DE102018201352A1 - Verfahren und Einrichtung zum Umkehren der Drehrichtung in einem Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine - Google Patents

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Abstract

Offenbart ist ein Verfahren zum Umkehren der Drehrichtung in einem Antriebsstrang (1) einer Arbeitsmaschine. Der Antriebsstrang weist ein Wendegetriebe (3) mit Richtungskupplungen (6, 7) auf. Zum Umkehren der Drehrichtung wird eine der Richtungskupplungen (6) geöffnet und die andere Richtungskupplung (7) geschlossen. In Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen einer erwarteten Temperatur (Terw) der zu schließenden Richtungskupplung (7) bei Reibschluss und einer vorgegebenen Grenztemperatur (Tgrenz) wird ein Energieeintrag in die zu schließende Richtungskupplung (7) durch den Richtungswechsel gesteuert. Die Steuerung erfolgt so, dass die Temperatur (T) der zu schließenden Richtungskupplung die Grenztemperatur (Tgrenz) nicht überschreitet.

Description

  • In bekannten Wendegetrieben werden zum Richtungswechsel Wendekupplungen verwendet. Diese Wendekupplungen, auch Richtungskupplungen genannt, werden je nach gewünschter Drehrichtung einer Abtriebswelle des Getriebes geöffnet oder geschlossen. Die Änderung der Drehrichtung der Abtriebswelle führt zu einer Änderung einer Fahrtrichtung eine Arbeitsmaschine.
  • Um einen Richtungswechsel durchzuführen, wird die Richtungskupplung der aktuellen Fahrtrichtung geöffnet und die Richtungskupplung der neuen Fahrtrichtung modelliert geschlossen. Ein solcher Fahrtrichtungswechsel bzw. eine solche Umkehrung der Drehrichtung wird auch als Reversierung bezeichnet.
  • Mit jeder Reversierung erfolgt ein Energieeintrag in die Richtungskupplung, wodurch die Richtungskupplung erwärmt wird. Beim Betrieb von Arbeitsmaschinen können mehrere Reversierungen in kurzen Zeitabständen aufeinander folgen. Ist dies der Fall, besteht die Möglichkeit, dass sich die Richtungskupplungen nicht ausreichend abkühlen können, bevor diese erneut betätigt werden.
  • Die Temperatur der Richtungskupplungen kann sich deshalb so weit erhöhen, dass es zu einer Schädigung der Richtungskupplung kommen kann. Um eine Schädigung zu vermeiden, kann bei Überschreiten einer Grenztemperatur eine Betätigung der Richtungskupplung verhindert werden. Anders gesagt kann eine Richtungskupplung, welche eine zu hohe Temperatur aufweist, geöffnet werden und in diesem Zustand gehalten werden, bis eine ausreichende Abkühlung dieser Richtungskupplung erfolgt ist. Eine von einem Nutzer beabsichtigte Reversierung kann demnach bei zu hoher Temperatur einer Richtungskupplung abgebrochen werden. Dies führt zu einer geringeren Maschinenverfügbarkeit und zu Produktivitätsverlusten durch unnötige Stillstandzeiten.
  • Die DE 198 30 953 A1 offenbart einen Antriebsstrang mit einem Wendegetriebe zur Durchführung eines Fahrtrichtungswechsels. Das Wendegetriebe weist eine Kupplung für Vorwärtsfahrt und eine Kupplung für Rückwärtsfahrt auf, die bei einer Reversierung betätigt werden.
  • Es ist eine Aufgabe, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Umkehren der Drehrichtung in einem Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine zu schaffen, welche die Maschinenverfügbarkeit verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Umkehren der Drehrichtung in einem Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine. Eine Arbeitsmaschine kann insbesondere eine Baumaschine oder eine Landmaschine sein. Der Antriebsstrang kann ein Wendegetriebe mit Richtungskupplungen aufweisen. Das Wendegetriebe kann einen Planetensatz aufweisen, der bei Vorwärtsfahrt beispielsweise verlustfrei als Block umlaufen kann, wenn eine Richtungskupplung für Vorwärtsfahrt geschlossen ist. Wird die Drehrichtung umgekehrt, um eine Rückwärtsfahrt zu bewirken, wird die Richtungskupplung für Vorwärtsfahrt geöffnet und die Richtungskupplung für Rückwärtsfahrt geschlossen. Der Kraftfluss über den Planetensatz bleibt gleich. Der Planetensatz hat die Aufgabe der Übersetzungsverstellung.
  • Der Antriebsstrang kann eine Antriebsmaschine, beispielsweise eine Brennkraftmaschine aufweisen. Der Antriebsstrang kann eine Steuereinrichtung zum automatischen Umkehren der Drehrichtung und damit der Fahrtrichtung aufweisen. Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um einzelne Komponenten des Antriebsstrangs, beispielsweise die Antriebsmaschine oder die Richtungskupplungen, oder mehrere Komponenten des Antriebsstrangs anzusteuern.
  • Unter einer Drehrichtungsumkehr kann ein Fahrtrichtungswechsel der Arbeitsmaschine verstanden werden. Der Vorgang der Drehrichtungsumkehr wird auch als Reversierung bezeichnet. Eine solche Drehrichtungsumkehr bzw. ein solcher Fahrtrichtungswechsel kann über ein Bedienelement durch einen Fahrer eingeleitet werden. In Reaktion auf die Betätigung des Bedienelements kann die Arbeitsmaschine entsprechend einer vorgegebenen Fahrstrategie in der alten Fahrtrichtung verzögert und wieder in der neuen Fahrtrichtung beschleunigt werden.
  • Eine solche Fahrstrategie kann beispielsweise einen vorbestimmten Abbau der Kupplungsdifferenzdrehzahl zwischen einer Kupplungseingangsdrehzahl und einer Kupplungsausgangsdrehzahl der Wendekupplung über die Zeit umfassen. Der Abbau der Kupplungsdifferenzdrehzahl ist bei der vorgegebenen Fahrstrategie festgelegt und erfolgt durch Schließen einer zu schließenden Richtungskupplung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt und mit einem vorbestimmten Druck oder Kupplungsmoment. Durch die erzeugte Reibung wird die Kupplungsdifferenzdrehzahl verringert. Ein solcher Abbau der Kupplungsdifferenzdrehzahl über die Zeit wird daher auch als Reibarbeit bezeichnet.
  • Das Verfahren eignet sich zur Verwendung in einem stufenlos verstellbaren leistungsverzweigten Getriebe, in einem Lastschaltgetriebe mit einem Drehmomentwandler oder in einem Hydrostatgetriebe mit Reversierkupplungen.
  • Zum Umkehren der Drehrichtung bzw. zum Wechseln der Fahrtrichtung wird eine der Richtungskupplungen geöffnet und die andere Richtungskupplung geschlossen. Die Richtungskupplungen können Lamellenkupplungen sein.
  • Das Verfahren und die Vorrichtung basieren auf der Erkenntnis, dass durch eine gezielte Einleitung von Maßnahmen zur Vermeidung einer übermäßigen Erhöhung der Richtungskupplungstemperatur ein Inaktivschalten der Richtungskupplung aufgrund von Überhitzung vermieden werden kann. Insbesondere kann der Fahrtrichtungswechsel so vorgenommen werden, dass die Temperatur einer zu schließenden Kupplung bei Reibschluss eine vorbestimmte Grenztemperatur nicht überschreitet. Auf diese Weise wird ein Zustand, bei dem eine Richtungskupplung zur Abkühlung neutral geschaltet werden muss, vermieden.
  • Dabei wird in Abhängigkeit vom Abstand einer erwarteten Temperatur einer zu schließenden Richtungskupplung nach Reibschluss zur vorgegebenen Grenztemperatur ein durch den Richtungswechsel normalerweise bewirkter Energieeintrag in die zu schließende Richtungskupplung angepasst. Der Abstand zwischen erwarteter Temperatur und Grenztemperatur wird auch als Temperaturdifferenz bezeichnet.
  • Der durch den Richtungswechsel normalerweise bewirkte Energieeintrag ist der Energieeintrag, der auftreten würde, wenn der Richtungswechsel mit einer vorbestimmten bzw. voreingestellten Fahrstrategie vorgenommen wird. Die voreingestellte Fahrstrategie für Fahrtrichtungswechsel kann für die Arbeitsmaschine vorgegeben sein. Die voreingestellte Fahrstrategie kann für Fahrtrichtungswechsel immer dann verwendet werden, wenn der Abstand bzw. die Temperaturdifferenz ausreichend groß ist und zumindest nicht null ist. Die voreingestellte Fahrstrategie kann beispielsweise so gewählt werden, dass bei einer Drehrichtungsumkehr eine gleichmäßige Verzögerung der Arbeitsmaschine und eine gleichmäßige Beschleunigung der Arbeitsmaschine erfolgen. Vorteilhafterweise erfolgt die Drehrichtungsumkehr so, dass die Arbeitsmaschine die Fahrtrichtung ohne ruckartige Bewegung ändert. Die Verzögerung der Arbeitsmaschine in der aktuellen Fahrtrichtung und die Beschleunigung der Arbeitsmaschine in der neuen Fahrtrichtung können gleich groß sein.
  • Der Energieeintrag in eine Richtungskupplung durch eine Drehrichtungsumkehr ist abhängig von einer Ausgangsdrehzahl des Wendegetriebes bzw. einer Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine beim Eintritt in die Reversierung. Unter Eintritt in die Reversierung kann der Zeitpunkt verstanden werden, zu dem die zu schließende Richtungskupplung mit Drehmoment beaufschlagt und modelliert geschlossen wird. Je höher die Ausgangsdrehzahl des Wendegetriebes bzw. die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine beim Eintritt in die Kupplungsreversierung ist, umso höher ist die zu verrichtende Reibarbeit der Richtungskupplung zum Erreichen von Reibschluss bzw. zum Abbau der Kupplungsdifferenzdrehzahl. Dementsprechend entsteht dann, wenn die Richtungskupplung zu einem Zeitpunkt geschlossen wird, bei dem die Ausgangsdrehzahl hoch ist, mehr Wärme in der Richtungskupplung.
  • Der Energieeintrag kann demnach dadurch verringert werden, dass die Einleitung des Richtungswechsels nicht zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, sondern zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt wird. Die Ausgangsdrehzahl kann bis zu dem späteren Zeitpunkt so verringert werden, dass bei einem Schließen der Richtungskupplung zu diesem späteren Zeitpunkt ein entsprechend verringerter Energieeintrag in die Richtungskupplung erforderlich ist, um die Drehrichtung umzukehren. Bei entsprechend hoher Ist-Temperatur der zu schließenden Richtungskupplung kann diese beispielsweise erst geschlossen werden, wenn die Ausgangsdrehzahl null ist, also bei stehender Arbeitsmaschine. Anders gesagt kann eine maximale Ausgangsdrehzahl bzw. Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine für einen Eintritt in die Kupplungsreversierung vorgegeben werden. Bei einer kleinen Temperaturdifferenz wird die Richtungskupplung erst nahe Stillstand der Ausgangswelle bzw. im äußersten Fall nur im Stillstand der Ausgangswelle zugelassen. Dadurch wird die vorgegebene Fahrstrategie geändert und der Energieeintrag in die Richtungskupplung verringert.
  • Der Energieeintrag in die zu schließende Richtungskupplung durch eine Drehrichtungsumkehr ist auch abhängig von einer Reversieraggressivität. Unter Reversieraggressivität ist die Verzögerungs- und Beschleunigungsdynamik der Ausgangswelle bzw. des Fahrzeugs zu verstehen. Insbesondere entspricht die Reversieraggressivität einer Reduzierung der Drehzahl und anschließender Erhöhung der Drehzahl in umgekehrter Richtung pro Zeiteinheit. Eine hohe Reversieraggressivität liegt vor, wenn eine große Drehzahländerung pro Zeiteinheit erfolgt. Anders gesagt liegt eine hohe Reversieraggressivität vor, wenn der Gradient der Ausgangsdrehzahl bei der Reversierung hoch ist. Eine vorbestimmte Reversieraggressivität kann durch die voreingestellte Fahrstrategie vorgeben sein. Die Reversieraggressivität kann so angepasst werden, dass diese umso geringer wird, je geringer die Temperaturdifferenz ist. Anders gesagt kann die Reversieraggressivität von einer vorgegebenen Reversieraggressivtiät in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz angepasst werden. Durch Reduzieren der Reversieraggressivität wird die Kupplungsbelastung beim Reversieren reduziert.
  • Der Energieeintrag in die zu schließende Richtungskupplung durch eine Drehrichtungsumkehr ist auch abhängig von einer Kupplungsdifferenzdrehzahl bzw. einer IstDrehzahl der Antriebsmaschine, wenn die Richtungskupplung eingangsseitig mit der Antriebsmaschine verbunden ist. Um den Energieeintrag in die zu schließende Richtungskupplung zu reduzieren, kann die Eingangsdrehzahl durch Vorgabe einer niedrigeren Solldrehzahl der Antriebsmaschine reduziert werden. Die Differenzdrehzahl an den Richtungskupplungen korrespondiert direkt mit der Eingangsdrehzahl. Daher führt eine niedrige Antriebsmaschinendrehzahl zu einer niedrigeren Differenzdrehzahl in der Richtungskupplung und somit zu weniger Reibarbeit bzw. Energieeintrag in die Richtungskupplung.
  • Der Energieeintrag in die zu schließende Richtungskupplung durch eine Drehrichtungsumkehr ist auch abhängig von einer Kupplungsrutschdauer. Unter Kupplungsrutschdauer ist die Zeit zu verstehen, die benötigt wird, bis in der Kupplung Reibschluss vorliegt. Bei Reibschluss drehen Kupplungshälften der Richtungskupplung synchron. Die Kupplungsrutschdauer ist abhängig von der Ausgangsdrehzahl bei Eintritt in die Reversierung und der geforderten Reversieraggressivität. Durch Anpassung der Kupplungsrutschdauer ausgehend von einer voreingestellten Kupplungsrutschdauer kann demnach eine Festlegung der Ausgangsdrehzahl bei Eintritt in die Reversierung und der Reversieraggressivität erfolgen.
  • Der Energieeintrag kann auf eine der vorstehend beschriebenen Arten oder durch eine Kombination der vorstehend beschriebenen Arten verringert werden. Auf diese Weise kann die zu schließende Richtungskupplung stets betätigt werden, da eine unzulässige Erhöhung der Richtungskupplungstemperatur durch Anpassung der Fahrstrategie vermieden wird.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann in einem ersten Schritt eine Ist-Temperatur der zu schließenden Richtungskupplung ermittelt werden. Das Ermitteln der Ist-Temperatur kann ein rechnerisches Ermitteln oder Schätzen der Ist-Temperatur oder ein Messen der Ist-Temperatur sein.
  • In einem weiteren Schritt kann die erwartete Temperatur der zu schließenden Richtungskupplung bei Reibschluss ermittelt werden. Die erwartete Temperatur kann basierend auf der ermittelten Ist-Temperatur und einer prognostizierten Temperaturerhöhung aufgrund einer vorbestimmten Fahrstrategie bei der Drehrichtungsumkehr ermittelt werden. Wie vorstehend erwähnt, kann eine Fahrstrategie vorgegeben sein. Anders gesagt kann eine allgemeine Fahrstrategie oder Standard-Fahrstrategie vorgegeben sein, von der bedarfsweise abgewichen wird.
  • In einem weiteren Schritt kann die Temperaturdifferenz zwischen erwarteter Temperatur und Grenztemperatur ermittelt werden.
  • In einem weiteren Schritt kann ermittelt werden, ob eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, bei der die ermittelte Temperaturdifferenz kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist. Der vorbestimmte Wert kann beispielsweise null sein. Ist der vorbestimmte Wert null, ist die vorbestimmte Bedingung erfüllt, wenn die erwartete Temperatur der Grenztemperatur entspricht. Ein Wert kleiner als null signalisiert, dass die erwartete Temperatur die Grenztemperatur übersteigt.
  • In einem weiteren Schritt kann bei Vorliegen der vorbestimmten Bedingung die vorbestimmte bzw. voreingestellte Fahrstrategie derart geändert werden, dass sich die zu schließende Richtungskupplung bei Reibschluss auf eine Temperatur erwärmt, die kleiner als die Grenztemperatur ist. Die Fahrstrategie wird dabei so geändert, dass die vorstehend beschriebenen Faktoren bzw. Größen zur Beeinflussung des Energieeintrags geändert werden.
  • In einem weiteren Schritt erfolgt dann eine Betätigung der zu schließenden Richtungskupplung nach erfolgter Änderung der Fahrstrategie, um die Drehrichtung umzukehren. Durch die Änderung der Fahrstrategie kann sich das Verhalten der Arbeitsmaschine für den Fahrer beim Fahrtrichtungswechsel spürbar ändern. Beispielsweise kann der Fahrtrichtungswechsel insgesamt langsamer erfolgen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
    • 1 zeigt Temperaturverläufe von Fahrtrichtungskupplungen bei aufeinanderfolgenden Drehrichtungswechseln.
    • 2 zeigt einen zeitlichen Verlauf einer Ausgangsdrehzahl eines Wendegetriebes und eine Veränderung eines Eintrittszeitpunkts in eine Reversierung.
    • 3 zeigt eine Verringerung einer Drehzahl einer Antriebsmaschine.
    • 4 zeigt eine Verringerung einer Reversieraggressivität.
    • 5 zeigt eine Verringerung einer Kupplungsrutschzeit.
    • 6 zeigt Verfahrensschritte gemäß einer Ausführungsform.
    • 7 zeigt einen schematisch einen Antriebsstrang mit einem Steuergerät gemäß einer Ausführungsform.
  • Das Verfahren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf einen Antriebsstrang 1 einer Arbeitsmaschine beschrieben. Der Antriebsstrang 1 ist in 7 schematisch dargestellt und weist eine Antriebsmaschine 2 und ein Getriebe 5 auf. Das Getriebe 5 weist eine Wendegetriebe 3 mit zwei Richtungskupplungen 6 und 7 auf. Ferner ist ein Steuergerät 4 vorgesehen, welches mit der Antriebsmaschine 2 und dem Getriebe 5 verbunden ist, um diese zu steuern.
  • In 1 ist ein Temperaturverlauf der Richtungskupplungen 6 und 7 bei mehreren aufeinanderfolgenden Reversierungen gezeigt. Die Reversierungszeitpunkte t1 bis t6 sind unter dem Temperaturverlauf in einer separaten Darstellung gezeigt.
  • Jede Richtungskupplung 6, 7 erfährt bei ihrer Betätigung einen Energieeintrag, welcher sich durch eine Temperaturerhöhung äußert. Zu einem Zeitpunkt t1 wird bei der gezeigten Darstellung die Richtungskupplung 7 geschlossen. Dies führt dazu, dass die Temperatur der Richtungskupplung 7 nach dem Zeitpunkt t1 zunächst bis zu einem Maximalwert stark ansteigt. Der Maximalwert entspricht der Temperatur T der Richtungskupplung bei Reibschluss. Der starke Temperaturanstieg resultiert aus der zu verrichtenden Reibarbeit in der Kupplung bis zum Reibschluss. Die Richtungskupplung 7 wird dann bis zum einem Zeitpunkt t2 geschlossen gehalten. Nach Erreichen des Maximalwerts sinkt die Temperatur der Richtungskupplung 7 in Abhängigkeit einer Kühlleistung der Kupplung. Zum Zeitpunkt t2 wird die Richtungskupplung 7 geöffnet und die Richtungskupplung 6 geschlossen. Die Richtungskupplung 7 kann nun schneller abkühlen, weshalb die Temperatur der Richtungskupplung 7 ab dem Zeitpunkt t2 schneller abfällt. Der Temperaturverlauf der Richtungskupplung 6 zwischen dem Zeitpunkt t2 und einem Zeitpunkt t3 , bei dem eine erneute Reversierung stattfindet, verhält sich ähnlich wie der Temperaturverlauf der Richtungskupplung 7 zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 . Wie in 1 gezeigt ist, erreicht die Richtungskupplung 7 bis zum Zeitpunkt t3 nicht ihre ursprüngliche Ausgangstemperatur Ta . Vielmehr kühlt sich die Richtungskupplung 7 nur auf eine gegenüber der Ausgangstemperatur Ta höhere Ist-Temperatur Tist ab.
  • Die Temperatur der Richtungskupplungen darf eine vorgegebene Grenztemperatur Tgrenz nicht überschreiten. Gemäß der Ausführungsform wird daher bei jeder Reversierung das in 6 gezeigte Verfahren für eine zu schließende Richtungskupplung ausgeführt.
  • In 6 ist ein Verfahren zum Umkehren der Drehrichtung in einem Antriebsstrang 1 einer Arbeitsmaschine gemäß der Ausführungsform beschrieben. Bei dem Verfahren wird in einem ersten Schritt S1 die Ist-Temperatur Tist der zu schließenden Richtungskupplung 7 ermittelt. Diese Ist-Temperatur ist bei der gezeigten Ausführungsform die Temperatur der Richtungskupplung 7 zum Zeitpunkt t3 .
  • In Schritt S2 wird ausgehend von der ermittelten Ist-Temperatur Tist eine erwartete Temperatur Terw der Richtungskupplung 7 bei Reibschluss ermittelt. Dabei wird eine prognostizierte Temperaturerhöhung Terh angenommen, die auftreten würde, wenn die Richtungskupplung 7 ohne Veränderung einer Fahrstrategie betätigt wird.
  • In Schritt S3 wird eine Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Grenztemperatur Tgrenz und der erwarteten Temperatur Terw ermittelt.
  • In Schritt S4 wird ermittelt, ob die Temperaturdifferenz ΔT null oder kleiner ist oder kleiner als ein Mindestabstand zur Grenztemperatur ist. In der Vorliegenden Ausführungsform liegt die erwartete Temperatur Terw zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 unter der Grenztemperatur Tgrenz . Daher wird das Verfahren an dieser Stelle abgebrochen und die Richtungskupplung wird ohne Änderung der Fahrstrategie geschlossen. Zum Zeitpunkt t5 wird das in 6 gezeigte Verfahren erneut ausgeführt. Die Schritte S1 bis S4 werden wie bereits beschrieben ausgeführt. Allerdings wird in Schritt S4 nun festgestellt, dass die Temperaturdifferenz ΔT kleiner als null ist, da die erwartete Temperatur Terw die Grenztemperatur Tgrenz übersteigt. Die vorbestimmte Bedingung ist demnach erfüllt. Daher wird in Schritt S5 nun die Fahrstrategie so geändert, dass die Richtungskupplung die erwartete Temperatur Terw nicht erreicht bzw. sich auf eine Temperatur T erwärmt, die kleiner als die nach dem Zeitpunkt t5 erwartete Temperatur bei unveränderter Fahrstrategie ist.
  • Im Anschluss daran wird in Schritt S6 die Richtungskupplung 7 nach erfolgter Änderung der Fahrstrategie betätigt, um die Drehrichtung umzukehren. Dadurch erwärmt sich die Richtungskupplung 7 nur auf eine Temperatur T, welche unter der Grenztemperatur Tgrenz liegt. Ein geänderter Temperaturverlauf ist in 1 gestrichelt dargestellt.
  • Der Energieeintrag in die bzw. die Erwärmung der Richtungskupplung hängen von der Fahrstrategie bei der Drehrichtungsumkehr ab. Die 2 bis 5 zeigen Ausführungsformen mit Maßnahmen zur Reduzierung des Energieeintrags in die Richtungskupplung.
  • In 2 ist ein vorgegebener zeitlicher Verlauf der Ausgangsdrehzahl na des Wendegetriebes bei der Reversierung dargestellt. Oberhalb der Zeitachse ist die Ausgangsdrehzahl in aktueller Drehrichtung dargestellt und unterhalb der Zeitachse ist die Ausgangsdrehzahl in neuer Drehrichtung dargestellt. Der Gradient der Ausgangsdrehzahl ist bei dieser Ausführungsform festgelegt und soll nicht geändert werden. Zur Reduzierung des Energieeintrags in die Kupplung wird die Richtungskupplung nicht zum Zeitpunkt t5 geschlossen sondern erst zeitverzögert zum Zeitpunkt t51 , da zum Zeitpunkt t51 bereits eine geringere Ausgangsdrehzahl nsoll vorliegt.
  • In 3 ist eine weitere Maßnahme zum Reduzieren des Energieeintrags gezeigt. Dabei wird die Drehzahl nan der Antriebsmaschine 2 und damit die Eingangsdrehzahl ne der Wendekupplung verringert.
  • In 4 ist eine weitere Maßnahme zum Reduzieren des Energieeintrags gezeigt. Genauer gesagt zeigt 4 die Anpassung der Reversieraggressivität zur Verringerung des Energieeintrags. Dabei wird der Gradient der Ausgangsdrehzahl na verringert, wodurch der Energieeintrag verringert wird.
  • In 5 ist eine weitere Maßnahme zum Reduzieren des Energieeintrags gezeigt. Dabei wird die Kupplungsrutschdauer tr verringert, um einen geringeren Energieeintrag in die Richtungskupplung zu bewirken.
  • Nach Änderung des Energieeintrags durch eine oder mehrere der in den 2 bis 5 beschrieben Maßnahmen wird Schritt S6 ausgeführt, um die Richtungskupplung 7 zu schließen. Das Verfahren wird bei jedem Reversieren analog für die Richtungskupplung 6 durchgeführt, wenn diese geschlossen werden soll.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsstrang
    2
    Antriebsmaschine
    3
    Wendegetriebe
    4
    Steuereinrichtung
    5
    Getriebe
    6
    Richtungskupplung
    7
    Richtungskupplung
    t1...t6
    Reversierungszeitpunkte
    t51
    Zeitpunkt
    Tist
    Ist-Temperatur der zu schließenden Richtungskupplung
    Terw
    erwartete Temperatur der zu schließenden Richtungskupplung
    Tgrenz
    Grenztemperatur
    Terh
    Temperaturerhöhung
    T
    Temperatur nach Reibschluss
    ΔT
    Temperaturdifferenz
    na
    Ausgangsdrehzahl des Wendegetriebes
    nsoll
    Soll-Ausgangsdrehzahl
    ne
    Eingangsdrehzahl des Wendegetriebes
    nan
    Drehzahl der Antriebsmaschine
    tr
    Kupplungsrutschdauer
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19830953 A1 [0005]

Claims (13)

  1. Verfahren zum Umkehren der Drehrichtung in einem Antriebsstrang (1) einer Arbeitsmaschine, wobei der Antriebsstrang ein Wendegetriebe (3) mit Richtungskupplungen (6, 7) aufweist, wobei zum Umkehren der Drehrichtung eine der Richtungskupplungen (6) geöffnet und die andere Richtungskupplung (7) geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen einer erwarteten Temperatur (Terw) der zu schließenden Richtungskupplung (7) bei Reibschluss und einer vorgegebenen Grenztemperatur (Tgrenz) ein Energieeintrag in die zu schließende Richtungskupplung (7) durch den Richtungswechsel so gesteuert wird, dass die Temperatur (T) der zu schließenden Richtungskupplung die Grenztemperatur (Tgrenz) nicht überschreitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte S1: Ermitteln einer Ist-Temperatur (Tist) der zu schließenden Richtungskupplung (7), S2: Ermitteln der erwarteten Temperatur (Terw) der zu schließenden Richtungskupplung (7) bei Reibschluss basierend auf der ermittelten Ist-Temperatur (Tist) und einer prognostizierten Temperaturerhöhung (Terh) aufgrund einer vorbestimmten Fahrstrategie bei der Drehrichtungsumkehr, S3: Ermitteln der Temperaturdifferenz (ΔT), S4: Ermitteln, ob eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, bei der die ermittelte Temperaturdifferenz (ΔT) kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, S5: Ändern der vorbestimmten Fahrstrategie derart, dass sich die zu schließende Richtungskupplung (7) bei Reibschluss auf eine Temperatur (T) erwärmt, die kleiner als die Grenztemperatur (Tgrenz) ist, wenn ermittelt wurde, dass die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, S6: Betätigen der zu schließenden Richtungskupplung (7) nach erfolgter Änderung der Fahrstrategie, um die Drehrichtung umzukehren.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrstrategie einen Betrieb des Antriebsstrangs und/oder eine Betätigung der zu schließenden Richtungskupplung (7) umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern der Fahrstrategie ein Reduzieren einer Ausgangsdrehzahl (na) des Getriebes umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine Betätigung der zu schließenden Richtungskupplung (7) erst erfolgt, wenn die Ausgangsdrehzahl (na) auf eine Soll-Ausgangsdrehzahl (nsoll) reduziert wurde.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern des Betriebs des Antriebsstrangs ein Reduzieren einer Eingangsdrehzahl (ne) des Getriebes umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Antriebsstrang (1) eine Antriebsmaschine (2) aufweist und zum Reduzieren der Eingangsdrehzahl (ne) eine Drehzahl (nan) der Antriebsmaschine (2) reduziert wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern der Betätigung der zu schließenden Richtungskupplung (7) ein Reduzieren einer Reversieraggressivität umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei zum Reduzieren der Reversieraggressivität ein Gradient einer Ausgangsdrehzahl (na) des Getriebes verringert wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern der Betätigung der zu schließenden Richtungskupplung ein Verringern einer Kupplungsrutschdauer (tr) umfasst.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert null ist.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der erwarteten Temperatur (Terw) eine Abkühlrate der zu schließenden Richtungskupplung (7) berücksichtigt wird.
  13. Steuereinrichtung (4), die dazu eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
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