DE102007053320A1

DE102007053320A1 - Getriebesynchronisierungsverfahren und -vorrichtung für mindestens zwei Getriebe

Info

Publication number: DE102007053320A1
Application number: DE102007053320A
Authority: DE
Inventors: Robert Honzek; Benno Pichlmaier
Original assignee: AGCO GmbH and Co
Current assignee: AGCO GmbH and Co
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2009-05-14
Also published as: US20100256881A1; EP2232106A2; GB0800613D0; WO2009059698A2; WO2009059698A3; US8478496B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebesynchronisierungsverfahren und eine Getriebesynchronisierungsvorrichtung für mindestens zwei Getriebe (G1, G2). Die Synchronisierung erfolgt insofern, dass mittels einer ersten und zweiten Verstelleinheit (VSE1, VSE2) jeweils eine Ausgangsdrehzahl (n1, n2) einer in einem Getriebe (G1, G2) angeordneten Achsantriebswelle eingestellt wird. Die Synchronisierung des ersten und zweiten Getriebes (G1, G2) erfolgt, indem der an dem zweiten Getriebe (G2) angeordneten zweiten Verstelleinheit (VSE2) eine Ergebnisgröße (erg_out) einer Recheneinheit (140) abhängig von dem ersten Getriebe (G1) und von der Sollgröße (v_soll) einer Vorgabeeinheit (100) zugeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebesynchronisierungsverfahren und eine Getriebesynchronisierungsvorrichtung für mindestens zwei Getriebe eines Nutzfahrzeugs gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und 12.
Bei Nutzfahrzeugen, insbesondere bei Baumaschinen und landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen, geht die Entwicklung dahin, die Nutzfahrzeuge immer größer auszubilden. Dabei bedingt jedoch beispielsweise bei Traktoren und landwirtschaftlichen Schleppern die Vergrößerung der Antriebsleistung und des Gesamtfahrzeuggewichts bei gleichen Anforderungen an den Bodendruck ein überproportionales Wachstum der Aufstandsflächen. Ferner ist die Bereitstellung ausreichend großer Aufstandsflächen sowohl im Hinblick auf eine Minimierung der auftretenden Schlupfverluste zwischen Reifen und Boden als auch im Hinblick auf die Vermeidung einer übermäßigen Bodenverdichtung relevant.
Gegenüber den herkömmlichen, zweiachsigen Nutzfahrzeugen bieten Nutzfahrzeuge mit drei antreibbaren Fahrzeugachsen im Verhältnis zu den zweiachsigen Nutzfahrzeugen bei vergleichbarer Bereifung größere Aufstandsflächen, so dass dadurch der ausgeübte Bodendruck und ein zwischen den Reifen und dem Boden auftretender Schlupf reduziert wird. Vorzugsweise weisen solche dreiachsigen Nutzfahrzeuge mindestens zwei Getriebe auf, die mit den Achsen trieblich gekoppelt sind. Die Verwendung von zwei Getrieben weist im Gegensatz zur Verwendung eines einzelnen Getriebes den Vorteil auf, dass ein einzelnes Getriebe derart ausgelegt sein müsste, dass es zuviel Bauraum Inanspruch nehmen würde und aufgrund der hohen Investitionskosten für Entwicklung und Werkzeuge, bei geringen Verkaufsstückzahlen, unwirtschaftlich wäre. In einem Nutzfahrzeug mit zwei Getrieben, denen jeweils unterschiedliche Achsen zugeordnet sind und deren Drehzahlübersetzung unabhängig voneinander verstellt werden kann, muss eine Synchronisierung der Antriebsdrehmomente beider Getriebe erfolgen, um einer Beschädigung der Getriebe vorzubeugen.
Der Begriff Synchronisation, bzw. Synchronisierung beider Getriebe beinhaltet in diesem Zusammenhang nicht nur, dass beide Getriebe dasselbe Antriebsmoment bereitstellen, sondern die Antriebsmomente beider Getriebe je nach Betriebszustand, wie z. B. unterschiedlichen Bodenverhältnisse oder bei Kurvenfahrt, auch unterschiedlich sein können.
Die Beschädigung der Getriebe bei mangelnder Synchronisation kann daher erfolgen, dass beispielsweise ein der Vorderachse und/oder Mittelachse zugeordnetes erstes Getriebe im Schubbetrieb, und ein der Hinterachse zugeordnetes zweites Getriebe im Zugbetrieb ist. Dadurch wird in diesem Fall eine von dem zweiten Getriebe ausgehende, in Richtung des ersten Getriebes gerichtete, Kraft über den Boden auf einen das erste und zweite Getriebe umfassenden Antriebsstrang ausgeübt, wobei ein Blindleistungsfluß entsteht, der über der Eingangsleistung liegen kann.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht nun darin, ein Getriebesynchronisierungsverfahren und/oder eine Getriebesynchronisierungsvorrichtung bereitzustellen, mittels der eine Synchronisierung von mindestens zwei Getrieben erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Synchronisierung des zweiten Getriebes basierend auf einem Drehzahlübersetzungsverhältnis des ersten Getriebes erfolgt. Dazu wird das Drehzahlübersetzungsverhältnis des zweiten Getriebes dadurch bestimmt, dass eine Sollwertgröße mit einer unter anderem von dem ersten Getriebe abhängigen Regelgröße verknüpft wird.
Somit kann das Antriebsmoment des zweiten Getriebes, abhängig vom Antriebsdrehmoment des ersten Getriebes eingestellt und somit mit dem ersten Getriebe synchronisiert werden. Dadurch lässt sich auch ein sich zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebe einstellender Schlupfunterschied zwischen den Reifen und dem Boden im Sinne optimalen Nutzens anpassen.
Sofern sich z. B. Räder mit kleiner Radlast in ihrem Betriebspunkt links von einem Maximum einer Triebkraft-Schlupf-Kurve befinden, kann durch Erhöhen des Schlupfes das eingeprägte Antriebsmoment des zugeordneten Getriebes ebenfalls erhöht werden. Dadurch kann die momentane Zugkraft des Gesamtfahrzeugs gesteigert werden und/oder die Getriebeauslastung dieses Getriebes an die des anderen Getriebes mit zugeordneten Rädern mit großer Radlast angeglichen werden. Ferner kann somit ein unterschiedlicher Betriebszustand der beiden Getriebe, wie z. B. dass das erste Getriebe in einem Schubbetrieb und gleich zeitig das zweite Getriebe in einem Zugbetrieb betrieben wird, verhindert werden.
Auch besteht ein Vorteil der Erfindung darin, dass mittels einer an beiden Getrieben angeordneten Verstelleinheit sichergestellt werden kann, dass an beide Getriebe das gleiche Antriebsmoment bereitgestellt wird. Ferner besteht aber auch mittels der jeweils an dem ersten und dem zweiten Getriebe angeordneten Verstelleinheit die Möglichkeit, dass die beiden Getriebe jeweils unterschiedliche Antriebsmomente liefern. Diese ungleichmäßige Antriebsmomentsverteilung ist insbesondere in bestimmten Fällen, wie z. B. bei einer Heck- oder Kopflastigen Beladung des Nutzfahrzeugs nützlich. Ferner besteht ein Vorteil darin, dass das durch die Getriebe bereitgestellte Antriebsmoment bedarfsgerecht auf Antriebsräder und Antriebsachsen verteilt werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass mittels einer Vorsteuereinheit beispielsweise die bei einer Kurvenfahrt sich einstellenden unterschiedlichen Drehzahlen zwischen der Vorderachse und der Hinterachse mit Hilfe geeigneter Sensoren proaktiv, wie beispielsweise mittels einem Lenkwinkelsensor, berücksichtigt werden können, und somit die Güte und Stabilität der Regelung verbessert wird. Die unterschiedlichen Drehzahlen zwischen der Vorderachse und der Hinterachse resultieren daher, dass ein mittlerer Kurvenradius der Vorderachse größer ist als ein mittlerer Kurvenradius der Hinterachse. Ferner kann die Güte und Stabilität der Regelung dadurch weiter verbessert werden, dass weitere Parameter, die einen Einfluss auf die Synchronisation der Getriebe haben, in der Vorsteuereinheit berücksichtigt werden.
Auch besteht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, dass eine Beschränkung hinsichtlich der maximal zulässigen Drehzahldifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebe besteht. So werden die beiden Getriebe daran gehindert, dass jeweilige Drehzahlübersetzungsverhältnis weiter zu verändern, wenn beispielsweise die jeweils vorgegebenen Antriebsmomente nicht erreicht sind.
So kann beispielsweise vermieden werden, dass bei unterschiedlichen Bodenverhältnissen, wie z. B. wenn sich die Vorderachse auf Teer und die Hinterachse auf Eis befindet, die Drehzahl der Hinterachse erhöht wird, um ein höheres Antriebsmoment zu erzielen. Dies ist aber aufgrund der Bodenverhältnisse nur bei einem starken Drehzahlanstieg, eventuell aber auch gar nicht, möglich und mit dem Nachteil verbunden, dass bei einem Eintritt der Hinterachse auf z. B. Teer das Antriebsmoment schlagartig erhöht wird, und somit eine plötzliche Belastungsspitze auf den Antriebsstrang ausgeübt wird.
Ferner besteht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, dass bei einer Drehzahleinstellung basierend auf einer Druckregelung der im hydraulischen Bereich der Getriebe auftretende Druck, der vom Antriebsmoment abhängig ist, nach Vorgabe konstant gehalten werden kann, um Beanspruchungen gleich zu verteilen. Ferner können die im Regelkreis auftretenden Störgrößen durch diese Druckregelung zur Drehzahleinstellung ausgeglichen werden.
Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1: eine Prinzipskizze, die das Getriebesynchronisierungsverfahren darstellt,
2: eine Prinzipskizze einer Verstelleinheit und eines hydraulischen Leistungszweiges eines Getriebes, und
3: eine Prinzipskizze eines mehrachsigen Nutzfahrzeugs.
1 zeigt eine Prinzipskizze, die das Getriebesynchronisierungsverfahren zeigt. Dabei kann mittels einer Vorgabeein heit 100 ein Sollwert, wie z. B. ein Antriebsdrehmoment eines Nutzfahrzeugs oder eine Nutzfahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben werden. Ferner sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Getriebe G1, G2 dargestellt, bei denen es sich um stufenlose hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigte Getriebe handeln kann. Diese Getriebearten können dabei jeweils durch eine entsprechende Ansteuerung eines hydrostatischen Leistungszweiges stufenlos verstellt werden.
Hierzu weist ein ein erstes Getriebe G1 eine erste Verstelleinheit VSE1 und ein zweites Getriebe G2 eine zweite Verstelleinheit VSE2 auf. Auch sind jeweils in der ersten und zweiten Verstelleinheit VSE1, VSE2 in der 1 nicht dargestellte Messeinheiten angeordnet.
Mittels der Vorgabeeinheit 100 wird in diesem Fall eine Fahrzeuggeschwindigkeit v_soll als Sollgröße vorgegeben. Diese Sollgröße v_soll wird mittels eines ersten Kennfelds K1 in eine Eingangsgröße K1_in für die erste Verstelleinheit VSE1 umgewandelt. Mittels dieser Eingangsgröße K1_in kann die Verstelleinheit VSE1 des ersten Getriebes G1 eine in der 1 nicht dargestellte erste Drehzahl n1 einer aus dem Getriebe G1 ausgehenden Achsantriebswelle einstellen. Ferner werden mit innerhalb des ersten Getriebes G1 angeordneten Messeinheiten eine erste Drehzahl n1 der Achsantriebswelle und mehrere Druckwerte pOTK1, pFKmax1 eines hydraulischen Leistungszweiges des ersten Getriebes G1 ermittelt.
Einem zweiten Getriebe G2 wird der Sollwert v_soll nicht direkt zugeführt, sondern mit mindestens einem nachstehend beschriebenen Wert mathematisch verknüpft. Daher wird eine Ergebnisgröße erg_out der mathematischen Verknüpfung in einer Recheneinheit 140 einem zweiten Kennfeld K2 zugeführt. Mittels des zweiten Kennfelds K2 wird eine Eingangsgröße K2_in für eine zweite Verstelleinheit VSE2 des zweiten Getriebes G2 ermit telt. Die zweite Verstelleinheit VSE2 des zweiten Getriebes G2 kann somit eine zweite Drehzahl n2 einer in der 1 nicht dargestellten ausgehenden Achsantriebswelle einstellen.
Ferner werden mit innerhalb der in dem zweiten Getriebe G2 angeordneten Messeinheiten eine zweite Drehzahl n2 der Achsantriebswelle und mehrere Druckwerte pOTK2, pFKmax2 des hydraulischen Leistungszweiges des zweiten Getriebes G2 ermittelt.
Die durch die nicht dargestellten Messeinheiten der ersten und der zweiten Verstelleinheit VSE1, VSE2 ermittelten Größen werden einer Regeleinheit 110 zugeführt. Bei der Regeleinheit 110 kann es sich beispielsweise um einen PID-Regler handeln. Die Ausgangsgröße reg_out des PID-Reglers entspricht einer Eingangsgröße einer Recheneinheit 140. Die Regeleinheit 110 soll dabei Störgrößen mittels einer Änderung der Drehzahlübersetzung der jeweiligen Getriebe ausgleichen.
Ferner wird der Recheneinheit 140 die aus der Vorgabeeinheit 100 vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit v_soll zugeführt. In der Recheneinheit 140 werden diese beiden Größen beispielsweise addiert und die Ergebnisgröße erg_out der Berechnung wird dem zweiten Kennfeld K2 zugeführt.
Ferner kann beispielsweise der Einfluss auf die Synchronisierung der beiden Getriebe von ungleichen Drehzahlen der den Getrieben zugeordneten Rädern oder Achsen bei Kurvenfahrt und/oder einem Reifendruck und/oder einer Radlast und/oder einem Federungshub in einer Vorsteuereinheit 120 mittels einer Betriebsgröße vorst_out berücksichtigt werden. Eine Betriebsgröße vorst_out der Vorsteuereinheit 120 wird dabei zusätzlich zu der Fahrzeuggeschwindigkeit v_soll und der Regelgröße reg_out der Recheneinheit 140 als Eingangsgröße zugeführt.
Ferner kann die Vorsteuereinheit 120 auch derart ausgebildet sein, dass die Ausgangsgröße vorst_out der Vorsteuereinheit 120 an die durch die Messeinheiten ermittelten Größen des ersten und zweiten Getriebes G1, G2 derart adaptiert wird, dass eine kontinuierliche Optimierung der Vorsteuerung im Sinne der Entlastung der Regelung erreicht wird, und im Idealfall die Regelgröße reg_out gleich Null wird.
2 zeigt eine Prinzipskizze einer Verstelleinheit VSE1, VSE2 und eines hydraulischen Leistungsteils eines Getriebes G1, G2. Dabei befinden sich die zur Verstelleinheit VSE1, VSE2 zugehörigen Bauteile innerhalb des gestrichelten Rechtecks, und die zu dem Getriebe G1, G2 zugehörigen Bauteile befinden sich außerhalb des gestrichelten Rechtecks.
Der hydraulische Leistungsteil des Getriebes G1, G2 weist dabei jeweils Hydrostaten 200, 210 auf, wobei im folgendem der Hydrostat 200 als Hydropumpe 200 und der Hydrostat 210 als Hydromotor 210 bezeichnet wird. Bei den in 2 dargestellten Hydrostaten 200, 210 handelt es sich um Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauweise, deren Förder-/Schluckvolumen durch das Verschwenken der Rotationsachse der Kolben zu einer nicht dargestellten Achsantriebswelle verändert wird.
Mittels einer der Hydropumpe 200 zugeordneten ersten Ventileinheit 30 und mittels einer dem Hydromotor 200 zugeordneten zweiten Ventileinheit 31 kann der jeweilige Schwenkwinkel der Hydropumpe 200 und/oder des Hydromotors 210 eingestellt werden.
Dabei wird abhängig von der vorgegebenen Drehzahlübersetzung über einen Stellmotor 21 ein Stellelement 20 verdreht. Der Stellmotor 21 wird dabei durch ein in der 2 nicht gezeigtes Steuergerät gesteuert. Da die Ventileinheiten 30, 31 mit dem Stellelement 20 gekoppelt sind, werden diese Ventil einheiten 30, 31 entsprechend dem Stellelement 20 verschoben. Daher kann ein in einer Leitung 32 befindliches Öl in einen der Ventileinheit 30, 31 zugeordneten Zylinder 33, 33', 34, 34' einströmen.
Durch die Verschiebung des Stellelements 20 wird somit der Ölstrom aus der Leitung 32 in die Zylinder 33, 33', 34, 34' gesteuert und damit der Schwenkwinkel der Hydropumpe 200 und des Hydromotors 210. Somit kann der Schwenkwinkel und somit ein Fördervolumen der Hydropumpe 200 und der Schwenkwinkel und ein Schluckvolumen des Hydromotors 210 verändert werden. Damit kann die Drehzahl der in der 2 nicht dargestellten Achsantriebswelle und damit das Drehzahlübersetzungsverhältnis des jeweiligen Getriebes G1, G2 eingestellt werden.
Ferner ist die Hydropumpe 200 mit dem Hydromotor 210 mittels eines Fluidkreislaufs FK fluidisch verbunden. Der Fluidkreislauf FK weist dabei einen oberen Kreislauf OTK und einen unteren Kreislauf UTK auf. Dabei stellt die Pfeilrichtung V eine Strömungsrichtung des sich innerhalb des hydraulischen Kreislaufs befindlichen Fluids bei einer Vorwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs, und die Pfeilrichtung R eine Strömungsrichtung des Fluids bei einer Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs dar.
Mittels einer ersten Messeinheit 11 kann der im oberen Kreislauf OTK vorherrschende Druckwert pOTK1, pOTK2 gemessen werden. Dieser Druckwert pOTK1, pOTK2 wird im Anschluss an die in 1 dargestellte Regeleinheit 110 gesendet. Ferner werden sowohl der obere Kreislauf OTK als auch der untere Kreislauf UTK über ein Wechselventil WV auf eine zweite Messeinheit 10 zum Messen des Druckwerts pFKmax1, pFKmax2 geleitet.
Dabei ist das Wechselventil WV in dem jeweiligen Getriebe G1, G2 derart ausgebildet, dass die zweite Messeinheit 10 bei einer Bewegung des Nutzfahrzeugs den jeweils größeren Hochdruck wert des oberen Kreislaufs OTK oder des unteren Kreislaufs UTK als Druckwert pFKmax1, pFKmax2 ausgibt. Bei einem Stillstand des Nutzfahrzeugs gibt die zweite Messeinheit 10 einen sich im oberen Kreislauf OTK und unterem Kreislauf UTK einstellenden Systemdruck als Druckwert pFKmax1, pFKmax2 aus. Auch ist ein in der 2 nicht sichtbarer Drehsensor am Hydromotor 210 angeordnet, mit dem die Drehrichtung des Hydromotors 210 ermittelt wird und somit auf die Fahrtrichtung des Nutzfahrzeugs geschlossen werden kann.
Vorzugsweise stellt sich im Fluidkreislauf FK bei einem Stillstand des Fahrzeugs ein Systemdruck von ungefähr 15 bar ein. Dieser Systemdruck von 15 bar resultiert daher, dass über eine Versorgungsleitung VL der Fluidkreislauf FK durch eine vom Verbrennungsmotor angetriebene, nicht dargestellte Konstanthydropumpe mit einem konstanten Systemdruck versorgt wird. Sobald sich das Nutzfahrzeug bewegt oder das Getriebe nicht mehr still steht, erhöht sich abhängig vom Antriebsmoment des Getriebes der Druck innerhalb des Fluidkreislaufs auf einen Hochdruckwert von über 15 bar. Bei einer durchschnittlichen Auslastung des Getriebes ist ein Hochdruckwert von 250–350 bar vorgesehen. Ein Grenzwert von 500 bar darf jedoch nicht überschritten werden, da sonst eine Überbeanspruchung des Getriebes und seiner Komponenten zu erwarten ist.
Durch den im Fluidkreislauf FK vorherschenden Druck wird das Drehmoment der am Hydromotor 210 abgehenden Abtriebswelle und somit die Zugkraft des jeweiligen Getriebes G1, G2 festgelegt.
Dabei dient die erste Messeinheit 11 dazu, ein Vorliegen eines Schubbetriebes oder eines Zugbetriebes des Nutzfahrzeugs und somit des Getriebes G1, G2 zu erkennen. Unter einem Zugbetrieb wird im folgendem ein Betriebszustand verstanden, bei dem das Fahrzeug vom Getriebe angetrieben wird. Unter einem Schubbetrieb wird der Betriebszustand bezeichnet, bei dem, in einem nicht getrennten Kraftschluss, das Fahrzeug einschließlich des Getriebes durch das Fahrzeug selbst in Drehbewegung gehalten wird. Dies kann z. B. bei einer Bergabfahrt der Fall sein.
Die Feststellung einer Vorwärtsfahrt oder einer Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs und somit der Drehrichtung des Getriebes kann mittels des in der 2 nicht dargestellten Drehsensors erfolgen. Dabei wird mittels des Drehsensors die Drehrichtung des Hydromotors 210 ermittelt. Dabei sind die jeweiligen Drehrichtungen des Hydromotors 210 bei Vorwärtsfahrt oder bei Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs jeweils zueinander entgegengerichtet. Im folgenden wird beispielhaft die Vorwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs, unter Berücksichtigung der Kombination beider Getriebe G1, G2, betrachtet.
Dabei wird ein Zugbetrieb eines Getriebes G1, G2 und somit auch des Nutzfahrzeugs bei einer Vorwärtsfahrt dadurch ermittelt, dass durch eine oder beide Hydropumpen 200 des jeweiligen Getriebes G1, G2, im oberen Kreislauf OTK, der einem hydraulischen Bereich entspricht, der sich in Strömungsrichtung zwischen der Hydropumpe 200 und dem Hydromotor 210 ausbildet, ein Hochdruck einstellt und durch die erste Messeinheit 11 gemessen wird. Dabei ist der Hochdruckgrößer als ein Systemdruck bei einem Ruhezustand des Nutzfahrzeugs.
Mittels des Hydromotors 210 wird anschließend die durch die Hydropumpe 200 erzeugte hydraulische Leistung in eine mechanische Leistung umgewandelt. Folglich liegt im unteren Kreislauf UTK, der bei einer Vorwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs dem hydraulischen Bereich entspricht, der sich in Strömungsrichtung zwischen dem Hydromotor 210 und der Hydropumpe 200 ausbildet, der Systemdruck vor. Bei einer Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs im Zugbetrieb stellt sich hingegen im oberen Kreislauf OTK der Systemdruck und im unteren Kreislauf UTK der Hochdruck ein.
Ein Schubbetrieb eines Getriebes G1, G2 und somit auch des Nutzfahrzeugs bei einer Vorwärtsfahrt kann dadurch ermittelt werden, dass in diesem Fall ein oder beide Hydromotoren 210 des jeweiligen Getriebes G1, G2 durch das Nutzfahrzeug selbst angetrieben wird. Folglich steigt der Druck im unteren Kreislauf UTK auf den Hochdruck an und wird durch die zweite Messeinheit 10 gemessen. Ferner wird bei einem Schubbetrieb des Nutzfahrzeugs durch die Hydropumpe 200 keine hydraulische Leistung erzeugt. Vielmehr wird die durch den Hydromotor 210 erzeugte hydraulische Leistung durch die Hydropumpe 200 in eine mechanische Leistung umgewandelt. Folglich stellt sich nun im oberen Kreislauf OTK der Systemdruck ein, der durch die erste Messeinheit 11 gemessen wird. Bei einer Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs im Schubbetrieb stellt sich hingegen im oberen Kreislauf OTK der Hochdruck und im unteren Kreislauf UTK der Systemdruck ein.
3 zeigt eine Prinzipskizze eines mehrachsigen Nutzfahrzeugs. Dabei handelt es sich in dieser Ausführungsform um ein Nutzfahrzeug mit einer Vorderachse 50, einer Mittelachse 51 und einer Hinterachse 52. Ferner weist das Nutzfahrzeug zwei Getriebe G1, G2 auf, die über Achsabtriebswellen 42, 43 mit den jeweiligen Achsen 50, 51, 52 gekoppelt sind.
Mittels einer Gelenkwelle 40 und einem Verteilergetriebe 42 wird das Antriebsdrehmoment eines Verbrennungsmotors auf eine Antriebswelle 41 übertragen. Die Antriebswelle 41 ist dabei sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Getriebe G1, G2 gekoppelt. Mittels der jeweiligen Verstelleinheit VSE kann die Drehzahl der Achsantriebswellen 42, 43 und somit die Drehzahl der jeweiligen Achse 50, 51, 52 eingestellt werden. Dabei ist in dieser Ausführungsform beispielsweise das erste Getriebe G1 über die erste Achsantriebswelle 42 mit der Vorderachse und der Mittelachse gekoppelt. Das zweite Getriebe G2 ist ferner über die zweite Achsantriebswelle 43 mit der Hinterachse 52 gekoppelt.
Dem Fachmann ist offensichtlich, dass Abwandlungen von diesem Ausführungsbeispiel möglich sind, ohne aus dem Schutzbereich der Erfindung zu fallen. So ist es z. B. möglich, mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Getriebesynchronisierungsverfahren und/oder einer erfindungsgemäßen Getriebesynchronisierungsvorrichtung mindestens zwei Getriebe nicht mehr als einer Achse, sondern mehr als einem Rad zuzuordnen.

Claims

Getriebesynchronisierungsverfahren, wobei – ein Sollwert (v_soll) als Eingangsgröße einer ersten Verstelleinheit (VSE1) eines ersten Getriebes (G1) zugeführt wird, und – das erste Getriebe (G1) mittels einer ersten Verstelleinheit (VSE1) auf den Sollwert (v_soll) eingestellt wird, und – aus mindestens einer ersten Ausgangsgröße (pOTK1, n1, pFKmax1) des ersten Getriebes (G1) und mindestens einer zweiten Ausgangsgröße (pOTK2, n2, pFKmax2) mindestens eines zweiten Getriebes (G2) eine Regelgröße (reg_out) ermittelt wird, und – die Regelgröße (reg_out) mit dem Sollwert (v_soll) mathematisch verknüpft wird, – und eine Ergebnisgröße (erg_out) der mathematischen Verknüpfung jeweils als Eingangsgröße für eine jeweilige zweite Verstelleinheit (VSE2) mindestens eines zweiten Getriebes (G2) dient, und – dass das jeweilige zweite Getriebe (G2) mittels der zweiten Verstelleinheit (VSE2) auf die Ergebnisgröße (erg_out) eingestellt wird.
Getriebesynchronisierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Regelgröße (reg_out) mit dem Sollwert (v_soll) und einer Betriebsgröße (vorst_out) mathematisch verknüpft wird.
Getriebesynchronisierungsverfahren nach Anspruch 2, wobei die Betriebsgröße (vorst_out) ein Lenkwinkel und/oder ein Allradzustand und/oder ein Reifendruck und/oder eine Radlast ist.
Getriebesynchronisierungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Betriebsgröße (vorst_out) abhängig von der Regelgröße (reg_out) und/oder der Ausgangsgröße (pOTK1, n1, pFKmax1, pOTK2, n2, pFKmax2) des ersten und/oder zweiten Getriebes (G1, G2) adaptiert wird.
Getriebesynchronisierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die jeweiligen Ausgangsgrößen des ersten und zweiten Getriebes (G1, G2) eine Drehzahl (n1, n2), ein von einer ersten Messeinheit 11 gemessener Druckwert (pOTK1, pOTK2) und/oder ein von einer zweiten Messeinheit 10 gemessener Druckwert (pFKmax1, pFKmax2) sind.
Getriebesynchronisierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Zugbetrieb vorliegt, – wenn ein in Strömungsrichtung einer Hydropumpe (200) stromabwärtsgerichteter, sich zwischen der Hydropumpe (200) und dem Hydromotor (210) einstellender hydraulischer Bereich, einen Hochdruck aufweist, der größer ist als ein Systemdruck, – und wenn ein in Strömungsrichtung des Hydromotors (210) stromabwärtsgerichteter, sich zwischen der Hydropumpe (200) und dem Hydromotor (210) einstellender hydraulischer Bereich den Systemdruck aufweist.
Getriebesynchronisierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Schubbetrieb vorliegt, – wenn ein in Strömungsrichtung einer Hydropumpe (200) stromabwärtsgerichteter, sich zwischen der Hydropumpe (200) und dem Hydromotor (210) einstellender hydraulischer Bereich den Systemdruck aufweist, – und wenn ein in Strömungsrichtung des Hydromotors (210) stromabwärtsgerichteter, sich zwischen der Hydropumpe (200) und dem Hydromotor (210) einstellender hydraulischer Bereich den Hochdruck aufweist, der größer ist als der Systemdruck.
Getriebesynchronisierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrtrichtung eines Nutzfahrzeugs durch eine Bestimmung einer Drehrichtung eines Hydromotors (210) ermittelt wird.
Getriebesynchronisierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Getriebe (G1) auf den Sollwert (v_soll) und die Einstellung des zweiten Getriebes (G2) auf die Ergebnisgröße (erg_out) mittels einer Druckregelung des Hochdrucks im Getriebe (G1, G2) erfolgt.
Getriebesynchronisierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eingangsgröße des ersten Getriebes (G1) ein vom Sollwert (v_soll) abhängiger Sollkennfeldwert (K1_in) eines ersten Kennfelds (K1) und die Eingangsgröße des jeweiligen zweiten Getriebes (G2) ein von der Ergebnisgröße (erg_out) abhängiger Ergebniskennfeldwert (K2_in) eines zweiten Kennfelds (K2) ist.
Getriebesynchronisierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Drehzahldifferenz (n1, n2) zwischen dem ersten Getriebe (G1) und dem zweiten Getriebe (n2) begrenzt wird.
Getriebesynchronisierungsvorrichtung mit – einem ersten und mindestens einem zweiten Getriebe (G1, G2), die jeweils mit mindestens einem Rad oder einer Achse (50, 51, 52) gekoppelt sind und jeweils eine Verstelleinheit (VSE1, VSE2) aufweisen, – und mit einer Recheneinheit (140), einer Vorgabeeinheit (100) und jeweils in den Getrieben (G1, G2) angeordneten Messeinheiten, und mit – einer Regeleinheit (110), die die von den Messeinheiten ermittelte Ausgangsgrößen (n1, n2, pOTK1, pOTK2, pFKmax1, pFKmax2) empfängt, – wobei ein Sollwert (v_soll) der Vorgabeeinheit (100) dem ersten Getriebe (G1) zugeführt wird, und die dem mindestens einem zweiten Getriebe (G2) zugeführte Ergebnisgröße von dem Sollwert (v_soll) und einer von der Regeleinheit (110) ermittelten Regelgröße (reg_out) berechenbar ist.
Getriebesynchronisierungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Ergebnisgröße (erg_out) von dem von dem Sollwert (v_soll), der von der Regeleinheit (110) ermittelten Regelgröße (reg_out) und einer Betriebsgröße einer Vorsteuereinheit (120) berechenbar ist.
Getriebesynchronisierungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Getriebe G1, G2 eine Hydropumpe (200) und einen Hydromotor (210) aufweist, die fluidisch miteinander verbindbar sind, wobei die Hydropumpe (200) und der Hydromotor (210) jeweils mit einem Stellelement (20) koppelbar sind.
Getriebesynchronisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Getriebe (G1, G2) als stufenlos verstellbares, hydrostatisch mechanisch leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet ist.