DE102018218924A1 - Verfahren zum Abschalten eines Getriebes einer Arbeitsmaschine - Google Patents

Verfahren zum Abschalten eines Getriebes einer Arbeitsmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102018218924A1
DE102018218924A1 DE102018218924.2A DE102018218924A DE102018218924A1 DE 102018218924 A1 DE102018218924 A1 DE 102018218924A1 DE 102018218924 A DE102018218924 A DE 102018218924A DE 102018218924 A1 DE102018218924 A1 DE 102018218924A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
clutch
speed
transmission
variator
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018218924.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Simon Geiger
Severin Kloos
Matthias MADLENER
Anton Arnold
Matthias DULLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102018218924.2A priority Critical patent/DE102018218924A1/de
Publication of DE102018218924A1 publication Critical patent/DE102018218924A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/12—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/10—System to be controlled
    • F16D2500/108—Gear
    • F16D2500/1088—CVT
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/30—Signal inputs
    • F16D2500/304—Signal inputs from the clutch
    • F16D2500/3041—Signal inputs from the clutch from the input shaft
    • F16D2500/30415—Speed of the input shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/30—Signal inputs
    • F16D2500/304—Signal inputs from the clutch
    • F16D2500/3042—Signal inputs from the clutch from the output shaft
    • F16D2500/30426—Speed of the output shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/50—Problem to be solved by the control system
    • F16D2500/502—Relating the clutch
    • F16D2500/50239—Soft clutch engagement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/50—Problem to be solved by the control system
    • F16D2500/502—Relating the clutch
    • F16D2500/50245—Calibration or recalibration of the clutch touch-point
    • F16D2500/50251—During operation
    • F16D2500/5026—Gear engaged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/68—Inputs being a function of gearing status
    • F16H2059/6838—Sensing gearing status of hydrostatic transmissions
    • F16H2059/6869—Sensing gearing status of hydrostatic transmissions the pump speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/12—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
    • F16H2061/1232—Bringing the control into a predefined state, e.g. giving priority to particular actuators or gear ratios
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abschalten eines stufenlosen Getriebes einer Arbeitsmaschine, wobei das stufenlose Getriebe eine hydraulische Kupplung mit einem Kupplungseingang sowie einem Kupplungsausgang, und einen Variator aufweist, wobei das Getriebe so ausgebildet ist, dass mit dem Variator eine Drehzahl am Kupplungseingang einstellbar ist und der Kupplungsausgang mit dem Abtrieb des Getriebes mechanisch wirkverbunden ist, umfassend das Auslösen eines Öffnungsvorgangs der hydraulischen Kupplung, und das Verstellen der Drehzahl am Kupplungseingang durch den Variators während des Öffnungsvorgangs der Kupplung derart, dass die Drehzahl am Kupplungseingang der Drehzahl am Kupplungsausgang folgt, um eine Differenzdrehzahl zwischen dem Kupplungseingang und dem Kupplungsausgang klein zu halten.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abschalten eines Getriebes einer Arbeitsmaschine. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, um solch ein Verfahren auszuführen, auf ein Getriebe mit solch einer Steuereinrichtung, und auf eine Arbeitsmaschine mit solch einem Getriebe.
  • Stand der Technik
  • Wird in einem Getriebe ein Fehler erkannt, kann das Getriebe abgeschaltet und in einen sicheren Zustand überführt werden. So bezieht sich die WO 2007/104276 A1 beispielsweise auf ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer ersten Kupplung, einer zweiten Kupplung und einer Schaltventilordnung, die über Sicherheitsventile mit einer Druckeinrichtung verbunden sind. Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Bau- oder Landmaschinen, können hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigte Getriebe aufweisen, die eine stufenlose Übersetzungsverstellung bei vergleichsweise hoher Effizienz ermöglichen. Auch derartige Getriebe können beim Erkennen eines Fehlers in einen sicheren Zustand überführt werden.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abschalten eines stufenlosen Getriebes einer Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine kann eine Bau- oder Landmaschine, beispielsweise ein Radlader, ein Muldenkipper, ein Grader oder ein Ackerschlepper sein. Bei dem stufenlosen Getriebe kann es sich um ein leistungsverzweigtes Getriebe, beispielsweise ein hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigtes Getriebe handeln. Ebenso kann es sich bei dem Getriebe um ein elektrisch-mechanisch leistungsverzweigtes Getriebe oder um ein sonstiges Getriebe handeln, das eine stufenlose Einstellung der Übersetzung ermöglicht. Unter dem Abschalten eines Getriebes kann das Überführen des Getriebes in einen sicheren Zustand verstanden werden, bei dem eine Beschädigung des Getriebes und/oder umliegender Bauteile verhindert werden kann. Beispielsweise kann das Getriebe in einen Zustand überführt werden, bei dem kein Leistungsfluss durch das Getriebe hindurch, insbesondere vom Antrieb zum Abtrieb des Getriebes, ermöglicht wird.
  • Das Getriebe umfasst eine hydraulische Kupplung mit einem Kupplungseingang und einem Kupplungsausgang sowie einen Variator. Die hydraulische Kupplung ist eine mit Hydraulikfluid betätigte Kupplung. Bei der Kupplung kann es sich um eine Reibkupplung, beispielsweise um eine Lamellenkupplung handeln. Denkbar ist es, dass die hydraulische Kupplung keinen Rotationsdruckausgleich aufweist. Der Rotationsdruck kann jedoch softwareseitig bei Vorgabe des Solldrucks in der Kupplung berücksichtigt werden. Bei der hydraulischen Kupplung des Getriebes kann es sich um eine Kupplung handeln, die einem hohen Rotationsdruck ausgesetzt ist. Beispielsweise ist die Kupplung im Vergleich zu anderen Kupplungen des Getriebes einem hohen Rotationsdruck ausgesetzt. Der Variator kann ein hydrostatischer Variator sein, der zwei Hydrostaten, die jeweils als Hydraulikmotor und Hydraulikpumpe betrieben werden können, aufweisen kann. Ebenso kann es sich bei dem Variator um einen elektrischen Variator handeln, der beispielsweise zwei elektrische Module aufweisen kann, die jeweils als Motor und Generator betreibbar sind.
  • Das Getriebe ist so ausgebildet, dass mit dem Variator eine Drehzahl am Kupplungseingang einstellbar ist. Der Kupplungsausgang ist hingegen mit dem Abtrieb des Getriebes mechanisch wirkverbunden. Sind zwei Elemente mechanisch wirkverbunden, so sind diese unmittelbar oder mittelbar derart miteinander gekoppelt, dass eine Bewegung des einen Elements eine Reaktion des anderen Elements bewirkt. Zwischen den Elementen können dabei weitere Elemente, beispielsweise eine oder mehrere Getriebestufen, vorgesehen sein. Der Kupplungsausgang kann mit den Rädern oder Ketten der Arbeitsmaschine mechanisch wirkverbunden sein.
  • Das Verfahren der Erfindung umfasst das Auslösen eines Öffnungsvorgangs der hydraulischen Kupplung. Beispielsweise kann hierzu ein Signal zum Öffnen eines Kupplungsventils der Kupplung ausgesandt werden. Durch das sich öffnende Ventil kann Hydraulikfluid aus der Kupplung entweichen und die Kupplung öffnen. Beim Auslösen des Öffnungsvorgangs der Kupplung kann sich das Getriebe im Betrieb befinden. Beispielsweise wird der Öffnungsvorgang dann ausgelöst, wenn im Betrieb des Getriebes ein Fehler oder kritischer Zustand detektiert wurde. Rotiert die Kupplung mit einer hohen Rotationsgeschwindigkeit, kann ein auf die Kupplung aufgebrachter Rotationsdruck ein sofortiges Leerlaufen und damit Öffnen der Kupplung verhindern.
  • Wie oben beschrieben, hängt die Ausgangsseite der Kupplung am Abtrieb des Getriebes und rotiert mit einer Rotationsgeschwindigkeit, die ihr über beispielsweise die Räder/Ketten der Arbeitsmaschine aufgeprägt wird. Im Rahmen der Erfindung wird nun die Drehzahl am Kupplungseingang während des Öffnungsvorgangs der Kupplung über den Variator so verstellt, dass diese der Drehzahl am Kupplungsausgang folgt, um so eine Differenzdrehzahl über die Kupplung möglichst klein zu halten. Wie oben ausgeführt, kann über den Variator die Drehzahl am Kupplungseingang verstellt werden. Durch geeignete Steuerung des Variators kann somit eine Differenzdrehzahl über die Kupplung während des Öffnungsvorgangs derselben minimiert werden. Genauer gesagt wird der Variator so gesteuert, dass dieser eine Drehzahl am Kupplungseingang bereitstellt, die insbesondere nicht signifikant von der Drehzahl am Kupplungsausgang abweicht.
  • Durch das Kleinhalten der Differenzdrehzahl zwischen dem Kupplungseingang und dem Kupplungsausgang während des Öffnungsvorgangs kann eine Abnutzung der Kupplung verringert beziehungsweise minimiert werden. Genauer gesagt können so die in der Kupplung während des Öffnungsvorgangs erzeugte Reibleistung, Reibarbeit und/oder Kupplungstemperatur verringert werden. So können Verblockungen und Verschwei-ßungen der Kupplung verhindert werden.
  • Im Rahmen einer Ausführungsform wird die Drehzahl am Kupplungseingang während des Verstellens verringert. So kann die Drehzahl am Kupplungseingang einem Abbremsen des Fahrzeugs, beispielsweise beim Ausrollen, das mit einer Drehzahlverringerung am Kupplungsausgang einhergeht, nachgeführt werden, um so eine Differenzdrehzahl über der Kupplung möglichst klein zu halten. Da die Arbeitsmaschine beim Abschalten des stufenlosen Getriebes verzögern kann, kann mit der vorliegenden Erfindung auf einfache und effektive Weise eine Differenzdrehzahl über die Kupplung verringert werden.
  • Im Rahmen einer Ausführungsform wird eine aktuelle Ist-Übersetzung des Getriebes ermittelt. Bei der Übersetzung kann es sich um die reziproke Übersetzung des Getriebes, also um den Quotienten aus den Drehgeschwindigkeiten von Abtrieb und Antrieb des Getriebes handeln. Das Getriebe und/oder die Arbeitsmaschine kann derart ausgebildet sein, dass die aktuelle Ist-Übersetzung mit der Fahrtgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine korreliert. Die Übersetzung kann mittels im Getriebe vorgesehener Sensorik, beispielsweise Drehzahlsensoren am An- und/oder Abtrieb, ermittelt werden. Ebenso kann die Übersetzung aus Drehzahlgrößen berechnet werden, die an anderen Abschnitten des Getriebes mittels Sensorik erfasst werden. Im Rahmen des Verfahrens kann die Drehzahl am Kupplungseingang durch den Variator mit einem Gradienten verringert werden, der von der ermittelten Übersetzung des Getriebes abhängt. In anderen Worten kann im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform das Maß der Drehzahlverringerung am Kupplungseingang an die aktuelle Übersetzung des Getriebes beziehungsweise an die aktuelle Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine angepasst werden. Da, wie oben beschrieben, der Rotationsdruck in der Kupplung wiederum von der aktuellen Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine abhängt, kann mit der vorliegenden Ausführungsform die Dynamik der Drehzahlverstellung am Kupplungseingang an die aktuellen Rotationsdruckverhältnisse in der Kupplung angepasst werden. So kann eine geringer Drehzahldifferenz über der Kupplung sichergestellt werden.
  • Im Rahmen einer Ausführungsform kann die Drehzahl am Kupplungseingang über den Variator dabei mit einem verhältnismäßig geringen Verstellgradienten verringert werden, wenn eine Übersetzung ermittelt wird, die bei hohen Geschwindigkeiten der Arbeitsmaschine vorliegt, beispielsweise bei einer hohen reziproken Übersetzung. Wird hingegen eine Übersetzung ermittelt, die bei niedrigen Geschwindigkeiten der Arbeitsmaschine vorliegt, beispielsweise eine niedrige reziproke Übersetzung, kann die Drehzahl am Kupplungseingang mit einem verhältnismäßig hohen Verstellgradienten verringert werden. In anderen Worten wird der Verstellgradient der aktuellen Übersetzung beziehungsweise der aktuellen Fahrgeschwindigkeit, die wiederum mit einem aktuellen Rotationsdruck in der Kupplung korrespondiert, nachgeführt. Die Dynamik der Drehzahlverstellung wird also an die vorherrschenden Rotationsdruckverhältnisse und damit an den Öffnungszustand der Kupplung angepasst. So kann besonders effektiv sichergestellt werden, dass während des Öffnungsvorgangs lediglich geringe Differenzdrehzahlen in der Kupplung auftreten.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren das Ermitteln einer verstrichenen Zeitdauer seit dem Auslösen des Öffnungsvorgangs der hydraulischen Kupplung. Überschreitet die ermittelte Zeitdauer eine vorgegebene Zeitdauer, kann das Verfahren ferner das Verringern der Drehzahl am Kupplungseingang mit einem vorbestimmten Verringerungsgradienten umfassen. In anderen Worten kann der Verstellgradient nur innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Auslösen des Öffnungsvorgangs der aktuellen Übersetzung nachgeführt werden. Die vorbestimmte Zeitdauer kann eine Zeitdauer sein, in welcher sich die Kupplung öffnet. Nach Ablauf der Zeitdauer kann sich die Kupplung beispielsweise im vollständig geöffneten Zustand befinden. Anschließend kann der Verstellgradient konstant sein. Der konstante Verstellgradient kann größer als die Verstellgradienten innerhalb der Zeitdauer sein, in welcher der Gradient der Übersetzung nachgeführt wird. So kann einerseits eine hohe Drehzahldifferenz über der Kupplung vermieden werden. Gleichzeitig kann der Variator schnell in einen sicheren Zustand, beispielsweise eine Nulllage überführt werden. In der Nulllage kann die reziproke Übersetzung beispielsweise null betragen. Die vorgegebene Zeitdauer kann im Sekundenbereich liegen, beispielsweise zwischen 1s und 5s, und kann ca. 2s betragen.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren das Öffnen eines Schaltelements, das im Kraftfluss durch das Getriebe zwischen dem Antrieb und dem Variator des Getriebes vorgesehen ist, um einen Kraftfluss durch das Getriebe zu unterbrechen. Bei dem Schaltelement kann es sich um ein Schaltelement handeln, dass sich schneller öffnen lässt, als die oben beschriebene hydraulische Kupplung. Bei dem Schaltelement kann es sich um eine zweite hydraulische Kupplung handeln. Die zweite hydraulische Kupplung kann im bestimmungsgemäßen Betrieb des Getriebes einem geringeren hydraulischen Rotationsdruck als die erste, oben beschriebene hydraulische Kupplung ausgesetzt sein. Bei der zweiten hydraulischen Kupplung kann es sich beispielsweise um eine Wendekupplung zum Schalten einer Vor- oder Rückwärtsrichtung handeln. Das Schaltelement dieser Ausführungsform kann deutlich schneller zum Unterbrechen des Kraftflusses durch das Getriebe geöffnet werden. Folglich kann der Antriebsstrang unmittelbar nach Abschaltung in einen sicheren Zustand überführt werden, da durch das Öffnen des Schaltelements der Kraftfluss durch das Getriebe unmittelbar unterbrochen werden kann.
  • Im Rahmen einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner das Ermitteln eines Beschleunigungszustands der Arbeitsmaschine umfassen. Der Beschleunigungszustand kann angeben, ob die Arbeitsmaschine beschleunigt, also ihre Geschwindigkeit erhöht, oder verzögert, also ihre Geschwindigkeit verringert. Hierfür kann entsprechende Sensorik im Getriebe vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Beschleunigungszustand aus einer Entwicklung der aktuellen Übersetzung des stufenlosen Getriebes abgeleitet werden, die wie oben beschrieben ermittelt werden kann. Das Verfahren kann das Erhöhen der Drehzahl am Kupplungseingang durch den Variator umfassen, wenn die Arbeitsmaschine beschleunigt. So kann in Fällen, in denen die Arbeitsmaschine während des Öffnens der hydraulischen Kupplung beschleunigt, beispielsweise beim Bergabrollen, eine Drehzahldifferenz über die Kupplung mit den oben beschriebenen Vorteilen klein gehalten werden.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, um das Verfahren nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auszuführen. Unter der Einrichtung einer Steuereinrichtung zum Ausführen einer bestimmten Funktion wird die spezifische Herrichtung der Einrichtung, sprich Programmierung, zum Ausführen der Funktion verstanden. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein stufenloses Getriebe mit einer hydraulischen Kupplung, die einen Kupplungseingang und einen Kupplungsausgang aufweist, einem Variator und einer Steuereinrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform. Das Getriebe ist so ausgebildet, dass mit dem Variator eine Drehzahl am Kupplungseingang einstellbar ist. Der Kupplungsausgang ist mit dem Abtrieb des Getriebes mechanisch wirkverbunden. Ferner kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, um die hydraulische Kupplung und den Variator gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung zu steuern. Bei dem Getriebe kann es sich um ein leistungsverzweigtes Getriebe, beispielsweise ein mechanisch-hydrostatisch leistungsverzweigtes Getriebe handeln. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Arbeitsmaschine mit solch einem Getriebe. Hinsichtlich des Verständnisses und der Vorteile der einzelnen Merkmale wird auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren der Erfindung verwiesen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einer Ausführungsform der folgenden Erfindung.
    • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3 zeigt zeitliche Verläufe verschiedener Größen des Getriebes aus 1 bei Ausführung des Verfahrens aus 2.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 zeigt schematisch ein Getriebe 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Getriebe 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ausgebildet, um in einer Arbeitsmaschine, beispielsweise einer Bau- oder Landmaschine, verwendet zu werden. Das Getriebe 1 umfasst einen Antrieb 5, einen Abtrieb 10, eine Wendekupplungseinheit 2, einen Variator 6 und eine hydraulische Kupplung 8. Die Wendekupplungseinheit 2 weist eine erste Wendekupplung 3 für die Vorwärtsfahrt und eine zweite Wendekupplung 4 für die Rückwärtsfahrt auf. Die Wendekupplungseinheit 2 ist mit dem Antrieb 5 des Getriebes 1 mechanisch wirkverbunden. Ferner ist die Wendekupplungseinheit 2 mit dem Variator 6 mechanisch wirkverbunden.
  • Der Variator 6 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Hydrostateinheit ausgebildet, die einen ersten und einen zweiten Hydrostaten (nicht gezeigt) aufweist, welche jeweils als Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor betrieben werden können. Der Variator 6 ist mit dem Eingang 7 der hydraulischen Kupplung 8 mechanisch wirkverbunden. Parallel zum Variator 6 kann ein mechanischer Leistungszweig 6b in dem Getriebe 1 vorgesehen sein, der im Leistungsfluss zwischen der Wendekupplungseinheit 2 und der Kupplung 8 angeordnet ist. Das Getriebe 1 kann damit als hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet sein.
  • Der Ausgang 9 der hydraulischen Kupplung 8 ist mit dem Abtrieb 10 des Getriebes 1 mechanisch wirkverbunden. Die Kupplung 8 ist in der vorliegenden Ausführungsform als hydraulische Lamellenkupplung ausgebildet, die keinen Rotationsdruckausgleich aufweist. Ferner bildet die hydraulische Kupplung 8 in der vorliegenden Ausführungsform eine Bereichskupplung aus, mit welcher ein bestimmter Fahrbereich der Arbeitsmaschine geschaltet werden kann. Bei dem Fahrbereich kann es sich beispielsweise um einen Fahrbereich für langsame Arbeitsfahrten handeln, bei denen die Arbeitsmaschine beispielsweise Arbeiten mit ihrer Arbeitshydraulik verrichten kann. Ebenso kann es sich bei dem Fahrbereich um einen Fahrbereich für schnellere Reisefahrten oder um einen sonstigen Fahrbereich handeln.
  • Ferner umfasst das Getriebe 1 eine Sensoreinrichtung 11, die in der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet ist, um einen Fehler beziehungsweise einen kritischen Zustand des Getriebes 1 zu detektieren. Hierfür weist die Sensoreinrichtung 11 verschieden Sensoren zum Erfassen von Drehzahlen und Temperaturen an unterschiedlichen Orten innerhalb des Getriebes 1 auf. Die Sensoreinrichtung 11 ist ferner eingerichtet, um die aktuelle reziproke Übersetzung des Getriebes 1 zu ermitteln. Darüber hinaus umfasst das Getriebe 1 eine Steuereinrichtung 12, die mit den Wendekupplungen 3, 4 der Wendekupplungseinheit 2, mit dem Variator 6 und mit der Kupplung 8 jeweils über eine eigene Schnittstelle elektrisch zum Steuern derselben verbunden ist. Ebenso ist die Steuereinrichtung 12 mit der Sensoreinrichtung 11 über eine eigene Schnittstelle elektrisch verbunden. Die Steuereinrichtung 12 ist eingerichtet, um das im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschriebene Verfahren auszuführen.
  • In einem ersten Schritt S1 wird mit der Steuereinrichtung 12 über die Sensoreinrichtung 11 ein Fehler beziehungsweise kritischer Zustand des Getriebes 1 erfasst. Dieser Fehler beziehungsweise dieser kritische Zustand kann eine zu hohe Temperatur, eine zu hohe Drehzahl, eine zu hohe Vibration und/oder eine sonstige erfasste Abweichung von einer Sollgröße sein. In einem Folgeschritt S2 wird über die Steuereinrichtung 12 ein Befehl an das Getriebe 1 ausgegeben, um dieses in einen sicheren Zustand zu überführen. Im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform wird im Schritt S2 durch die Steuereinrichtung 12 ein Befehl an die Wendekupplungseinheit 2 zum Öffnen der Wendekupplungen 3 und 4 ausgegeben. Ferner wird in Schritt S2 über die Steuereinrichtung 12 ein Befehl zum Öffnen der Bereichskupplung 8 ausgegeben.
  • Wie oben beschrieben und aus 1 ersichtlich, ist die Bereichskupplung 8 mechanisch mit dem Abtrieb 10 des Getriebes 1 wirkverbunden. Aus diesem Grund rotiert die Kupplung 8 mit einer Rotationsgeschwindigkeit, die mit der Rotationsgeschwindigkeit der Räder der Arbeitsmaschine korreliert. Wie eingangs beschrieben, verhindert der durch die Rotationsgeschwindigkeit auf die Kupplung 8 aufgebrachte Rotationsdruck ein sofortiges Öffnen der Kupplung 8. Dieser Tatbestand ist aus dem ersten und zweiten Diagramm aus 3 ersichtlich. In dem ersten Diagramm ist die Rotationsgeschwindigkeit I des Getriebeabtriebs 10, der mit dem Kupplungsausgang 9 mechanisch wirkverbunden ist, über der Zeit t aufgetragen. Das zweite Diagramm stellt den Druck II in der Kupplung 8 über der Zeit t dar. Zum Zeitpunkt t1 wird im Schritt S2 über die Steuereinrichtung 12 der Befehl zum Öffnen der Kupplung 8 ausgegeben. Wie aus dem ersten Diagramm von 3 ersichtlich, fällt die Rotationsgeschwindigkeit I am Abtrieb 10 ab. Der Druck II in der Kupplung 8 fällt jedoch nicht umgehend auf null ab, sondern sinkt lediglich langsam. Dies liegt an dem der Kupplung 8 aufgeprägten Rotationsdrucks, wie oben beschrieben. Die Kupplung öffnet demnach zunächst nicht vollständig, obwohl in Schritt S2 ein Signal zum Öffnen der Kupplung 8 durch die Steuereinrichtung 12 ausgesandt wurde. Wie aus dem zweiten Diagramm von 3 ersichtlich, ist der Druck II in der Kupplung 8 erst zu einem späteren Zeitpunkt t2 , der um eine Zeitdauer Δt vom Zeitpunkt t1 beabstandet ist, auf ein Nullniveau abgefallen. Erst zum Zeitpunkt t2 ist die Kupplung 8 damit vollständig geöffnet. Die Zeitdauer Δt kann in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise ca. 2s betragen und in der Steuereinrichtung als vorgegebene Zeitdauert abgespeichert sein.
  • In einem Folgeschritt S3 wird ermittelt, ob die Zeitdauer Δt seit dem Zeitpunkten t1 bereits verstrichen ist. Ist dies nicht der Fall, befindet sich die Kupplung 8 noch nicht in einem vollständig geöffneten Zustand. In diesem Fall wird in einem Folgeschritt S4 über die Steuereinrichtung 12 und die Sensoreinrichtung 11 der Beschleunigungszustand der Arbeitsmaschine ermittelt. Genauer gesagt wird bestimmt, ob die Arbeitsmaschine verzögert oder beschleunigt. Anschließend wird in einem Schritt S5 mit der Steuereinrichtung 12 über die Sensoreinrichtung 11 die aktuelle reziproke Ist-Übersetzung des Getriebes 1 ermittelt. Hierfür werden die aktuellen Drehzahlen am Antrieb 5 und am Abtrieb 10 bestimmt.
  • In Abhängigkeit des in Schritt S4 ermittelten Beschleunigungszustands und der in Schritt S5 ermittelten reziproken Ist-Übersetzung wird in einem Schritt S6 die Drehzahl am Kupplungseingang 7 durch die Steuereinrichtung 12 über den Variator 6 verstellt. Wurde in Schritt S4 ermittelt, dass die Arbeitsmaschine verzögert, wird die Drehgeschwindigkeit verringert (S6a). Wurde in Schritt S3 hingegen ermittelt, dass die Arbeitsmaschine beschleunigt, wird die Drehzahl am Kupplungseingang 7 über den Variator 6 erhöht (S6b). Dabei verstellt die Steuereinrichtung 12 die Drehzahl am Kupplungseingang 7 über den Variator 6 mit einem Gradienten, der von der in Schritt S4 ermitteln reziproken Ist-Übersetzung abhängt. Ist die in Schritt S4 ermittelte reziproke Ist-Übersetzung hoch, wird ein geringer Drehzahlgradient vorgegeben. Bei geringeren reziproken Ist-Übersetzungen wird hingegen ein größerer Drehzahlgradient vorgegeben. Anschließend kehrt das Verfahren zurück zum Schritt S3 und ermittelt erneut, ob die Zeitspanne Δt vollständig verstrichen ist. Ist dies nicht der Fall, werden in den Schritten S4 und S5 erneut der Beschleunigungszustand und die aktuelle reziproke Ist-Übersetzung ermittelt. In Schritt S6 wird die Drehgeschwindigkeit am Kupplungseingang 7 durch den Variator 6 erneut auf Basis der in Schritt S4 und S5 bestimmten Größen verstellt.
  • Wird in Schritt S3 jedoch ermittelt, dass die Zeitspanne Δt vollständig verstrichen ist, wird die Drehzahl am Kupplungseingang 7 über den Variator 6 mit einem konstanten, hohen Gradienten in einem Schritt S7 bis zum Stillstand verringert. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Drehzahl am Kupplungseingang 7 gesteuert, in dem ein Steuerstrom für den Variator 6 durch die Steuereinrichtung 12 vorgegeben wird. Zwischen dem Steuerstrom des Variators 6 und der Drehzahl am Kupplungseingang 7 kann eine lineare Abhängigkeit bestehen. Der Steuerstrom III für den Variator 6 zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens ist in dem dritten Diagramm von 3 abgebildet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Getriebe
    2
    Wendekupplungseinheit
    3
    erste Wendekupplung
    4
    zweite Wendekupplung
    5
    Antrieb
    6
    Variator
    6b
    mechanischer Leistungszweig
    7
    Kupplungseingang
    8
    hydraulische Kupplung
    9
    Kupplungsausgang
    10
    Abtrieb
    11
    Sensoreinrichtung
    12
    Steuereinrichtung
    t1
    Auslösens des Öffnungsvorgangs
    t2
    Vollständige Entleerung Kupplung
    Δt
    vorbestimmte Zeitdauer
    S1
    Detektion kritischer Zustand
    S2
    Auslösen Öffnungszustand
    S3
    Ermitteln Zeitdauer
    S4
    Ermitteln Beschleunigungszustand
    S5
    Ermitteln aktuelle Übersetzung
    S6
    Verstellen Drehzahl
    S6a
    Verringern Drehzahl
    S6b
    Erhöhen Drehzahl
    S7
    Verringern Drehzahl mit konstantem Gradienten
  • 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
    • WO 2007/104276 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Abschalten eines stufenlosen Getriebes (1) einer Arbeitsmaschine, wobei das stufenlose Getriebe (1) eine hydraulische Kupplung (8) mit einem Kupplungseingang (7) sowie einem Kupplungsausgang (9), und einen Variator (6) aufweist, wobei das Getriebe (1) so ausgebildet ist, dass mit dem Variator (6) eine Drehzahl am Kupplungseingang (7) einstellbar ist und der Kupplungsausgang (9) mit dem Abtrieb (10) des Getriebes (1) mechanisch wirkverbunden ist, umfassend Auslösen (S2) eines Öffnungsvorgangs der hydraulischen Kupplung (8); und Verstellen (S6) der Drehzahl am Kupplungseingang (7) durch den Variator (6) während des Öffnungsvorgangs der Kupplung (8) derart, dass die Drehzahl am Kupplungseingang (7) der Drehzahl am Kupplungsausgang (9) folgt, um eine Differenzdrehzahl zwischen dem Kupplungseingang (7) und dem Kupplungsausgang (9) klein zu halten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verstellen (S6) der Drehzahl ein Verringern (S6a) der Drehzahl am Kupplungseingang (7) umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit Ermitteln (S5) einer aktuellen Übersetzung des Getriebes (1); und Verringern (S6a) der Drehzahl am Kupplungseingang (7) durch den Variator (6) mit einem Verstellgradienten, der von der ermittelten Übersetzung des Getriebes (1) abhängt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei bei einer ermittelten Übersetzung, die bei einer hohen Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine vorliegt, die Drehzahl mit einem geringeren Verstellgradienten verringert wird, als bei einer ermittelten Übersetzung, die bei einer niedrigen Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine vorliegt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit Ermitteln (S3) einer verstrichenen Zeitdauer seit dem Auslösen (S2) des Öffnungsvorgangs der hydraulischen Kupplung (8); und Verringern (S7) der Drehzahl am Kupplungseingang (7) durch den Variator (6) mit einem vorbestimmten Verstellgradienten, wenn die ermittelte Zeitdauer eine vorgegebene Zeitdauer (Δt) überschritten hat.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit Öffnen (S2) eines Schaltelements (3, 4), das im Kraftfluss durch das Getriebe (1) zwischen dem Antrieb (5) und dem Variator (6) vorgesehen ist, um einen Kraftfluss durch das Getriebe (1) zu unterbrechen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit Ermitteln (S4) eines Beschleunigungszustands der Arbeitsmaschine; und Erhöhen (S6b) der Drehzahl am Kupplungseingang (7) durch den Variator (6), wenn die Arbeitsmaschine beschleunigt.
  8. Steuereinrichtung (12), die eingerichtet ist, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
  9. Stufenloses Getriebe (1) mit einer hydraulischen Kupplung (8), die einen Kupplungseingang (7) und einen Kupplungsausgang (9) aufweist, und einem Variator (6), wobei das Getriebe (1) so ausgebildet ist, dass mit dem Variator (6) eine Drehzahl am Kupplungseingang (7) einstellbar ist und der Kupplungsausgang (9) mit dem Abtrieb (10) des Getriebes (1) mechanisch wirkverbunden ist, wobei das Getriebe (1) eine Steuereinrichtung (12) nach Anspruch 8 zum Steuern der Kupplung (8) und des Variators (6) aufweist.
  10. Arbeitsmaschine mit einem Getriebe (1) nach Anspruch 9.
DE102018218924.2A 2018-11-06 2018-11-06 Verfahren zum Abschalten eines Getriebes einer Arbeitsmaschine Pending DE102018218924A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018218924.2A DE102018218924A1 (de) 2018-11-06 2018-11-06 Verfahren zum Abschalten eines Getriebes einer Arbeitsmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018218924.2A DE102018218924A1 (de) 2018-11-06 2018-11-06 Verfahren zum Abschalten eines Getriebes einer Arbeitsmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018218924A1 true DE102018218924A1 (de) 2020-05-07

Family

ID=70469708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018218924.2A Pending DE102018218924A1 (de) 2018-11-06 2018-11-06 Verfahren zum Abschalten eines Getriebes einer Arbeitsmaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018218924A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007104276A1 (de) 2006-03-08 2007-09-20 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Hydraulische steuerung für ein doppelkupplungsgetriebe
DE102007047194A1 (de) * 2007-10-02 2009-04-09 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigungsgetriebe
DE102017204285A1 (de) * 2017-03-15 2018-09-20 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Antriebstrangs

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007104276A1 (de) 2006-03-08 2007-09-20 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Hydraulische steuerung für ein doppelkupplungsgetriebe
DE102007047194A1 (de) * 2007-10-02 2009-04-09 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigungsgetriebe
DE102017204285A1 (de) * 2017-03-15 2018-09-20 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Antriebstrangs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006000784B4 (de) Arbeitsmaschinen-Hydrauliksteuersystem
EP0339202B1 (de) Antriebseinrichtung für Maschinen und Fahrzeuge
EP2709886B1 (de) Fahrzeug und verfahren zum betreiben eines fahrzeuges
DE112010002752B4 (de) Hydrauliksteuerungsvorrichtung für Automatikgetriebe
EP0779953B1 (de) Fahrantrieb
DE3144902C2 (de)
WO2008101459A1 (de) Hydraulikanordnung zur steuerung eines kegelscheibenumschlingungsgetriebes
DE102004033362A1 (de) Hydraulikkreis für ein Doppelkupplungsgetriebe
DE3433495C2 (de)
DE102004035504A1 (de) Steuervorrichtung und -verfahren zum Starten von Fahrzeugen
DE112009004351B4 (de) Bremsschmiervorrichtung und Verfahren zu deren Steuerung
DE112013001732T5 (de) Zurückrollverhinderungssystem für eine mobile Maschine
DE102011121880A1 (de) Verfahren zum Betätigen einer hydraulisch betätigten Kupplung eines Leistungsverzweigungsgetriebes mit Variator
DE19861303B4 (de) Stufengetriebe und Verfahren zum Auslegen eines Ganges eines Stufengetriebes
DE102012218973A1 (de) Verfahren zum Bestimmen einer Betätigungszeit einer Kupplungsanordnung eines Leistungsverzweigungsgetriebes mit Variator
DE102018218924A1 (de) Verfahren zum Abschalten eines Getriebes einer Arbeitsmaschine
DE102017211232A1 (de) Fahrantrieb und Verfahren zum Ansteuern eines Fahrantriebs
DE102018206204B4 (de) Verfahren zum Halten eines Fahrzeugs am Berg
DE102011088361A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs
DE102018106931B4 (de) Kupplungssteuervorrichtung
DE102004059262A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs
DE102015015760A1 (de) Herunterschaltmanagement bei hoher drehzahl
DE102017203787B4 (de) Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
DE102019203897A1 (de) Verfahren zum Steuern einer Antriebseinrichtung einer Baumaschine
DE102021209152B3 (de) Verfahren zur Steuerung eines Schaltvorganges

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified