DE102017202275A1 - Hydrostatisches Getriebe mit Überdrehzahlschutz - Google Patents

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Abstract

Offenbart ist ein hydrostatisches Getriebe für einen Fahrantrieb, wobei in einem geschlossenen hydraulischen Kreis eine Verstellpumpe und ein oder mehrere Motoren aneinander gekoppelt sind. Von einer elektronischen Steuereinheit kann eine Bremsung über das Getriebe in den Fahrantrieb eingeleitet werden, wenn dem Verbrennungsmotor eine Überdrehzahl droht. Die Bremsung wird eingeleitet, wenn zumindest zwei Einsprungschwellen überschritten sind, von den eine erste Einsprungschwelle variabel ist, während die weitere Einsprungschwelle fest oder variabel ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Getriebe, mit dem eine hydrostatische Bremsung möglich ist, und das einen Überdrehzahlschutz für einen an das Getriebe gekoppelten Verbrennungsmotor aufweist.
  • Aus dem Stand der Technik sind hydrostatische Getriebe für mobile Arbeitsmaschinen bekannt, bei denen eine hydrostatische Pumpe (Primäreinheit) und ein hydrostatischer Motor (Sekundäreinheit) über einen geschlossen Kreis fluidisch miteinander verbunden sind. An die Primäreinheit wird ein Verbrennungsmotor, z.B. ein Dieselmotor der mobilen Arbeitsmaschine, und an die Sekundäreinheit ein Abtrieb, z.B. eine Achse oder ein Rad der mobilen Arbeitsmaschine, drehfest gekoppelt. Damit hat die mobile Arbeitsmaschine einen Fahrantrieb, der ein hydrostatisches Getriebe aufweist.
  • In der Druckschrift EP 1 960 699 B1 ist ein hydrostatisches Getriebe offenbart, mit dem auch gebremst werden kann. Dabei fließt die Leistung gegenüber dem Zugbetrieb in umgekehrter Richtung von dem Abtrieb über die als Pumpe wirkende Sekundäreinheit und über die als Motor wirkende Primäreinheit zum Verbrennungsmotor, der dann in einem passiven Schleppbetrieb angetrieben wird. Die unter Hochdruck stehende Arbeitsleitung des geschlossenen Kreises ist dabei über ein Druckbegrenzungsventil abgesichert, über das während des Bremsens auch ein Teil der Bremsleistung abgebaut werden kann. Bei dieser Lösung wird das Bremsen jedoch nur dann ausgelöst, wenn von Fahrer explizit der Wunsch über eine Betätigung des Bremspedals geäußert wird. Daher muss der Fahrer auch das Bremspedal betätigen um zu hohe Drehzahlen des Verbrennungsmotors zu vermeiden.
  • Die Druckschriften DE 10 2014 211 393 A1 und US 2014/0372000 A1 offenbaren jeweils ein hydrostatisches Getriebe, wobei der Verbrennungsmotor vor Überdrehzahl geschützt werden soll. Dazu ist ein Geschwindigkeitskontrollsystem beschrieben, welches ein Überschreiten der Bremsleistung des Verbrennungsmotors erkennt und daraufhin automatisch eine Hochleistungsbremsung auslöst. Ein Teil der Bremsleistung wird an den Verbrennungsmotor abgegeben, während ein anderer Teil der Bremsleistung über das Druckbegrenzungsventil der betroffenen Hochdruckleitung in Wärme umgewandelt wird. Dabei werden eine Kombination aus Ist-Drehzahl des Verbrennungsmotors und ein weiteres Signal wie eine Drehzahlabweichung und eine Geschwindigkeitsabweichung verwendet. Nachteilig an diesem hydrostatischen Getriebe ist, dass es Situationen gibt, in denen es nicht ausreicht, den Verbrennungsmotor anhand der beschriebenen Kriterien zu schützen. Weiterhin berücksichtigt das Getriebe nicht die großen Unterschiede, die zwischen den verschiedenen betroffenen mobilen Arbeitsmaschinen bestehen können.
  • Weiterhin ist aus dem Stand der Technik ein hydrostatisches Getriebe bekannt, das bei einer Überschreitung einer Drehzahlschwelle beziehungsweise einer Einsprungschwelle der Drehzahl des Verbrennungsmotors eine Hochleistungsbremsung auslöst, in dem die Primäreinheit zurückgeschwenkt wird. Damit wird zwar die Verbrennungsmotor geschützt, aber seine mögliche Bremsleistung wird nicht optimal ausgenutzt.
  • Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein hydrostatisches Getriebe zu schaffen, bei dem im Falle einer Bremsung der Verbrennungsmotor zuverlässig vor Überdrehzahl geschützt wird, und dabei möglichst maximale Bremsleistung abführt beziehungsweise abbaut.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein hydrostatisches Getriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
  • Das beanspruchte hydrostatische Getriebe ist für einen Fahrantrieb vorgesehen, der einen Verbrennungsmotor, z.B. einen Dieselmotor und einen Abtrieb, z.B. ein Rad oder eine Achse aufweist. Das hydrostatische Getriebe hat eine mit dem Verbrennungsmotor des Fahrantriebs koppelbare Triebwelle einer Primäreinheit, die im Zugbetrieb als Pumpe arbeitet, und eine mit dem Abtrieb des Fahrantriebs koppelbare Sekundäreinheit oder mehrere hydraulisch parallel geschaltete Sekundäreinheiten, die im Zugbetrieb als Motor(en) arbeiten. Beide Einheiten sind über zwei Arbeitsleitungen eines geschlossen Kreises miteinander fluidisch verbunden. Die Primäreinheit hat einen verstellbaren Schwenkwinkel und somit ein verstellbares Hubvolumen, der oder das von einer elektrischen Steuereinheit bei einer Bremsung des hydrostatischen Getriebes steuerbar ist. Von der Steuereinheit wird eine Bremsung automatisch eingeleitet, wenn eine Ist-Drehzahl des Verbrennungsmotors oder ein davon abgeleiteter Wert, z.B. eine Ist-Drehzahl der Primäreinheit, eine erste Einsprungschwelle oder eine davon abgeleitete Einsprungschwelle, z.B. eine Drehzahl der Primäreinheit, erreicht oder überschreitet, und wenn zusätzlich auch ein weiterer Ist-Wert eine weitere Einsprungschwelle erreicht oder überschreitet. Die erste Einsprungschwelle ist stets um einen bestimmten Zugabewert oder Offset größer als eine Soll-Drehzahl des Verbrennungsmotors oder als ein davon abgeleiteter Wert, z.B. als eine Soll-Drehzahl der Primäreinheit. Damit ist die erste Einsprungschwelle variabel und stets an die aktuelle Betriebssituation des Verbrennungsmotors angepasst. Über die weitere Einsprungschwelle und durch das Zusammenwirken der beiden Einsprungschwellen kann der Verbrennungsmotor flexibel und zuverlässig vor Überdrehzahl geschützt werden, und dabei möglichst maximale Bremsleistung abführen. Weiterhin kann das erfindungsgemäße hydrostatische Getriebe flexibel an verschiedene mobile Arbeitsmaschinen und an verschiedene Bremsungen angepasst werden.
  • Wenn die Soll-Drehzahl über einen Fahrerwunsch, insbesondere über ein Bedienelement, z.B. über ein Bremspedal oder auch über ein Fahrpedal oder einen Fahrhebel oder über einen Tempomat verstellbar ist, kann die Weitsicht des Fahrers in vorteilhafter Weise genutzt werden. So wird z.B. die erste Einsprungschwelle vom Fahrer indirekt reduziert, wenn er eine Verringerung einer Soll-Drehzahl vorgibt und umgekehrt.
  • Gemäß einer ersten Weiterbildung ist die weitere Einsprungschwelle eine fixe Drehzahl des Verbrennungsmotors oder eine davon abgeleitete fixe Einsprungschwelle.
  • Gemäß einer zweiten Weiterbildung ist die weitere Einsprungschwelle eine fixe Beschleunigung des Verbrennungsmotors oder eine davon abgeleitete fixe Einsprungschwelle.
  • Gemäß einer dritten Weiterbildung ist die weitere Einsprungschwelle eine variable oder verstellbare Einsprungschwelle der Drehzahl oder eine davon abgeleitete Einsprungschwelle, die von einer Ist-Fahrgeschwindigkeit der mobilen Arbeitsmaschine oder einem davon abgeleiteten Wert, z.B. einer Ist-Drehzahl der Sekundäreinheit abhängt.
  • Besonders bevorzugt wird eine Weiterbildung, bei der die drei vorgenannten Einsprungschwellen gleichzeitig in der Steuereinheit hinterlegt sind oder berechnet werden. Somit wird die Bremsung von der Steuereinheit automatisch eingeleitet, wenn - abgesehen von der ersten Einsprungschwelle - zumindest auch eine der folgenden (bereits genannten) weiteren Einsprungschwellen erreicht oder überschritten wird:
    • - die fixe Einsprungschwelle der Drehzahl des Verbrennungsmotors oder die davon abgeleitete Einsprungschwelle, oder
    • -die fixe Einsprungschwelle der Beschleunigung des Verbrennungsmotors oder die davon abgeleitete Einsprungschwelle, oder
    • -die variable oder verstellbare Einsprungschwelle der Drehzahl oder die davon abgeleitete Einsprungschwelle, die von der Ist-Fahrgeschwindigkeit der mobilen Arbeitsmaschine oder dem davon abgeleiteten Wert abhängt.
  • Die weitere variable oder verstellbare Einsprungschwelle der Drehzahl oder die davon abgeleitete Einsprungschwelle ist vorzugsweise kleiner oder gleich der weiteren fixen Einsprungschwelle der Drehzahl oder der davon abgeleiteten Einsprungschwelle.
  • Die weitere variable oder verstellbare Einsprungschwelle der Drehzahl oder die davon abgeleitete Einsprungschwelle wird von der Steuereinheit gleich der weiteren fixen Einsprungschwelle der Drehzahl oder der davon abgeleiteten Einsprungschwelle gesetzt, wenn die Ist-Fahrgeschwindigkeit der mobilen Arbeitsmaschine oder der davon abgeleitete Wert kleiner oder gleich einer Soll-Fahrgeschwindigkeit oder einem davon abgeleiteten Wert ist, und sie wird kleiner als die weitere fixe Einsprungschwelle der Drehzahl gesetzt, wenn die Ist-Fahrgeschwindigkeit oder der davon abgeleitete Wert größer als die Soll-Fahrgeschwindigkeit der mobilen Arbeitsmaschine oder als der davon abgeleitete Wert ist.
  • Es wird es bevorzugt, wenn die Bremsung durch ein Absinken der Ist-Drehzahl des Verbrennungsmotors oder des davon abgeleiteten Wertes unter eine Aussprungschwelle der Drehzahl oder unter eine davon abgeleitete Aussprungschwelle, z.B. eine Aussprungschwelle der Drehzahl der Primäreinheit, von der Steuereinheit auch automatisch ausgeleitet wird. Die Aussprungschwelle kann von der mobilen Arbeitsmaschine abhängen.
  • Die in dieser Schrift oft genannten abgeleiteten Einsprungschwellen und abgeleiteten Werte sind insbesondere gleich oder proportional zu der jeweiligen davor genannten Einsprungschwelle beziehungsweise zu dem davor genannten Wert. Dies ist z.B. möglich, wenn die beiden betroffenen Einsprungschwellen einer Drehzahl über eine einstückige Welle gekoppelt sind, oder wenn sie über ein mechanisches Getriebe drehfest aneinander gekoppelt sind. So ist es z.B. möglich, die Drehzahlschwellen und der Kurbelwelle des (nicht zum beanspruchten Getriebe gehörenden) Verbrennungsmotors aus der daran gekoppelte Triebwelle der Primäreinheit (des beanspruchten Getriebes) abzuleiten.
  • Um eine Hochleistungsbremsung zu ermöglichen wird es besonders bevorzugt, wenn an den beiden Arbeitsleitungen jeweils ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist. Über das von der Bremsung betroffene Druckbegrenzungsventil ist ein erster Teil der Bremsleistung abbaubar, während über die Primäreinheit und über den Verbrennungsmotor ein zweiter Teil der Bremsleistung abbaubar ist. Die realisierbare Bremsleistung ist besonders hoch, wenn der erste Teil größer als der zweite Teil ist.
  • Wenn während der Hochleistungsbremsung der Volumenstrom über die Primäreinheit zunimmt, nimmt der Volumenstrom über das betroffene Druckbegrenzungsventil ab. Damit kann der Druck in der unter Hochdruck stehenden Arbeitsleitung sinken. Um diese Druckverringerung zu minimieren oder um den Druck annähernd konstant zu halten werden Druckbegrenzungsventile bevorzugt, die bezüglich ihrer Druckdifferenz in Abhängigkeit ihres durchgelassenen Volumenstroms eine flache Kennlinie haben.
  • Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen hydrostatischen Getriebes sind der Schwenkwinkel und das Hubvolumen der Primäreinheit beidseitig einer Nullstellung verstellbar. Damit kann der betroffene Fahrantrieb bei gleichbleibender Drehrichtung des Verbrennungsmotors in beide Fahrtrichtungen der mobilen Arbeitsmaschine im Zugbetrieb genutzt werden und entsprechend in beide Richtungen erfindungsgemäß (hochleistungs)gebremst werden.
  • Wenn auch die Sekundäreinheit einen verstellbaren Schwenkwinkel und damit ein verstellbares Hubvolumen hat, der beziehungsweise das von der Steuereinheit bei der Bremsung steuerbar ist, kann darüber ein Bremsmoment bei der Bremsung verstellt werden.
  • Vorzugsweise ist das Bremsmoment während der Bremsung variabel oder verstellbar, insbesondere in Abhängigkeit des Bedienelementes, also des Fahrerwunsches.
  • Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Getriebes ist in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
  • Es zeigen
    • 1 einen hydraulischen und elektrischen Schaltplan eines Fahrantriebs mit einem erfindungsgemäßen hydrostatischen Getriebe gemäß dem Ausführungsbeispiel,
    • 2 ein Diagramm der verschiedenen Einsprungschwellen des Getriebes aus 1,
    • 3 ein Diagramm des Beschleunigung des Verbrennungsmotors und damit der Primäreinheit des hydrostatischen Getriebes aus 1 und
    • 4 ein Diagramm der Drehzahlen des Verbrennungsmotors und damit der Primäreinheit des hydrostatischen Getriebes aus 1.
  • Gemäß 1 hat ein hydrostatischer Fahrantrieb einer (nicht näher gezeigten) mobilen Arbeitsmaschine (z.B. Radlader, Telehandler, Mähdrescher oder Feld-Häcksler) ein erfindungsgemäßes hydrostatisches Getriebe 1. Das Getriebe 1 hat eine hydrostatische Primäreinheit 2, die in erster Linie als Hydropumpe betrieben wird, und die von einem Verbrennungsmotor 4 des Fahrantriebs, der als Dieselmotor ausgestaltet ist, über eine Triebwelle 5 angetrieben ist. Des Weiteren hat das Getriebe 1 eine hydrostatische Sekundäreinheit 6, die über eine Triebwelle 8 mit einer zwei Räder 12 aufweisenden Achse 14 des Fahrantriebs gekoppelt ist, und die in erster Linie als Hydromotor betrieben wird. Genauer gesagt ist die Triebwelle 8 mit einem Differenzialgetriebe 10 der Achse 14 gekoppelt.
  • Beide Hydromaschinen 2, 6 sind über eine jeweilige Verstelleinrichtung 16, 18 in ihrem Hubvolumen Vg_pump, Vg_mot verstellbar. Die erste Hydromaschine 2 ist über eine erste Arbeitsleitung 20, die in den weiteren Betrachtungen die Vorlaufleitung ist, und über die Druckmittel von der Primäreinheit 2 zur Sekundäreinheit 6 fließt, und über eine zweite Arbeitsleitung 22, die in den weiteren Betrachtungen Rücklaufleitung ist, und über die Druckmittel von der Sekundäreinheit 6 zur Primäreinheit 2 fließt, in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf fluidisch mit der Sekundäreinheit 6 verbunden.
  • Das hydrostatische Getriebe 1 hat eine mit der Triebwelle 5 der Primäreinheit 2 verbundene Speisepumpe 26, die Druckmittel von einem Tank T in eine Speiseleitung 28 fördern kann. Letztgenannte verzweigt sich in drei Zweige, wobei ein erster Zweig über ein Druckbegrenzungsventil 30 mit dem Tank T in Druckmittelverbindung bringbar ist. Ein zweiter und ein dritter Zweig sind über ein jeweiliges Druckbegrenzungsventil 32, 34, von denen jedes ein integriertes Nachsaugrückschlagventil 36, 38 aufweist, mit der Zweigleitung 20 beziehungsweise mit der Zweigleitung 22 in Druckmittelverbindung bringbar.
  • Beide Einheiten 2, 6 sind in allen vier Quadranten betreibbar, so dass sowohl die Strömungsrichtung des Druckmittels im geschlossenen hydraulischen Kreislauf als auch die Drehrichtung jeder der Einheiten 2, 6 umkehrbar ist.
  • Das hydrostatische Getriebe 1 hat eine Steuereinheit 40, an die über eine Signalleitung 42 ein Bremspedal 44 angeschlossen ist. Das Bremspedal 44 hat einen Sensor 46, über den eine Betätigungsstärke des Bremspedals 44 erfassbar und über die Signalleitung 42 an die Steuereinheit 40 übermittelbar ist. Diese ist über eine elektrische Signalleitung 48 mit der Verstelleinrichtung 16 der Primäreinheit 2 und über eine elektrische Signalleitung 50 mit der Verstelleinrichtung 18 der Sekundäreinheit 6 verbunden.
  • Über eine elektrische Signalleitung 52 ist eine Drehzahlerfassungseinheit 54, über die eine Ist-Drehzahl n_mot_act der Sekundäreinheit 6 an der Triebwelle 8 erfassbar ist, mit der Steuereinheit 40 verbunden. Über eine elektrische Signalleitung 62 ist eine Drehzahlerfassungseinheit 60, über die eine Ist-Drehzahl n_pump_act der Primäreinheit 2 an deren Triebwelle 5 erfassbar ist, mit der Steuereinheit 40 verbunden. Auf Grund der einstückigen Ausgestaltung der Triebwelle 5 mit einer Kurbelwelle des vor Überdrehzahl zu schützenden Verbrennungsmotors 4 wird über die Drehzahlerfassungseinheit 60 auch eine zu begrenzende Ist-Drehzahl n_eng_act des Verbrennungsmotors 4 erfasst.
  • Bei der Hochleistungsbremsung mittels des erfindungsgemäßen hydrostatischen Getriebes 1 stützt sich die Achse 14 über die Triebwelle 8 und über die als Pumpe arbeitende Sekundäreinheit 6 und über eine der beiden Arbeitsleitungen 22 und über die als Motor arbeitende Primäreinheit 2 und über die Triebwelle 5 der Primäreinheit 2 an dem Verbrennungsmotor 4 ab, der dann mitgeschleppt wird und über seine Reibungs- und Beschleunigungskräfte der Kolben zumindest einen Teil der Bremsenergie der mobilen Arbeitsmaschine abbaut.
  • Weiterhin sind an die Steuereinheit 40 ein Tempomat 64, ein Fahrpedal 66 und ein Fahrhebel 68 über jeweilige Signalleitungen elektrisch angeschlossen.
  • Im Betrieb des erfindungsgemäßen hydrostatischen Getriebes 1 errechnet die Steuereinheit 40 aus der Einstellung des Tempomaten 64 oder der Stellung des Fahrpedals 66 oder des Fahrhebels 68, die alle einen Fahrwunsch darstellen, eine Soll-Drehzahl n_mot_des der Triebwelle 8 der Sekundäreinheit 2, da diese proportional zur Soll-Fahrgeschwindigkeit v_veh_des der betroffenen mobilen Arbeitsmaschine ist. Aus der Ist-Drehzahl n_mot_act der Sekundäreinheit 6 wird entsprechend auf die Ist-Fahrgeschwindigkeit v_veh_act geschlossen.
  • Die Steuereinheit 40 hat eine Speichereinheit 56, in der zwei fixe Einsprungschwellen n_eng_on, α_eng_on abgelegt sind, und eine Prozessoreinheit 58, in der zwei variable Einsprungschwellen n_eng_on_min , n_eng_on_v_veh berechnet werden und von der die Hochleistungsbremsung in Abhängigkeit aller vier Einsprungschwellen n_eng_on_min, n_eng_on, n_eng_on_v_veh, α_eng_on automatisch eingeleitet und ausgeführt wird.
  • 2 zeigt das Zusammenwirken der vier verschiedenen Einsprungschwellen n_eng_on_min, n_eng_on, n_eng_on_v_veh, α_eng_on. In 2 unten ist die erste Einsprungschwelle n_eng_on_min dargestellt, die von der Ist-Drehzahl n_eng_act des Verbrennungsmotors 4 auf jeden Fall überschritten sein muss, damit die Hochleistungsbremsung automatisch ausgelöst wird. Dabei ist die erste Einsprungschwelle n_eng_on_min immer um einen bestimmten Zugabewert oder Offset größer als die Soll-Drehzahl n_eng_des.
  • In 2 sind außerdem die drei weiteren Einsprungschwellen n_eng_on, n_eng_on_v_veh, α_eng_on dargestellt, von denen eine Einsprungschwelle überschritten sein muss, damit die Hochleistungsbremsung ausgelöst wird. Genauer gesagt muss über die oben genannte erste Einsprungschwelle n_eng_on_min hinausgehend entweder die Ist-Drehzahl n_eng_act der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 4 die fixe Drehzahlschwelle n_eng_on oder die variable Drehzahlschwelle n_eng_on_v_veh überschreiten, oder die Beschleunigung α_eng_act der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 4 überschreitet die Beschleunigungsschwelle α_eng_on. Dabei wird die variable Drehzahlschwelle n_eng_on_v_veh in Abhängigkeit der Ist-Fahrgeschwindigkeit v_veh_act und der der Soll-Fahrgeschwindigkeit v_veh_des der betroffenen mobilen Arbeitsmaschine wie folgt berechnet: v_veh_act ≤ v_veh_des → n_eng_on_v_veh=n_eng_on
    Figure DE102017202275A1_0001
     v_veh_act > v_veh_des → n_eng_on_v_veh=0 ,9 · n_eng_on
    Figure DE102017202275A1_0002
  • Die weitere Einsprungschwelle n_eng_on_min hat die Aufgabe, eine Hochleistungsbremsung in folgenden zwei Fällen zu verhindern, wenn diese noch nicht benötigt wird, um den Verbrennungsmotor vor Überdrehzahl zu schützen:
    1. 1.) bei Straßenfahrt mit relativ geringer Ist-Drehzahl n_eng_act, bei der der Verbrennungsmotor 4 nach oben noch genügend Drehzahlreserve hat. Es soll verhindert werden, dass bei einer hohen Ist-Beschleunigung α_eng_act des Verbrennungsmotors 4 (α_eng_act > α_eng_on) die Hochleitungsbremsung ausgelöst wird, obwohl die Ist-Drehzahlen n_eng_act nicht kritisch sind.
    2. 2.) im Arbeitsbetrieb, bei dem der Verbrennungsmotor 4 z.B. eines Mähdreschers oder Feld-Häckslers sehr hohe Arbeits-Konstant-Drehzahlen n_eng_act hat. Dabei wird keine Hochleistungsbremsung benötigt, da die Ist-Fahrgeschwindigkeit v_veh_act relativ gering ist, und da der Verbrennungsmotor 4 durch Verbraucher, wie z.B. Dreschwerk, Einzug, Kornabschneider zusätzlich belastet wird. Beim Abschalten dieser Verbraucher wird der Verbrennungsmotor 4 entlastet, so dass die Ist-Drehzahl n_eng_act kurzzeitig etwas ansteigt, bis sie von einem Drehzahlregler wieder reduziert wird. Da diese hohen Arbeits-Konstant-Drehzahlen n_eng_act bereits sehr nahe an der zusätzlichen Einsprungschwelle n_eng_on liegen, kann es sein, dass bei der Entlastung diese Einsprungschwelle überschritten wird, obwohl keine Hochleistungsbremsung benötigt wird. Aus diesem Grund ist zusätzliche Einsprungschwelle n_eng_on_min variabel, und hat einen festen Zugabewert beziehungsweise Offset zur Soll-Drehzahl n_eng_des.
  • In einer ersten Betriebssituation ist die Soll-Drehzahl n_eng_des 1500 U/min, der Zugabewert beträgt 150 U/min, so dass die erste Einsprungschwelle n_eng_on_min 1650 U/min beträgt. Die weitere Einsprungschwelle n_eng_on ist 2100 U/min und damit größer als die erste. Somit wird die Hochleistungsbremsung erst ausgelöst, wenn die weitere Einsprungschwelle n_eng_on von 2100 U/min überschritten wird.
  • In einer zweiten Betriebssituation ist die Soll-Drehzahl n_eng_des 2000 U/min. Bei dem Zugabewert von 150 U/min ergibt sich für die erste Einsprungschwelle n_eng_on_min 2150 U/min. Damit ist die weitere Einsprungschwelle n_eng_on mit 2100 U/min etwas kleiner als die erste. Somit wird die Hochleistungsbremsung erst ausgelöst, wenn die erste Einsprungschwelle n_eng_on_min von 2150 U/min überschritten wird.
  • Das Beispiel zeigt, dass die erste Einsprungschwelle n_eng_on_min (trotz ihres Namens beziehungsweise Bezugszeichens) nicht immer die kleinere Einsprungschwelle ist.
  • 3 und 4 zeigen jeweils in einem zeitlichen Ablauf weitere Beispiele der Einsprungschwellen und der Aussprungschwelle. Zunächst ist jeweils ein Einsprung, also die automatische Einleitung der Hochleistungsbremsung, und danach einen Aussprung, also die automatische Beendigung der Hochleistungsbremsung gezeigt.
  • 3 zeigt die weitere fixe Einsprungschwelle der Beschleunigung α_eng_on und einen beispielhaften Verlauf der Ist-Beschleunigung α_eng_act der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 4. Wenn die Ist-Drehzahl n_eng_act die erste Einsprungschwelle n_eng_on_min überschreitet (vgl. 4) und gemäß 3 die Ist-Beschleunigung α_eng_act die Einsprungschwelle α_eng_on überschreitet wird die Hochleistungsbremsung ausgelöst.
  • 4 zeigt die verschiedene Drehzahlen n_eng im Zusammenhang. Es ist neben der Soll-Drehzahl n_eng_des ein beispielhafter Verlauf der Ist-Drehzahl n_eng_act gezeigt und dazu die verschiedenen Drehzahlschwellen. Genauer gesagt sind die erste fixe Einsprungschwelle n_eng_on_min und die weitere variable Einsprungschwelle n_eng_on_v_veh und die weitere fixe Einsprungschwelle n_eng_on und die Aussprungschwelle n_eng_off gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die Hochleistungsbremsung nach Überschreiten der fixen Einsprungschwelle n_eng_on_min und zusätzlich bei Erreichen der weiteren variablen Einsprungschwelle n_eng_on_v_veh ausgelöst wird, und so lange durchgeführt wird, bis die Ist-Drehzahl n_eng_act auf die Aussprungschwelle n_eng_off abfällt.
  • Offenbart ist ein hydrostatisches Getriebe für einen Fahrantrieb, wobei in einem geschlossenen hydraulischen Kreis eine Verstellpumpe und ein oder mehrere Motoren aneinander gekoppelt sind. Von einer elektronischen Steuereinheit kann eine Bremsung über das Getriebe in den Fahrantrieb eingeleitet werden, wenn dem Verbrennungsmotor eine Überdrehzahl droht. Die Bremsung wird eingeleitet, wenn zumindest zwei Einsprungschwellen überschritten sind, von den eine erste Einsprungschwelle variabel ist, während die weitere Einsprungschwelle fest oder variabel ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    hydrostatisches Getriebe
    2
    Primäreinheit
    4
    Verbrennungsmotor
    5
    Triebwelle
    6
    Sekundäreinheit
    8
    Triebwelle
    10
    Differenzialgetriebe
    12
    Rad
    14
    Abtrieb/Achse
    16
    Verstelleinrichtung
    18
    Verstelleinrichtung
    20
    Arbeitsleitung
    22
    Arbeitsleitung
    26
    Speisepumpe
    28
    Speiseleitung
    30
    Druckbegrenzungsventil
    32
    Druckbegrenzungsventil
    34
    Druckbegrenzungsventil
    36
    Nachsaugrückschlagventil
    38
    Nachsaugrückschlagventil
    40
    Steuereinheit
    42
    Signalleitung
    44
    Bremspedal
    46
    Sensor
    48
    Signalleitung
    50
    Signalleitung
    52
    Signalleitung
    54
    Drehzahlerfassungseinheit
    56
    Speichereinheit
    58
    Prozessoreinheit
    60
    Drehzahlerfassungseinheit
    62
    Signalleitung
    64
    Tempomat
    66
    Fahrpedal
    68
    Fahrhebel
    n_eng_act
    Ist-Drehzahl des Verbrennungsmotors
    n_eng_des
    Soll-Drehzahl des Verbrennungsmotors
    n_eng_off
    Aussprungschwelle (Drehzahl des Verbrennungsmotors)
    n_eng_on
    weitere Einsprungschwelle (Drehzahl des Verbrennungsmotors)
    n_eng_on_min
    erste Einsprungschwelle (Drehzahl des Verbrennungsmotors)
    n_eng_on_v_veh
    weitere Einsprungschwelle (Drehzahl des Verbrennungsmotors)
    n_mot_act
    Ist-Drehzahl der Sekundäreinheit
    n_pump_act
    Ist-Drehzahl der Primäreinheit
    n_pump_des
    Soll-Drehzahl der Primäreinheit
    n_pump_off
    Aussprungschwelle (Drehzahl der Primäreinheit)
    n_pump_on
    abgeleitete weitere Einsprungschwelle (Drehzahl der Primäreinheit)
    n_pump_on_min
    abgeleitete erste Einsprungschwelle (Drehzahl der Primäreinheit)
    n_pump_on_v_veh
    abgeleitete weitere Einsprungschwelle (Drehzahl der Primäreinheit)
    Vg_mot
    Hubvolumen der Sekundäreinheit
    Vg_pump
    Hubvolumen der Primäreinheit
    v_veh_act
    Ist-Fahrgeschwindigkeit
    v_veh_des
    Soll-Fahrgeschwindigkeit
    α_eng_act
    Ist-Beschleunigung des Verbrennungsmotors
    α_eng_on
    weitere Einsprungschwelle (Beschleunigung des Verbrennungs-motors)
    a_pump_on
    weitere Einsprungschwelle (Beschleunigung der Primäreinheit)
    T
    Tank
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1960699 B1 [0003]
    • DE 102014211393 A1 [0004]
    • US 2014/0372000 A1 [0004]

Claims (15)

  1. Hydrostatisches Getriebe für einen Fahrantrieb, das eine mit einem Verbrennungsmotor (4) des Fahrantriebs koppelbare Triebwelle (5) einer Primäreinheit (2) und eine mit einem Abtrieb (14) des Fahrantriebs koppelbare Sekundäreinheit (6) aufweist, wobei die beiden Einheiten (2, 6) über zwei Arbeitsleitungen (20, 22) eines geschlossen Kreises fluidisch miteinander verbunden sind, und wobei die Primäreinheit (2) einen verstellbaren Schwenkwinkel oder ein verstellbares Hubvolumen (Vg_pump) hat, der oder das von einer elektrischen Steuereinheit (40) bei einer Bremsung des hydrostatischen Getriebes steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Einsprungschwelle (n_eng_on_min) oder eine davon abgeleitete erste Einsprungschwelle (n_pump_on_min) um einen Zugabewert oberhalb einer Soll-Drehzahl (n_eng_des) des Verbrennungsmotors (4) oder eines davon abgeleiteten Wertes (n_pump_des) liegt, und dass eine weitere Einsprungschwelle oder eine davon abgeleitete weitere Einsprungschwelle vorgesehen ist, wobei über die Steuereinheit (40) die Bremsung automatisch einleitbar ist, wenn von einer Ist-Drehzahl (n_eng_act) des Verbrennungsmotors (4) oder von einem davon abgeleiteten Wert (n_pump_act) die erste Einsprungschwelle (n_eng_on_min) erreicht oder überschritten ist, und wenn auch die weitere Einsprungschwelle von einem weiteren Ist-Wert oder einem davon abgeleiteten Wert erreicht oder überschritten ist.
  2. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1, wobei die Soll-Drehzahl (n_eng_des) oder der davon abgeleitete Wert (n_pump_des) über ein Bedienelement verstellbar ist.
  3. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die weitere Einsprungschwelle fix ist.
  4. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 3, wobei die weitere fixe Einsprungschwelle eine Drehzahl (n_eng_on) des Verbrennungsmotors (4) oder eine davon abgeleitete fixe Einsprungschwelle (n_pump_on) ist.
  5. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 3, wobei die weitere fixe Einsprungschwelle eine Beschleunigung (a_eng_on) des Verbrennungsmotors (4) oder eine davon abgeleitete fixe Einsprungschwelle (a_pump_on) ist.
  6. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die weitere Einsprungschwelle eine variable oder verstellbare Einsprungschwelle der Drehzahl (n_eng_on_v_veh) oder eine davon abgeleitete Einsprungschwelle (n_pump_on_v_veh) ist, die von einer Ist-Fahrgeschwindigkeit (v_veh_act) der mobilen Arbeitsmaschine oder einem davon abgeleiteten Wert (n_mot_act) abhängt.
  7. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei folgende drei weitere Einsprungschwellen gleichzeitig in der Steuereinheit (40) hinterlegt oder berechenbar sind, und wobei die Bremsung von der Steuereinheit (40) automatisch einleitbar ist, wenn zumindest auch eine dieser Einsprungschwellen erreicht oder überschritten ist: - eine fixe Einsprungschwelle der Drehzahl (n_eng_on) des Verbrennungsmotors (4) oder eine davon abgeleitete Einsprungschwelle (n_pump_on), oder -eine fixe Einsprungschwelle der Beschleunigung (a_eng_on) des Verbrennungsmotors (4) oder eine davon abgeleitete Einsprungschwelle (a_pump_on), oder -eine variable oder verstellbare Einsprungschwelle der Drehzahl (n_eng_on_v_veh) oder eine davon abgeleitete Einsprungschwelle (n_pump_on_v_veh), die von einer Ist-Fahrgeschwindigkeit (v_veh_act) der mobilen Arbeitsmaschine oder einem davon abgeleiteten Wert (n_mot_act) abhängt.
  8. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 7, wobei die weitere variable oder verstellbare Einsprungschwelle der Drehzahl (n_eng_on_v_veh) oder die davon abgeleitete Einsprungschwelle (n_pump_on_v_veh) kleiner oder gleich der weiteren fixen Einsprungschwelle der Drehzahl (n_eng_on) oder der davon abgeleiteten Einsprungschwelle (n_pump_on) ist.
  9. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 8, wobei die weitere variable oder verstellbare Einsprungschwelle der Drehzahl (n_eng_on_v_veh) oder die davon abgeleitete Einsprungschwelle (n_pump_on_v_veh) gleich der weiteren fixen Einsprungschwelle der Drehzahl (n_eng_on) oder der davon abgeleiteten Einsprungschwelle (n_pump_on) gesetzt ist, wenn die Ist-Fahrgeschwindigkeit (v_veh_act) der mobilen Arbeitsmaschine oder der davon abgeleitete Wert (n_mot_act) kleiner oder gleich einer Soll-Fahrgeschwindigkeit (v_veh_des) der mobilen Arbeitsmaschine oder einem davon abgeleiteten Wert (n_mot_des) ist, und wobei die weitere variable oder verstellbare Einsprungschwelle der Drehzahl (n_eng_on_v_veh) oder die davon abgeleitete Einsprungschwelle (n_pump_on_v_veh) kleiner als die weitere fixe Einsprungschwelle der Drehzahl (n_eng_on) oder die davon abgeleitete Einsprungschwelle (n_pump_on) gesetzt ist, wenn die Ist-Fahrgeschwindigkeit (v_veh_act) der mobilen Arbeitsmaschine oder der davon abgeleitete Wert (n_mot_act) größer als die Soll-Fahrgeschwindigkeit (v_veh_des) der mobilen Arbeitsmaschine oder als der davon abgeleitete Wert (n_mot_des) ist.
  10. Hydrostatisches Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremsung bei einem Absinken der Ist-Drehzahl (n_eng_act) des Verbrennungsmotors (4) oder des davon abgeleiteten Wertes (n_pump_act) unter eine Aussprungschwelle der Drehzahl (n_eng_off) oder eine davon abgeleitete Aussprungschwelle (n_pump_off) automatisch ausleitbar ist.
  11. Hydrostatisches Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an den beiden Arbeitsleitungen (20, 22) jeweils ein Druckbegrenzungsventil (32, 34) angeordnet ist, und wobei die Bremsung eine Hochleistungsbremsung ist, bei der über eines der Druckbegrenzungsventile (32, 34) ein erster Teil der Bremsleistung abbaubar ist, während über die Primäreinheit (2) ein zweiter Teil der Bremsleistung abbaubar ist.
  12. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 10, wobei die Druckbegrenzungsventile (32, 34) jeweils bezüglich ihrer Druckdifferenz in Abhängigkeit ihres durchgelassenen Volumenstroms eine flache Kennlinie haben.
  13. Hydrostatisches Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schwenkwinkel und das Hubvolumen (Vg_pump) der Primäreinheit (2) beidseitig einer Nullstellung verstellbar sind.
  14. Hydrostatisches Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sekundäreinheit (6) einen verstellbaren Schwenkwinkel oder ein verstellbares Hubvolumen (Vg_mot) hat, der oder das von der Steuereinheit (40) bei der Bremsung steuerbar ist.
  15. Hydrostatisches Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Bremsmoment während der Bremsung variabel oder verstellbar ist.
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