DE102015208008A1

DE102015208008A1 - Verfahren zum Erwärmen eines hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebe

Info

Publication number: DE102015208008A1
Application number: DE102015208008.0A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Bailly
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2016-11-03

Abstract

Ein hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe wird gezielt erwärmt, indem die Abtriebswelle (10) drehfest gehalten ist und der hydrostatische Leistungszweig (4) so angesteuert wird, dass ein definierter Blindleistungsfluss (16) erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen eines hydrostatischmechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Die DE 40 21 686 A1 offenbart ein Verfahren zum Erwärmen eines hydrostatischmechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes, bei welchem während der Warmlaufphase die Schwenkscheibe der Hydrostateinheit von minimalem zu maximalem Fördervolumen verstellt wird, wodurch bei großem Fördervolumen im hydrostatischen Zweig mehr Öl bewegt wird und dadurch das Öl rascher erwärmt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erwärmen eines hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes weiter zu verbessern.
Erfindungsgemäß weist das hydrostatisch-mechanische Leistungsverzweigungsgetriebe einen mechanischen Leistungszweig und einen hydrostatischen Leistungszweig auf, wobei die beiden Leistungszweige in einem Summierungsgetriebe summiert werden. Der hydrostatische Leistungszweig weist mindestens eine in ihrem Hubvolumen verstellbare Hydrostateinheit auf, wodurch die Übersetzung des hydrostatischen Leistungszweigs stufenlos verstellbar ist.
Vorzugsweise ist das hydrostatisch-mechanische Leistungsverzweigungsgetriebe als eingangsseitig gekoppeltes Leistungsverzweigungsgetriebe ausgeführt, welches auch als primär gekoppeltes Leistungsverzweigungsgetriebe benannt wird. Hierbei treibt ein Antriebsmotor sowohl eine erste Eingangswelle des Summierungsgetriebes als auch eine Eingangswelle des hydrostatischen Leistungszweigs an. Die Ausgangswelle des hydrostatischen Leistungszweigs ist mit der zweiten Eingangswelle des Summierungsgetriebes gekoppelt. Das Summierungsgetriebe summiert die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle auf die Ausgangswelle des Summierungsgetriebes. Die Ausgangswelle des Summierungsgetriebes ist mit einer Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes verbindbar.
Um das Leistungsverzweigungsgetriebe zu erwärmen, wird die Antriebswelle von einem Antriebsmotor angetrieben, welcher beispielsweise als Dieselmotor ausgeführt sein kann. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Antriebsmotor nicht als Verbrennungsmotor sondern als elektrischen oder hydraulischen Motor auszuführen. Die Antriebswelle treibt einerseits das Summierungsgetriebe und andererseits den hydrostatischen Leistungszweig an. Die Übersetzung des hydrostatischen Leistungszweigs wird so angesteuert, dass die Abtriebswelle des Summierungsgetriebes still steht. Anschließend werden Kupplungen oder Bremsen, beispielsweise eine Vorwärtsfahrtkupplung und eine Rückwärtsfahrtkupplung im Schließsinne betätigt, so dass die Abtriebswelle des Summierungsgetriebes festgehalten ist und sich Drehmoment auf dieser Abtriebswelle abstützen kann. Mittels einer elektronischen Steuereinheit wird nun die Übersetzung des hydrostatischen Leistungszweigs durch verändern des Hubvolumen eines Hydrostaten so angesteuert, dass ein definierter Blindleistungsfluss entsteht und durch diesen Blindleistungsfluss das Getriebe oder dessen Fluid erwärmt wird. Vorzugsweise wird nicht nur die Übersetzung des hydrostatischen Leistungszweigs sondern auch die Drehzahl des Antriebsmotors angesteuert, so dass der Antriebsmotor oberhalb seiner Leerlaufdrehzahl betrieben wird. Dadurch wird ebenfalls die Blindleistung erhöht. Es besteht die Möglichkeit, das Hubvolumen des Hydrostaten des hydrostatischen Leistungszweigs in Abhängigkeit eines über einen Hochdrucksensor gemessenen Hochdrucks einzustellen, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Verstellventil des Hydrostaten mit einer zuvor definierten Stromstärke zu bestromen, so dass sich ein zuvor definierter Hochdruck einstellt. Bei Verwendung des Hochdrucksensors besteht die Möglichkeit, den Hochdruck gezielt einzuregeln und zu begrenzen.
Es besteht auch die Möglichkeit in Abhängigkeit des Temperaturverlaufs den Blindleistungsfluss anzupassen. Bei Erreichen einer zuvor definierten Temperatur besteht die Möglichkeit ein Signal auszugeben, so dass der Fahrer erkennt, dass die Betriebstemperatur des Getriebes erreicht ist. Bei Erreichen der gewünschten Getriebetemperatur steuert die elektronische Steuereinheit das Hubvolumen des Hydrostaten so an, dass die Blindleistung verringert wird. Anschließend besteht die Möglichkeit, die Blockierung der Abtriebswelle des Summierungsgetriebes wieder zu lösen, so dass das Fahrzeug anfahren kann.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine gezielte und schnelle Aufwärmung des Getriebes erreicht werden, ohne dass zusätzliche Heizelemente oder Wärmetauscher benötigt werden.
Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
Es zeigen:
1 ein eingangsseitig gekoppeltes hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe; und
2 den Blindleistungsfluss bei dem eingangsseitig gekoppelten Leistungsverzweigungsgetriebe der 1.
Fig. 1:
Ein Antriebsmotor 1, welcher beispielsweise als Verbrennungsmotor ausgebildet sein kann, treibt eine Antriebswelle 2 des hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes an. Die Antriebswelle 2 treibt einerseits eine Antriebswelle 3 des hydrostatischen Leistungszweigs 4 mit einem verstellbaren Hydrostaten 5 und einem nicht verstellbaren Hydrostaten 6 an. Zusätzlich treibt die Antriebswelle 2 eine erste Antriebswelle, nämlich den Planetenträger 7, des Summierungsgetriebes 8 an. Somit handelt es sich um ein eingangsseitig gekoppeltes Leistungsverzweigungsgetriebe, welches auch als primär gekoppeltes Leistungsverzweigungsgetriebe benannt wird. Der nicht verstellbare Hydrostat 6 ist in Wirkverbindung mit der zweiten Antriebswelle, nämlich dem Sonnenrad 9, des Summierungsgetriebes 8. Die Abtriebswelle 10 des Summierungsgetriebes 8 bildet das Hohlrad des Summierungsgetriebes 8 und ist mit einer Kupplung für Vorwärtsfahrt 11 und einer Kupplung für Rückwärtsfahrt 12 in Wirkverbindung, wobei beim gleichzeitigen Betätigen im Schließsinne der Kupplung für Vorwärtsfahrt 11 und der Kupplung für Rückwärtsfahrt 12 die Abtriebswelle 10 drehfest gehalten ist. Mittels einer elektronischen Steuereinheit 13 lassen sich sowohl die Kupplung für Vorwärtsfahrt 11, die Kupplung für Rückwärtsfahrt 12 als auch das Hubvolumen des verstellbaren Hydrostaten 5 ansteuern. Durch zusätzliche Hochdrucksensoren 14 kann die elektronische Steuereinheit 13 den Hochdruck im hydrostatischen Leistungszweig 4 ermitteln.
Fig. 2:
Um das hydrostatisch-mechanische Leistungsverzweigungsgetriebe aufzuwärmen, treibt der Antriebsmotor 1 mit der Antriebsleistung des Antriebsmotors 15 die Antriebswelle 2 an. Die Abtriebswelle 10 ist drehfest gehalten, indem die Kupplung für Vorwärtsfahrt 11 und die Kupplung für Rückwärtsfahrt 12 der 1 im Schließsinne betätigt sind. Das Hubvolumen des verstellbaren Hydrostaten 5 wird nun gezielt so verändert, dass sich ein definierter und gewollter Blindleistungsfluss 16 einstellt, mittels welchem das hydrostatisch-mechanische Leistungsverzweigungsgetriebe bzw. dessen Fluid gezielt erwärmt wird. Die Regelung oder Steuerung des Hubvolumens des verstellbaren Hydrostaten 5 kann in Abhängigkeit einer Grundtemperatur des hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes erfolgen, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Hubvolumen des verstellbaren Hydrostaten 5 in Abhängigkeit einer erhöhten Drehzahl des Antriebsmotors 1 einzustellen.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsmotor
2: Antriebswelle
3: Antriebswelle
4: hydrostatischer Leistungszweig
5: verstellbarer Hydrostat
6: nicht verstellbarer Hydrostat
7: Planetenträger
8: Summierungsgetriebe
9: Sonnenrad
10: Abtriebswelle
11: Kupplung für Vorwärtsfahrt
12: Kupplung für Rückwärtsfahrt
13: elektronische Steuereinheit
14: Hochdrucksensor
15: Antriebsleistung des Antriebsmotors
16: Blindleistungsfluss

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4021686 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Erwärmen eines hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes mit einem hydrostatischen Leistungszweig (4) und einem mechanischen Leistungszweig, wobei ein Antriebsmotor (1) eine Antriebswelle (2) des Getriebes antreibt, und eine Abtriebswelle (10) des Getriebes drehfest gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfluss im Getriebe so geschaltet ist, dass Drehmoment vom Antriebsmotor (1) zur Abtriebswelle (10) gelangt und der hydrostatische Leistungszweig (4) so angesteuert wird, dass eine definierte Blindleistung (16) erzeugt wird.
Hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem hydrostatischen Leistungszweig (4) und einem mechanischen Leistungszweig, wobei eine Antriebswelle (2) des Getriebes mit einem Antriebsmotor (1) antreibbar ist und eine Abtriebswelle (10) des Getriebes drehfest haltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe so geschaltet ist, dass Drehmoment vom Antriebsmotor (1) zur Abtriebswelle (10) gelangt und der hydrostatische Leistungszweig (4) so angesteuert ist, dass eine definierte Blindleistung (16) erzeugt wird, mittels welcher das Getriebe erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (1) oberhalb seiner Leerlaufdrehzahl betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubvolumen des verstellbaren Hydrostaten (5) des hydrostatischen Leistungszweiges so angesteuert wird, dass eine definierte Blindleistung (16) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstellung des Hydrostaten (5) auf ein zuvor definiertes Hubvolumen angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstellung des Hydrostaten (5) in Abhängigkeit eines gemessenen Hochdrucks des Hydrostaten (5) geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blindleistung (16) in Abhängigkeit der Getriebetemperatur eingestellt und/oder bei Erreichen einer gewünschten Temperatur wieder reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigevorrichtung betätigt wird, wenn eine zuvor definierte Temperatur erreicht ist.