standard controllers

We have developed modular software packages for common control tasks in our hardware platforms. So we can offer customized products for your machine. This modular concept enables us to implement high-quality solutions for complex requirements in a short time.

Pro­portional booster

HCB-VCB
(Valve Control Basic)

2 axles, 4 solenoids
universal software

Standardsteuerung HCB / HCE

The proportional booster controls the volume and thus the speed of an actuator. The set values are read in by set value generators, higher-level controls or sensors and mapped to proportional currents for controlling the solenoids of valves.

The standard hardware for this controller is the HCB controller, which can be used to control up to 4 magnets. VCB enables the configuration of 4 unidirectional valves (e. g. variable throttles, hydraulic motors, etc.), 2 unidirectional and one bidirectional valve (e. g. pump, 4/3-way valve, etc.) as well as 2 bidirectional valves. For setting set values, analog inputs for encoders as well as digital inputs for fixed values are available, both of which can be called up via switches.

The benefit of electro-proportional adjustment is the responsive control of actuators. Their non-linearity can be compensated for by applying characteristic curves; joysticks or accelerator pedals are also overlaid with characteristic curves in order to increase the sensitivity of the control system. Target values are reached via configurable ramps, there are different ramps for different target values.

If more than 4 solenoids are to be actuated, the controller Valve Control Basic can be ported to other hardware platforms. A customer-specific extension would be, for example, the multiple assignment of a joystick, in which other outputs are assigned to the joystick by means of a switch.

The control function is defined by means of parameterization.

Possible applications are e. g. excavator booms, discharge belts, etc.

Inputs and outputs

  • Digital inputs, parameterizable as enabled, direction selection, fixed values, parameter set selec tion or characteristic switching
  • Analog inputs (0 - 10 V/0 - 20 mA) for Set value input, with parameterizable cable break detectiong
  • Proportional outputs with current feedback measurement for proportional valves
  • Digital outputs for status display and fault diagnosis
structure diagram (HCB-VCB)

Volume, pressure and power con­troller

HCB-VPP (volume, pressure, power control)

Control of 1 axle with 2 magnets or one Tandem pump

Standardsteuerung HCB / HCE

According to the parameterization, the volume, pressure and power controller regulates the volume, pressure or power of the hydraulics to the set value. The control characteristic can be freely parameterized. Depending on the application, it is also possible to switch between different control characteristics or dynamically adjust the controller gain depending on the magnitude and sign of the regulation deviation. To prevent the hydraulic system from reacting too quickly, steps in the set value can be limited by freely adjustable ramps.

If the controller is set as a power regulator, the power reserve of the drive can be calculated from the drive torque and speed and taken into account. For this purpose, the torque characteristic curve of a diesel engine is parameterized in tabular form and the speed is measured. Alternatively, for electric motors, it is possible to parameterize the drive power via fixed values for torque and speed.

The standard hardware platform for the VPP is the HCB controller. The VPP supports the operation of a tandem pump. If it is integrated into a machine controller, it can easily be ported to another Völkel hardware platform. The volume, pressure and power controller is used, for example, in bow thrusters, in the power control of spray pumps and screw conveyors.

Inputs and outputs

  • Digital inputs for volume, pressure and power controller enabling, forward/reverse, controller switching, fixed values
  • Frequency input for diesel speed acquisition (pickup or terminal W)
  • Analog inputs: set values for volume, pressure and power, and to capture the actual pressure value per direction
  • Proportional outputs for controlling a (Tandem) pump
  • Status outputs, parameterizable for display of limitations and faults

pressure limiter

HCB-DPL (digital pressure limiter)

2 axles with 2 solenoids Pressure limitation and pressure regulator

Standardsteuerung HCB / HCE

In normal operation, the pressure limit is set analog. Below the pressure limit, the pressure limiter operates as a normal proportional booster for hydraulic axles Accordingly, the specified set values are read in by set value generators or superordinate controllers or sensors, and converted to proportional currents for controlling the solenoids of pumps. When pressure limitation is activated, the volume and thus the pressure are regulated according to the set pressure value and calculated pressure set value, when the actual pressure value exceeds the pressure set value.

The DPL can also be operated as a pressure regulator. In this operating mode, a limiting value for the volume is set and the pressure set value is varied analog. Below the limiting volume, the DPL then works as a pressure regulator.

The standard hardware platform for the pressure limiter is the HCB controller. 2 pumps can be controlled bidirectionally. If the DPL is to be integrated into a machine controller, it can easily be ported to another Völkel hardware platform.

A special feature of the pressure regulator mode of operation is that only the high pressure A is measured. A control strategy has been implemented which allows a pump to be controlled through zero in the opposite direction when back pressure generated by the hydraulic motor. The controller is therefore particularly suitable for winches in shipping, where the rope must always be kept in tension even in swell or currents (mooring system). An additional frequency input for each axle makes it possible to detect and compensate speed fluctuations of the drive unit in order to keep the desired volume flow constant. The pump swivel angle can be captured and controlled when the pump is to be driven very precisely through zero, even when the volume flow is to be controlled very precisely or very precisely and quickly, and even with small set value changes.

In normal operation, the DPL is used, among other things, in drilling rigs where, for example, the pressure on the drill bit is to be limited. It is used as a pressure regulator in anchor winches, for mooring control, etc.

Inputs and outputs

  • Digital inputs can be parameterizable as required by the application to enable various functions, ramp selection, set parameter switching, fixed values for volume, fixed values for pressure, reversal of direction, etc.
  • Frequency inputs for the detection of the actual diesel engine rotary speed per axle
  • Analog inputs for the analog volume and pressure set value and the actual pressure value per axle
  • Proportional outputs with current feedback measurement for 2 pumps forward/reverse
  • „Limitation active” output status

 

Posi­tion con­troller

HCB-PCB (position control basic)

1 axle with 2 magnets for cylinder positioning

Standardsteuerung HCB / HCE

The position controller for one cylinder is suitable for simple positioning tasks in the hydraulics. It accelerates a hydraulic cylinder in the direction of a target position and keeps it within an adjustable target window after reaching it.

The standard hardware for this controller is the HCA controller, which can be used to control 2 solenoids. The PCB controller thus enables the positioning of a cylinder by means of a 4/3-way valve. The operating modes “Analog” and “Digital” are available, through which an analog variable set value is set and an adjustable digital fixed values is controlled. The control function is defined by means of parameterization.

If it is necessary to integrate the position controller into a machine control system, the porting to another Völkel hardware platform is easily possible. For example, several position controllers can level a vehicle support or interact with other control components.

Possible applications are e.g. height control of a field sprayer, return of a wheel loader shovel to its starting position (return to dig), etc.

Inputs and outputs

  • Digital inputs, parameterizable for release, for manual lifting and lowering or with up to 4 fixed values
  • Analog inputs for set value position and actual position value (4-20mA or 0-10V)
  • Proportional outputs with current feedback measurement (cylinder extension and retraction)
  • Status output for error messages or “In position”

speed con­troller

HCB-MSC (motor speed control)

1 axle with 1 solenoid for speed control. Set value setting per analog or frequency input

Standardsteuerung HCB / HCE

The speed controller controls or regulates the speed of a hydraulic motor depending on the parameters set. An analog value (from a higher-level controller) or a frequency signal (speed) can serve as the set value source. A trim factor can be infinitely adjusted between set value for speed and actual speed.

The standard hardware for this control is the HCA controller, which can be used to control 2 solenoids. The MSC control enables the unidirectional control of a pump.

If it is required that the speed controller interacts with another function, it is easily possible to port the function to another hardware platform. An example is the synchronization of a winch with a traction drive for off-road vehicles or with a cylinder function (davit in shipbuilding).

The speed controller is used for speed-dependent spreading of materials (e.g. forage, fertilizer and winter road services), for the synchronization of conveyor belt drives, etc.

Inputs and outputs

  • Digital input for enabling, changeover Manual operation
  • Frequency inputs for the target and actual speed of the hydraulic motor
  • Analog input for the trimming factor or the set value setting in manual mode
  • Proportional output with current feedback measurement for a proportional valve
  • Status outputs for fault diagnosis

cy­lin­der-syn­chroni­zation con­trol

HCB-CSC

2 Achsen mit 2 Magneten pro Steuerung
Gleichlauf von bis zu 20 Zylindern 

Standardsteuerung HCB / HCE

The cylinder position and synchronization controller controls up to 20 cylinders with speed synchronism to reach position. Like the position controller PCB, the controller accelerates the cylinders in the direction of a target position and keeps them within an adjustable target window after reaching it.

The standard hardware for this controller is the HCB controller, which can be used to control 4 solenoids (two 4/3-way valves). If the CSC controller is to synchronize more than 2 cylinders then several controllers are networked via CAN bus. The operating modes “Analog” and “Digital” are available, through which an analog variable set value is set and an adjustable digital fixed values is controlled. The positions are approached via adjustable ramps. The maximum speed at which the machine moves into position can be set using an analog value.

Another method to synchronize the position of more than 2 cylinders per controller is to port the function to another hardware platform. The same applies to the interaction of the CSC software with other Völkel standard controllers or the integration of the functionality into a Völkel machine controller.

The synchronization control replaces a hydraulic flow divider. It is easily possible synchronize cylinders, which have a large spatial distance to each other. In contrast to a fixed hydraulic installation, it is possible to move cylinders with different offsets towards each other. The advantage over purely hydraulic control is the variability of the control.

The synchronization controller is used as part of an electronic track rod (special control with steering angledependent offset), for lifting platforms, in material feeds with cascaded sliders, etc.

Inputs and outputs

  • Digital inputs for mode changeover, for fixed values, manual operation. Can be parameterized as enabled for position control with fixed position difference between cylinder 1 and 2, allowing fine adjustment of the target position, etc.
  • Analog inputs for the set values for position and velocity in manual operation, fine adjustment of the target position, actual position of cylinders 1 and 2
  • Proportional outputs with current feedback measurement for 2 cylinders
  • Status outputs, for the display of input/output faults, position errors, in position, limitation On/Off active
  • CAN interface for communication between the axles

speed con­troller

with diesel speed compen­sation

HCB-MEC (motor speed control with engine compensation)

1 axle with 1 solenoid for unidirectional speed control with one pump, diesel engine speed compensation

Standardsteuerung HCB / HCE

The speed governor with diesel motor speed compensation is a further development of the simple speed governor and was developed for a highly constant hydraulic motor speed with a strongly fluctuating drive motor speed. The correction of the diesel speed disturbance variable takes effect upstream of the speed controller so that the speed controller is unburdened. The Hydraulic motor speed set value is set either analog (e.g. by means of a set value generator or a higher-level control system) or digitally as a fixed value.

The standard hardware for this controller is the HCB controller. It controls a pump unidirectionally. The diesel motor can be connected via CAN bus (SAE J1939), terminal W or magnetic pickup. If it is connected via CAN bus, faults in the diesel engine can also be displayed via a switch output. If the MEC is to be integrated into a machine controller, it can easily be ported to another Völkel hardware platform.

The MEC is used in machines where a highly constant control of the hydraulic motor speed is required. These are, for example, vacuum turbines in sweeping machines. A fluctuating turbine speed would result in a sawing noise that would not be accepted in cities. In addition, the turbine efficiency is best at the rated speed. Another application is truck-based power generators (fire brigade, rescue services, etc.), where a fluctuating generator speed would result in a fluctuating frequency.

Inputs and outputs 

  • Switching inputs to enable parameter set switching and for fixed values
  • Frequency inputs for the actual diesel speed and hydraulic motor
  • Analog input of the set value for the hydraulic motor
  • Proportional output with current feedback measurement for the hydraulic pump
  • Status outputs for fault management
  • Voltage output for display of the hydraulic motor speed
  • Frequency output for display of the hydraulic motor speed
  • CAN interface for alternative speed measurement of the diesel engine via SAE J1939

limit load con­trol

HCB-DAS (dynamic anti-stall control)

Limit load controller for diesel engines of all kinds

Standardsteuerung HCB / HCE

The limit load control is a flexible solution for protecting the diesel engine against overload. The entire controller behavior can be adapted to the machine.

By means of limit load control, a machine can be developed leaner and used more effectively. Limit load controllers in excavators also contribute efficiently to vibration suppression of the drive train.

The standard hardware platform for the DAS is the HCB controller. The speed of the diesel engine is variably set via the control via CAN bus (SAE J1939 protocol). The controller reads in the actual speed of the diesel engine via CAN bus, terminal W or magnetic pick-up, evaluates the pressure and limits the hydraulic pump directly via the proportional output according to its load.

This load limit controller has been specially developed for excavator applications where a very high dynamic control response is required. Limit load controllers in general are an integral part of many Völkel control systems: They are, for example, not only a component of every drive control system but also of many machine control systems, some of which prioritize the power consumption per actuator and work situation. Compared to such integrated limit load controllers, the DAS is highly dynamic.

Inputs and outputs

  • Digital inputs for switching between working, automotive and economy mode, for reducing idling speed, for temperature switches and for enabling learning functions
  • CAN interface SAE J1939
  • Frequency inputs dedicated to terminal W and a magnetic pickup
  • Analog inputs for set value setting
  • Proportional outputs with current feedback measurement for the control of 2 pumps
  • Alarm output
  • PWM and analog output set speed

drive con­troller

HCB-DCB (drive con­trol Basic)

Simple control for basic driving functions.

Different modes. 

Drive as a function of diesel engine speed, control of variable displacement pump and engine. 

imit load control

HCB-DCE (drive con­trol eco)

Like HCB-DCB 
+ speed, brake pressure, constant pressure regulator
+ overspeed governor, Eco operating modes

HCe-DCT (drive con­trol with trac­tion con­troller)

The same as HCB-DCE 

+ anti-slip  control for 4 wheels during acceleration and deceleration 
+ coupling operation of several vehicles 

HCB-CCB (crawler drive control Basic)

Simple track control for basic driving functions with different modes. 

Drive as a function of diesel engine speed, control of 2 variable displacement pumps.

Limit load control

HCe-CCP (crawler drive con­trol pro­fessional)

Equivalent to HCB-CCB 

+ regulation of speed, brake pressure, constant pressure, 

+ overspeed, eco operating modes and with preparation for steering via GNSS

Standardsteuerung HCB / HCE

Völkel drive controllers offer six expansion stages as standard for drives in closed and open circuits. The smallest expansion stage permits the adjustment of a large mechanical component such as a diesel engine via a Bowden cable or hydraulic load limit controller. The larger controllers, on the other hand, are consequently designed to reduce the number of hydraulic components to a minimum while at the same time providing extended functions via software.

Possible extended functions

  • Operating modes “work” (fixed diesel engine speed) and ”transport” (variable diesel speed) with several parameter sets and limitation sets per mode
  • Adjustable to different conditions 
  • Ramps for acceleration, deceleration and braking 
  • Dynamic adaptation of drive ramps to driving behavior 
  • Adjustable drive curves (start of adjustment, end of adjustment, curvature) 
  • Parameterizable number of pumps and/or motors (closed loop) or proportional valves (open circuit) 
  • Inching: reduced driving speed with high diesel engine speed 
  • Creep mode: limitation of the maximum driving speed for more responsive driving 
  • Diesel(bedarfs)management zum Betreiben der Maschine im optimalen Arbeitspunkt und zur Reduzierung des Verbrauchs.  Ansteuerung des Dieselmotors via CAN-Bus (SAE J1939) 
  • Speed controller 
  • Traction control 
  • Constant pressure regulator for maintaining tractive force on slopes 
  • Brake pressure control as a function of the engine displacement 
  • Limit load control Protection of the diesel engine from overspeed 
  • Autopilot for tracked vehicles 
  • Communication with displays and/or superordinate control systems via CAN bus (set value setting, actual value display, diagnosis, etc.)
  • Further functions are programmable

HCB-DCB (drive con­trol Basic)

Einfache Steuerung für grundlegende Fahrfunktionen.
Verschiedene Modi. Fahren in Abhängigkeit zur Dieseldrehzahl, Ansteuern von Verstellpumpe und -motor. Grenzlastregelung.

Elektrohydraulische Fahrsteuerungen auf mobilen Arbeitsmaschinen ermöglichen ein flexibleres, feinfühligeres Fahrverhalten, als rein hydraulische Lösungen. Die Basis-Fahrsteuerung von Völkel ermöglicht die Ansteuerung des Dieselmotors, der Fahrpumpe und eines Hydromotors und ist bereits mit umfangreichen Funktionen ausgestattet. Gleichwohl ist die Steuerung so konzipiert, dass sie auch für kleinere Maschinen, wie zum Beispiel Radlader, wirtschaftlich ist.

Je nach Betriebsmodus sind unterschiedliche Charakteristiken wie Anfahrverhalten, Beschleunigung, Verzögerung sowie Grenzwerte wie die Endgeschwindigkeit oder der Drehzahlbereich des Dieselmotors einstellbar. Komplettiert wird der Funktionsumfang durch den Reversiermodus zur schnellen Fahrtrichtungsumkehr, einer Geschwindigkeitssteuerung, einen einstellbaren Schleichgang, die Inchfunktion und einen Grenzlastregler zum Schutz des Dieselmotors gegen Überlast.

Die Standard Hardwareplattform für die DCB ist der Controller HCB. Soll die DCB in eine Maschinensteuerung eingebunden werden, kann sie leicht auf eine andere Völkel Hardwareplattform portiert werden.

Die Funktionen im Detail

Freigabe und Sollwertvorgaben

Um die Maschine in Bewegung zu setzen ist eine vorgeschriebene Prozedur einzuhalten: Zuerst muss der Dieselmotor gestartet werden, dann wird die Fahrfreigabe erteilt und erst danach darf ein Sollwert für die Fahrgeschwindigkeit erzeugt werden. Wird diese Reihenfolgenicht eingehalten, wird keine Stellgröße erzeugt. Je nach Maschinentyp kann die Sollwertvorgabe über einen Joystick oder eine Fahrpedal erfolgen. Wird die Maschine per Pedal gefahren, ist für die Vorwärts- und die Rückwärtsfahrt eine Richtungsfreigabe über einen FNR-Schalter erforderlich.

Anfahr- und Bremsverhalten

Das Fahrverhalten der Maschine ist über Kennlinien und Grenzwerte jeweils für verschiedene Betriebsmodi einstellbar. So lässt sich zum Beispiel die Empfindlichkeit eines Sollwertgebers (Joystick, Pedal) linear abbilden oder in der Nähe des Nullpunkts verringern und im Endbereich erhöhen, um ein feinfühligeres Anfahren zu ermöglichen. Beschleunigungs- und Bremsrampen können statisch oder dynamisch eingestellt werden. Für jede Betriebsart können eigene Geschwindigkeitsbegrenzungen festgelegt werden.

Geschwindigkeitssteuerung

Bei der Aktivierung der Geschwindigkeitssteuerung werden die Stellgrößen für den Dieselmotor, die Pumpe und den Hydromotor eingefroren, um die zum Zeitpunkt der Aktivierung gefahrene Geschwindigkeit im offenen Regelkreis zu halten. Die Geschwindigkeitssteuerung ist so lange aktiv, bis der Taster erneut betätigt oder gebremst wird.

Inchen

Im Ladebetrieb eines Radladers ist es erforderlich, auch bei geringen Geschwindigkeiten mit einer erhöhten Dieseldrehzahl zu fahren, um die Leistung dem Hubrahmen und der Schaufel zuzuführen. Die Dieseldrehzahl wird in Abhängigkeit zur Fahrgeschwindigkeit durch das Fahrpedal vorgegeben. Mit dem Inchpedal wird die Fahrgeschwindigkeit dann wieder reduziert, die Dieseldrehzahl jedoch erhalten.

Schleichgang

Im Schleichgang kann die Endgeschwindigkeit unabhängig zur aktuell gewählten Betriebsart stufenlos begrenzt werden. Dem Fahrer steht dann der gesamte Pedalweg für den begrenzten Geschwindigkeitsbereich zur Verfügung. Damit kann die Maschine noch feinfühliger gefahren werden

Grenzlastregler

Der Grenzlastregler schützt den Dieselmotor vor dem „Abwürgen“, indem er in Abhängigkeit zur Drückung der Dieseldrehzahl die hydraulische Leistung begrenzt

HCB-DCE (drive con­trol eco)

Steuerung für grundlegende Fahrfunktionen. Verschiedene Modi.
Fahren in Abhängigkeit zur Dieseldrehzahl, Ansteuern von Verstellpumpe und -motor. Grenzlastregelung. Geschwindigkeits-, Bremsdruck-, Konstantdruckregler. Überdrehzahlregler, Eco-Betriebsarten.

Die erweiterte Fahrsteuerung DCE ist entwickelt für Fahrzeuge, von denen ein höherer Komfort erwartet wird. Dazu gehören Kommunalmaschinen, Land-, Forst und Baumaschinen und viele mehr. Der Fahrer soll von der Bedienung der Fahrfunktionen entlastet werden, damit er sich auf die eigentliche Arbeit konzentrieren kann. Die DCE verfügt daher über alle Funktionen der Basis-Fahrsteuerung und außerdem über zahlreiche Regler, die je nach Bedarf aktiviert werden können.

Die Standard Hardwareplattform für die DCE ist der Controller HCB. Soll die DCE in eine Maschinensteuerung eingebunden werden, kann sie leicht auf eine andere Völkel Hardwareplattform portiert werden.

Die Komfortfunktionen im Detail

Geschwindigkeitsregelung

Bei der Aktivierung der Geschwindigkeitsregelung mittels Taster wird die aktuelle Fahrgeschwindigkeit gespeichert. Sie dient als Sollwert für den Regler, der auf den Dieselmotor, die Verstellpumpe und den Verstellmotor wirkt. So wird die Geschwindigkeit im geschlossenen Kreis geregelt und innerhalb der physikalischen Grenzen unabhängig vom Geländeprofil konstant gehalten. Wird das Fahrpedal bei aktivem Geschwindigkeitsregler betätigt, hat dessen Wert Priorität gegenüber dem Sollwert des Geschwindigkeitsreglers, sofern der Sollwert des Fahrpedals größer ist. Wird das Fahrpedal entlastet fällt der Sollwert für den Fahrantrieb auf den gespeicherten Wert zurück. Durch erneutes Tasten oder durch Betätigen der Bremse wird der Geschwindigkeitsregler deaktiviert.

Konstantdruckregler

Hohe Geschwindigkeiten werden bei einem hydrostatischen Fahrantrieb durch Reduzierung des Hydraulikmotor- Schluckvolumens erreicht. Diese Maßnahme hat zur Folge, dass der Öldruck, der zur Beschleunigung des Fahrzeugs erforderlich ist steigt. Fährt die Maschine hangaufwärts, kann es in Abhängigkeit zur Fahrgeschwindigkeit passieren, dass der Druck einen erlaubten Wert übersteigt und die Zugkraft abreist. Der Konstantdruckregler erhöht das Moment des Hydromotors durch Vergrößerung des Schluckvolumens. Als Folge daraus wird der Druck nicht weiter aufgebaut, die Maschine wird langsamer aber die Zugkraft bleibt erhalten.

Bremsdruckregler

Der Bremsdruckregler sorgt für eine kontinuierliche Verzögerung während des gesamten Bremsvorgangs. Der Bremsvorgang wird über Drucksensoren erfasst, in Abhängigkeit zum Bremsdruck und zum Schluckvolumen des Hydromotors werden die Verstellzeiten der Hydropumpe und des Hydromotors modifiziert. Um ein sanftes Anhalten zu erzeugen, kann im unteren Geschwindigkeitsbereich die Verzögerung verlängert werden. Der Bremsdruckregler kann auch dazu beitragen, unerwünschte Stöße und Geräusche bei Verzögern zu vermeiden.

Dieselüberdrehzahlschutz

Der Überdrehzahlregler schützt Dieselmotor vor zu hoher Drehzahl bei hydrostatischer Verzögerung (Schubbetrieb). Steigt die Dieseldrehzahl bis in den eingestellten Drehzahl-Grenzbereich, wird die Bremsleistung über die Verstellung des Hydrostaten reduziert. Der Überdrehzahlregler hat ähnliche Eigenschaften, wie der Bremsdruckregler: Sind keine Drucksensoren vorhanden, kann mit diesem Regler eine ähnlich kontinuierliche Verzögerung erzeugt werden. Sie ist dann allerdings abhängig vom Stützmoment des Dieselmotors.

ECO-Betrieb

Moderne Dieselmotoren erfordern einen Betrieb mit einer hohen Auslastung im Arbeitspunkt, damit die Abgasnachbehandlung effizient funktioniert. Die DCE ermöglicht daher ein Anfahren mit abgesenkter Dieseldrehzahl und ein Fahren der Maschine an der Lastkante des Dieselmotors. Wird die Fahrpumpe hinsichtlich der erforderlichen Fahrleistung überdimensioniert, kann der Antriebstrang im Arbeitspunkt des besten Wirkungsgrades betrieben werden – die Maschine erreicht ihre Endgeschwindigkeit ebenfalls mit abgesenkter Dieseldrehzahl. Die maximale Leistung wird nur abgerufen, wenn die Umgebungsbedingungen dies erfordern.

E1 Typengenehmigung

Um die Maschine im europäischen Straßenverkehr zulassen zu können, verfügt die Hardwareplattform der Steuerung DCE über eine E1 Typengenehmigung.

Erweiterte Ein- und Ausgänge

Per CAN Schnittstelle können erweiterte Ein- und Ausgänge eingelesen werden.

HCe-DCT (drive con­trol with trac­tion con­troller)

Steuerung für grundlegende Fahrfunktionen. Verschiedene Modi. Fahren in Abhängigkeit zur Dieseldrehzahl, Ansteuern von Verstellpumpe und -motor. Grenzlastregelung. Geschwindigkeits-, Bremsdruck-, Konstantdruckregler. Überdrehzahlregler, Eco-Betriebsarten. Antischlupfregelung für 4 Räder beim Beschleunigen und Verzögern. Koppelbetrieb mehrerer Fahrzeuge.

Die Fahrsteuerung mit Traktionsregler DCT ist entwickelt für Fahrzeuge, die mit möglichst geringem Schlupf zum Untergrund bewegt werden sollen. Während bei Land- und Forstmaschinen mit dem DCT eine bodenschonende Fahrweise ermöglicht wird, sorgt er in schnellfahrenden Kommunalmaschinen für eine stabilere Fahrweise. Für Schienenfahrzeuge ist ein Fahren mit Gleit- und Schleuderschutz gar seitens des Eisenbahnbundesamtes vorgeschrieben. Die Fahrsteuerung DCT ist konsequent entwickelt, hydraulische Komponenten, wie Mengenteiler, Druckregler, Bedüsung, etc. zu minimieren, um die Konstruktion der Maschine zu vereinfachen. Die Fahrsteuerung DCT verfügt daher über alle Funktionen der ECO-Fahrsteuerung. Alle Regler können per Parametrierung aktiviert oder deaktiviert und auf die Erfordernisse des aktuellen Fahrzeugs angepasst werden.

Die Standard Hardwareplattform für die DCT ist der Controller HCE. Soll die DCT in eine Maschinensteuerung eingebunden werden, kann sie leicht auf eine andere Völkel Hardwareplattform portiert werden. 

Die erweiterten Funktionen im Detail:

Traktionsregler

Der Traktionsregler reduziert das Moment am durchdrehenden oder blockierenden Rad. Dies ist bei bis zu 3 von 4 Rädern möglich. Auch die achsweise Regelung ist möglich, wenn Achsmotoren anstelle von Radmotoren verwendet werden. Das Abtriebsmoment kann unter Berücksichtigung der Grenzwerte der Hydromotoren bis Null geregelt werden. In Abhängigkeit zum veränderten Motorschluckvolumen wird das Pumpenfördervolumen kompensiert, um eine unbeabsichtigte Geschwindigkeitsänderung zu vermeiden. Der Regler verfügt über eine integrierte Lernfunktion zur vereinfachten Anpassung an verschiedene Fahrzeuge.

Gesteuerte Drehmoment-Bereichswahl

Soll auf eine Traktionsregelung im geschlossenen Regelkreis verzichtet werden, unterstützt DCT eine gesteuerte Variante: über einen analogen Sollwert oder per digital gewähltem Festwert wird das maximal am Hydromotor verfügbare Moment vom Fahrer oder von der übergeordneten Steuerung vorgegeben. Die Fahrsteuerung arbeitet dann als Drehmomentbegrenzer, so dass ebenfalls ein bodenschonendes Fahren ermöglicht wird. Anders, als beim Traktionsregler im geschlossenen Kreis wird in dieser Betriebsart nicht fortlaufend mit dem maximal möglichen Moment gefahren.

Beschleunigungsmodus

Der Beschleunigungsmodus ist eine Spezialfunktion für Bahnfahrzeuge. Ist er aktiviert, ist der Sollwert des Fahrhebels nicht ein Maß für die Zielgeschwindigkeit, sondern für die Beschleunigung des Fahrzeugs. Verweilt der Fahrhebel in der Mittenposition, hält das Fahrzeug die aktuell erreichte Geschwindigkeit. Parallel zum Beschleunigungsmodus muss immer auch eine Sicherheitsfahrschaltung (SIFA, Totmannschalter) aktiviert werden.

Koppelbetrieb mehrerer Fahrzeuge

Werden mehrere Fahrzeuge mit hydrostatischem Fahrantrieb gekoppelt, gilt es hydraulische Verspannungen zu vermeiden, damit nicht ein Fahrzeug des Verbunds von den jeweils anderen geschleppt oder geschoben wird. Eine Fahrdruckregelung ermöglicht, dass jeder hydraulische Kreis einen positiven Beitrag zum Vortrieb leistet. Gleiches gilt für Schienenfahrzeuge, die jeweils einen hydraulischen Kreis pro Drehgestell besitzen.

Erweiterter ECO-Betrieb

Die Fahrsteuerung DCT bietet die Möglichkeit, mit der Steuerung der Arbeitshydraulik zu interagieren. So kann der Dieselmotor bedarfsgerecht angesteuert und auch unter der Berücksichtigung der Arbeitshydraulik an der Lastkante betrieben werden. Die Priorisierung der Komponenten in den unterschiedlichen Betriebsarten regelt die DCT.

AdBlue- und Rußpartikel-Management

Wird der Dieselmotor im optimalen Arbeitspunkt betrieben, ist der Verbrauch an AdBlue geringer und der Rußpartikelfilter verschmutzt langsamer. Ist es aufgrund äußerer Umstände nicht möglich, die Maschine derart zu betreiben, sind Maßnahmen seitens der Maschinensteuerung gefordert. Zusammen mit einem Völkel-Display wird das erweiterte Dieselmanagement moderner Motoren unterstützt. In Abhängigkeit zum AdBlue Tankfüllstand und zum Zustand des Rußpartikelfilters werden zum Beispiel die Motorleistung begrenzt oder eine Regeneration durchgeführt.

E1 Typengenehmigung

Um die Maschine im europäischen Straßenverkehr zulassen zu können, verfügt die Hardwareplattform der Steuerung DCT über eine E1 Typengenehmigung.

HCB-CCB (crawler drive con­trol Basic)

Einfache Raupensteuerung für grundlegende Fahrfunktionen mit verschiedenen Modi. Fahren in Abhängigkeit zur Dieseldrehzahl, Ansteuern von 2  Verstellpumpen, Grenzlastregelung.

Wie die Basis Fahrsteuerung HCB-DCB ermöglicht die Basis-Raupensteuerung ein flexibleres, feinfühligeres Fahrverhalten, als rein hydraulische Lösungen. unterstützt die Ansteuerung des Dieselmotors und der Fahrpumpen und ist bereits mit umfangreichen Funktionen ausgestattet. Die Basis-Raupensteuerung ist als reine „Panzerlenkung“ ausgelegt, bei der jede Kette über ihren eigenen Joystick angesteuert wird. 

Je nach Betriebsart sind unterschiedliche Charakteristiken wie Anfahrverhalten, Beschleunigung, Verzögerung sowie Grenzwerte wie die Endgeschwindigkeit oder der Drehzahlbereich des Dieselmotors einstellbar. Komplettiert wird der Funktionsumfang durch eine Geschwindigkeitssteuerung, einen einstellbaren Schleichgang, eine geschwindigkeitsabhängige Lenkwinkelbegrenzung, einer Trimmung zwischen den Ketten und einen Grenzlastregler zum Schutz des Dieselmotors gegen Überlast. 

Die Standard Hardwareplattform für die CCB ist der Controller HCB. Soll die CCB in eine Maschinensteuerung eingebunden werden, kann sie leicht auf eine andere Völkel Hardwareplattform portiert werden.

Die Komfortfunktionen im Detail

Freigabe und Sollwertvorgaben

Um die Maschine in Bewegung zu setzen ist eine vorgeschriebene Prozedur einzuhalten: Zuerst muss der Dieselmotor gestartet werden, dann wird die Fahrfreigabe erteilt und erst danach darf ein Sollwert für die Fahrgeschwindigkeit erzeugt werden. Wird diese Reihenfolge nicht eingehalten, wird keine Stellgröße erzeugt. Je nach Maschinentyp kann die Sollwertvorgabe über einen Joystick oder eine Fahrpedal erfolgen. Wird die Maschine per Pedal gefahren, ist für die Vorwärts- und die Rückwärtsfahrt eine Richtungsfreigabe über einen FNR-Schalter erforderlich.

Anfahr- und Bremsverhalten

Das Fahrverhalten der Maschine ist über Kennlinien und Grenzwerte jeweils für verschiedene Betriebsmodi einstellbar. So lässt sich zum Beispiel die Empfindlichkeit eines Sollwertgebers (Joystick, Pedal) linear abbilden oder in der Nähe des Nullpunkts verringern und im Endbereich erhöhen, um ein feinfühligeres Anfahren zu ermöglichen. Beschleunigungs- und Bremsrampen können statisch oder dynamisch eingestellt werden. Für jede Betriebsart können eigene Geschwindigkeitsbegrenzungen festgelegt werden.

Geschwindigkeitssteuerung

Bei der Aktivierung der Geschwindigkeitssteuerung werden die Stellgrößen für den Dieselmotor und die Pumpe eingefroren, um die zum Zeitpunkt der Aktivierung gefahrene Geschwindigkeit im offenen Regelkreis zu halten. Die Geschwindigkeitssteuerung ist so lange aktiv, bis der Taster erneut betätigt oder gebremst wird.

Schleichgang

Im Schleichgang kann die Endgeschwindigkeit unabhängig zur aktuell gewählten Betriebsart stufenlos begrenzt werden. Dem Fahrer steht dann der gesamte Pedalweg für den begrenzten Geschwindigkeitsbereich zur Verfügung. Damit kann die Maschine noch feinfühliger gefahren werden.

Grenzlastregler

Der Grenzlastregler schützt den Dieselmotor vor dem „Abwürgen“, indem er in Abhängigkeit zur Drückung der Dieseldrehzahl die hydraulische Leistung begrenzt.

HCe-CCP (crawler drive con­trol pro­fessional)

Raupensteuerung für grundlegende Fahrfunktionen mit verschiedenen Modi. Fahren in Abhängigkeit zur Dieseldrehzahl, Ansteuern von 2 Verstellpumpen, Grenzlastregelung. Geschwindigkeits-, Bremsdruck-, Konstantdruckregler, Überdrehzahlregler, Eco-Betriebsarten, Vorbereitung zur Lenkung via GNSS.

Die professionelle Raupensteuerung CCP ist entwickelt für Kettenfahrzeuge, von denen ein höherer Komfort erwartet wird. Dazu gehören Pistenbullys oder teilautonome Grabenfräsen, die GNSS-gestützt ihre Aufgaben erfüllen. Der Fahrer soll von der Bedienung der Fahrfunktionen entlastet werden, damit er sich auf die eigentliche Arbeit konzentrieren kann. Die CCP verfügt über alle Funktionen der Basis-Raupensteuerung und außerdem über zahlreiche Regler, die je nach Bedarf aktiviert werden können.

Die Standard Hardwareplattform für die CCP ist der Controller HCE. Soll die CCP in eine Maschinensteuerung eingebunden werden, kann sie leicht auf eine andere Völkel Hardwareplattform portiert werden.  

Die Komfortfunktionen im Detail

Bedienung per XY-Signal

Die CCP kann bedient werden wie ein radgetriebenes Fahrzeug: mit einem Fahrpedal und einem Lenkgeber oder mit einem XY-Joystick. Der Nutzen daraus ist, dass sie auch die Richtungsvorgaben eines GNSSEmpfängers verarbeiten kann. So kann die Fahrsteuerung mit einem einfachen GNSS-Empfänger teilautonom und unabhängig von Störgrößen eine Gerade oder einen Teilkreis fahren.

Geschwindigkeits- und Gleichlaufregelung

Bei der Aktivierung der Geschwindigkeitsregelung mittels Taster wird die aktuelle Fahrgeschwindigkeit gespeichert. Sie dient als Sollwert für den Regler, der auf den Dieselmotor, die Verstellpumpe und den Verstellmotor wirkt. So wird die Geschwindigkeit beider Ketten im geschlossenen Kreis geregelt und innerhalb der physikalischen Grenzen unabhängig vom Geländeprofil konstant gehalten. Der Regler sorgt so für einen Geradeauslauf der Maschine. Wird der Fahrhebel bei aktivem Geschwindigkeitsregler betätigt, hat dessen Wert Priorität gegenüber dem Sollwert des Geschwindigkeitsreglers, sofern der Sollwert des Gebers größer ist. Wird der Geber entlastet fällt der Sollwert für den Fahrantrieb auf den gespeicherten Wert zurück. Durch erneutes Tasten oder durch Betätigen der Bremse wird der Regler deaktiviert.

Konstantdruckregler

Hohe Geschwindigkeiten werden bei einem hydrostatischen Fahrantrieb durch Reduzierung des Hydraulikmotor-Schluckvolumens erreicht. Diese Maßnahme hat zur Folge, dass der Öldruck, der zur Beschleunigung des Fahrzeugs erforderlich ist steigt. Fährt die Maschine hangaufwärts, kann es in Abhängigkeit zur Fahrgeschwindigkeit passieren, dass der Druck einen erlaubten Wert übersteigt und die Zugkraft abreist. Der Konstantdruckregler erhöht das Moment des Hydromotors durch Vergrößerung des Schluckvolumens. Als Folge daraus wird der Druck nicht weiter aufgebaut, die Maschine wird langsamer aber die Zugkraft bleibt erhalten.

Bremsdruckregler

Der Bremsdruckregler sorgt für eine kontinuierliche Verzögerung während des gesamten Bremsvorgangs. Der Bremsvorgang wird über Drucksensoren erfasst, in Abhängigkeit zum Bremsdruck und zum Schluckvolumen des Hydromotors werden die Verstellzeiten der Hydropumpe und des Hydromotors modifiziert. Um ein sanftes Anhalten zu erzeugen, kann im unteren Geschwindigkeitsbereich die Verzögerung verlängert werden. Der Bremsdruckregler kann auch dazu beitragen, unerwünschte Stöße und Geräusche bei Verzögern zu vermeiden.

Dieselüberdrehzahlschutz

Der Überdrehzahlregler schützt Dieselmotor vor zu hoher Drehzahl bei hydrostatischer Verzögerung (Schubbetrieb). Steigt die Dieseldrehzahl bis in den eingestellten Drehzahl-Grenzbereich, wird die Bremsleistung über die Verstellung des Hydrostaten reduziert. Der Überdrehzahlregler hat ähnliche Eigenschaften, wie der Bremsdruckregler: Sind keine Drucksensoren vorhanden, kann mit diesem Regler eine ähnlich kontinuierliche Verzögerung erzeugt werden. Sie ist dann allerdings abhängig vom Stützmoment des Dieselmotors.

ECO-Betrieb

Moderne Dieselmotoren erfordern einen Betrieb mit einer hohen Auslastung im Arbeitspunkt, damit die Abgasnachbehandlung effizient funktioniert. Die DCX ermöglicht daher ein Anfahren mit abgesenkter Dieseldrehzahl und ein Fahren der Maschine an der Lastkante des Dieselmotors. Wird die Fahrpumpe hinsichtlich der erforderlichen Fahrleistung überdimensioniert, kann der Antriebstrang im Arbeitspunkt des besten Wirkungsgrades betrieben werden – die Maschine erreicht ihre Endgeschwindigkeit ebenfalls mit abgesenkter Dieseldrehzahl. Die maximale Leistung wird nur abgerufen, wenn die Umgebungsbedingungen dies erfordern.

Erweiterter ECO-Betrieb

Die Fahrsteuerung DCT bietet die Möglichkeit, mit der Steuerung der Arbeitshydraulik zu interagieren. So kann  der Dieselmotor bedarfsgerecht angesteuert und auch unter der Berücksichtigung der Arbeitshydraulik an der Lastkante betrieben werden. Die Priorisierung der Komponenten in den unterschiedlichen Betriebsarten regelt die DCT.

AdBlue- und Rußpartikel-Management

Wird der Dieselmotor im optimalen Arbeitspunkt betrieben, ist der Verbrauch an AdBlue geringer und der Rußpartikelfilter verschmutzt langsamer. Ist es aufgrund äußerer Umstände nicht möglich, die Maschine derart zu betreiben, sind Maßnahmen seitens der Maschinensteuerung gefordert. Zusammen mit einem Völkel-Display wird das erweiterte Dieselmanagement moderner Motoren unterstützt. In Abhängigkeit zum AdBlue Tankfüllstand und zum Zustand des Rußpartikelfilters werden zum Beispiel die Motorleistung begrenzt oder eine Regeneration durchgeführt.

E1 Typengenehmigung

Um die Maschine im europäischen Straßenverkehr zulassen zu können, verfügt die Hardwareplattform der Steuerung DCE über eine E1 Typengenehmigung.

Erweiterte Ein- und Ausgänge

Per CAN Schnittstelle können erweiterte Ein- und Ausgänge eingelesen werden.

steering con­troller

HCB-SCB (Steering control basic)

Steering control for all-wheel drive, auxiliary and trailing steering

Standardsteuerung HCB / HCE

The steering control provides a universal steering system for an axle with two wheels. Several controllers can communicate with each other via CAN bus, so that up to 4 axles can be steered. The steering set value can be set via incremental rotary encoders (electronic steering wheel), absolute rotary encoders (set value from front axle or drawbar), via joystick or via digital inputs.


Possible extended functions

  • Steering with the Ackermann algorithm, in which all wheels are positioned tangential to a circle center point to reduce the turning circle 
  • Tramline functions, in which all wheels, including those of the hitched equipment drive in the same track and thereby protect vegetation 
  • Crab steering, in which all wheels are adjusted to be parallel to move the vehicle sideways
  • Speed-dependent limitation of the steering angle 
  • Switchable steering: only front axle only or only rear axle

Inputs and outputs

  • Digital inputs, parameterizable as enabled, Ackermann algorithm, crab steering, follow track, straight-ahead, reversal of driving direction 
  • Frequency input for drive speed (alternatively via CAN bus) 
  • Frequency inputs are evaluated as rotary encoders input for a steering wheel (with encoder output) 
  • Analog inputs for target steering angle, actual steering angle 
  • Proportional outputs with current feedback  measurement for control of the steering cylinders 
  • Status outputs, can alternatively be used to display fault, end stop left or right, straight ahead position

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