldown-Widerständen und einstellbaren Schwellen im Bereich... 32V. Klemme W Frequenzeingang, fmax = 2kHz, Schaltschwellen: U on = 75% von UB, U off = 25% von UB, 4,7kΩ Widerstand nach Masse. Auch verwendbar als digitaler Schalteingang mit einstellbareren Schwellen im Bereich... 32V. 4 Analogeingänge für Spannungsbereich von.. V mit -Bit-Auflösung und kω Eingangswiderstand. Konfigurierbar als Schalteingang mit einstellbaren Schwellen im Bereich... V und 4,7kΩ Pulldown Völkel Mikroelektronik GmbH Otto-Hahn-Str. 3 D-486 Münster Tel Fax

10 DCT - Fortsetzung Technische Daten Eingänge: mA Stromeingänge mit 22Ω Bürde nach Masse und -Bit- Auflösung. Geschützt gegen Überlastung. Umschaltbar als Analogeingang mit Spannungsbereich... 5V oder... V bei Bit Auflösung und kω Eingangswiderstand. Auch als Schalteingang mit 4,7kΩ Pulldown und einstellbareren Schwellen im Bereich... V konfigurierbar. Ausgänge: 6 Proportionalmagnetausgänge für jeweils maximal 3A. 4 Schaltausgänge für jeweils maximal 3A. Spannungsversorgungsausgang mit 5V oder 8V für Namur-Sensoren und Potentiometer. Sicherheitsrelais zur gemeinsamen Abschaltung der 6 Proportionalausgänge und der 4 Schaltausgänge. Das Sicherheitsrelais kann durch den Sicherheitsmikrocontroller abgeschaltet werden. Schnittstellen: Sicherheit: x RS232, 2x CAN zwei Mikrocontroller, gegenseitige Überwachung, jeweils mit Microcontroller-Watchdog, doppelte Spannungsregelung, doppelte Taktgenerierung, Sicherheitsabschaltung durch Relais, keine gesteckten Bauteile, Verpolungsgeschützt, Entlüftungsmembrane, Schutzart IP65, IP 69K EMV: Straßenfahrzeuge: Richtlinie 72/245/EWG (95/54/EG), ISO 65, ISO 7637-, ISO , ISO Baumaschinen: D EN 339, ISO Land- und forstwirtschaftliche Maschinen: Richtlinie 75/322/EWG (2/3/EG), D EN ISO 4982, ISO Industrieller Einsatz: D EN 6-6-2, D EN Technische Änderungen vorbehalten Stand 8/6 - - Völkel Mikroelektronik GmbH Otto-Hahn-Str. 3 D-486 Münster Tel Fax