DD261298A1

DD261298A1 - Anordnung und verfahren zur motorregelung bei selbstfahrenden arbeitsmaschinen

Info

Publication number: DD261298A1
Application number: DD87303142A
Authority: DD
Inventors: Gerd Bernhardt; Andreas Oppitz; Reinhard Schaller; Gerhard Windisch; Georg Urban; Hansjoerg Seiler
Original assignee: Fortschritt Veb K
Priority date: 1987-05-26
Filing date: 1987-05-26
Publication date: 1988-10-26
Also published as: FR2615904A1; GB2205179A; GB8810612D0; DE3810724A1; DK275988A; IT8848006A0; IT1235577B; DK275988D0

Abstract

Anordnung und Verfahren zur Motorregelung bei selbstfahrenden Arbeitsmaschinen, insbesondere bei Maehdreschern, mit mehreren angetriebenen Arbeitselementen. Die Erfindung hat die Aufgabe, die Drehzahl des Antriebsmotors abhaengig von der jeweiligen Belastung zu regeln und dabei die Drehzahlen der Arbeitselemente konstant zu halten. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass das Drehmoment des Antriebsmotors und die Drehzahlen der anderen Arbeitselemente durch Messstellen ueberwacht werden und das Ergebnis einem Prozessrechner zugefuehrt wird. Bei Erreichung einer vorgegebenen Mindestabweichung des Drehmoments des Antriebsmotors erfolgt die Meldung an den Prozessrechner, welcher die Drehzahl des Antriebsmotors veraendert, gleichzeitig aber die Drehzahlen der anderen Arbeitselemente konstant haelt. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung findet Anwendung bei selbstfahrenden Arbeitsmaschinen, insbesondere Mähdreschern, zur Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors und der Drehzahlen der angetriebenen Baugruppen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine sind die Drehzahlen des Fahrantriebs und der Arbeitselemente auf spezielle Arbeitsaufgaben abgestimmt und werden während dieser Arbeit konstant gehalten. Auf Grund der vielfältigen Arbeitsaufgaben und der flexiblen Einsatzmöglichkeiten treten bestimmte Arbeitsregime auf, bei denen die Arbeitsmaschine aus objektiven Gründen nicht ausgelassen ist. Faktoren, die darauf Einfluß haben, sind z. B. Mähdrusch von Sonderkulturen, Masseschwankungen entsprechend der Bunkerfüllung, von der Rechteckform abweichende Schläge, Wendevorgänge, Transportfahrten u.a. Durch die geringere Motorbelastung bei konstanter Drehzahl, die für den Antrieb der Arbeitselemente notwendig ist, arbeitet der Antriebsmotor in einem Bereich mit höherem spezifischen Kraftstoffverbrauch. Grundsätzlich ist von jedem Fahrzeug her bekannt, mit einem, mehrstufigen Getriebe Antriebsdrehzahl und Motormoment in einem günstigen Leistungsbereich des Motors zu realisieren. Eine Lösung zur Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors in Abhängigkeit von der Belastung ist in DD 200234 beschrieben. Diese Lösung betrifft das am häufigsten auftretende Problem einer Belastungsänderung, den Transportzustand. Für diesen Fall werden durch Zwangskopplung die Drehzahl des Antriebsmotors unter die Nenndrehzahl herabgesetzt und gleichzeitig die Übersetzung des Transportgetriebes erhöht. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß die Drehzahl des Antriebsmotors nur für den Transportzustand geregelt werden kann. Damit ist diese Lösung für selbstfahrende Arbeitsmaschinen, bei denen jede Baugruppe eine spezifische Drehzahl und einen eigenen Anteil am Motormoment hat, nicht anwendbar.

Eine andere Lösung ist in DE 2502221 beschrieben. Bei dieser Lösung erfolgt die Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors in Abhängigkeit von der Belastung.durch die Arbeitselemente. Dabei dient als Regelgröße der statische Druck im Hydrauliksystem der Arbeitsmaschine, der durch entsprechende Druckmeßeinrichtungen erfaßt wird. Diese Lösung hat den Nachteil, daß zu ihrer Realisierung ein hoher Aufwand notwendig ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei dieser Lösung bei Belastungsänderungen des Antriebsmotors durch die Arbeitselemente die Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors nicht automatisch erfolgt.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, eine Anordnung und ein Verfahren zu schaffen, mit denen es möglich ist, den Antriebsmotor einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine in einem Leistungsbereich mit geringem spezifischen Kraftstoffverbrauch zu steuern. Dabei soll der Aufwand für die Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik in ökonomisch vertretbaren Grenzen liegen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die Belastung des Antriebsmotors ständig zu überwachen und bei Unterschreitung eines bestimmten Auslastungsgrades des Motormoments den Motor auf eine niedrigere Drehzahl zu steuern, wobei aber die Drehzahlen der Arbeitselemente konstant bleiben müssen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am Antriebsmotor der selbstfahrenden Arbeitsmaschine eine Drehzahl-/Drehmomentenmeßstelle zur Erfassung der momentanen Drehzahl sowie des erforderlichen Drehmoments und an den einzelnen Arbeitselementen Meßstellen zur Erfassung der aktuellen Drehzahlen angeordnet werden. Alle Meßstellen sind mit einem Prozeßrechner verbunden, der die von den Meßstellen kommenden Signale registriert und auswertet. Der Prozeßrechner ist über Steuerleitungen mit Drehzahl-/Drehmomentenwandlern verbunden, denen die verschiedenen Arbeitselemente nachgeordnet sind. Über eine weitere Steuerleitung ist der Prozeßrechner mit dem Antriebsmotor verbunden. Über diese Steuerleitung löst der Prozeßrechner bei Überschreitung der vorgegebenen Abweichung vom Sollwert des erforderlichen Motormoments, was von der Drehzahl-/Drehmomentenmeßstelle gemeldet wird, einen Impuls aus, der einen Regler im Antriebsmotor zum Ansprechen bringt. Gleichzeitig sendet der Prozeßrechner über Steuerleitungen Impulse an die Drehzahl-/Drehmomentenwandler der Arbeitselemente, so daß diese die Drehzahlen für die Arbeitselemente konstant halten. Anstelle der einzelnen Drehzahl-/Drehmomentenwandler kann ein zentraler Drehzahl-/Drehmomentenwandler, z. B. ein unter Last schaltbares mehrstufiges Getriebe, eingesetzt werden. Um die Arbeitsweise der Anordnung zu stabilisieren, wird zwischen der Drehzahl-ZDrehmomentenmeßstelle am Antriebsmotor und dem Prozeßrechner ein Schwellwertschalter angeordnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: ein Prinzipschaltbild der Anordnung zur Regelung der einzelnen Drehzahlen, Fig.2: eine vorteilhafte Anordnung der erfindungsgemäßen Lösung.

Der Antriebsmotor 1 ist über stufen lose mechanische Drehzahl-/Drehmomentenwandler6 mitverschiedenen Arbeitselementen, wie die Dreschtrommel 8, Fahrantrieb 7 und den sonstigen Arbeitselementen 9 der selbstfahrenden Arbeitsmaschine verbunden.

Die stufenlosen mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 6 sorgen in differenzierter Übersetzung für die jeweilige erforderliche Betriebsdrehzahl. Am Antriebsmotor 1 ist eine Drehzahl-/Drehmomentenstelle 2 angeordnet, die die aktuelle Drehzahl sowie das erforderliche Drehmoment des Antriebsmotors 1 erfaßt. Das daraus entstehende Signal wird dem Prozeßrechner 3 zugeführt. Das ankommende Signal wird vom Prozeßrechner 3 ausgewertet. Zwischen der Meßstelle 2 und dem Prozeßrechners istein Schwellwertschalter 12 angeordnet. Der Schwellwertschalter 12 spricht erst auf bestimmte, in Größe und zeitlicher Ausdehnung definierte Änderungen an, so daß kurzzeitig geringe Schwankungen des erforderlichen Antriebsdrehmomentes nicht an den Prozeßrechner 3 weitergeleitet werden. Mit der Anordnung des Schwellwertschalters 12 wird die notwendige Stabilität der gesamten Anordnung gewährleistet.

Verringert sich infolge wechselnden Arbeitsregimes das erforderliche Antriebsmoment, so wird das von der Meßstelle 2 registriert. Hat die Änderung einen Wert, der den mit dem Schwellwertschalter 12 eingestellten Wert über-oder unterschreitet, wird vom Prozeßrechner 3 die Änderung erfaßt und ausgewertet. Der Prozeßrechner 3 sendet an den mit ihm über eine Steuerleitung 4 verbundenen Antriebsmotor 1 einen Impuls aus, der den Regler des Antriebsmotors so beeinflußt, daß dieser die Drehzahl des Antriebsmotors 1 entweder verringert oder erhöht.

Der Prozeßrechner 3 ist über Steuerleitungen 5 mit Drehzahl-/Drehmomentenwandler 6 verbunden. Den Drehzahl-/ Drehmomentenwandlern 6 sind jeweils der Fahrantrieb 7, der Antrieb der Dreschtrommel 8 und die Antriebe der anderen Arbeitselemente 9 nachgeordnet. Zwischen den Drehzahl-/Drehmomentenwandlern 6 und dem Fahrantrieb 7, dem Antrieb der Dreschtrommel 8 und dem Antrieb der anderen Arbeitselemente 9 ist jeweils noch eine Drehzahlmeßstelle 10 angeordnet, die wiederum mit dem Prozeßrechner 3 verbunden ist. Nim mt nun beispielsweise das Antriebsdrehmoment am Antriebsmotor 1 ab, so wird durch den Prozeßrechner 3 in der beschriebenen Art die Drehzahl des Antriebsmotors 1 verringert. Das hat zur Folge, daß durch die Drehzahlmeßstellen 10 am Fahrantrieb 7, der Dreschtrommel 8 und den anderen Arbeitselementen 9 eine Unterschreitung der erforderlichen Drehzahl registriert wird. Von den Drehzahlmeßstellen 10 erfolgt dadurch eine Rückmeldung an den Prozeßrechner 3. Von diesem werden über die Steuerleitungen 5 die Drehzahl-ZDrehmomentenwandler 6 gesteuert. Die Drehzahlabweichungen werden entsprechend korrigiert. Es werden damit auch Drehzahlbewegungen korrigiert, die durch Schlupf, unterschiedliche Keilriemenvorspannung oder Verschleiß auftreten können. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgmäßen Lösung ist in Fig. 2 dargestellt. Anstelle der einzelnen Drehzahl-/ Drehmomentenwandler 6 wird ein zentraler DehzahU/Drehmomentenwandler 11, z. B. ein unter Last schaltbares mehrstufiges Getriebe, eingesetzt. Dieser Drehzahl-/Drehmomentenwandler 11 ist mit dem Prozeßrechner 3 über eine Steuerleitung 5 verbunden. Andererseits ist er mit allen erforderlichen Antriebselementen 7,8, 9 verbunden. Die Funktionsweise dieser Anordnung entspricht der der Fig. 1. Veränderungen des erforderlichen Antriebsmomentes werden von der Drehzahl-/ Drehmomentenmeßstelle 2 erfaßt. Der daraus resultierende Impuls bei entsprechend großer Abweichung wird an den Prozeßrechner 3 weitergeleitet und dort ausgewertet. Über die Steuerleitung 4 bekommt der Regler des Antriebsmotors 1 einen

Impuls zur Veränderung der Drehzahl. Über die Steuerleitung 5 gibt der Prozeßrechner 3 an den zentralen Drehzahl-/ Drehmomentenwandler 11 einen weiteren Impuls ab. Dadurch korrigiert der zentrale Drehzahl-/Drehmomentenwandler 11 die Antriebsdrehzahlen für den Fahrantrieb 7, die Dreschtrommel 8 und die anderen Arbeitselemente 9. Die Einhaltung der erforderlichen konstanten Drehzahl wird von der Drehzahlmeßstelle 10 überwacht und an den Prozeßrechner 3 gemeldet. Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung wird die Drehzahlverstellung des Antriebsmotors 1 nach den Übersetzungsverhältnissen des Getriebeblocks 11 gestuft.

Claims

1. Anordnung zur Motorregelung bei selbstfahrenden Arbeitsmaschinen mit einem in der Drehzahl regelbaren Antriebsmotor und in den Drehzahlen einstellbaren angetriebenen Arbeitselementen, wobei die Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors in Abhängigkeit von der Motorbelastung erfolgt und die Drehzahl der einstellbaren angetriebenen Arbeitselemente unabhängig von der Drehzahl des Antriebsmotors konstant gehalten wird, gekennzeichnet dadurch, daß am Antriebsmotor (1) eine Drehzahl-/Drehmomentenmeßste!le (2) angeordnet ist, die über einen Schwellwertschalter (12) mit einem Prozeßrechner (3) verbunden ist, der wiederum über eine Steuerleitung (4) mit dem Antriebsmotor (1) und über weitere Steuerleitungen (5) mit Drehzahl-/ Drehmomentenwandlern (6), die einerseits mit dem Antriebsmotor (1) und andererseits mit verschiedenen Arbeitselementen (7,8,9) in Verbindung stehen, verbunden ist und daß an den Drehzahl-/Drehmomentenwandlern (6) Drehzahlmeßstellen (10) angeordnet sind, die mit dem Prozeßrechner (3) in Verbindung stehen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Antriebsmotor (1) und den angetriebenen Arbeitselementen (7, 8, 9) einschließlich ihrer Verstellelemente, anstelle einzelner Drehzahl-/Drehmomentenwandler (6) ein zentraler Getriebeblock (11) angeordnet ist und die Drehzahlverstellung des Antriebsmotors (1) nach den Übersetzungsverhältnissen des Getriebeblocks (11) gestuft ist.

3. Verfahren zur Motorregelung bei selbstfahrenden Arbeitsmaschinen zur Regelung der Drehzahl eines Antriebsmotors in Abhängigkeit vom jeweiligen Drehmoment unter Konstanthaltung der Drehzahlen verschiedener Arbeitselemente, gekennzeichnet dadurch, daß das Drehmoment des Antriebsmotors (1) laufend gemessen wird und daß bei definierter Mindestabweichung vom Sollwert ein Impuls einem Prozeßrechner (3) zugeführt wird, dieser den Impuls auswertet und anschließend die Drehzahl des Antriebsmotors (1) ändert, wobei dieser Schritt auch bewirkt, daß sich die Drehzahlen der verschiedenen Arbeitselemente (7,8,9) ändern, diese Änderung aber sofort dem Prozeßrechner (3) gemeldet wird und dieser im nächsten Schritt die Drehzahlen der verschiedenen Arbeitselemente (7,8,9) über Drehzahl-/Drehmomentenwandler (6) auf den Sollwert steuert.