DE102017220029A1

DE102017220029A1 - Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine mit einer Drehmomentmesseinrichtung

Info

Publication number: DE102017220029A1
Application number: DE102017220029.4A
Authority: DE
Inventors: Werner Denk; Christoph Bauer; Philipp Rechenbach; Stefan Prebeck; Jörg Siefert
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2037-11-11
Also published as: DE102017220029B4

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine (10), insbesondere einer Land- oder Baumaschine, bei dem in einem Antriebsstrang (7) der Arbeitsmaschine (10), insbesondere in einem Hauptabtrieb und/oder einem Nebenabtrieb der Arbeitsmaschine (10), mit zumindest einer Drehmomentmesseinrichtung (6) ein Ist-Drehmoment erfasst wird, das Drehmoment von einem Steuergerät (9) analysiert und/oder verarbeitet wird und/oder zumindest eine Komponente des Antriebsstrangs (7) von dem Steuergerät (9) unter Berücksichtigung des analysierten und/oder verarbeiteten Ist-Drehmoments angesteuert wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Arbeitsmaschine (10) zum Betreiben mit diesem Verfahren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Land- oder Baumaschine, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Arbeitsmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 29 näher definierten Art.
Bei Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise landwirtschaftlichen Traktoren oder Baumaschinenfahrzeugen, wird die Leistung eines Antriebsmotors, insbesondere eines Verbrennungsmotors, über ein Getriebe auf ein Anbaugerät wie unter anderem ein Heuwender, eine Pumpe, einen Mähbalken, einen Pflug oder dergleichen übertragen. Über das Getriebe können auch Achsen des Fahrzeugs angetrieben werden. Hierzu dienen eine Antriebswelle vom Antriebsmotor zum Getriebe und eine Zapfwelle vom Getriebe zum Anbaugerät. Das Getriebe kann als Stufengetriebe und/oder als sogenanntes CVT-Getriebe aus-gebildet sein (englisch: continuosely variable transmission; stufenloses Getriebe) und/oder als PTO-Getriebe (englisch: power take-off; Nebenabtrieb). An dem Getriebe können auch weitere hydraulische und/oder elektrische Nebenabtriebe für weitere Anbaugeräte vorgesehen sein. Das Getriebe kann auch ohne Antriebswelle direkt an den Antriebsmotor angeflanscht sein, ebenso das Anbaugerät ohne Zapfwelle unmit-telbar an das Getriebe. Gleichzeitig kann der Antriebsmotor über das Getriebe auch eine oder mehrere Achsen der Arbeitsmaschine antreiben. Das Getriebe kann hierzu unter anderem rein mechanisch oder als hydrostatisch-mechanisch verzweigtes Leis-tungsgetriebe ausgelegt sein. Dabei ist es erforderlich, dass die eigentlich vom Ge-triebe übertragene Leistung beziehungsweise ein Drehmoment einen Grenzwert nicht überschreitet, um eine Beschädigung des Getriebes und/oder des Antriebsstrangs beziehungsweise des Anbaugeräts zu vermeiden. Als Antriebsmotor wird üblicherweise ein Verbrennungsmotor eingesetzt, es kann aber auch ein reiner Elektromotor oder ein Hybrid-Antrieb sein. Das Getriebe umfasst üblicherweise eine Reibkupplung, um das vom Antriebsmotor über die Antriebswelle an das Getriebe übertragene Drehmoment weiterzuleiten. Dabei kann die Reibkupplung mechanisch getrennt werden, um beispielsweise im Getriebe ein anderes Übersetzungsverhältnis zur Übertragung der Drehzahl einzulegen.
Aus der DE 10 2015 202 981 A1 ist ein hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe bekannt, das einen hydrostatischen und einen mechanischen Leistungszweig umfasst sowie einen Sensor zur Erfassung des hydraulischen Hochdrucks im hydrostatischen Leistungszweig. Mittels eines Hochdrucksensors und eines Steuergeräts wird in Abhängigkeit des Hochdrucks im hydrostatischen Leistungszweig die übertragene Leistung ermittelt und somit das gesamte Getriebe gesteuert oder geregelt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine sowie eine mit einem solchen Verfahren arbeitende Arbeitsmaschine zu schaffen, mit der die im Stand der Technik bekannten Nachteile beseitigt werden können.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Land- oder Baumaschine. In einem Antriebsstrang der Arbeitsmaschine, insbesondere in einem Hauptabtrieb und/oder einem Nebenabtrieb der Arbeitsmaschine, wird mit zumindest einer Drehmomentmesseinrichtung ein Ist-Drehmoment erfasst. Das Drehmoment wird von einem Steuergerät analysiert und/oder verarbeitet. Bei einer Analyse des Drehmoments wird vorzugsweise zumindest ein Wert des Drehmoments und/oder ein zeitlicher Verlauf des Drehmoments betrachtet und/oder mit einem Referenzwert und/oder Referenzverlauf verglichen. Bei einer Verarbeitung des Drehmoments wird aus dem zumindest einen Wert des Drehmoments und/oder zeitlichen Verlaufs des Drehmoments eine neue Größe, wie beispielsweise ein Torsionsträgheitsmoment, eine Reibleistung, ein Verschleißzustand und/oder eine Verspannung, ermittelt, insbesondere berechnet. Zusätzlich oder alternativ wird zumindest eine Komponente des Antriebsstrangs von dem Steuergerät unter Berücksichtigung des analysierten und/oder verarbeiteten Ist-Drehmoments angesteuert. Vorteilhafterweise kann somit der Betrieb der Arbeitsmaschine verbessert werden. So können beispielsweise Komponenten vor einer Überbelastung geschützt werden. Des Weiteren kann die Arbeitsweise zumindest einer Komponente optimiert werden, so dass diese beispielsweise in einem optimalen Wirkungsgradbereich arbeitet, dass ihr Verschleiß reduziert wird, dass der Benutzungskomfort für einen Benutzer verbessert wird und/oder dass hierdurch ihr Anwendungsspektrum erweitert wird.
Vorteilhaft ist es, wenn als Komponente zumindest eine Antriebseinheit, ein Getriebe, eine Reibkupplung und/oder eine Reifendruckregelungsanlage von dem Steuergerät angesteuert werden.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung gleicht das Steuergerät zum Komponentenschutz das erfasste Ist-Drehmoment mit einem, insbesondere für eine Komponente abgespeicherten, Drehmomentschwellwert ab. Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät zumindest eine Komponente derart ansteuert, dass das Ist-Drehmoment kleiner oder gleich dem Drehmomentschwellwert ist.
Auch ist es Vorteilhaft, wenn das Steuergerät anhand des Ist-Drehmoments eine, insbesondere an ein Anbaugerät der Arbeitsmaschine und/oder an zumindest eine angetriebene Achse der Arbeitsmaschine, übertragene Ist-Antriebsleistung und/oder einen Ist-Wirkungsgrad ermittelt.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät eine Komponente derart ansteuert, dass die übertragene Ist-Antriebsleistung und/oder der Ist-Wirkungsgrad innerhalb eines abgespeicherten Soll-Bereichs und/oder unterhalb eines Schwellwerts liegt.
Vorteilhaft ist es, wenn das Steuergerät zum Regeln des Drehmoments eine Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine und/oder des Anbaugeräts, eine Arbeitstiefe und/oder Arbeitsbreite des Anbaugeräts und/oder einen Kupplungsdruck einer Reibkupplung steuert.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung wird über eine Drehzahlmesseinrichtung eine Ist-Drehzahl ermittelt.
Vorteilhaft ist es, wenn das Steuergerät einen Drehzahlverlauf und/oder einen Drehmomentenverlauf, insbesondere während eines Anlauf- und/oder Kalibriervorgangs der Arbeitsmaschine, aufzeichnet und/oder analysiert. Bei einem Anlaufvorgang wird beispielsweise ein Anbaugerät in Betrieb genommen.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät beim Schließen der Reibkupplung anhand des Drehmomentenverlaufs eine Antriebsblockade, insbesondere des Hauptantriebs und/oder Nebenabtriebs, erkennt. Diesbezüglich ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät zum Erkennen der Antriebsblockade eine Ist-Steigung des Drehmomentenverlaufs mit einer abgespeicherten Soll-Steigung vergleicht. Vorteilhafterweise öffnet das Steuergerät beim Überschreiten der Soll-Steigung die Reibkupplung. Zusätzlich oder alternativ gibt das Steuergerät dem Benutzer ein Warnsignal und/oder eine Handlungsanweisung zur Beseitigung der Antriebsstrangblockade aus.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ermittelt das Steuergerät einen Verschleißzustand zumindest einer Komponente des Antriebsstrangs, insbesondere der zumindest einen Reibkupplung und/oder eines Wandlers. Diesbezüglich ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät diesen ermittelten Verschleißzustand durch Kalibrierung dieser Komponente, insbesondere während des laufenden Betriebs der Arbeitsmaschine, wieder ausgleicht.
Zum Kalibrieren einer Komponente ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät zu einem ersten Zeitpunkt, insbesondere im kalibrierten Zustand der Komponente, einen ersten Drehzahlverlauf und/oder ersten Drehmomentenverlauf aufzeichnet. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät diesen ersten Drehzahlverlauf und/oder ersten Drehmomentenverlauf mit einem zu einem späteren zweiten Zeitpunkt aufgezeichneten zweiten Drehzahlverlauf und/oder zweiten Drehmomentenverlauf vergleicht und/oder bei einer Abweichung die Komponente derart kalibriert, dass diese Abweichung minimiert wird.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ermittelt das Steuergerät zur Anbaugeräteerkennung und/oder zum Schwerlastanlauf beim Anlaufvorgang des Anbaugeräts anhand des Drehzahl- und/oder Drehmomentenverlaufs ein Torsionsträgheitsmoment des Anbaugeräts.
Zur Anbaugeräteerkennung ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät das ermittelte Torsionsträgheitsmoment mit einer Datenbank, in der als Referenz mehrere mit unterschiedlichen Anbaugeräten korrespondierende Torsionsträgheitsmomente abgespeichert sind, abgleicht und/oder bei einer Übereinstimmung der Torsionsträgheitsmomente die Art des aktuell angekoppelten Anbaugeräts bestimmt.
Bei erkannter Anbaugeräteart ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät zumindest eine Komponente der Arbeitsmaschine unter Berücksichtigung des erkannten Anbaugeräts steuert.
Vorteilhaft ist es, wenn das Steuergerät beim Schwerlastanlauf zum Beschleunigen des angekoppelten Anbaugeräts ein Getriebe des Antriebsstrangs derart ansteuert, dass schrittweise von einer niedrigen Gangstufe solange in eine nächsthöhere Gangstufe geschalten wird, bis die gewünschte Beschleunigung des Anbaugeräts erreicht ist.
Um eine Überbelastung des Getriebes zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät einen Schaltzeitpunkt zum Schalten in die nächsthöhere Gangstufe derart wählt, dass das anliegende Drehmoment unterhalb eines maximal zulässigen Drehmomentschwellwerts der jeweiligen Gangstufe liegt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, ist es vorteilhaft, wenn mit einer jeweiligen Drehmomentmesseinrichtung das jeweilige Drehmoment an zumindest zwei angetriebenen Achsen der Arbeitsmaschine erfasst wird.
Diesbezüglich ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät über das erfasste Drehmoment eine zu der jeweiligen Achse fließende Antriebsleistung ermittelt.
Vorteilhaft ist es, wenn das Steuergerät zumindest ein Überlagerungsgetriebe oder einen Einzelantrieb der jeweiligen Achse unter Berücksichtigung der zu den zumindest zwei Achsen fließenden Antriebsleistungen ansteuert.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn über das erfasste Drehmoment eine Ist-Verspannung zwischen den zumindest zwei angetriebenen Achsen ermittelt wird.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung gleicht das Steuergerät die erfasste Ist-Verspannung mit einem abgespeicherten Verspannungsschwellwert ab. Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät zumindest eine Komponente derart ansteuert, dass das Ist-Drehmoment kleiner oder gleich dem Verspannungsschwellwert ist. Hierdurch können Überbelastungen des Antriebsstrangs vermieden werden.
Vorteilhaft ist es, wenn das Steuergerät zumindest eine Komponente, insbesondere eine Reifendruckregelungsanlage, derart ansteuert, dass die Verspannung reduziert wird.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung werden bei einer Reibkupplung antriebsseitig über eine erste Drehmomentmesseinrichtung ein erstes Drehmoment und abtriebsseitig über eine zweite Drehmomentmesseinrichtung ein zweites Drehmoment erfasst. Diesbezüglich ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät bei rutschender Reibkupplung anhand einer Drehmomentdifferenz eine Ist-Reibleistung berechnet. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät einen Kupplungsdruck der Reibkupplung derart steuert, dass die Ist-Reibleistung einer abgespeicherten Soll-Reibleistung entspricht.
Vorteilhaft ist es, wenn zumindest ein Getriebe des Antriebsstrangs ein hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem hydrostatischen und einem mechanischen Leistungszweig ist. Vorteilhaft ist es, wenn mittels der Drehmomentmesseinrichtung im Antriebsstrang anfallende Drehmoment erfasst und bei Überschreiten eines Grenzwerts eine Reibkupplung betätigt wird, um eine Überlastung des Getriebes beziehungsweise des gesamten Antriebsstrangs zu vermeiden.
Dabei kann das Steuergerät auch derart ausgebildet sein, dass es sämtliche Funktionen des Fahrzeugs steuert wie unter anderem Fahrgeschwindigkeit, Motordrehzahl, Übersetzungsverhältnis im Getriebe und dergleichen.
Es versteht sich, dass von dem Getriebe beziehungsweise dem Antriebsstrang nicht nur das eigentliche Anbaugerät angetrieben werden kann, sondern auch weitere hydraulische und/oder elektrische Nebenabtriebe sowie eine oder mehrere Achsen des Fahrzeugs, um dessen Fortbewegung zu ermöglichen.
Durch die Ermittlung des im Antriebsstrang beziehungsweise des im Getriebe anliegenden oder anfallenden Drehmoments sowie durch die Trennung des Antriebsstrangs beispielsweise über eine Reibkupplung wird das Sicherheitsniveau des Fahrzeugs oder der Maschine verbessert und der Verschleiß vermindert.
Vorteilhaft ist es, wenn mittels der Reibkupplung, die vorzugsweise über Steuerleitungen mit dem Steuergerät in Verbindung steht, die Drehmomentübertragung im Antriebsstrang geregelt und/oder im Fall eines Blockierens des Anbaugeräts auch vollständig unterbrochen wird. Über das Steuergerät können die in der Reibkupplung anfallenden Drehmomente beziehungsweise Reibleistungen erfasst und ausgewertet werden. Überschreiten diese einen maximalen Grenzwert so kann die Reibkupplung zumindest teilweise oder vollständig reduziert werden, um eine Beschädigung von Reibkupplung, Getriebe und Antriebsstrang zu vermeiden.
Durch Kenntnis des am Getriebe von dem Antriebsmotor, also beispielsweise einem Verbrennungsmotor eines Traktors, anliegenden Drehmoments kann ein Anbaugerät lastabhängig angesteuert werden. Es versteht sich, dass das Steuergerät derart ausgelegt ist, dass ein maximal zulässiges Drehmoment nicht überschritten wird, um eine Beschädigung des Getriebes und/oder des Anbaugeräts sowie des eigentlichen Antriebsstrangs vom Antriebsmotor zum Anbaugerät zu vermeiden. Sollte das Drehmoment im Antriebsstrang zu groß werden, was mittels der Drehmomentmesseinrichtung ermittelbar ist, kann beispielsweise eine Kupplung, insbesondere eine Reibkupplung, betätigt werden, um das Drehmoment zu verringern und/oder die Drehmomentübertragung vollständig zu unterbrechen. Es versteht sich, dass dem Getriebe beziehungsweise dem Antriebsstrang auch mehrere Drehmomentmesseinrichtungen zugeordnet sein können, um an jeder einzelnen Komponente das jeweils anfallende Drehmoment zu erfassen und den gesamten Betrieb entsprechend zu steuern.
Hierzu kann insbesondere ein Steuergerät dienen, das beispielsweise in ein Fahrzeug integriert ist und das über Steuerleitungen mit sämtlichen Komponenten der Maschine oder des Fahrzeugs in Verbindung steht. Wird von dem Steuergerät eine Überschreitung eines maximal zulässigen Drehmoments im Getriebe oder im Antriebsstrang festgestellt, so kann beispielsweise eine Reibkupplung im Antriebsstrang betätigt werden, um eine Drehmomentübertragung zu reduzieren oder vollständig zu unterbrechen, und/oder die Antriebsleistung des Antriebsmotors wird reduziert.
Vorteilhaft ist es, wenn über das Steuergerät auch die Fahrgeschwindigkeit beispielsweise eines Traktors geregelt und begrenzt werden kann, um eine Überlastung des Getriebes beziehungsweise des Antriebsstrangs zu vermeiden. Je nach Art des am Traktor nachgeschleppten Anbaugeräts beziehungsweise dessen Arbeitstiefe und/oder Arbeitsbreite müssen unterschiedliche Widerstände im Erdreich überwunden werden. Würde der Traktor zu schnell fahren käme es zu einer Überlastung des Arbeitsstrangs, was zu einer Beschädigung führen könnte. Fährt er jedoch langsam genug, kann das Anbaugerät in gewünschter Weise arbeiten.
Hierzu wird in einer weiteren Ausgestaltung der Kupplungsdruck im Getriebe unter Berücksichtigung des gemessenen Drehmoments vom Steuergerät geregelt, um nach Art eines Drehmomentschlüssels eine virtuelle Rutschkupplung zu bilden. Somit wird das Anbaugerät geschont und es bedarf keiner mechanischen Rutschkupplung mehr. Die Kupplung kann beispielsweise als Reibkupplung ausgebildet sein. Bei der Reibkupplung wird eine Drehzahl einer Antriebswelle im Antriebsstrang nicht verändert, sondern lediglich der Kraftschluss zwischen Eingang und Ausgang der Reibkupplung gegebenenfalls vollständig aufgehoben, um derart eine Trennung zwischen Antriebsmotor und beispielsweise dem Anbaugerät und/oder den angetriebenen Achsen zu ermöglichen. Durch ein gewisses Rutschverhalten der Reibkupplung können auch Drehmomentspitzen abgefangen werden, wenn sich das Anbaugerät beispielsweise in einem steinigen Untergrund kurzzeitig verhakt.
Hierbei kann insbesondere bei rutschender Kupplung die entsprechende Reibleistung ermittelt werden. Somit kann der Kupplungsvorgang dahingehend gesteuert werden, dass der Verschleiß der Kupplung minimiert wird und der eigentliche Kuppelvorgang optimiert ist. Die Kupplung kann somit so lange im rutschenden Betrieb betätigt werden bis beispielsweise der Traktor aus dem Stand eine gewünschte Betriebsgeschwindigkeit erreicht hat und sanft angefahren ist, um die eigentliche Zeit des Durchrutschens zu minimieren. Somit wird die Kupplung nicht zu sehr zu belastet. In gleicher Weise kann auch ein Anbaugerät sozusagen langsam mit rutschender Kupplung angefahren werden, bis eine gewünschte Drehzahl erreicht ist.
Ebenso kann über das Steuergerät des Getriebes das angehängte Arbeitsgerät derart angetrieben werden, dass es beispielsweise je nach Arbeitsbreite und/oder Arbeitstiefe mit dem entsprechenden optimalen Wirkungsgrad betrieben wird. Der Betrieb des Anbaugeräts hängt unter anderem von dessen Arbeitsbreite und Arbeitstiefe ab sowie der Fahrgeschwindigkeit beispielsweise des Traktors, so dass über das Getriebe sowie die Reibkupplung, gemessen durch die Drehmomentmesseinrichtung, stets nur ein maximal zulässiges Drehmoment übertragen wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass ein Torsionsträgheitsmoment des angehängten Arbeitsgeräts ermittelbar ist. Bei Inbetriebnahme des angehängten Arbeitsgeräts werden von dem Steuergerät beziehungsweise der Drehmomentmesseinrichtung die Drehzahl und das Drehmoment beispielsweise an einer mechanischen Reibkupplung ermittelt. Jedes Anbaugerät verursacht beim Anlaufen sowie im Dauerbetrieb einen unterschiedlichen Widerstand, der dem übertragenen Drehmoment entgegenwirkt. Beispielsweise ein Heuwender verursacht je nach der Menge des zu wendenden Heus einen unterschiedlich hohen Widerstand. Dies kann dann zu einer Beschädigung des Antriebsstrangs führen. Mittels der Drehmomentmesseinrichtung kann das im Antriebsstrang anliegende Drehmoment ermittelt werden. Somit ist ermittelbar, welche Art von Anbaugerät angehängt ist, welche Leistung an es übertragen werden muss und gegebenenfalls was die maximal übertragbare Leistung ist. Somit kann der Antriebsmotor, also beispielsweise der Verbrennungsmotor des Traktors, optimal und auf das Anbaugerät abgestimmt angesteuert werden. Hierzu kann auch über das Steuergerät die Art des Anbaugeräts vorgegeben werden, um diese Informationen von Anfang an, bereits beim Anlaufen des Anbaugeräts, zur Verfügung zu haben.
Über die Drehmomentmesseinrichtung können auch Anlauf- und/oder Kalibriervorgänge aufgezeichnet werden, um ein Drehmomentübertragungsverhalten des Getriebes beziehungsweise des gesamten Antriebsstrangs zu überwachen. Das bedeutet, dass beispielsweise das Anlaufverhalten eines Getriebes erfasst wird wie Drehzahl- und Drehmomentverlauf. Aus dem Vergleich dieser nacheinander erfolgenden Anläufe kann ebenfalls auf einen Verschleiß im Antriebsstrang geschlossen werden, der üblicherweise zu einem erhöhten internen Widerstand führt. Dabei werden die verschleißbehafteten Komponenten des Antriebsstrangs wie die Reibkupplung, ein Drehmomentwandler, mechanische oder hydraulische Variatoren, Strömungskupplungen und dergleichen überwacht. Wird hier ein festgelegter Grenzwert überschritten kann ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben werden, um eine Getriebewartung zu veranlassen. Ebenso kann während des laufenden Betriebs das real übertragene Drehmoment erfasst werden, um dieses zu kalibrieren, das heißt, dass stets das gleiche Drehmoment übertragen wird. Somit kann ein Anbaugerät stets mit der gewünschten optimalen Drehzahl betrieben werden.
Mittels der Drehmomentmesseinrichtung kann auch festgestellt werden, ob das Anbaugerät blockiert ist. Wird die Reibkupplung geschlossen tritt im Antriebsstrang ein Gradient des Drehmomentverlaufs auf. Ist dieser Gradient zu steil, was bedeutet, dass eigentlich Leistung übertragen werden sollte, sich das Anbaugerät aber beispielsweise nicht dreht, so kann von dem Steuergerät selbsttätig auf ein Blockieren geschlossen werden. Nachfolgend kann selbsttätig die Reibkupplung wieder geöffnet werden, um diese und/oder das Anbaugerät nicht zu beschädigen. Ebenso kann an einen Nutzer eine optische und/oder akustische Warnmeldung ausgegeben werden, die ihn auffordert, das Anbaugerät zu überprüfen. Ebenso kann eine zu hohe Anlaufleistung ermittelt werden, wenn beispielsweise das Anbaugerät bereits zu tief im Untergrund eingegraben ist, um noch ohne Beschädigung angelaufen werden zu lassen.
In gleicher Weise kann mittels der Drehmomentmesseinrichtung beim Anlauf insbesondere eines Schwerlast-Anbaugeräts mit beispielsweise hohem Rotationsträgheitsmoment des Anbaugeräts bei jeder Neuinbetriebnahme die Belastung des Antriebsstrangs erfasst werden. Überschreitet die Belastung im Antriebsstrang aber einen festgelegten Grenzwert kann das Schließen der Reibkupplung wieder aufgehoben werden und eine entsprechende optische und/oder akustische Warnmitteilung ausgegeben werden, dass dieses Anbaugerät nicht in Betrieb genommen werden kann. Liegt im Anbaugerät ein Verschleiß vor wirkt sich dies ebenfalls auf das Anlaufverhalten aus. Ist ein vorgegebener Grenzwert überschritten, kann ebenfalls an einen Nutzer eine optische und/oder akustische Warnmeldung ausgegeben werden. In gleicher Weise kann auch der Betrieb von weiteren Nebenabtrieben und/oder angetriebenen Achsen erfolgen, wenn in deren Antriebsstrang jeweils eine Drehmomentmesseinrichtung vorgesehen ist.
Ist das Getriebe mit mehreren Gängen, also unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen ausgestattet, so kann es derart angesteuert werden, dass sozusagen im kleinsten Gang mit größtem Übersetzungsverhältnis das Anbaugerät angefahren wird und sobald die Drehmomentmesseinrichtung feststellt, dass ein Grenzwert unterschritten wird auf den quasi nächsthöheren Gang hochgeschalten wird, bis die gewünschte Drehzahl erreicht ist. In gleicher Weise kann auch beim Antrieb von einer oder mehreren angetriebenen Achsen beispielsweise des Traktors vorgegangen werden, um beispielsweise ein Durchrutschen der angetriebenen Räder zu vermeiden.
Wird ein derartiges Getriebe bei einem Fahrzeug eingesetzt, das über mehrere angetriebene Achsen verfügt, kann mittels der Drehmomenterfassungseinrichtung das Getriebe zwischen den Achsen beziehungsweise zwischen der oder den angetriebenen Achsen und einem angetriebenen Anbaugerät zur optimalen Kraftverteilung angesteuert werden. Es wird über das Getriebe jeweils nur die jeweils maximal mögliche Leistung oder das entsprechende Drehmoment übertragen, um eine Beschädigung einzelner Komponenten oder den Schlupf eines Antriebsrads zu vermeiden. Dabei kann ein derart ausgestattetes Getriebe sowohl zwischen dem eigentlichen Antriebsmotor und der oder den Achsen, zwischen zwei angetriebenen Achsen und/oder zwischen der oder den angetriebenen Achsen und einem Anbaugerät angeordnet sein. Somit wird die Traktion und die Fahrsicherheit des Fahrzeugs verbessert. Es versteht sich, dass an dem Fahrzeug weitere Sicherheitssysteme wie ABS, ESP und dergleichen vorgesehen sein können.
Bei Fahrzeugen ohne Differentialgetriebe zwischen zwei oder mehr angetriebenen Achsen kann es beispielsweise durch verschiedene Bodenbeschaffenheiten zu Verspannungen im Antriebsstrang kommen. Mittels der Drehmomentmesseinrichtungen im Getriebe kann diese Verspannung erfasst und das Überschreiten eines festgelegten Grenzwerts vermieden werden. Nachfolgend kann unter anderem eine Verteilung der Leistung auf verschiedene Achsen angepasst werden oder es wird beispielsweise mittels einer Reifendruckregelanlage der individuelle Reifendruck zum Ausgleich angepasst. Somit wird ein Durchdrehen eines angetriebenen Rades einer Achse vermieden und beispielsweise der Geradeauslauf eines Traktors auf einem Feld, das mit einem Anbaugerät bearbeitet wird, ist gewährleistet.
Vorgeschlagen wird eine Arbeitsmaschine, insbesondere Land- oder Baumaschine, mit einem Antriebsstrang, der zumindest eine Komponente aufweist, mit zumindest einer im Antriebsstrang angeordneten Drehmomentmesseinrichtung, mit der ein Ist-Drehmoment erfasst wird, und mit einem Steuergerät. Das Steuergerät ist derart ausgebildet, dass mit diesem ein Verfahren gemäß der vorherigen Beschreibung durchführbar ist, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können. Das Steuergerät ist somit derart ausgebildet, dass mittels diesem das Ist-Drehmoment analysierbar und/oder verarbeitbar und/oder die zumindest eine Komponente des Antriebsstrangs unter Berücksichtigung des analysierten und/oder verarbeiteten Ist-Drehmoments angesteuerbar ist.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Arbeitsmaschine mit einem Antriebsstrang gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Darstellung einer Arbeitsmaschine mit einem Antriebsstrang gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
3 eine schematische Darstellung einer Arbeitsmaschine mit einem Antriebsstrang gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

Die 1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang 7 einer Arbeitsmaschine 10, insbesondere eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs oder einer Baumaschine, mit einem Antriebsmotor 2, üblicherweise einem Verbrennungsmotor, einem Getriebe 1 und einem Anbaugerät 3. Der Antriebsmotor 2 treibt über eine Antriebswelle 4 das Getriebe 1 an. In dem Getriebe 1 wird die Drehzahl gewandelt. Über eine Zapfwelle 5 wird wiederum das Anbaugerät 3, beispielsweise ein Heuwender, eine Pumpe, eine Kreiselegge, ein Mähbalken oder dergleichen, angetrieben. Dabei kann das Getriebe 1 unter anderem rein mechanisch oder als hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe ausgebildet sein. Das Getriebe 1 kann auch über mehrere schaltbare Übersetzungsverhältnisse, also Gänge, verfügen. Das Getriebe 1 kann auch ohne Antriebswelle 4 direkt an den Antriebsmotor 2 angeflanscht sein. Ebenso kann das Anbaugerät 3 ohne Zapfwelle 5 unmittelbar mit dem Getriebe 1 verbunden sein.
Dem Antriebsstrang 7 ist eine Drehmomentmesseinrichtung 6 zugeordnet. Mit dieser kann abtriebsseitig des Getriebes 1 ein Drehmoment erfasst werden. Die Drehmomentmesseinrichtung 6 steht über eine Steuerleitung 8 mit einem Steuergerät 9 in Verbindung. Das Steuergerät 9 ist vorzugsweise zur Steuerung aller Funktionen des Antriebsstrangs 7 beziehungsweise der Arbeitsmaschine 10 ausgelegt. Es versteht sich, dass gleichartige Steuerleitungen 8 auch beispielsweise zum Antriebsmotor 2, dem Getriebe 1 sowie allen anderen Komponenten des Antriebsstrangs 7 bestehen, um deren Funktionen anzusteuern und/oder Daten zu empfangen.
Des Weiteren können von dem Getriebe 1 auch Achsen 11 der Arbeitsmaschine 10 sowie hydraulische und/oder mechanische Nebenabtriebe 13, 14 angetrieben werden.
In dem Antriebsstrang 7 ist zumindest die eine Drehmomentmesseinrichtung 6 vorgesehen. Es ist aber denkbar, dass in jedem Strang zur Kraftübertragung, beispielsweise an weiteren Nebenabtrieben 13, 14 und/oder dem zur Achse 11 führenden Hauptabtrieb eine derartige Drehmomentmesseinrichtung 6 vorgesehen sein kann.
Weiterhin ist in dem Antriebsstrang 7 eine Reibkupplung 15 angeordnet, mit der das an das Anbaugerät 3 übertragene Drehmoment geregelt werden kann. Dabei kann die Reibkupplung 15 entweder mechanisch vollständig getrennt werden oder insbesondere beim Anlaufen des Anbaugeräts 3 auch im schleifenden Betrieb angesteuert werden. Ferner ist in diesem Antriebsstrang 7 ein separates PTO-Getriebe 16 vorhanden, um an das Anbaugerät 3 die gewünschte Drehzahl mit gewünschtem Drehmoment zu übertragen.
Mittels der Drehmomentmesseinrichtung 6 kann erfasst werden, ob beim Schließen der Reibkupplung 15 - was insbesondere beim Anfahrvorgang bzw. bei der Inbetriebnahme des Anbaugeräts 3 der Fall ist - ein für das Getriebe 1 unzulässig hohes Drehmoment an diesem anliegt. Sollte dies der Fall sein, kann vom Steuergerät 9 beispielsweise der Antriebsmotor 2 abgeregelt werden und/oder eine Kupplung, insbesondere die Reibkupplung 15, geöffnet werden. Ebenso können verschiedene Übersetzungsverhältnisse des Getriebes 1 geschaltet werden.
Mit der Drehmomentmesseinrichtung 6 wird insbesondere das Anlaufen des Anbaugeräts 3 überwacht, um kein zu großes Drehmoment beziehungsweise Torsionsdrehmoment in das Getriebe 1 einzuleiten. Ebenso kann ein Dauerbetrieb überwacht werden, um beispielsweise bei zunehmendem Verschleiß von Getriebe 1 und/oder Anbaugerät 3 dennoch weiter mit den gewünschten Drehzahlen zu arbeiten. Ebenso kann eine Kalibrierung erfolgen, um beispielsweise die Art des angeschlossenen Anbaugeräts 3 zu erfassen, beziehungsweise das Anbaugerät 3 stets mit dem gleichen Drehmoment anzutreiben. Auch ein Blockieren des Anbaugeräts 3 kann mit der Drehmomentmesseinrichtung 6 festgestellt und über das Steuergerät 9 der Antriebsmotor 2 abgeschaltet oder eine Kupplung, insbesondere die Reibkupplung 15, im Getriebe 1 betätigt werden.
Bei Abweichungen vom gewünschten Betriebszustand sind über das Steuergerät 9 optische und/oder akustische Warnmitteilungen an den Nutzer der Arbeitsmaschine 10 ausgebbar, um eine Überprüfung einzuleiten.
Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gleicht das Steuergerät 9 zum Komponentenschutz ein erfasstes Ist-Drehmoment mit einem Drehmomentschwellwert ab. Dieser Drehmomentschwellwert kann in dem Steuergerät 9 hinterlegt bzw. abgespeichert sein. Das Steuergerät 9 steuert zumindest eine Komponente des Antriebsstrangs 7, vorliegend die Reibkupplung 15, das Getriebe 1 und/oder den Antriebsmotor 2, derart an, dass das Ist-Drehmoment kleiner oder gleich dem Drehmomentschwellwert ist. Hierdurch kann der Antriebsstrang 7 beim Anfahren eines Anbaugeräts 3, das ein zu großes Torsionsträgheitsmoment aufweist, vor Zerstörung geschützt werden. Gleiches trifft zu, wenn das Anbaugerät 3 blockiert sein sollte.
Ferner kann das Anbaugerät 3 über das Steuergerät 9 und die Drehmomentmesseinrichtung 6 in seinem optimalen Wirkungsgradbereich betrieben werden. Hierfür ermittelt das Steuergerät 9 anhand des von der Drehmomentmesseinrichtung 6 gelieferten Ist-Drehmoments eine an das Anbaugerät 3 der Arbeitsmaschine 10 übertragene Ist-Antriebsleistung und/oder einen Ist-Wirkungsgrad. Anschließend steuert das Steuergerät 9 eine Komponente des Antriebsstrangs 7, insbesondere den Antriebsmotor 2, das Getriebe 1, die Reibkupplung 15, das PTO-Getriebe 16 und/oder das Anbaugerät 3, derart an, dass die übertragene Ist-Antriebsleistung und/oder der Ist-Wirkungsgrad innerhalb eines abgespeicherten Soll-Bereichs und/oder unterhalb eines Schwellwerts liegt. Zusätzlich oder alternativ kann das Steuergerät 9 zum Regeln des Drehmoments eine Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 und/oder des Anbaugeräts 3, eine Arbeitstiefe und/oder Arbeitsbreite des Anbaugeräts 3 steuern.
Wie aus 1 hervorgeht, umfasst der Antriebsstrang 7 des Weiteren eine Drehzahlmesseinrichtung 12, mit der eine Ist-Drehzahl ermittelt und an das Steuergerät 9 übermittelt werden kann. Ferner ist das Steuergerät 9 derart ausgebildet, dass dieses einen Drehzahlverlauf und/oder einen Drehmomentenverlauf, insbesondere während eines Anlauf- und/oder Kalibriervorgangs der Arbeitsmaschine 10, aufzeichnet und/oder analysiert.
Wie bereits vorstehend erwähnt, kann das Steuergerät 9 beim Schließen der Reibkupplung 15 anhand des Drehmomentenverlaufs eine Antriebsblockade erkennen. Hierfür vergleicht das Steuergerät 9 eine Ist-Steigung des Drehmomentenverlaufs mit einer abgespeicherten Soll-Steigung. Beim Überschreiten der Soll-Steigung öffnet das Steuergerät 9 die Reibkupplung 15. Zusätzlich oder alternativ gibt das Steuergerät 9 dem Benutzer ein Warnsignal und/oder eine Handlungsanweisung zur Beseitigung der Antriebsstrangblockade aus.
Ferner ist das Steuergerät 9 zusammen mit der Drehmomentmesseinrichtung 6 und/oder der Drehzahlmesseinrichtung 12 in der Lage, einen Verschleißzustand zumindest einer Komponente, insbesondere der Reibkupplung 15, des PTO-Getriebes 16 und/oder des Getriebes 1, zu ermitteln und diesen Verschleißzustand durch Neukalibrierung dieser Komponente, insbesondere während des laufenden Betriebs der Arbeitsmaschine 10, wieder auszugleichen. Hierfür zeichnet das Steuergerät 9 zu einem ersten Zeitpunkt, insbesondere im kalibrierten Zustand der Komponente, einen ersten Drehzahlverlauf und/oder einen ersten Drehmomentenverlauf auf. Anschließend vergleicht das Steuergerät 9 diesen mit einem zu einem späteren zweiten Zeitpunkt aufgezeichneten zweiten Drehzahlverlauf und/oder zweiten Drehmomentenverlauf. Im Falle einer Abweichung wird die Komponente derart kalibriert, dass die Abweichung minimiert wird.
Ferner ist das Steuergerät 9 derart ausgebildet, dass dieses die Art des angekoppelten Anbaugeräts 3 erkennen kann. Hierfür ermittelt das Steuergerät 9 beim Anlaufvorgang des Anbaugeräts 3 anhand des Drehzahl- und/oder Drehmomentenverlaufs ein Torsionsträgheitsmoment des Anbaugeräts 3. Anschließend gleicht das Steuergerät 9 das ermittelte Torsionsträgheitsmoment mit einer Datenbank, in der als Referenz mehrere mit unterschiedlichen Anbaugeräten 3 korrespondierende Torsionsträgheitsmomente abgespeichert sind, ab. Bei einer Übereinstimmung des ermittelten Torsionsträgheitsmoments mit einem abgespeicherten Torsionsträgheitsmoment der Datenbank kennt das Steuergerät 9 die Art des mit diesem korrespondierenden Anbaugeräts 3. Um den Betrieb der Arbeitsmaschine 10 zu optimieren, kann nun zumindest eine Komponente der Arbeitsmaschine 10, insbesondere die Reibkupplung 15, unter Berücksichtigung des erkannten Anbaugeräts 3 mit einem adaptierten Steuerdruckverlauf angesteuert werden.
Wenn gemäß 1 ein Anbaugerät 3 mit sehr hohem Rotationsträgheitsmoment über das PTO-Getriebe 16 auf eine gewünschte Drehzahl beschleunigt werden soll, ist beim Schließen der Reibkupplung 15 ein hoher Energieeintrag in die Reibkupplung 15 unumgänglich. Um zu vermeiden, dass die Reibkupplung 15 zum Überlastungsschutz auskuppelt, steuert das Steuergerät 9 beim Schwerlastanlauf zum Beschleunigen des Anbaugeräts 3 das Getriebe 1 und/oder das PTO-Getriebe 16 des Antriebsstrangs 7 derart an, dass schrittweise von einer niedrigen Gangstufe solange in eine nächsthöhere Gangstufe geschalten wird, bis die gewünschte Beschleunigung des Anbaugeräts 3 erreicht ist. Hierbei wählt das Steuergerät 9 einen Schaltzeitpunkt zum Schalten in die nächsthöhere Gangstufe derart, dass das anliegende Drehmoment unterhalb eines maximal zulässigen Drehmomentschwellwerts der jeweiligen Gangstufe liegt. Vorteilhafterweise können somit auch sehr große und/oder träge Anbaugeräte 3 betrieben werden.
2 zeigt schematisch zumindest einen Teil eines weiteren Antriebsstrangs 7. Er umfasst zwei Drehmomentmesseinrichtungen 6 sowie eine Reibkupplung 15. Sowohl die Reibkupplung 15 als auch die beiden Drehmomentmesseinrichtungen 6 sind mit dem Steuergerät 9 verbunden. Bei der Reibkupplung 15 kann es sich um die Reibkupplung 15 gemäß 1 handeln. Gemäß der eingezeichneten Pfeilrichtung wird über die Reibkupplung 15 eine Antriebsleistung übertragen. Dabei dienen die beiden Drehmomentmesseinrichtungen 6 zur Überwachung und insbesondere Begrenzung des übertragenen Drehmoments. Sollte dieses einen Grenzwert überschreiten, kann die Reibkupplung 15 geöffnet werden, um eine Überlastung des Antriebsstrangs zu vermeiden.
Des Weiteren kann die Reibkupplung 15 gemäß 2 derart angesteuert werden, dass ihr Verschleiß minimiert und der Einkuppelvorgang komfortabel gestaltet werden kann. Hierfür wird vor und/oder hinter der Reibkupplung 15 mittels der Drehmomentmesseinrichtung 6a und/oder 6b das übertragene Drehmoment gemessen. Mit Einbeziehung der Drehzahldifferenz an der Reibkupplung 15, die beispielsweise durch die Drehzahlen an den Drehzahlmesseinrichtungen 12a und 12b ermittelt werden kann, kann an der Reibkupplung 15 im Steuergerät 9 anhand dieser Daten bei rutschender Reibkupplung 15 die Ist-Reibleistung errechnet werden. Das Steuergerät 9 steuert dann einen Kupplungsdruck der Reibkupplung 15 derart, dass die Ist-Reibleistung maximal einer abgespeicherten oder dynamisch berechneten Soll-Reibleistung entspricht.
3 zeigt schematisch einen weiteren Antriebsstrang 7 einer Arbeitsmaschine 10. Bei der nachfolgenden Beschreibung werden für Merkmale, die im Vergleich zu den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen in ihrer Ausgestaltung und/oder Wirkweise identisch oder zumindest vergleichbar sind, gleiche Bezugszeichen verwendet. Sofern diese nicht nochmals detailliert erläutert werden, entspricht deren Ausgestaltung und Wirkweise derjenigen der vorstehend bereits beschriebenen Merkmale.
Wie aus 3 hervorgeht, ist in einem Hauptabtrieb eine Drehmomentmesseinrichtungen 6 zwischen zwei Achsen 11a, 11b angeordnet. Der Hauptabtrieb kann aber auch mehr als zwei Achsen 11a, 11b aufweisen. Mittels der zwischen den zwei Achsen 11a, 11b angeordneten Drehmomentmesseinrichtung 6 kann ein Schlupf auf unterschiedlichen Untergründen erfasst und über das Steuergerät 9 ausgeregelt werden. Hierfür erfasst das Steuergerät 9 mit der zumindest einen zwischen den zwei Achsen 11a, 11b angeordneten Drehmomentmesseinrichtung 6 das jeweilige Drehmoment. Alternativ kann auch jeder der Achsen 11a, 11b eine eigene Drehmomentmesseinrichtung 6 zugeordnet sein. Über das erfasste Drehmoment ermittelt das Steuergerät 9 eine zu der jeweiligen Achse 11a, 11b fließende Antriebsleistung. Anschließend steuert das Steuergerät 9 den Antriebsmotor 2, das Getriebe 1 und/oder zumindest ein vorliegend nicht dargestelltes Überlagerungsgetriebe oder einen jeweiligen Einzelantrieb der Achsen 11a, 11b unter Berücksichtigung der zu den zumindest zwei Achsen 11a, 11b fließenden Antriebsleistungen entsprechend an, dass eine Verspannung reduziert und eine Traktion verbessert wird. Hierfür ermittelt das Steuergerät 9 anhand des erfassten Drehmoments eine Ist-Verspannung zwischen den zumindest zwei angetriebenen Achsen 11a, 11b. Anschließend gleicht das Steuergerät 9 die erfasste Ist-Verspannung mit einem abgespeicherten Verspannungsschwellwert ab und steuert zumindest eine Komponente, insbesondere eine vorliegend nicht dargestellte Reifendruckregelungsanlage, derart an, dass das Ist-Drehmoment kleiner oder gleich dem Verspannungsschwellwert ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

1: Getriebe
2: Antriebsmotor
3: Anbaugerät
4: Antriebswelle
5: Zapfwelle
6: Drehmomentmesseinrichtung
7: Antriebsstrang
8: Steuerleitung
9: Steuergerät
10: Arbeitsmaschine
11: Achse
12: Drehzahlmesseinrichtung
13: hydraulischer Nebenabtrieb
14: mechanischer Nebenabtrieb
15: Reibkupplung
16: PTO-Getriebe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015202981 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine (10), insbesondere einer Land- oder Baumaschine, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Antriebsstrang (7) der Arbeitsmaschine (10), insbesondere in einem Hauptabtrieb und/oder einem Nebenabtrieb der Arbeitsmaschine (10), mit zumindest einer Drehmomentmesseinrichtung (6) ein Ist-Drehmoment erfasst wird, dass das Drehmoment von einem Steuergerät (9) analysiert und/oder verarbeitet wird und/oder dass zumindest eine Komponente des Antriebsstrangs (7) von dem Steuergerät (9) unter Berücksichtigung des analysierten und/oder verarbeiteten Ist-Drehmoments angesteuert wird.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Antriebseinheit, ein Wandler, ein Getriebe (1; 16), eine Reibkupplung (15) und/oder eine Reifendruckregelungsanlage angesteuert werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) zum Komponentenschutz das erfasste Ist-Drehmoment mit einem Drehmomentschwellwert abgleicht und/oder dass das Steuergerät (9) zumindest eine Komponente derart ansteuert, dass das Ist-Drehmoment kleiner oder gleich dem Drehmomentschwellwert ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) anhand des Ist-Drehmoments eine, insbesondere an ein Anbaugerät (3) der Arbeitsmaschine (10) und/oder an zumindest eine angetriebene Achse (11a, 11b) der Arbeitsmaschine (10), übertragene Ist-Antriebsleistung und/oder einen Ist-Wirkungsgrad ermittelt.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) eine Komponente derart ansteuert, dass die übertragene Ist-Antriebsleistung und/oder der Ist-Wirkungsgrad innerhalb eines abgespeicherten Soll-Bereichs und/oder unterhalb eines Schwellwerts liegt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) zum Regeln des Drehmoments eine Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine (10) und/oder des Anbaugeräts (3), eine Arbeitstiefe und/oder Arbeitsbreite des Anbaugeräts (3) und/oder einen Kupplungsdruck einer Reibkupplung (15) steuert.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Drehzahlmesseinrichtung (12) eine Ist-Drehzahl ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) einen Drehzahlverlauf und/oder einen Drehmomentenverlauf, insbesondere während eines Anlauf- und/oder Kalibriervorgangs der Arbeitsmaschine (10), aufzeichnet und/oder analysiert.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) beim Schließen der Reibkupplung (15) anhand des Drehmomentenverlaufs eine Antriebsblockade erkennt.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) zum Erkennen der Antriebsblockade eine Ist-Steigung des Drehmomentenverlaufs mit einer abgespeicherten Soll-Steigung vergleicht.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) beim Überschreiten der Soll-Steigung die Reibkupplung (15) öffnet und/oder dem Benutzer ein Warnsignal und/oder eine Handlungsanweisung zur Beseitigung der Antriebsstrangblockade ausgibt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) einen Verschleißzustand zumindest einer Komponente des Antriebsstrangs (7) ermittelt.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) diesen Verschleißzustand durch Kalibrierung dieser Komponente, insbesondere während des laufenden Betriebs der Arbeitsmaschine (10), wieder ausgleicht.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) zu einem ersten Zeitpunkt, insbesondere im kalibrierten Zustand der Komponente, einen ersten Drehzahlverlauf und/oder einen ersten Drehmomentenverlauf aufzeichnet, diesen mit einem zu einem späteren zweiten Zeitpunkt aufgezeichneten zweiten Drehzahlverlauf und/oder zweiten Drehmomentenverlauf vergleicht und/oder bei einer Abweichung die Komponente derart kalibriert, dass diese Abweichung minimiert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) zur Anbaugeräteerkennung und/oder zum Schwerlastanlauf beim Anlaufvorgang des Anbaugeräts (3) anhand des Drehzahl- und/oder Drehmomentenverlaufs ein Torsionsträgheitsmoment des Anbaugeräts (3) ermittelt.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) zur Anbaugeräteerkennung das ermittelte Torsionsträgheitsmoment mit einer Datenbank, in der als Referenz mehrere mit unterschiedlichen Anbaugeräten (3) korrespondierende Torsionsträgheitsmomente abgespeichert sind, abgleicht und/oder bei einer Übereinstimmung der Torsionsträgheitsmomente die Art des aktuell angekoppelten Anbaugeräts (3) bestimmt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) zumindest eine Komponente der Arbeitsmaschine (10) unter Berücksichtigung des erkannten Anbaugeräts (3) steuert.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) beim Schwerlastanlauf zum Beschleunigen des Anbaugeräts (3) ein Getriebe (1; 16) des Antriebsstrangs (7) derart ansteuert, dass schrittweise von einer niedrigen Gangstufe solange in eine nächsthöhere Gangstufe geschalten wird, bis die gewünschte Beschleunigung des Anbaugeräts (3) erreicht ist.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) einen Schaltzeitpunkt zum Schalten in die nächsthöhere Gangstufe derart wählt, dass das anliegende Drehmoment unterhalb eines maximal zulässigen Drehmomentschwellwerts der jeweiligen Gangstufe liegt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer jeweiligen Drehmomentmesseinrichtung (6) das jeweilige Drehmoment an zumindest zwei angetriebenen Achsen (11a, 11b) der Arbeitsmaschine (10) erfasst wird.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass über das erfasste Drehmoment eine zu der jeweiligen Achse (11a, 11b) fließende Antriebsleistung ermittelt wird.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) zumindest ein Überlagerungsgetriebe oder einen Einzelantrieb der jeweiligen Achse (11a, 11b) unter Berücksichtigung der zu den zumindest zwei Achsen (11a, 11b) fließenden Antriebsleistungen ansteuert.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass über das erfasste Drehmoment eine Ist-Verspannung zwischen den zumindest zwei angetriebenen Achsen (11a, 11b) ermittelt wird.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) die erfasste Ist-Verspannung mit einem abgespeicherten Verspannungsschwellwert abgleicht und/oder dass das Steuergerät (9) zumindest eine Komponente derart ansteuert, dass das Ist-Drehmoment kleiner oder gleich dem Verspannungsschwellwert ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 23 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) die Reifendruckregelungsanlage derart ansteuert, dass die Verspannung reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Reibkupplung (15) antriebsseitig über eine erste Drehmomentmesseinrichtung (6) ein erstes Drehmoment und abtriebsseitig über eine zweite Drehmomentmesseinrichtung (6) ein zweites Drehmoment erfasst werden.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) bei rutschender Reibkupplung (15) anhand einer Drehmomentdifferenz eine Ist-Reibleistung berechnet.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) einen Kupplungsdruck der Reibkupplung (15) derart steuert, dass die Ist-Reibleistung einer abgespeicherten Soll-Reibleistung entspricht.
Arbeitsmaschine (10), insbesondere Land- oder Baumaschine, mit einem Antriebsstrang (7), der zumindest eine Komponente aufweist, zumindest einer im Antriebsstrang (7) angeordneten Drehmomentmesseinrichtung (6), mit der ein Ist-Drehmoment erfasst wird, und einem Steuergerät (9), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) derart ausgebildet ist, dass mit diesem ein Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche durchführbar ist, wobei mit dem Steuergerät (9) das Ist-Drehmoment analysierbar und/oder verarbeitbar und/oder die zumindest eine Komponente des Antriebsstrangs (7) unter Berücksichtigung des analysierten und/oder verarbeiteten Ist-Drehmoments angesteuerbar ist.