DE102005037751A1 - Antrieb für ein Mobilfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Um einen Fahrantrieb eines landwirtschaftlichen Schleppers vor überhöhter Leistung eines Antriebsmotors (1) zu schützen, wird eine Kupplung (4) kurzzeitig auf ein zuvor definiertes, übertragbares Dehmoment abgesenkt und hierbei die Eingangs- und Ausgangsdrehzahl ermittlet und bei Erkennen eines Schlupfzustandes auf eine erste Leistungskurve des Antriebsmotors (1) umgeschaltet.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für ein Mobilfahrzeug, insbesondere einen Antrieb für einen landwirtschaftlichen Schlepper, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
- Gattungsgemäße Antriebe weisen einen Antriebsmotor auf, welcher einerseits über ein Untersetzungsgetriebe Fahrzeugräder im Sinne eines Fahrantriebs und andererseits einen Nebenabtrieb antreibt, welcher vorzugsweise zu- und abschaltbar ausgeführt ist.
- Derartige Nebenabtriebe werden bei Schleppern häufig als Zapfwellenantrieb bezeichnet. Um ausreichend Leistung zum gleichzeitigen Betreiben des Fahrantriebs und des Nebenantriebs zur Verfügung zu haben, ist der Antriebsmotor so ausgelegt, dass er mit mindestens zwei Leistungskennlinien betreibbar ist. Die zweite Leistungskennlinie, bei welcher der Antriebsmotor eine höhere Leistung abgibt, wird zum gleichzeitigen Betreiben des Nebenabtriebs und des Fahrantriebs benötigt. Die erste Leistungskennlinie wird in der Regel bei abgeschaltetem Nebenabtrieb verwendet, um den Fahrantrieb nicht zu überlasten.
- Die
DE 103 00 613 A1 offenbart ein Verfahren zur Freigabe von Zusatzleistung für ein Getriebe eines Traktors, bei welchem die Zusatzleistung nur in zuvor definierten Gangstufen zuschaltbar ist, um zu gewährleisten, dass der Fahrantrieb nicht überlastet wird. Dadurch, dass in bestimmten Gangstufen die Zusatzleistung nicht zuschaltbar ist, besteht die Möglichkeit, dass dem Fahrer die Zusatzleistung in diesen Gangstufen nicht zur Verfügung steht, obwohl der Fahrantrieb beim Betrieb, beispielsweise in ebenem Gelände, nicht überbelas tet würde, obwohl der Antriebsmotor bei einer Kennlinie mit erhöhter Leistung betrieben wird. - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erhöhte Leistung des Antriebsmotors nur dann nicht zuzulassen, wenn der Fahrantrieb tatsächlich überlastet werden würde.
- Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Antrieb für ein Mobilfahrzeug gelöst.
- Erfindungsgemäß weist der Antrieb für das Mobilfahrzeug einen Antriebsmotor auf, welcher einerseits einen Nebenantrieb, beispielsweise eine Zapfwelle, und andererseits, vorzugsweise über ein Untersetzungsgetriebe, die Räder des Fahrzeugs im Sinne des Fahrantriebs antreibt. Der Antriebsmotor kann in einer ersten und einer zweiten Leistungskennlinie oder Leistungskurve betrieben werden. Die erste Leistungskurve ist vorzugsweise so ausgelegt, dass bei abgeschaltetem Nebenabtrieb oder lastlosem Nebenabtrieb keine Fahrsituation auftreten kann, bei welcher der Fahrantrieb, zu welchem beispielsweise das Untersetzungsgetriebe oder die Hinterachse gehören können, im Sinne einer Schädigung überlastet werden kann. Der Fahrantrieb weist eine Kupplung auf, deren Eingangsdrehzahl und Ausgangsdrehzahl vorzugsweise mittels Drehzahlsensoren ermittelt und einer elektronischen Steuereinheit zugeführt werden. Bei geöffneter Kupplung und drehendem Antriebsmotor kann keine Last auf die Antriebsräder übertragen werden. Bei im Schließsinne betätigter Kupplung und drehendem Antriebsmotor werden auch die Antriebsräder in Drehbewegung versetzt. Die Kupplung wird dergestalt im Schließsinne betätigt, dass die Kupplung in der Lage ist, auch entstehende Drehmomente oberhalb der zweiten Leistungskurve des Antriebsmotors zu übertragen. Vorzugsweise bei eingeschaltetem Nebenabtrieb wird die Antriebsmaschine auf die zweite Leistungskurve geschaltet und die Übertragbarkeit der Kupplung für einen kurzen, zuvor definierten Zeitraum periodisch von hohem Niveau, bei welchem die Kupplung viel Drehmoment übertragen kann, auf ein niedriges Drehmomentniveau abgesenkt, welches dem entsprechenden Betriebszustand der ersten Leistungskurve des Antriebsmotors entspricht. Werden über die Drehzahlsensoren Differenzdrehzahlen zwischen dem Eingang der Kupplung und dem Ausgang der Kupplung ermittelt, so stellt die elektronische Steuereinheit fest, dass über die Kupplung mehr Leistung übertragen wird als bei der ersten Leistungskurve möglich wäre. Die elektronische Steuereinheit schaltet den Antriebsmotor automatisch auf die erste Leistungskurve, wodurch sichergestellt ist, dass der Fahrantrieb nicht überlastet wird. Vorzugsweise bleibt dieser Zustand so lange erhalten, bis die Zapfwelle manuell abgeschaltet und wieder eingeschaltet wird. Beim Wiedereinschalten der Zapfwelle wird der Antriebsmotor automatisch auf die zweite Leistungskurve umgeschaltet.
- Indem periodisch für einen zuvor definierten kurzen Zeitraum die Drehmomentübertragbarkeit der Kupplung reduziert und bei einem Schlupfzustand der Kupplung automatisch auf die erste Leistungskurve umgeschaltet wird, ist es möglich, in den meisten Betriebszuständen des Fahrzeugs dem Fahrer die zweite Leistungskurve zur Verfügung zu stellen und dennoch den Fahrantrieb ausreichend vor Überlastung zu schützen.
- Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen.
- Die einzige Figur zeigt einen Antriebsmotor
1 , insbesondere eines Schleppers, welcher über eine Antriebswelle2 , Untersetzungsgetriebe3 und eine Kupplung4 Räder5 des Fahrzeugs antreibt. Die Untersetzungsgetriebe3 sind vorzugsweise schaltbar ausgeführt, um unterschiedliche Untersetzungsstufen schalten zu können. Ein Sensor6 ermittelt die Drehzahl am Kupplungseingang und ein Sensor7 ermittelt die Drehzahl am Kupplungsausgang. Die Drehzahlen der Sensoren6 und7 sowie die aktuell geschalteten Untersetzungsstufen der Untersetzungsgetriebe3 werden einer elektronischen Steuereinheit8 übermittelt, der Antriebsmotor1 treibt über die Antriebswelle9 und eine weitere Kupplung10 den Nebenabtrieb11 , die sogenannte Zapfwelle, an. Den Schaltzustand der weiteren Kupplung10 übermittelt eine Signalleitung ebenfalls der elektronischen Steuereinheit8 . Wird die weitere Kupplung10 im Schließsinne betätigt, so übermittelt die elektronische Steuereinheit8 dem Antriebsmotor1 ein Signal, damit der Antriebsmotor1 auf seine zweite Leistungskurve geschaltet wird, um eine höhere Abtriebsleistung auszugeben. Bei belastetem Nebenabtrieb11 erhält die Antriebswelle2 nur eine Leistung unterhalb der ersten Leistungskurve, da der Überschuß zwischen der ersten Leistungskurve und der zweiten Leistungskurve vom Nebenabtrieb11 verbraucht wird. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Nebenabtrieb11 durch die Kupplung10 zugeschaltet ist, obwohl am Nebenabtrieb11 keine Leistung abverlangt wird. Um das Fahrzeug zu bewegen, wird die Kupplung4 im Schließsinne betätigt, wodurch bei drehendem Antriebsmotor1 sich die Räder5 ebenfalls drehen. Die Kupplung4 ist vorzugsweise eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung, welche im Regelfall so mit Druck beaufschlagt ist, dass die Kupplung auch bei der zweiten Leistungskurve des Antriebsmotors1 nicht in den Schlupfzustand bringbar ist. Wird nun bei im Schließsinne betätigter Kupplung4 auch die Kupplung10 im Schließsinne betätigt, wodurch der Antriebsmotor1 auf seine zweite Leistungskurve umgeschaltet wird, wird der Betätigungsdruck in der Kupplung4 periodisch für einen zuvor definierten kurzen Zeitraum auf das Niveau abgesenkt, weiches einem errechneten Drehmoment bei einer momentan detektierten Drehzahl des Antriebsmotors1 und einer geschalteten Gangstufe der Untersetzungsgetriebe3 bei erster Leistungskurve entspricht. Der zuvor definierte Zeitraum, bei welchem der Druck abgesenkt wird, ist so lang, dass bei Überschreiten dieses berechneten Drehmoments ein Schlupfzustand erkannt werden könnte. Wird beispielsweise bei lastlosem Nebenabtrieb11 und sich unter Volllast befindlichem Antriebsmo tor1 in der zweiten Leistungskurve der Druck in der Betätigungseinrichtung der Kupplung4 auf das Niveau der ersten Leistungskurve abgesenkt, befindet sich die Kupplung4 im Schlupfzustand, wodurch eine Drehzahldifferenz durch die Sensoren8 und7 und der elektronischen Steuereinheit8 ermittelt werden. Bei Ermitteln eines Schlupfzustandes wird automatisch von der elektronischen Steuereinheit8 der Antriebsmotor1 auf seine erste Leistungskurve umgeschaltet, wodurch eine Überlastung des Fahrantriebs verhindert wird. Die Kupplung10 bleibt dabei geschlossen, wodurch der Nebenabtrieb11 weiterhin betreibbar ist. Erst nachdem die Kupplung10 im Öffnungssinne und erneut im Schließsinne betätigt ist, wird der Antriebsmotor1 auf die zweite Leistungskurve umgeschaltet. -
- 1
- Antriebsmotor
- 2
- Antriebswelle
- 3
- Untersetzungsgetriebe
- 4
- Kupplung
- 5
- Räder
- 6
- Sensor
- 7
- Sensor
- 8
- elektrische Steuereinheit
- 9
- Antriebswelle
- 10
- weitere Kupplung
- 11
- Nebenabtrieb
Claims (7)
- Antrieb für ein Mobilfahrzeug, bei welchem ein Antriebsmotor (
1 ) einerseits einen Fahrantrieb zum Antrieb der Fahrzeugräder (5 ) und andererseits einen Nebenabtrieb (11 ) antreibt, wobei der Fahrantrieb mit einer ersten Leistungskurve und einer zweiten Leistungskurve betreibbar ist, wobei die erste Leistungskurve so ausgelegt ist, dass bei lastlosem Nebenabtrieb (11 ) der Fahrantrieb nicht überlastet wird und der Antriebsmotor (1 ) bei der zweiten Leistungskurve eine höhere Leistung abgibt als bei der ersten Leistungskurve, dadurch gekennzeichnet , dass zwischen dem Antriebsmotor (1 ) und dem Fahrantrieb eine Kupplung (4 ) angeordnet ist, welche Mittel (6 ,7 ) zum Erkennen eines Schlupfzustandes der Kupplung (4 ) aufweist, wobei die Kupplung (4 ) bei Betrieb des Mobilfahrzeugs in der zweiten Leistungskurve zumindest zeitweise so angesteuert wird, dass diese durch Überschreiten des entsprechenden Betriebspunkts in der ersten Leistungskurve in den Schlupfzustand bringbar ist und bei Erkennen dieses Schlupfzustandes der Antriebsmotor (1 ) automatisch auf die erste Leistungskurve geschaltet wird. - Antrieb für ein Mobilfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (
6 ,7 ) zum Erkennen eines Schlupfzustandes einen ersten Drehzahlsensor (6 ) aufweisen, welcher die Drehzahl am Kupplungseingang ermittelt, und einen zweiten Drehzahlsensor (7 ) aufweisen, welcher die Drehzahl am Kupplungsausgang ermittelt und eine elektronische Steuereinheit (8 ) aufweist, welche bei einer Drehzahldifferenz den Schlupfzustand erkennt. - Antrieb für ein Mobilfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (
4 ) Betätigungsmittel aufweist, welche beim Betrieb in der zweiten Leistungskurve die Kupplung im Schließsinne so betätigen, dass die Kupplung Leistungen oberhalb der zweiten Leistungskurve übertragen kann und in regelmäßigen Abständen für einen zuvor definierten Zeitraum die Kupplung (4 ) im Schließsinne so betätigen, dass bei dem dann vorhandenen Betriebspunkt nur die zugehörige Leistung der ersten Leistungskurve übertragbar ist. - Antrieb für ein Mobilfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuereinheit (
8 ) aus den Antriebsdrehzahlen des jeweils geschalteten Gangs eines Untersetzungsgetriebes (3 ) und aus abgelegten Leistungskurven des Antriebsmotors (1 ) die benötigte Betätigungskraft der Kupplung (4 ) ermittelt. - Antrieb für ein Mobilfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (
4 ) eine durch Druckmittel betätigbare Lamellenkupplung ist. - Antrieb für ein Mobilfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenabtrieb (
11 ) durch eine weitere Kupplung (10 ) vom Antriebsmotor (1 ) trennbar ist. - Antrieb für ein Mobilfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leistungskurve automatisch verwendet wird, wenn der Nebenabtrieb (
11 ) durch die zweite Kupplung (10 ) zugeschaltet ist.
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