DE102017221977B4 - Leistungslimitierung der Getriebeleistung über externe Schnittstelle - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Fahrgetriebes (5) eines Arbeitsfahrzeugs (1), insbesondere einer Bau-, Land- und/oder Forstmaschine, wobei dem Fahrgetriebe (5) beim Betrieb des Arbeitsfahrzeugs von einem Antrieb (2) eine Antriebsleistung zugeführt wird und das Fahrgetriebe (5) eine Getriebeleistung an einen Fahrabtrieb (3) ausgibt, wobei das Fahrgetriebe (5) zumindest eine Getriebesteuereinheit (6) aufweist, die beim Betrieb des Arbeitsfahrzeugs (1) zumindest das Fahrgetriebe (5) steuert, und wobei die Getriebesteuereinheit (6) eine Schnittstelle (7) aufweist, über die mit einer Fahrzeugsteuereinheit (8) Steuerdaten und/oder Betriebsdaten ausgetauscht werden können, wobei über die Schnittstelle (7) von der Fahrzeugsteuereinheit (8) an die Getriebesteuereinheit (6) ein Limitierungswert zur Limitierung der Getriebeleistung übermittelt wird, und wobei die Getriebesteuereinheit (6) das Fahrgetriebe (5) in Abhängigkeit des Limitierungswerts steuert, dadurch gekennzeichnet, dass von der Getriebesteuereinheit (6) die maximale Getriebeleistung, eine verfügbare Getriebeleistung (23) und eine gegenwärtige Getriebeleistung des Fahrgetriebes (5) an die Fahrzeugsteuereinheit (8) übertragen wird, wobei die verfügbare Getriebeleistung (23) und/oder die gegenwärtige Getriebeleistung auf die maximale Getriebeleistung des Fahrgetriebes (5) normiert werden.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrgetriebes eines Arbeitsfahrzeugs sowie ein Fahrgetriebe gemäß den in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 12 näher definierten Arten.
• In DE 10 2014 204 902 A1 wird ein Verfahren zum Betätigen einer stufenlos leistungsverzweigten Getriebeeinrichtung mit einem Leistungszweig und mit einem einen Variator aufweisenden weiteren Leistungszweig beschrieben. Bei Vorliegen einer fahrerseitigen Anforderung zur Durchführung eines wirkungsgradoptimierten Fahrbetriebes und/oder bei Vorliegen einer fahrerseitigen Begrenzung einer Drehzahl einer mit einem Abtrieb eines Fahrzeuges verbindbaren Getriebeausgangswelle, die bei in der Getriebeeinrichtung eingelegtem zweiten Übersetzungsbereich darstellbar ist und die grösser als eine Drehzahl ist, die sich im synchronen Betriebszustand der Getriebeeinrichtung einstellt, sind in der Getriebeeinrichtung 1 lediglich der erste und der zweite Übersetzungsbereich einlegbar.
• DE 11 2008 002 625 T5 offenbart ein drehmomentbasiertes Steuerungssystem für ein stufenloses Getriebe. Das Getriebe enthält ein angetriebenes Element, mindestens eine Bedienereingabevorrichtung, die zum Übertragen einer Anfrage einer Betriebsart des Getriebes ausgebildet ist, und mindestens eine andere Bedienereingabevorrichtung, die zum Übertragen einer Anfrage einer Leistungsabgabe des angetriebenen Elements ausgebildet ist. Zusätzlich enthält das Getriebe mindestens einen Sensor, der zum Erfassen mindestens eines Parameters ausgebildet ist, der einen Betriebszustand des Getriebes angibt. Das Getriebe enthält ferner eine Steuerung, die zum Regulieren einer Leistungsabgabe des angetriebenen Elements ansprechend auf die Anfrage einer Betriebsart, die Anfrage einer Leistungsabgabe des angetriebenen Elements und den mindestens einen erfassten Parameter ausgebildet ist, der einen Betriebszustand des Getriebes angibt.
• Im Rahmen eines durch DE 10 2004 027 062 A1 offenbarten Verfahrens zum Verhindern des Schaltpendelns in Grenzsteigungssituationen für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe werden die reale Getriebeeingangsleistung und das reale Getriebeeingangsmoment als Funktion der Drehzahl berechnet bzw. bestimmt. Der optimale Hochschaltpunkt wird anhand des Kriteriums gleicher Rastleistung oder gleicher Zugkraft bzw. gleichen Radmomentes nach der Schaltung bestimmt.
• DE 195 12 637 A1 offenbart eine Antriebseinheit mit einem Antriebsmotor, einem Getriebe und einem Nebenabtrieb mit Zapfwelle, bei der die Leistung des Antriebsmotors zu einem ersten Anteil auf das Getriebe und zu einem zweiten Anteil auf die Zapfwelle verteilt wird. Ein auf das Getriebe entfallender Leistungsanteils wird auf einen vorgegebenen Grenzwert begrenzt, um das Getriebe gegenüber zu hohen Eingangsleistungen zu schützen.
• Aus DE 196 46 069 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Antriebseinheit für Kettenfahrzeuge mit einem durch eine elektronische Steuereinheit drehmomentbeeinflussbaren Antriebsmotor, einem Lastgeber, einem Fahrgetriebe, und mindestens einem weiteren Verbraucher bekannt. Abhängig vom aktuellen Drehmomentenfluss zu dem weiteren Verbraucher wird das Antriebsmotordrehmoment oberhalb einer bestimmten Stellung des Lastgebers durch die Steuereinheit im Sinne einer mindestens teilweisen Kompensation des zu dem weiteren Verbraucher gelangenden Drehmomentenfluss beeinflusst.
• Gemäß DE 10 2004 002 761 A1 kann ein angegebenes Drehmoment einer Antriebsmaschine von einer Steuerungseinrichtung zum Schutz eines Getriebes begrenzt werden. Um das Getriebe vor einer Schädigung durch zu hohe Temperaturen zu schützen, bestimmt die Steuerungseinrichtung aus einer Kennlinie in Abhängigkeit von einer Temperaturinformation des Getriebes eine maximal zulässige Leistung. Mit Hilfe einer Drehzahl der Antriebsmaschine bestimmt die Steuerungseinrichtung daraus ein maximal zulässiges Drehmoment, auf welches das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine begrenzt wird.
• Aus EP 1 602 522 A1 ist ein Verfahren zur optimierten Erfassung des Getriebeeingangsmomentes in Fahrzeugen bekannt, die mit motorseitigen Nebenaggregaten ausgestattet sind, bei dem der Antriebsmotor ein höheres maximales Moment liefern kann, als das maximale Getriebeeingangsmoment, wofür das mit dem Antriebsmotor verbundene Getriebe ausgelegt ist. In Abhängigkeit von der Verlustleistung wird aufgrund des Betriebs der Nebenaggregate eine Anpassung des vom Antriebsmotor an das Getriebe gelieferten Getriebeeingangsmomentes durchgeführt, derart, dass dem Getriebe unabhängig vom Betrieb der Nebenaggregate das maximal zulässige Getriebeeingangsmoment zur Verfügung steht.
• DE 10 2005 048 533 A1 offenbart ein Verfahren zum Überwachen eines Getriebes eines Fahrzeugs. Anhand von Betriebsdaten des Getriebes wird wenigstens eine Kenngröße für den Zustand des Getriebes ermittelt. Falls anhand der Kenngröße eine drohende Störung des Getriebes identifiziert wird, wird das Getriebe und/oder eine andere Einrichtung des Fahrzeugs derart gesteuert oder geregelt, dass ein momentane Belastung des Getriebes verringert und/oder begrenzt wird.
• Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
• Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrgetriebes eines Arbeitsfahrzeugs. Das Arbeitsfahrzeug kann beispielsweise eine Bau-, eine Land- und/oder eine Forstmaschine sein. Dem Fahrgetriebe wird ferner beim Betrieb des Arbeitsfahrzeugs von einem Antrieb eine Antriebsleistung zugeführt. Der Antrieb kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor sein, der seine Antriebsleistung an das Fahrgetriebe abgibt. Außerdem gibt das Fahrgetriebe eine Fahrabtriebsleistung an einen Fahrabtrieb aus. Das Fahrgetriebe kann dabei beispielsweise eine Drehzahl des Antriebs und/oder ein Drehmoment des Antriebs umsetzen und an den Fahrabtrieb ausgeben. Das Fahrgetriebe kann beispielsweise eine Antriebsdrehzahl, die der Antrieb an das Fahrgetriebe ausgibt, in eine Abtriebsdrehzahl umsetzen, die an den Fahrabtrieb ausgegeben wird. Zusätzlich kann das Fahrgetriebe ein Eingangsmoment, das der Antrieb an das Fahrgetriebe ausgibt, in ein Ausgangsmoment umsetzen, das an den Fahrabtrieb ausgegeben wird. Mit Hilfe der Fahrabtriebsleistung können beispielsweise Antriebsräder des Arbeitsfahrzeugs angetrieben werden, um das Arbeitsfahrzeug in Bewegung zu versetzen.
• Das Fahrgetriebe weist des Weiteren zumindest eine Getriebesteuereinheit auf, die beim Betrieb des Arbeitsfahrzeugs zumindest das Fahrgetriebe steuert. Die Getriebesteuereinheit kann beispielsweise eine Übersetzung des Fahrgetriebes steuern, um die Ausgangsdrehzahl und/oder das Ausgangsmoment des Fahrgetriebes an eine Fahrsituation des Arbeitsfahrzeugs anzupassen. Insbesondere kann der Ausgangsdrehzahl des Fahrgetriebes eine Fahrgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs zugeordnet werden, so dass mit Hilfe der Getriebesteuereinheit die Ausgangsdrehzahl des Fahrgetriebes gesteuert werden kann, so dass die Fahrgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs änderbar ist.
• Die Getriebesteuereinheit weist eine Schnittstelle auf, über die mit einer Fahrzeugsteuereinheit Steuerdaten und/oder Betriebsdaten mit der Getriebesteuereinheit ausgetauscht werden können. Die Fahrzeugsteuereinheit kann beispielsweise in einem Führerhaus des Arbeitsfahrzeugs angeordnet sein und kann die Komponenten des Arbeitsfahrzeugs steuern. Über die Schnittstelle können beispielsweise Steuerdaten an die Getriebesteuereinheit übermittelt werden, die das Fahrgetriebe derart steuern, dass die Ausgangsdrehzahl erhöht wird, um die Fahrgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs zu erhöhen. Zusätzlich oder alternativ können auch die Betriebsdaten über die Schnittstelle ausgelesen werden, die beispielsweise einen Betriebszustand des Fahrgetriebes, wie beispielsweise eine gegenwärtige Übersetzung, die Eingangsdrehzahl und/oder Ausgangsdrehzahl, umfassen. Dadurch kann der Betrieb des Fahrgetriebes überwacht werden. Die Betriebsdaten können jedoch noch weitere Daten umfassen. Beispielsweise können die Betriebsdaten auch Betriebszustände des Antriebs umfassen, welche über die Schnittstelle ausgetauscht werden können.
• Über die Schnittstelle wird für eine Limitierung der Getriebeleistung von der Fahrzeugsteuereinheit an die Getriebesteuereinheit ein Limitierungswert übermittelt. Mit dem Begriff Getriebeleistung ist sowohl die Fahrabtriebsleistung als auch die Getriebeeingangsleistung gemeint. Somit definiert die Getriebeleistung bei der Beschreibung und den Ansprüchen der Erfindung nicht nur die reine Fahrabtriebsleistung, somit die Getriebeabtriebsleistung oder Ausgangsleistung des Getriebes, sondern in diesem Begriff ist auch die Getriebeeingangsleistung oder Eingangsleistung des Getriebes mitinbegriffen. Über das Verfahren kann entweder die Eingangsleistung des Getriebes oder die Ausgangsleistung des Getriebes limitiert werden. Der Limitierungswert in der Beschreibung der Erfindung bezieht sich somit entweder auf eine maximale Eingangsleistung oder eine maximale Ausgangsleistung des Getriebes. Beispielsweise ist es vorteilhaft für ein Powermanagement die Getriebeeingangsleistung zu Limitieren und nicht die Getriebeausgangsleistung. Es gibt aber auch Anwendungsfälle in welchen es vorteilhafter ist die Getriebeausgangsleistung und nicht die Getriebeeingangsleistung zu limitieren.
  Die Getriebesteuereinheit steuert daraufhin das Fahrgetriebe in Abhängigkeit des Limitierungswerts. Mit Hilfe des Limitierungswerts kann die Getriebeleistung, die vom Fahrgetriebe und/oder vom Antrieb an den Fahrabtrieb geleitet wird, begrenzt werden. Insbesondere kann lediglich die Getriebeleistung limitiert werden, die das Fahrgetriebe abgibt, wohingegen eine Antriebsleistung des Antriebs nicht limitiert wird. Die Limitierung kann somit lediglich durch das Fahrgetriebe stattfinden. Durch die Limitierung der Getriebeleistung mittels des Limitierungswerts kann beispielsweise der Antrieb vor einer Überlastung geschützt werden. Außerdem kann beispielsweise die Getriebeleistung durch die Limitierung mittels des Limitierungswerts begrenzt werden, um den Fahrabtrieb, beispielsweise eine Antriebsachse, nicht zu überlasten. Es besteht natürlich nicht nur die Möglichkeit nur die Ausgangsleistung des Getriebes zu limitieren, sondern auch nur die Eingangsleistung des Getriebes zu limitieren.
• Die Limitierung mittels des Limitierungswerts kann aber auch dann angewandt werden, wenn eine bestimmte Fahrsituation vorliegt. Befindet sich das Arbeitsfahrzeug beispielsweise auf einem unbefestigten Boden, kann es zu einem Schlupf der Antriebsräder kommen, was den Boden beschädigt und das Steuern des Arbeitsfahrzeugs erschwert. Mit Hilfe der Limitierung kann die Getriebeleistung begrenzt werden, so dass das Durchdrehen der Antriebsräder vermindert wird.
• Die Limitierung mittels des Limitierungswerts weist dabei noch einen weiteren Vorteil auf. Der Bediener des Arbeitsfahrzeugs muss sich bei aktivierter Limitierung keine Gedanken über die Begrenzung der Getriebeleistung mittels eines Gaspedals oder eines anderen Steuermittels machen. Der Bediener kann das Gaspedal, oder ein anderes Steuermittel, mittels dem die Antriebsleistung des Antriebs gesteuert wird, vollständig betätigen. Selbst bei voller Auslenkung des Gaspedals gibt das Fahrgetriebe lediglich die limitierte Fahrabtriebsleistung ab oder nimmt lediglich die limitierte Getriebeeingangsleistung auf.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Limitierungswert von der Fahrzeugsteuereinheit ermittelt und/oder erstellt werden. Außerdem kann über die Schnittstelle der Limitierungswert von der Fahrzeugsteuereinheit an die Getriebesteuereinheit übermittelt werden. Über die Schnittstelle kann die Getriebesteuereinheit auch die Betriebsdaten des Fahrgetriebes an die Fahrzeugsteuereinheit übermitteln. Die Fahrzeugsteuereinheit kann beispielsweise im Führerhaus angeordnet sein, um dem Bediener des Arbeitsfahrzeugs die Betriebsdaten des Fahrgetriebes anzuzeigen. Zusätzlich oder alternativ kann der Bediener auch die Steuerdaten an der Fahrzeugsteuereinheit eingeben.
• Von Vorteil ist es, wenn der Limitierungswert manuell vom Bediener des Arbeitsfahrzeugs eingestellt wird. Dadurch kann der Bediener selbstständig entscheiden, welchen Limitierungswert er einstellen möchte. Der Bediener kann selbst auf bestimmte Fahrsituationen reagieren und beispielsweise den Limitierungswert erhöhen oder vermindern, um die Getriebeleistung entsprechend anzupassen.
• Vorteilhaft ist es, wenn in der Getriebesteuereinheit zumindest eine Leistungskennlinie hinterlegt ist, mittels der die Getriebesteuereinheit in Abhängigkeit einer Ausgangsdrehzahl des Fahrgetriebes und/oder einer Antriebsdrehzahl des Antriebs eine maximale Getriebeleistung des Fahrgetriebes ermittelt. Die Leistungskennlinie kann zusätzlich oder alternativ auch in der Fahrzeugsteuereinheit hinterlegt sein, wobei diese auch die maximale Getriebeleistung ermittelt. Die Antriebsdrehzahl kann der Eingangsdrehzahl des Fahrgetriebes entsprechen, wenn beispielsweise der Antrieb und das Fahrgetriebe lediglich mit einer Welle miteinander verbunden sind.
• In der Getriebesteuereinheit und/oder Fahrzeugsteuereinheit können dabei mehrere Leistungskennlinien hinterlegt sein, wobei jede einen anderen Zustand des Antriebs und/oder des Fahrgetriebes beschreibt. Beispielsweise kann eine Leistungskennlinie dem Zustand des Antriebs zugeordnet sein, bei dem der Antrieb eine konstante Antriebsdrehzahl von 1800 Umdrehungen pro Minute (1/min) aufweist.
• Zusätzlich oder alternativ kann die Leistungskennlinie auch von einer Einstellung des Fahrgetriebes abhängen. Im Fahrgetriebe kann beispielsweise ein CVT-Getriebe, d.h. ein stufenloses Getriebe, angeordnet sein. Das stufenlose Getriebe kann auch ein Variatorgetriebe umfassen. Mit Hilfe des Variatorgetriebes kann das Fahrgetriebe beispielsweise so gesteuert werden, dass das Fahrgetriebe zwar eine konstante Eingangsdrehzahl aufweist, jedoch keine konstante Ausgangsdrehzahl. Es besteht auch die Möglichkeit trotz vorhandener Eingangsdrehzahl die Ausgangsdrehzahl auf Null zu reduzieren (geared neutral). Dementsprechend weist das Fahrgetriebe in diesem Zustand auch keine Leistung am Getriebeausgang auf. Mit Hilfe des Variatorgetriebes bzw. des stufenlosen Getriebes kann vorteilhafterweise ein Leistungsfluss durch das Fahrgetriebe gesteuert werden. Derartige Einstellungen des Fahrgetriebes müssen dabei ebenfalls bei der Wahl der Leistungskennlinie beachtet werden. Zu jeder Einstellung des Fahrgetriebes kann eine eigene Leistungskennlinie in der Getriebesteuereinheit und/oder Fahrzeugsteuereinheit hinterlegt sein.
• Die Antriebsdrehzahl und/oder die Ausgangsdrehzahl bzw. Abtriebsdrehzahl können beispielsweise mittels einer Sensoreinheit gemessen werden und können beispielsweise über die Schnittstelle an die Getriebesteuereinheit übermittelt werden. Die Getriebesteuereinheit wählt in Abhängigkeit der Einstellung des Fahrgetriebes und/oder der Antriebsdrehzahl die Leistungskennlinie und ermittelt eine maximale Getriebeleistung, die das Fahrgetriebe mit diesen Einstellungen und Drehzahlen leisten kann. Die maximale Getriebeleistung ist dabei die Leistung, die maximal, bei bestimmten Einstellungen des Fahrgetriebes und/oder Antriebsdrehzahlen, an den Fahrabtrieb geleitet werden kann. Diese maximale Getriebeleistung muss dabei nicht konstant sein, sondern kann sich vielmehr in Abhängigkeit der Antriebsdrehzahl und den Einstellungen, beispielsweise der Übersetzung, des Fahrgetriebes ändern. Im Allgemeinen ist die maximale Getriebeleistung beispielsweise geringer, wenn die Antriebsdrehzahl des Antriebs geringer ist. Die maximale Getriebeleistung kann beispielsweise bei einer bestimmten Antriebsdrehzahl und/oder einer bestimmten Einstellung des Fahrgetriebes 100 kW betragen.
• Der maximalen Getriebeleistung kann ferner stets ein Wert von 100% zugeordnet werden, da das Fahrgetriebe nicht mehr Getriebeleistung an den Fahrabtrieb abgegeben kann als die maximale Getriebeleistung. Die maximale Getriebeleistung weist somit in jedem Arbeitspunkt eine maximale Getriebeleistung von 100% auf, wobei sich der kW-Wert in Abhängigkeit der Antriebsdrehzahl und/oder der Einstellungen des Fahrgetriebes ändern kann.
• Die zumindest eine Leistungskennlinie kann ein bereits vorhandenes Diagramm sein, das beispielsweise durch Tests des Fahrgetriebes auf einem Teststand ermittelt wurde.
• Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der Limitierungswert auf die maximale Getriebeleistung angewandt wird. Dadurch ist nur noch ein Teil der maximalen Getriebeleistung am Fahrabtrieb verfügbar, so dass das Fahrgetriebe und/oder der Antrieb entsprechend entlastet werden.
• Erfindungsgemäß wird von der Getriebesteuereinheit die maximale Getriebeleistung, eine verfügbare Getriebeleistung und eine gegenwärtige Getriebeleistung des Fahrgetriebes an die Fahrzeugsteuereinheit übertragen. Wenn die maximale Getriebeleistung an die Fahrzeugsteuereinheit übertragen wird, kann beispielsweise der Bediener des Arbeitsfahrzeugs entscheiden, ob er die Limitierung der Fahrabtriebsleistung mittels des Limitierungswerts anwenden will, weil beispielsweise die Getriebeleistung für den Untergrund des Arbeitsfahrzeugs zu hoch ist. Dem Bediener wird beispielsweise über die Fahrzeugsteuereinheit die maximale Getriebeleistung in kW mitgeteilt. Da sich die maximale Getriebeleistung beispielsweise in Folge einer schwankenden Antriebsdrehzahl kontinuierlich ändern kann, kann auch die maximale Getriebeleistung kontinuierlich an die Fahrzeugsteuereinheit übertragen werden, so dass der Bediener stets die aktuelle maximale Getriebeleistung mitgeteilt bekommt.
• Die verfügbare Getriebeleistung kann das Produkt aus dem Limitierungswert und der maximalen Getriebeleistung sein, wenn der Limitierungswert beispielsweise ein multiplikativer Faktor, beispielsweise 70% bzw. 0,7, ist. Diese Berechnung kann dabei in der Getriebesteuereinheit und/oder in der Fahrzeugsteuereinheit durchgeführt werden, so dass der Bediener des Arbeitsfahrzeugs lediglich die verfügbare Fahrleistung mitgeteilt bekommt, die zur Verfügung steht.
• Des Weiteren kann auch die gegenwärtige Getriebeleistung an die Fahrzeugsteuereinheit übertragen werden. Die gegenwärtige Getriebeleistung kann beispielsweise am Fahrabtrieb gemessen werden. Die gegenwärtige Getriebeleistung kann sich beispielsweise aus dem Ausgangsmoment und einer Ausgangsdrehzahl des Fahrgetriebes ergeben. Anhand der gegenwärtigen Getriebeleistung kann der Bediener beispielsweise auch erkennen, ob und zu wieviel die verfügbare Getriebeleistung und/oder maximale Getriebeleistung erreicht ist. Die gegenwärtige Getriebeleistung kann dazu als kW-Wert an die Fahrzeugsteuereinheit übertragen werden.
• Die verfügbare Getriebeleistung und/oder die gegenwärtige Getriebeleistung werden auf die maximale Getriebeleisung des Fahrgetriebes normiert. Dadurch kann dem Bediener des Arbeitsfahrzeugs die verfügbare Getriebeleistung und/oder die gegenwärtige Getriebeleistung einfacher mitgeteilt werden. Dem Bediener können dadurch Prozentwerte mitgeteilt werden.
• Ebenso ist es von Vorteil, wenn der Limitierungswert zur Limitierung der Getriebeleistung erhöht wird, wenn eine Summe aus gegenwärtiger Getriebeleistung und einer Summe der Leistung aller Nebenverbraucher, beispielsweise über einen Nebenabtrieb des Arbeitsfahrzeugs über einer maximalen Antriebsleistung des Antriebs ist. Mit der Erhöhung des Limitierungswerts geht dabei einer Verringerung der verfügbaren Getriebeleistung einher. Am Nebenabtrieb kann beispielsweise eine Arbeitsmaschine an dem Arbeitsfahrzeug angeschlossen sein, die eine gewisse Nebenabtriebsleistung aufnimmt. Der Einfachheit halber soll angenommen werden, dass die Summe der Leistung aller Nebenverbraucher konstant bleibt und beispielhaft 50 kW beträgt. Des Weiteren soll als Beispiel die maximale Antriebsleistung des Antriebs 100 kW betragen.
• Beträgt die gegenwärtige Getriebeeingangsleistung beispielsweise 60 kW, was die Getriebesteuereinheit ermitteln kann, beträgt die Summe aus Nebenabtriebsleistung und gegenwärtiger Getriebeleistung 110 kW, so dass die maximale Antriebsleistung des Antriebs überschritten und der Antrieb überlastet ist. Daraufhin kann der Limitierungswert derart angepasst werden, dass die verfügbare Getriebeleistung nur noch 50 kW beträgt. Die Anpassung kann von der Getriebesteuereinheit und/oder von der Fahrzeugsteuereinheit durchgeführt werden. Der Limitierungswert kann aber beispielsweise auch derart gewählt werden, dass die Summe aus verfügbarer Getriebeleistung und Nebenabtriebsleistung die maximale Antriebsleistung nicht erreicht. Der Antrieb bleibt somit nie voll ausgelastet, was ebenfalls den Antrieb vor Beschädigungen schützen kann. Der Limitierungswert kann dabei auch nach einem bereits angewandten Limitierungswert geändert werden, wenn die maximale Antriebsleistung überschritten wird. Die maximale Antriebsleistung kann beispielsweise dann überschritten werden, wenn das Arbeitsfahrzeug aus einer horizontalen Fahrt in eine Bergauffahrt wechselt. Dann benötigt der Fahrabtrieb mehr Getriebeleistung, die der Antrieb neben der Nebenabtriebsleistung aufbringen muss. Die Limitierung der Getriebeleistung kann dabei dazu führen, dass sich die Fahrgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs verringert.
• Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Limitierungswert zur Limitierung der Getriebeleistung verringert wird, wenn die Summe aus gegenwärtiger Getriebeleistung und der Nebenabtriebsleistung unter der Antriebsleistung des Antriebs ist. Die maximale Getriebeleistung wird dadurch erhöht. Dadurch ist der Antrieb nicht zu 100% belastet, so dass an den Fahrabtrieb eine zusätzliche Getriebeleistung geleitet werden kann.
• Vorteilhaft ist es, wenn der Limitierungswert schrittweise erhöht oder verringert wird. Dadurch kann die verfügbare Getriebeleistung schrittweise erhöht werden, bis die höchst mögliche Getriebeleistung erreicht ist, bei der der Antrieb nicht überlastet ist. Der Limitierungswert kann dadurch auch solange erhöht werden, bis die Summe aus gegenwärtiger Getriebeleistung und Nebenabtriebsleistung unter die maximale Antriebsleistung des Antriebs gefallen ist.
• Von Vorteil ist es, wenn bei Fehlerfällen des Arbeitsfahrzeugs eine Limitierung der Getriebeleistung mittels des Limitierungswerts angewandt wird. Ein Fehlerfall kann beispielsweise sein, wenn der Antrieb durch eine über einen gewissen Zeitraum andauernde Überbelastung überhitzt ist. Dies kann die Getriebesteuereinheit und/oder die Fahrzeugsteuereinheit mit Hilfe geeigneter Sensoren erkennen und den Limitierungswert auf einen Wert setzen, der beispielsweise 20% entspricht. Die Getriebeleistung entspricht dann lediglich noch 20% der maximalen Getriebeleistung. Dadurch ist zwar eine Fahrgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs reduziert, jedoch kann damit eine Beschädigung des Antriebs verhindert werden. Der Fehlerfall kann aber auch sein, wenn das Fahrgetriebe nach einer zu langen Belastung überhitzt, wobei die Temperatur des Fahrgetriebes ebenfalls mittels eines Temperatursensors gemessen werden kann. Ist das Fahrgetriebe überhitzt, können die Getriebesteuereinheit und/oder die Fahrzeugsteuereinheit den Limitierungswert ebenfalls entsprechend ansetzen. Der Bediener kann nach der Limitierung zwar beispielsweise das Gaspedal des Arbeitsfahrzeugs vollständig betätigen, das Fahrgetriebe leitet jedoch nur noch die limitierte Getriebeleistung zum Fahrabtrieb.
• Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Limitierungswert in Abhängigkeit einer Fahrgetriebedrehzahl ermittelt wird, um die Getriebeleistung in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs zu steuern. Wenn das Arbeitsfahrzeug beispielsweise auf einem lockeren Boden steht, kann zur Verhinderung des Durchdrehens der Antriebsräder der Limitierungswert beim Anfahren des Arbeitsfahrzeugs hoch ist, so dass die Getriebeleistung verhältnismäßig stark begrenzt wird. Beispielsweise kann der Limitierungswert derart gewählt werden, dass lediglich 20 % der Getriebeleistung für den Fahrabtrieb zur Verfügung stehen. Dadurch kann beim Anfahren das Durchdrehen der Antriebsräder verhindert werden, selbst wenn beispielsweise das Gaspedal vollständig betätigt ist. Dem Fahrabtrieb stehen dann lediglich 20% der maximalen Getriebeleistung zur Verfügung. Die verfügbare Getriebeleistung beträgt dann ebenfalls lediglich 20% und kann an die Fahrzeugsteuereinheit übermittelt werden, um die verfügbare Getriebeleistung dem Bediener mitzuteilen. Steigt die Fahrgeschwindigkeit kann die Neigung der Antriebsräder durchzudrehen sinken, so dass der Limitierungswert in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit angepasst werden kann. Der Limitierungswert kann derart gewählt werden, dass mit steigender Fahrgeschwindigkeit mehr Getriebeleistung dem Fahrabtrieb zur Verfügung steht. Falls die Fahrgeschwindigkeit wieder sinkt, kann der Limitierungswert auch wieder derart angepasst werden, dass die verfügbare Getriebeleistung am Fahrabtrieb ebenfalls sinkt.
• Vorteilhaft ist es ferner, bei einem negativen Limitierungswert das Getriebe so anzusteuern, dass der Getriebeausgang und/oder der Getriebeeingang in den Schub gebracht wird,. Der negative Limitierungswert veranlasst dabei eine Getriebeansteuerung welche zu einem Leistungsfluss, der vom Fahrabtrieb zum Nebenabtrieb und/oder zum Antrieb führt. Er ist somit entgegengesetzt zu dem im Betrieb normalen Leistungsfluss, der vom Antrieb zum Fahrabtrieb und/oder zum Nebenabtrieb führt.
• Vorgeschlagen wird außerdem ein Fahrgetriebe für ein Arbeitsfahrzeug zum Antreiben eines Fahrabtriebs des Arbeitsfahrzeugs. Das Arbeitsfahrzeug kann beispielsweise eine Bau-, Land- und/oder Forstmaschine sein. Mit Hilfe des Fahrabtriebs kann das Arbeitsfahrzeug bewegt werden. Der Fahrabtrieb kann beispielsweise Antriebsräder umfassen, die über eine Achse und/oder eine Welle mit dem Fahrgetriebe verbunden sind.
• Das Fahrgetriebe umfasst zumindest eine Getriebesteuereinheit, die zumindest beim Betrieb des Arbeitsfahrzeugs das Fahrgetriebe steuern kann. Das Fahrgetriebe kann beispielsweise derart gesteuert werden, dass eine Übersetzung des Fahrgetriebes geändert wird.
• Die Getriebesteuereinheit weist eine Schnittstelle auf, über die Steuerdaten und/oder Betriebsdaten mit der Getriebesteuereinheit ausgetauscht werden können. Die Steuerdaten können beispielsweise die gewünschte Übersetzung umfassen, um eine Eingangsdrehzahl des Fahrgetriebes in eine Ausgangsdrehzahl umzusetzen. Die Betriebsdaten können die Eingangsdrehzahl, die Ausgangsdrehzahl und/oder die eingestellte Übersetzung des Fahrgetriebes umfassen.
• Das Fahrgetriebe ist dabei derart ausgebildet, dass es nach einem oder mehreren Verfahrensmerkmalen der vorangegangenen Beschreibung betreibbar ist.
• Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• 1 eine schematische Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs mit einem Antrieb und einem Antriebsstrang,
• 2 Diagramme zur Fahrleistungsberechnung,
• 3 Diagramme einer Fahrleistungsberechnung mit Limitierungen mittels Limitierungswerten und
• 4 Diagramme einer Fahrleistungsberechnung mit Limitierungen mittels Limitierungswerten.
• 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs 1. Das Arbeitsfahrzeug 1 kann beispielsweise eine Bau-, Land- und/oder Forstmaschine sein. Das Arbeitsfahrzeug 1 umfasst zumindest einen Antrieb 2, mit dem während des Betriebs des Arbeitsfahrzeugs 1 zumindest ein Fahrabtrieb 3 und/oder ein Nebenabtrieb 4 angetrieben wird. Der Fahrabtrieb 3 dient dabei dazu, das Arbeitsfahrzeug 1 zu bewegen, wozu der Fahrabtrieb 3 beispielsweise Antriebsräder antreiben kann. Am Nebenabtrieb 4 können beispielsweise Arbeitsmaschinen an das Arbeitsfahrzeug 1 angeschlossen werden. Der Nebenabtrieb 4 kann beispielsweise eine Zapfwelle umfassen, mit der ein landwirtschaftliches Gerät angetrieben werden kann. Das Arbeitsfahrzeug 1 weist ferner zumindest ein Fahrgetriebe 5 auf, mittels dem beim Betrieb des Arbeitsfahrzeugs 1 eine Fahrabtriebsleistung zu Antriebsrädern geleitet wird. Die Antriebsräder sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein erstes Hinterrad 12 und ein zweites Hinterrad 13 ausgebildet, die an einer Hinterachse 14 angeordnet sind.
• Des Weiteren weist das Arbeitsfahrzeug 1 ein erstes Vorderrad 9 und ein zweites Vorderrad 10 auf, die an einer Vorderachse 11 angeordnet sind. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Vorderräder 9, 10 nicht vom Antrieb 2 angetrieben. Zusätzlich oder alternativ können die Vorderräder 9, 10 jedoch ebenfalls vom Antrieb 2 angetrieben sein.
• Zwischen dem Antrieb 2 und dem Fahrgetriebe 5 ist ferner eine Antriebswelle 15 angeordnet, um eine Antriebsleistung vom Antrieb 2 zum Fahrgetriebe 5 zu leiten. Die Antriebswelle 15 kann eine Antriebsdrehzahl aufweisen, die der Drehzahl des Antriebs 2 entspricht. Um die Fahrabtriebsleistung vom Fahrgetriebe 5 zum Fahrabtrieb 3 zu leiten, weist das Arbeitsfahrzeug 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Abtriebswelle 16 auf, die das Fahrgetriebe 5 mit der Hinterachse 14 verbindet. Die Abtriebswelle 16 überträgt die Fahrabtriebsleistung auf die Antriebsräder, welche hier die beiden Hinterräder 12, 13, sind. Die Abtriebswelle 16 kann mit einer Abtriebsdrehzahl rotieren, die von der Antriebsdrehzahl bzw. der Motordrehzahl verschieden ist. Das Fahrgetriebe 5 kann die Antriebsdrehzahl in die Abtriebsdrehzahl umsetzen, um eine schnelle oder eine langsame Fahrt des Arbeitsfahrzeugs 1 zu ermöglichen. Die Abtriebsdrehzahl kann dabei einer Fahrgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs 1 entsprechen.
• Die Drehzahlen des Fahrgetriebes 5 können hier unterschiedliche Bezeichnungen aufweisen. Die Drehzahl, die ins Fahrgetriebe 5 geführt wird, kann als Eingangsdrehzahl oder Antriebsdrehzahl bezeichnet werden. Die Drehzahl, die aus dem Fahrgetriebe 5 heraus geführt wird, kann als Ausgangsdrehzahl oder Abtriebsdrehzahl bezeichnet werden. Selbiges kann für das Drehmoment gelten. Das Drehmoment, das in das Fahrgetriebe 5 geführt wird, kann als Eingangsmoment oder Antriebsmoment bezeichnet werden. Das Drehmoment, das aus dem Fahrgetriebe 5 heraus geführt wird, kann als Ausgangsmoment oder Abtriebsmoment bezeichnet werden.
• Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist an der Antriebswelle 15 eine Nebenabtriebswelle 17 angeordnet. Mit Hilfe der Nebenabtriebswelle 17 kann zumindest ein Teil der Antriebsleistung für den Nebenabtrieb 4 abgezweigt werden. Der Antrieb 2 treibt dadurch den Nebenabtrieb 4 und über das Fahrgetriebe 5 den Fahrabtrieb 3 an.
• Des Weiteren weist das Fahrgetriebe 5 zumindest eine hier neben dem Fahrgetriebe 5 gezeigte Getriebesteuereinheit 6 auf, die beim Betrieb des Arbeitsfahrzeugs 1 zumindest das Fahrgetriebe 5 steuert. Die Getriebesteuereinheit 6 kann auch im Fahrgetriebe 5 angeordnet sein. Die Getriebesteuereinheit 6 kann aber auch außerhalb des Fahrgetriebes 5 angeordnet sein. Mit Hilfe der Getriebesteuereinheit 6 kann beispielsweise eine Übersetzung des Fahrgetriebes 5 verändert werden. Das Fahrgetriebe 5 kann auch ein CVT-Getriebe (Continuously Variable Transmission) umfassen, das ebenfalls von der Getriebesteuereinheit 5 gesteuert werden kann. Das CVT-Getriebe ist ein stufenloses Getriebe, so dass ein Drehmoment und/oder eine Drehzahl stufenlos durch das Fahrgetriebe 5 eingestellt und weitergeleitet werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Getriebesteuereinheit 6 auch den Antrieb 2 steuern.
• Die Getriebesteuereinheit 6 umfasst ferner eine Schnittstelle 7, über die Steuerdaten und/oder Betriebsdaten mit der Getriebesteuereinheit 6 ausgetauscht werden können. Mittels den Steuerdaten kann die Getriebesteuereinheit 6 zumindest das Fahrgetriebe 5 steuern. Beispielsweise können die Steuerdaten eine Übersetzung umfassen, so dass die Getriebesteuereinheit 6 das Fahrgetriebe 5 dementsprechend steuern kann. Die Betriebsdaten können beispielsweise Betriebszustände zumindest des Fahrgetriebes 5 umfassen. Die Betriebsdaten können die Drehzahlen und/oder die Übersetzung des Fahrgetriebes 5 umfassen.
• Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann mit Hilfe der Schnittstelle 7 eine Verbindung zwischen der Getriebesteuereinheit 6 und einer Fahrzeugsteuereinheit 8 hergestellt werden. Die Verbindung kann gemäß 1 eine Datenverbindung 18 sein, welche beispielsweise als ein CAN-Bus ausgebildet ist. Über die Datenverbindung 18 können die Steuerdaten und/oder die Betriebsdaten zwischen der Getriebesteuereinheit 6 und der Fahrzeugsteuereinheit 8 ausgetauscht werden.
• Da der Antrieb 2 den Nebenabtrieb 4 und den Fahrabtrieb 3 antreibt, kann der Antrieb 2 in bestimmten Fahrsituationen des Arbeitsfahrzeugs 1 oder Arbeitsbelastungen der Arbeitsmaschine am Nebenabtrieb 4 überlastet werden. Fährt das Arbeitsfahrzeug 1 beispielswese einen Hang mit einer konstanten Fahrgeschwindigkeit hinauf, muss der Antrieb 2 eine entsprechende Fahrabtriebsleistung aufbringen. Die für die Bergauffahrt benötigte Fahrabtriebsleistung und die zusätzlich am Nebenabtrieb 4 abgezweigte Leistung können zusammen über eine maximale Antriebsleistung des Antriebs 2 steigen. Der Antrieb 2 wird dadurch überbelastet werden.
• In einer anderen Fahrsituation kann es vorteilhaft sein, wenn dem Fahrabtrieb 3 nicht die maximal mögliche Fahrabtriebsleistung zugeführt wird. Bewegt sich das Arbeitsfahrzeug 1 beispielsweise über einen unbefestigten Boden, beispielsweise einen Waldboden, kann eine zu hohe Fahrabtriebsleistung zu einem Schlupf der Antriebsräder und dadurch zu einer Beschädigung des Bodens kommen.
  Zwar ist es bei den Fahrsituationen möglich, dass ein Bediener des Arbeitsfahrzeugs 1 die Fahrabtriebsleistung beispielsweise über ein Gaspedal regelt, jedoch kann es bei einer unvorsichtigen Bedienung trotzdem zum Schlupf der Antriebsräder oder zu einer Überlastung des Antriebs 2 kommen.
• Mittels eines Limitierungswerts kann die Fahrabtriebsleistung begrenzt werden. Mit Hilfe der Limitierung der Fahrabtriebsleistung mittels des Limitierungswerts kann auch bei voll betätigtem Gaspedal lediglich die limitierte zum Fahrabtrieb 3 geleitet werden.
• Über die Schnittstelle 7 kann von der Fahrzeugsteuereinheit 8 der Getriebesteuereinheit 6 für die Limitierung der Fahrabtriebsleistung der Limitierungswert übermittelt werden, so dass die Getriebesteuereinheit 6 das Fahrgetriebe 5 in Abhängigkeit des Limitierungswerts steuert.
• Dabei kann der Limitierungswert als ein prozentualer Limitierungswert ausgebildet sein, der die maximale Getriebeleistung durch das Fahrgetriebe 5 prozentual limitiert. Der Limitierungswert kann beispielsweise 70% betragen, so dass die Getriebesteuereinheit 6 das Fahrgetriebe 5 derart steuert, dass lediglich 70% der maximal möglichen Fahrabtriebsleistung zum Fahrabtrieb 3 geleitet werden. Dadurch kann beispielsweise ein Schlupf der Antriebsräder, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Hinterräder 12, 13 sind, verhindert werden. Außerdem ist der Limitierungswert vorteilhaft, da der Bediener des Arbeitsfahrzeugs 1 bei der Fahrsituation des Arbeitsfahrzeugs 1 nicht mehr die Fahrabtriebsleistung, beispielsweise mit dem Gaspedal, steuern muss. Das Gaspedal kann trotzdem maximal betätigt werden. Eine Ansteuerung des Gaspedals zu 100% entspricht nunmehr den beispielhaft beschriebenen 70% der maximalen Fahrabtriebsleistung.
• Vorteilhafterweise kann der Bediener des Arbeitsfahrzeugs 1 den Limitierungswert mit Hilfe der Fahrzeugsteuereinheit 8 manuell eingeben. Er stellt dazu beispielsweise manuell die eben beschriebenen 70% als Limitierungswert ein. Der Bediener kann zusätzlich oder alternativ aber auch ein Fahrprogramm an der Fahrzeugsteuereinheit 8 eingeben. Das Fahrprogramm beinhaltet beispielsweise eine Information darüber, dass sich das Arbeitsfahrzeug 1 auf Waldboden bewegt. Dies kann der Bediener auswählen und die Fahrzeugsteuereinheit 8 erstellt automatisch einen dazugehörigen Limitierungswert, welcher dann über die Datenverbindung 18 an die Getriebesteuereinheit 6 übermittelt wird.
• Die Getriebesteuereinheit 6 kann ferner eine aktuell verfügbare maximale Getriebeleistung berechnen, welche auf die maximale Getriebeleistung des Fahrgetriebes 5 bezogen sein kann. Die aktuell verfügbare maximale Getriebeleistung kann ein Prozentwert sein, der sich auf die limitierte Getriebeleistung bezieht. Limitiert beispielsweise die Getriebesteuereinheit 6 selbstständig die Getriebeleistung, ist dies für den Bediener zunächst nicht unmittelbar erkennbar. Daher kann die aktuell verfügbare Getriebeleistung erstellt werden und an die Fahrzeugsteuereinheit 8 übermittelt werden, wobei diese dann für den Bediener angezeigt werden kann. Die aktuell verfügbare Getriebeleistung kann beispielsweise ein Prozentwert sein, der auf die maximale Getriebeleistung bezogen ist. Der Bediener kann dann beispielsweise erkennen, dass lediglich 30% der maximalen Getriebeleistung verfügbar sind. Die aktuell verfügbare Getriebeleistung kann aber auch einen kW-Wert umfassen. Beispielsweise kann dem Bediener beispielsweise mitgeteilt werden, dass lediglich 50 kW Getriebeleistung zur Verfügung stehen.
• Des Weiteren kann die Getriebesteuereinheit 6 beispielsweise eine gegenwärtige Getriebeleistung ermitteln. Die Getriebesteuereinheit 6 kann dazu die Einstellungen, Übersetzung und/oder Drehzahlen, des Fahrgetriebes 5 messen und daraus die gegenwärtige Getriebeleistung ermitteln, die momentan am Fahrabtrieb 3 anliegt. Die gegenwärtige Getriebeleistung kann als Prozentwert angegeben werden, der auf die maximale Getriebeleistung bezogen ist. Die gegenwärtige Getriebeleistung kann aber auch ein kW-Wert sein. Die gegenwärtige Getriebeleistung kann außerdem über die Datenverbindung 18 an die Fahrzeugsteuereinheit 8 übermittelt werden, um diese beispielsweise dem Bediener mitzuteilen.
• Vorteilhaft ist es auch, wenn die Getriebesteuereinheit 6 und/oder die Fahrzeugsteuereinheit 8 eine Differenz aus verfügbarer Getriebeleistung und gegenwärtiger Getriebeleistung ermittelt, um eine noch verfügbare Getriebeleistung zu ermitteln. Diese noch verfügbare Getriebeleistung kann an den Bediener mitgeteilt werden, so dass dieser Kenntnis erhält, um welchen Betrag er die Getriebeleistung noch erhöhen kann.
• 2 zeigt ein Beispiel eines Diagramms einer Fahrleistungsberechnung 19. Auf der x-Achse des Diagramms ist im vorliegenden Beispiel eine Drehzahl 20 des Fahrgetriebes 5 aufgetragen. Die Drehzahl 20 kann beispielsweise die Ausgangsdrehzahl bzw. eine Abtriebsdrehzahl des Fahrgetriebes 5 sein, die zum Fahrabtrieb 3 geleitet wird. Auf der y-Achse des Diagramms ist im vorliegenden Beispiel ein Drehmoment 21 des Fahrgetriebes 5 aufgetragen. Das Drehmoment 21 kann beispielsweise das Ausgangsmoment des Fahrgetriebes 5 sein, das zum Fahrabtrieb 3 geleitet wird. Ein erster Verlauf 24 des Diagramms der Fahrleistungsberechnung 19 kann somit einen Zusammenhang zwischen der Ausgangsdrehzahl und dem Ausgangsmoment des Fahrgetriebes 5 zeigen. Beispielsweise sinkt bei steigender Ausgangsdrehzahl das Ausgangsmoment. Aus der Ausgangsdrehzahl und dem Ausgangsmoment kann beispielsweise mittels Multiplikation die Fahrabtriebsleistung berechnet werden. Die Fahrabtriebsleistung kann somit aus diesen beiden Werten ermittelt werden, wobei die Fahrabtriebsleistung insbesondere mit der Ausgangsdrehzahl und dem Ausgangsmoment variieren kann.
• Mittels eines anderen, hier nicht gezeigtes Diagramms kann beispielsweise für eine gegebene und insbesondere konstante Antriebsdrehzahl des Antriebs 2 die Fahrabtriebsleistung in Abhängigkeit der Ausgangsdrehzahl ermittelt werden. Ein derartiges Diagramm der Fahrleistungsberechnung 19 kann dabei von dem hier gezeigten Diagramm abweichen. Die Fahrleistungsberechnung 19 kann empirisch ermittelt sein. Die Fahrleistungsberechnung 19 kann beispielsweise auf einem Teststand ermittelt werden.
• In der Getriebesteuereinheit 6 und/oder in der Fahrzeugsteuereinheit 8 können ferner eine Vielzahl an Fahrleistungsberechnungen 19 hinterlegt sein, die zueinander einen anderen Verlauf aufweisen können und verschiedenen Einstellungen, beispielsweise Übersetzung des Fahrgetriebes 5 und/oder Antriebsdrehzahl des Antriebs 2, zugeordnet sind. Mittels der Fahrleistungsberechnung 19 ist es möglich, zu jedem Zeitpunkt bzw. zu jedem Arbeitspunkt des Arbeitsfahrzeugs 1 die maximale Getriebeleistung zu ermitteln.
• 2 zeigt des Weiteren eine Normierung 22 der Fahrleistungsberechnung 19. Auf der x-Achse kann wieder die Drehzahl 20, insbesondere die Ausgangsdrehzahl des Fahrgetriebes 5, aufgetragen sein. Auf der y-Achse der Normierung 22 kann die verfügbare Fahrabtriebsleistung 23 aufgetragen sein, die in einem bestimmten Arbeitspunkt des Fahrgetriebes 5 und/oder des Antriebs 2 an den Fahrabtrieb 3 geleitet werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die verfügbare Fahrabtriebsleistung 23 auf 100% normiert, so dass ein zweiter Verlauf 25 des Diagramms eine konstante Linie bei 100% ist. Gemäß der Normierung 22 der 2 ist die verfügbare Fahrabtriebsleistung 23 die maximale Fahrabtriebsleistung. Der Limitierungswert entspricht in diesem Beispiel 100%, so dass die Fahrabtriebsleistung nicht limitiert ist.
• 3 zeigt ein Diagramm einer Fahrleistungsberechnung 19 mit einer Limitierung mittels eines Limitierungswerts. Gemäß der Fahrleistungsberechnung 19 der 3 ist das Drehmoment 21, beispielsweise das Ausgangsmoment des Fahrgetriebes 5, wieder gegen die Drehzahl 20, beispielsweise die Ausgangsdrehzahl des Fahrgetriebes 5, aufgetragen. Dabei können der erste Verlauf 24 und der zweite Verlauf 25 den Verläufen der Diagramme der 2 entsprechen.
• Der erste Verlauf 24 kann beispielsweise einer maximalen Fahrabtriebsleistung entsprechen, die das Fahrgetriebe 5 an den Fahrabtrieb 3 abgeben kann. Der erste Verlauf 24 entspricht dem zweiten Verlauf 25 der Normierung 22. Der zweite Verlauf 25 entspricht beispielsweise 100% des ersten Verlaufs 24, der der maximalen Fahrabtriebsleistung entspricht.
• Die Fahrleistungsberechnung 19 weist ferner einen dritten Verlauf 26 und einen fünften Verlauf 28 auf. Der dritte Verlauf 26 zeigt beispielsweise das Drehmoment 21 in Abhängigkeit der Drehzahl 20, wobei ein Limitierungswert von 50% angewendet ist. Beispielsweise kann die Getriebesteuereinheit 6 das Fahrgetriebe 5 derart ansteuern, dass gemäß des dritten Verlaufs 26 in Abhängigkeit der Drehzahl 20 lediglich das Drehmoment 21 an den Fahrabtrieb 3 abgegeben werden kann. Mittels der Absenkung des Drehmoments 21 gemäß dem dritten Verlauf 26 gegenüber dem ersten Verlauf 24 wird ebenso die Fahrabtriebsleistung abgesenkt. Es steht am Fahrabtrieb 3 nicht mehr die maximale Fahrabtriebsleistung zur Verfügung, die durch den ersten Verlauf 24 beschrieben wird, sondern nur noch 50% der maximalen Fahrabtriebsleistung gemäß dem dritten Verlauf 26. Der dritte Verlauf 26 kann die verfügbare Fahrabtriebsleistung 23 beschreiben, die in diesem Beispiel 50% beträgt.
• Selbiges gilt für den fünften Verlauf 28, welcher beispielsweise einen Limitierungswert von 25% beschreibt, so dass nur noch 25% der maximalen Fahrabtriebsleistung vom Fahrgetriebe 5 abgegeben werden können.
• In der Normierung 22 sind ferner ein vierter Verlauf 27 und ein sechster Verlauf 29 gezeigt. Der vierte Verlauf 27 kann dem dritten Verlauf 26 der Fahrleistungsberechnung 19 entsprechen, wobei der vierte Verlauf 27 einen in diesem Beispiel konstanten Wert von 50% aufweist. Die verfügbare Fahrabtriebsleistung 23 beträgt nunmehr lediglich 50% der maximalen Fahrabtriebsleistung gemäß beispielsweise dem ersten Verlauf 24. Der sechste Verlauf 29 weist einen konstanten Wert von 25% auf, so dass gemäß diesem Beispiel lediglich 25% der maximalen verfügbar sind. Der sechste Verlauf 29 entspricht beispielsweise dem fünften Verlauf 28 der Fahrleistungsberechnung 19.
• 4 zeigt Diagramme einer Fahrleistungsberechnung 19 mit Limitierungen mittels Limitierungswerten gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dabei soll lediglich auf die wesentlichen Unterschiede zu den vorangegangenen Figuren eingegangen werden. Gemäß dem fünften Verlauf 28 der Fahrleistungsberechnung 19 ist der Limitierungswert in Abhängigkeit der Drehzahl 20 nicht konstant, wie beispielsweise auch der dazugehörige sechste Verlauf 29 der Normierung 22 zeigt. Der Limitierungswert beträgt beispielsweise bei einer ersten Drehzahl 32 ca. 80%, wie anhand des fünften und sechsten Verlaufs 28, 29 zu erkennen ist. Gemäß der Fahrleistungsberechnung 19 kann das Fahrgetriebe 5 lediglich ein Drehmoment 21 ausgeben, das unter dem ersten Verlauf 24 liegt, welcher die maximale Fahrabtriebsleistung beschreibt. Steigt die Drehzahl 20 von der ersten Drehzahl 32 bis zu einer zweiten Drehzahl 33, womit auch eine Zunahme der Fahrgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs 1 verbunden sein kann, steigt auch der Limitierungswert kontinuierlich, bis dieser bei der zweiten Drehzahl 33 100% erreicht. Der fünfte Verlauf 28 nähert sich dem ersten Verlauf 24 an, der die maximale Fahrabtriebsleistung in einem gewissen Arbeitspunkt beschreibt. Des Weiteren nähert sich der sechste Verlauf 29 dem zweiten Verlauf 25 an. Ein derartiger drehzahlabhängiger Limitierungswert kann beispielsweise eingestellt werden, wenn sich das Arbeitsfahrzeug 1 auf einem lockeren Boden in Bewegung setzt. Um ein Durchdrehen der Räder zu verhindern, kann die Fahrabtriebsleistung bei niedrigen Drehzahlen 20 verringert werden. Wenn sich das Arbeitsfahrzeug 1 bewegt, kann die Fahrabtriebsleistung erhöht werden.
• Der Limitierungswert kann aber auch so gewählt werden, dass die Fahrabtriebsleistung gemäß dem siebten Verlauf 30 der Fahrleistungsberechnung 19 limitiert wird. Die Fahrabtriebsleistung steigt von der ersten Drehzahl 32 an und erreicht bei der dritten Drehzahl 34 die maximale Fahrabtriebsleistung. Der achte Verlauf 31 der Normierung 22 beschreibt beispielsweise die verfügbare Fahrabtriebsleistung 23 in Abhängigkeit der Drehzahl 20. Die verfügbare Fahrabtriebsleistung 23 erreicht bei der dritten Drehzahl 34 100% der maximalen Fahrabtriebsleistung.
• 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

Arbeitsfahrzeug

2

Antrieb

3

Fahrabtrieb

4

Nebenabtrieb

5

Fahrgetriebe

6

Getriebesteuereinheit

7

Schnittstelle

8

Fahrzeugsteuereinheit

9

erstes Vorderrad

10

zweites Vorderrad

11

Vorderachse

12

erstes Hinterrad

13

zweites Hinterrad

14

Hinterachse

15

Antriebswelle

16

Abtriebswelle

17

Nebenabtriebswelle

18

Datenverbindung

19

Fahrleistungsberechnung

20

Drehzahl

21

Drehmoment

22

Normierung

23

verfügbare Fahrabtriebsleistung

24

erster Verlauf

25

zweiter Verlauf

26

dritter Verlauf

27

vierter Verlauf

28

fünfter Verlauf

29

sechster Verlauf

30

siebter Verlauf

31

achter Verlauf

32

erste Drehzahl

33

zweite Drehzahl

34

dritte Drehzahl

Claims (12)

1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrgetriebes (5) eines Arbeitsfahrzeugs (1), insbesondere einer Bau-, Land- und/oder Forstmaschine, wobei dem Fahrgetriebe (5) beim Betrieb des Arbeitsfahrzeugs von einem Antrieb (2) eine Antriebsleistung zugeführt wird und das Fahrgetriebe (5) eine Getriebeleistung an einen Fahrabtrieb (3) ausgibt, wobei das Fahrgetriebe (5) zumindest eine Getriebesteuereinheit (6) aufweist, die beim Betrieb des Arbeitsfahrzeugs (1) zumindest das Fahrgetriebe (5) steuert, und wobei die Getriebesteuereinheit (6) eine Schnittstelle (7) aufweist, über die mit einer Fahrzeugsteuereinheit (8) Steuerdaten und/oder Betriebsdaten ausgetauscht werden können, wobei über die Schnittstelle (7) von der Fahrzeugsteuereinheit (8) an die Getriebesteuereinheit (6) ein Limitierungswert zur Limitierung der Getriebeleistung übermittelt wird, und wobei die Getriebesteuereinheit (6) das Fahrgetriebe (5) in Abhängigkeit des Limitierungswerts steuert, dadurch gekennzeichnet, dass von der Getriebesteuereinheit (6) die maximale Getriebeleistung, eine verfügbare Getriebeleistung (23) und eine gegenwärtige Getriebeleistung des Fahrgetriebes (5) an die Fahrzeugsteuereinheit (8) übertragen wird, wobei die verfügbare Getriebeleistung (23) und/oder die gegenwärtige Getriebeleistung auf die maximale Getriebeleistung des Fahrgetriebes (5) normiert werden.
2. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Limitierungswert von einer Fahrzeugsteuereinheit (8) ermittelt und/oder erstellt wird.
3. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Limitierungswert manuell von einem Bediener des Arbeitsfahrzeugs (1) eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Getriebesteuereinheit und/oder in der Fahrzeugsteuereinheit (6, 8) zumindest eine Leistungskennlinie hinterlegt ist, mittels der die Getriebesteuereinheit und/oder die Fahrzeugsteuereinheit (6, 8) in Abhängigkeit zumindest einer Ausgangsdrehzahl des Fahrgetriebes (5) und/oder einer Antriebsdrehzahl des Antriebs (2) eine maximale Getriebeleistung des Fahrgetriebes (5) ermittelt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Getriebeleistung auf den Limitierungswert limitiert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Limitierungswert zur Limitierung der Getriebeleistung erhöht wird, wenn die Summe aus der Getriebeeingangsleistung und allen weiteren Nebenverbrauchern über einer maximalen Antriebsleistung des Antriebs (2) ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Limitierungswert zur Limitierung der Fahrabtriebsleistung verringert wird, wenn die Summe aus gegenwärtiger Getriebeeingangsleistung und die Summe der Leitung aller weiteren Nebenverbraucher unter der Antriebsleistung des Antriebs (2) ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Limitierungswert schrittweise erhöht oder verringert wird.
9. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Fehlerfällen des Arbeitsfahrzeugs (1) eine Limitierung der Getriebeleistung mittels des Limitierungswerts angewandt wird.
10. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Limitierungswert in Abhängigkeit einer Drehzahl des Antriebs (2) ermittelt wird, um die Getriebeleistung in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (1) zu steuern.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem negativen Limitierungswert das Fahrgetriebe (5) derart gesteuert wird, dass das Getriebeeingangsdrehmoment negativ wird.
12. Fahrgetriebe (5) für ein Arbeitsfahrzeug (1), insbesondere einer Bau-, Land- und/oder Forstmaschine, zum Antreiben eines Fahrabtriebs (3) des Arbeitsfahrzeugs (1), mit zumindest einer Getriebesteuereinheit (6), die zumindest das Fahrgetriebe (5) steuern kann, wobei die Getriebesteuereinheit (6) eine Schnittstelle (7) aufweist, über die Steuerdaten und/oder Betriebsdaten mit der Getriebesteuereinheit (6) ausgetauscht werden können, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgetriebe (5) derart ausgebildet ist, dass es nach einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 betreibbar ist.

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