DE102020216319A1 - Process for demand-oriented speed increase of a drive element - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur bedarfsorientierten Drehzahlanhebung eines Antriebselements in einem Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine mit einem Getriebe und einer Steuervorrichtung, wobei für das Antriebselement wenigstens eine obere und eine untere Drehzahlkurve (I, II) vorgegeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer maximalen Fahranforderung in Reaktion auf eine äußere Last durch die Steuervorrichtung eine Drehzahlanhebung auf eine Anhebungskurve (IV) initiiert wird, wobei die Anhebungskurve (IV) oberhalb der oberen Drehzahlkurve (I) liegt.Method for demand-oriented speed increase of a drive element in a drive train of a work machine with a transmission and a control device, at least one upper and one lower speed curve (I, II) being specified for the drive element, characterized in that when there is a maximum driving request in response to a external load by the control device a speed increase is initiated on a boost curve (IV), wherein the boost curve (IV) is above the upper speed curve (I).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur bedarfsorientierten Drehzahlanhebung einer Antriebselements, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine, in einem Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine. Dabei kann die Arbeitsmaschine insbesondere als Bau, Land- oder Forstmaschine ausgeführt sein. Unter Baumaschinen sind insbesondere, aber nicht ausschließlich, Radlader, Grader und/oder Dumper zu fassen. Dabei können im Betrieb einer solchen Arbeitsmaschine Fahrsituationen auftreten, in denen eine maximale Zugkraft des Getriebes, eine maximale Geschwindigkeit und/oder eine maximale Steigfähigkeit erreicht werden sollen.The present invention relates to a method for demand-oriented speed increase of a drive element, for example an internal combustion engine, in a drive train of a machine. The working machine can be designed in particular as a construction, agricultural or forestry machine. Construction machinery includes in particular, but not exclusively, wheel loaders, graders and/or dumpers. In the operation of such a work machine, driving situations can occur in which a maximum tractive force of the transmission, a maximum speed and/or a maximum climbing ability are to be achieved.

Aus EP 2 902 551 A1 ist eine Steuerung des Antriebs einer Arbeitsmaschine mit einem Antriebsmotor und einem Hydraulikgetriebe bekannt, bei dem der Fahrer je nach Betriebssituation die Motordrehzahl in einem niedrigen, einem mittleren oder einem hohen Bereich auswählen kann und somit gezielt ein Drehzahlniveau einstellen kann.Out of EP 2 902 551 A1 control of the drive of a work machine with a drive motor and a hydraulic transmission is known, in which the driver can select the engine speed in a low, medium or high range depending on the operating situation and can thus set a specific speed level.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, ein verbessertes Verfahren zur bedarfsorientierten Drehzahlanhebung bereitzustellen.The object of the present invention is to be seen as providing an improved method for demand-oriented speed increase.

Die Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelöst. Dabei weist ein Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine ein Getriebe, ein Antriebselement und eine Steuervorrichtung auf. Bei Vorliegen einer maximalen Fahranforderung in Reaktion auf eine äußere Last wird durch die Steuervorrichtung eine Drehzahlanhebung des Antriebselements auf eine Anhebungskurve initiiert. Die äußere Last kann sich beispielsweise durch die Topografie (zum Beispiel eine Steigung), den Untergrund, einen Beladungszustand, eine Leistungsanforderung aus einer Arbeitshydraulik oder eine Position eines Hubgerüsts (Schaufel, Frontlader) ergeben. Auch kann die Fahranforderung in Form einer geforderten Beschleunigung oder Geschwindigkeitsänderung vorliegen. Demnach kann die Fahranforderung durch eine manuelle Eingabe des Bedieners oder durch eine automatische/autonome Fahrfunktion angefordert werden.The object is achieved with the method according to the invention. In this case, a drive train of a working machine has a transmission, a drive element and a control device. If there is a maximum driving requirement in response to an external load, the control device initiates a speed increase of the drive element on a boost curve. The external load can result, for example, from the topography (e.g. an incline), the ground, a loading condition, a power requirement from a working hydraulic system or a position of a mast (shovel, front loader). The driving request can also be in the form of a required acceleration or speed change. Accordingly, the driving request can be requested by a manual input from the operator or by an automatic/autonomous driving function.

Typischerweise sind für das Antriebselement wenigstens eine obere und eine untere Drehzahlkurve vorgegeben sind, welche einen verbrauchsoptimierten Betrieb bei verschiedenen Umgebungs- und Fahrbedingungen ermöglichen. Bei Vorliegen der maximalen Fahranforderung wird durch die Steuervorrichtung eine Drehzahlanhebung initiiert, wobei dann das Antriebselement nicht entsprechend der oberen Drehzahlkurve, sondern entsprechend einer Anhebungskurve betrieben wird. Dabei liegt die Anhebungskurve, bzw. die damit abgebildeten Drehzahlwerte des Antriebselements, oberhalb der oberen Drehzahlkurve. Die Drehzahlkurven (obere, untere, Anhebungskurve) können in einem Speicherelement eines Steuergeräts, insbesondere der Steuervorrichtung hinterlegt sein. Die Steuervorrichtung kann dabei als Getriebe- oder Motorsteuergerät, oder als übergeordnete Recheneinheit (Fahrzeugführungsrechner) ausgebildet sein und über ein geeignetes Speicherelement verfügen.Typically, at least one upper and one lower speed curve are specified for the drive element, which enable consumption-optimized operation under different environmental and driving conditions. When the maximum driving request is present, the control device initiates a speed increase, in which case the drive element is not operated in accordance with the upper speed curve, but rather in accordance with an increase curve. The boost curve, or the speed values of the drive element mapped with it, are above the upper speed curve. The speed curves (upper, lower, increase curve) can be stored in a memory element of a control device, in particular the control device. The control device can be designed as a transmission or engine control unit, or as a higher-level computing unit (vehicle management computer) and have a suitable memory element.

In einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die maximale Fahranforderung durch eine definierte Fahrpedalstellung angefordert. Diese kann beispielsweise 90% betragen, das heißt, dass bei einer Betätigung des Fahrpedals mit 90% oder mehr des Pedalwegs die Anhebung ausgelöst wird. Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen werden, dass eine definierte Fahrpedalstellungsänderung in einem kurzen Zeitintervall auslösend für die Anhebung der Motordrehzahl ist. Dabei kann dies mitunter auch für Fahrpedalstellungen unterhalb 90% gelten.In one possible embodiment of the method according to the invention, the maximum driving requirement is requested by a defined accelerator pedal position. This can be 90%, for example, which means that when the accelerator pedal is actuated with 90% or more of the pedal travel, the increase is triggered. Alternatively or additionally, it can also be provided that a defined change in the accelerator pedal position within a short time interval triggers the increase in the engine speed. This can sometimes also apply to accelerator pedal positions below 90%.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden neben einer Fahrpedalstellung ein oder mehrere weitere Parameter berücksichtigt, um die Anhebung der Drehzahl des Antriebselements auf die Anhebungskurve zu initiieren. Dabei handelt es sich insbesondere um Parameter, welche die oben genannten äußeren Lasten charakterisieren. Ferner sind hierunter beispielsweise eine Druckauslastung im Getriebe, ein Überschreiten einer Differenz zwischen einer aktuellen Drehzahl am Abtrieb des Getriebes und einer Zieldrehzahl am Abtrieb des Getriebes, oder das Unterschreiten eines Schwellwertes des Gradienten der Drehzahl am Abtrieb zu fassen. Die Druckauslastung im Getriebe ist insbesondere bei Getrieben heranzuziehen, welche als hydrostatisch mechanisch leistungsverzweigte Stufenlosgetriebe (CVT) ausgeführt sind. Im Rahmen der Ausführung des beschriebenen Verfahrens kann vorgesehen werden, dass eine der Bedingungen für sich, oder eine Kombination von auslösenden Kriterien der zuvor genannten Art vorliegen müssen. Auch kann, je nach Anwendungsfall oder Charakteristik der Arbeitsmaschine, eine Priorisierung in Bezug auf eine Rangfolge der auslösenden Parameter/Kriterien definiert werden. Die weiteren Parameter können entweder indirekt anhand anderer Betriebsgrößen ermittelt oder durch geeignete Sensoren (Neigungssensor, barometrischer Höhensensor, Positionssensoren für Hubgerüst und/oder Schaufel, sonstige Lastsensoren in Bezug auf Anbaugeräte) bereitgestellt werden.In a development of the method according to the invention, in addition to an accelerator pedal position, one or more other parameters are taken into account in order to initiate the increase in the speed of the drive element to the increase curve. These are in particular parameters that characterize the external loads mentioned above. This also includes, for example, pressure utilization in the transmission, exceeding a difference between a current speed at the output of the transmission and a target speed at the output of the transmission, or falling below a threshold value of the gradient of the speed at the output. The pressure utilization in the transmission is to be used in particular in transmissions that are designed as hydrostatic-mechanical power-split continuously variable transmissions (CVT). As part of the implementation of the method described, it can be provided that one of the conditions must be present individually or a combination of triggering criteria of the type mentioned above. Depending on the application or characteristics of the work machine, prioritization can also be defined in relation to a ranking of the triggering parameters/criteria. The other parameters can either be determined indirectly using other operating variables or provided by suitable sensors (inclination sensor, barometric height sensor, position sensors for lifting frame and/or shovel, other load sensors in relation to attachments).

Entsprechend einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass als Auslösekriterium ein erster Schwellwert in Bezug auf den Gradienten der Drehzahl am Abtrieb definiert ist, bei dessen Erreichen mit negativer Steigung bzw. Unterschreiten die Drehzahlanhebung ausgelöst wird. Ferner kann ein Abbruchkriterium definiert werden, welches beispielsweise einen zweiten Schwellwert für den Gradienten der Drehzahl am Abtrieb betrifft, und/oder eine zeitliche Entprellung umsetzt. Hierdurch wird bei Erreichen des zweiten Schwellwertes mit positiver Steigung die ausgelöste Drehzahlanhebung beendet. Bei Umsetzung einer zeitlichen Entprellung erfolgt eine Deaktivierung der Drehzahlanhebung, wenn ein vorgegebenes Zeitintervall bei ausgelöster Drehzahlanhebung verstrichen ist.According to a development of the method, it is provided that a first threshold value in relation to the gradient of the rotational speed at the output is defined as a triggering criterion, when it is reached with a negative increase or undershoot ten the speed increase is triggered. Furthermore, a termination criterion can be defined, which for example relates to a second threshold value for the gradient of the rotational speed at the output, and/or implements a temporal debounce. As a result, when the second threshold value with a positive gradient is reached, the speed increase that was triggered is terminated. When a timed debounce is implemented, the speed increase is deactivated when a specified time interval has elapsed when the speed increase was triggered.

In einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehzahlanhebung in Abhängigkeit der Fahranforderung moduliert wird. Hierunter ist zu verstehen, dass mehrere Anhebungskurven vorgesehen werden können, wobei sich eine Auswahl der betreffenden Anhebungskurve aus der Schwere der Fahranforderung ergibt. Somit kann stufenweise entsprechend der Kumulation von auslösenden Kriterien oder anhand deren Ausprägung die betreffende Anhebungskurve ausgewählt werden. Dabei liegt jede Anhebungskurve, zumindest teilweise, oberhalb der oberen Drehzahlkurve.In a further development of the invention, it is provided that the speed increase is modulated as a function of the driving request. This means that a number of boost curves can be provided, the relevant boost curve being selected based on the severity of the driving requirement. In this way, the relevant boost curve can be selected step by step according to the cumulation of triggering criteria or on the basis of their characteristics. Each boost curve lies, at least in part, above the upper speed curve.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auch eine Steuervorrichtung umfasst, welche dazu geeignet und eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen und Signale zur Steuerung des Antriebselements, insbesondere zur Drehzahlanhebung, zu generieren und an das Antriebselement zu senden. Ferner betrifft die Erfindung eine Arbeitsmaschine mit einem Antriebselement, einem Getriebe und einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.According to a further aspect of the present invention, a control device is also included, which is suitable and set up to carry out the method and to generate signals for controlling the drive element, in particular for increasing the rotational speed, and to send them to the drive element. Furthermore, the invention relates to a work machine with a drive element, a transmission and a control device according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:

  • 1: in einem Diagramm eine Betriebspunktverschiebung aufgrund der Drehzahlanhebung;
  • 2a: in einem Diagramm die Funktionsweise der Drehzahlanhebung;
  • 2b: einen Verlauf des Gradienten der Drehzahl am Abtrieb des Getriebes und der korrespondierenden Schwellwerte für die Aktivierung/Deaktivierung der Drehzahlanhebung;
  • 2c: einen Verlauf der korrespondierenden Fahrpedalstellung.
The method according to the invention is described in more detail with reference to the following figures. show:
  • 1 : in a diagram, an operating point shift due to the speed increase;
  • 2a : in a diagram, how the speed increase works;
  • 2 B : a course of the gradient of the speed at the output of the transmission and the corresponding threshold values for the activation/deactivation of the speed increase;
  • 2c : a course of the corresponding accelerator pedal position.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Diagramm einer Betriebspunktverschiebung aufgrund einer Drehzahlanhebung. Dabei ist auf der Abszisse des Diagramms eine Reziprokübersetzung irez des Getriebes abgebildet, während auf der linken Ordinate eine Drehzahl n eines Antriebselements und auf der rechten Ordinate eine Zugkraft F des Getriebes bzw. eines Abtriebs aufgetragen ist. 1 shows a diagram of an operating point shift due to a speed increase in a schematic representation. A reciprocal transmission ratio irez of the transmission is shown on the abscissa of the diagram, while a speed n of a drive element is plotted on the left ordinate and a traction force F of the transmission or an output is plotted on the right ordinate.

Ferner sind eine obere und eine untere Drehzahlkurve I, II des Antriebselements dargestellt, sowie zwei Betriebspunkte B1 und B2 auf der oberen Drehzahlkurve I. Der Betriebspunkt B1 liegt bei der Reziprokübersetzung irez = 1,0 an und der Betriebspunkt B2 bei der Reziprokübersetzung irez = 0,4. In dem Betriebspunkt B1 wird das Antriebselement vorliegend mit einer Drehzahl nB1 = 1590 1/min betrieben und im Betriebspunkt B2 mit einer Drehzahl nB2 = 1510 1/min. Somit ergibt sich für den ersten Betriebspunkt B1 eine Abtriebsdrehzahl nab1 = nB1 = 1590 1/min und für den zweiten Betriebspunkt B2 eine Abtriebsdrehzahl nab2 = 604 1/min. In einem Schnittpunkt des Verlaufs der Zugkraft F mit der betreffenden Reziprokübersetzung irez ergibt sich die zugehörige Zugkraft F1, F2 der beiden Betriebspunkte B1, B2. Furthermore, an upper and a lower speed curve I, II of the drive element are shown, as well as two operating points B1 and B2 on the upper speed curve I. The operating point B1 is at the reciprocal ratio irez = 1.0 and the operating point B2 at the reciprocal ratio irez = 0 ,4. In the operating point B1, the drive element is operated at a speed nB1=1590 rpm and at the operating point B2 at a speed nB2=1510 rpm. This results in an output speed nab1=nB1=1590 rpm for the first operating point B1 and an output speed nab2=604 rpm for the second operating point B2. The associated traction F1, F2 of the two operating points B1, B2 results at an intersection of the course of the traction F with the relevant reciprocal transmission ratio irez.

Ausgehend von dem Betriebspunkt B1 wird der Betriebspunkt B2 dadurch erreicht, dass die Reziprokübersetzung irez in der zuvor beschriebenen Weise reduziert wird. Dies erfolgt in Reaktion auf eine äußere Last, beispielsweise das Befahren einer Steigung bzw. eines steileren Anstiegs in einer Steigung, insbesondere um einen Anstieg des Hochdrucks in dem Getriebe über einen maximalen Wert hinaus zu verhindern. Im Ergebnis sinkt nicht nur die Reziprokübersetzung irez des Getriebes, sondern gleichzeitig auch die Drehzahl n des Antriebselements. In der Regel geht damit auch ein Abfall der vom Antriebselement erzeugten bzw. bereitgestellten Leistung einher. In der Folge wird die Arbeitsmaschine deutlich langsamer, und mitunter wird nicht das maximale Leistungspotenzial des Antriebselements ausgeschöpft. Auch gestaltet sich die Reaktion des Antriebsstrangs (verringerte Motordrehzahl und reduzierte Fahrgeschwindigkeit) zuweilen anders bzw. sogar konträr im Vergleich zu der von einem Bediener erwarteten Reaktion (Anstieg der Drehzahl des Antriebselements aufgrund der maximalen Fahranforderung).Starting from the operating point B1, the operating point B2 is reached in that the reciprocal transmission ratio irez is reduced in the manner described above. This is done in response to an external load, such as driving up an incline or a steeper climb in an incline, particularly to prevent the high pressure in the transmission from rising above a maximum value. As a result, not only does the reciprocal transmission ratio irez of the transmission decrease, but also the speed n of the drive element. As a rule, this is also accompanied by a drop in the power generated or provided by the drive element. As a result, the work machine becomes significantly slower and sometimes the maximum performance potential of the drive element is not exhausted. Also, the response of the powertrain (reduced engine speed and reduced ground speed) is sometimes different or even contrary to the response expected by an operator (increase in speed of the drive element due to the maximum driving demand).

Für eine Steigerung der Leistungsfähigkeit der Arbeitsmaschine und zur Erhöhung deren Produktivität erfolgt nun eine bedarfsorientierte Drehzahlanhebung des Antriebselements durch eine Betriebspunktverschiebung von dem Betriebspunkt B2 hin zu einem Betriebspunkt B3. In dem vorliegenden Beispiel entspricht dies einer Anhebung der Drehzahl n auf den Wert nB3 = 1800 1/min. Hieraus resultiert bei gleicher Reziprokübersetzung irez = 0,4 eine Abtriebsdrehzahl nab3 = 720 1/min anstatt nab2 = 604 1/min. Somit kann eine um ca. 20% erhöhte Abtriebsdrehzahl erreicht werden.In order to increase the performance of the working machine and to increase its productivity, the speed of the drive element is increased as required by shifting the operating point from the operating point B2 to an operating point B3. In the present example, this corresponds to an increase in speed n to the value nB3 = 1800 rpm. With the same reciprocal ratio irez = 0.4, this results in an output speed nab3 = 720 rpm instead of nab2 = 604 rpm. In this way, an output speed increased by approx. 20% can be achieved.

2a zeigt in einem Diagramm die Funktionsweise der Drehzahlanhebung. Dabei ist auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen und auf der Ordinate eine Drehzahl n. In dem Diagramm sind ferner die Verläufe einer Zielabtriebsdrehzahlkurve III, der oberen Drehzahlkurve I, einer Anhebungskurve IV, einer Abtriebsdrehzahlkurve V ohne eine Drehzahlanhebung und einer Abtriebsdrehzahlkurve VI unter Berücksichtigung der Drehzahlanhebung dargestellt. 2a shows in a diagram how the speed increase works. The time t is plotted on the abscissa and a speed n on the ordinate Ren speed curve I, an increase curve IV, an output speed curve V shown without a speed increase and an output speed curve VI taking into account the speed increase.

Zu einem Zeitpunkt t0 wird eine Fahrvorgabe kommandiert. In der Folge erfährt die Zielabtriebsdrehzahlkurve III einen starken (linearen) Anstieg und erreicht kurze Zeit später, und deutlich vor einem Zeitpunkt t1, ihren Maximalwert. Dieser Wert wird fortan konstant über die Zeit t gehalten. Die Zielabtriebsdrehzahlkurve III resultiert somit beispielsweise aus einer Betätigung eines Fahrpedals. Dabei korreliert die Zielabtriebsdrehzahlkurve III mit einer Fahrpedalstellung FPS, welche in 2c dargestellt ist. Die obere Drehzahlkurve I verzeichnet vom Zeitpunkt t0, über den Zeitpunkt t1 bis zu einem Zeitpunkt t2 einen moderaten Anstieg, in einem Intervall zwischen dem Zeitpunkt t2 und einem Zeitpunkt t3 erfährt die obere Drehzahlkurve I einen schwachen Rückgang, verharrt bis kurz vor einem Zeitpunkt t4 auf diesem Niveau, bevor bis zu einem Zeitpunkt t5 bzw. auch darüber hinaus ein weiterer Anstieg erfolgt.A driving specification is commanded at a time t0. As a result, the target output speed curve III experiences a sharp (linear) rise and reaches its maximum value a short time later, and well before a point in time t1. From then on, this value is kept constant over time t. The target output speed curve III thus results, for example, from actuation of an accelerator pedal. The target output speed curve III correlates with an accelerator pedal position FPS, which 2c is shown. The upper speed curve I shows a moderate increase from time t0, through time t1 to a time t2. In an interval between time t2 and a time t3, the upper speed curve I experiences a slight decrease, persisting until just before a time t4 this level before a further increase occurs up to a point in time t5 or beyond.

Die Abtriebsdrehzahlkurve V ohne Drehzahlanhebung verläuft zwischen den Zeitpunkten t0 bis t3 nahezu parabelförmig, wobei im Zeitpunkt t2 ein erstes Maximum erreicht wird, und die Abtriebsdrehzahlkurve V anschließend bis zum Zeitpunkt t3 abfällt. Dabei fällt die Abtriebsdrehzahlkurve V auf einen Wert unter dem Wert zum Zeitpunkt t1 zurück. Bis kurz vor dem Zeitpunkt t4 wird der zuvor erreichte Wert beibehalten, bevor dann ein weiterer Anstieg bis zu einem zweiten Maximalwert zum Zeitpunkt t5 erfolgt. Der Wert zum Zeitpunkt t5 ist dabei deutlich größer als der zum Zeitpunkt t2.The output speed curve V without speed increase runs almost parabolic between times t0 to t3, a first maximum being reached at time t2, and the output speed curve V then falling until time t3. The output speed curve V falls back to a value below the value at time t1. The previously reached value is retained until just before time t4, before there is a further increase up to a second maximum value at time t5. The value at time t5 is significantly greater than that at time t2.

Die Anhebungskurve IV ist ab dem Zeitpunkt t1 erkennbar, hier hat sie noch den gleichen Wert wie die obere Drehzahlkurve, vollzieht bis zum Zeitpunkt t2 bzw. kurz danach einen deutlichen Anstieg und verharrt anschließend bis zum Zeitpunkt t4 auf dem erreichten Niveau. Im Intervall zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 erfährt die Anhebungskurve IV eine Reduzierung bis sie zum Zeitpunkt t5 den gleichen Wert annimmt, wie zuvor die obere Drehzahlkurve I.The increase curve IV can be seen from time t1, here it still has the same value as the upper speed curve, increases significantly up to time t2 or shortly thereafter and then remains at the level reached until time t4. In the interval between times t4 and t5, the increase curve IV undergoes a reduction until, at time t5, it assumes the same value as the upper speed curve I before it.

Die Abtriebsdrehzahlkurve VI unter Berücksichtigung der Drehzahlanhebung zeigt sich insbesondere in dem Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten t2 und t4. Hier weicht die Kurve von der Abtriebsdrehzahlkurve V ab, insbesondere liegt die Abtriebsdrehzahlkurve VI über der Abtriebsdrehzahlkurve V. Dabei zeigt die Abtriebsdrehzahlkurve VI in dem genannten Intervall einen nahezu geradlinigen Verlauf. Insbesondere wird deutlich, dass die Senke der Abtriebsdrehzahlkurve V zwischen den Zeitpunkten t2 bis t4 deutlich verringert bzw. nahezu behoben wird. Dies ist die Folge der Drehzahlanhebung aufgrund der Anhebungskurve IV.The output speed curve VI, taking into account the speed increase, is particularly evident in the time interval between times t2 and t4. Here the curve deviates from the output speed curve V, in particular the output speed curve VI lies above the output speed curve V. The output speed curve VI shows an almost straight course in the interval mentioned. In particular, it becomes clear that the dip in the output speed curve V is significantly reduced or almost eliminated between the times t2 to t4. This is the result of the speed increase due to the increase curve IV.

In 2b sind ein Verlauf des Gradienten G der Drehzahl am Abtrieb des Getriebes und dazu korrespondierender Schwellwerte S1, S2 für die Aktivierung/Deaktivierung der Drehzahlanhebung dargestellt. Dabei stimmen die Zeitpunkte t0 bis t5 mit denen in 2a überein, bilden also die betreffenden Zustände zum jeweils gleichen Zeitpunkt t0 bis t5 ab.In 2 B a course of the gradient G of the speed at the output of the transmission and the corresponding threshold values S1, S2 for the activation/deactivation of the speed increase are shown. The times t0 to t5 agree with those in 2a match, i.e. depict the respective states at the same point in time t0 to t5.

Beginnend zum Zeitpunkt t0 erfährt der Gradient zunächst einen starken Anstieg, wobei sich bis zum Zeitpunkt t2 nahezu ein parabelförmiger Verlauf darstellt. Dabei überschreitet der Gradient G in dem Intervall von t0 bis t1 zunächst einen ersten Schwellwert S1 und anschließend einen zweiten Schwellwert S2, bevor ein Maximalwert erreicht wird. Der zweite Schwellwert S2 ist dabei größer als der erste Schwellwert S1. Das Überschreiten des ersten und zweiten Schwellwertes S1, S2 sind in diesem Zustand genauso unerheblich, wie das nachfolgende Unterschreiten des zweiten Schwellwertes S2. Erst das Erreichen und das anschließende Unterschreiten des ersten Schwellwertes S1 zum Zeitpunkt t1 wird als auslösendes Kriterium für die Drehzahlanhebung verwendet. Dies ergibt sich auch in Zusammenschau mit der 2a und dem dort gezeigten Verlauf der Anhebungskurve IV. In der Folge sinkt der Gradient G weiter ab, verharrt im Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 zunächst nahe G = 0, bevor kurz vor dem Zeitpunkt t4 ein erneuter Anstieg beginnt, welcher ebenfalls nahezu parabelförmig verläuft und bis kurz nach dem Zeitpunkt t5 andauert. Dabei wird zum Zeitpunkt t4 der zweite Schwellwert S2 erneut überschritten, was nun bei aktivierter Drehzahlanhebung als Abbruchkriterium interpretiert wird. Mit Unterschreiten des ersten Schwellwertes S1 zum bzw. kurz nach dem Zeitpunkt t5 sind die Bedingungen gegeben, dass eine erneute Drehzahlanhebung initiiert wird. Dies ist vorliegend jedoch nicht dargestellt.Beginning at time t0, the gradient initially experiences a sharp rise, with an almost parabolic curve presenting itself up to time t2. In this case, the gradient G in the interval from t0 to t1 initially exceeds a first threshold value S1 and then a second threshold value S2 before a maximum value is reached. The second threshold value S2 is greater than the first threshold value S1. In this state, exceeding the first and second threshold value S1, S2 is just as irrelevant as falling below the second threshold value S2. Only when the first threshold value S1 is reached and then fallen below at the point in time t1 is used as the triggering criterion for the speed increase. This is also evident when looking at the 2a and the course of the increase curve IV shown there. As a result, the gradient G decreases further, remains in the time interval between the times t3 and t4 initially close to G=0 before shortly before the time t4 a new increase begins, which also runs almost parabolic and lasts until shortly after time t5. At the time t4, the second threshold value S2 is again exceeded, which is now interpreted as a termination criterion when the speed increase is activated. When the speed falls below the first threshold value S1 at or shortly after the point in time t5, the conditions are met for a new speed increase to be initiated. However, this is not shown here.

2c bildet einen Verlauf der korrespondierenden Fahrpedalstellung FPS ab. Dabei stimmen die Zeitpunkte t0 bis t5 mit denen in 2a und 2b überein, bilden also die betreffenden Zustände zum jeweils gleichen Zeitpunkt t0 bis t5 ab. Zum Zeitpunkt t0 wird eine Fahranforderung kommandiert bzw. eingegeben. Dies ist an dem (hier linearen) Anstieg der Fahrpedalstellung FPS erkennbar. Kurz nach dem Zeitpunkt t0, und deutlich vor dem Zeitpunkt t1, erreicht die Fahrpedalstellung FPS ihren Maximalwert, welcher im weiteren Verlauf konstant gehalten wird. Dieser Wert kann beispielsweise einer Betätigung um 100%, also einem maximal betätigten Fahrpedal, oder aber auch einem geringeren Wert entsprechen. Der geringere Wert entspricht dabei jedoch einem Auslösekriterium für die Drehzahlanhebung, beispielsweise einer Betätigung von 90%. 2c depicts a course of the corresponding accelerator pedal position FPS. The times t0 to t5 agree with those in 2a and 2 B match, i.e. depict the respective states at the same point in time t0 to t5. At time t0 a drive request is commanded or entered. This can be seen from the (here linear) increase in the accelerator pedal position FPS. Shortly after point in time t0, and well before point in time t1, the accelerator pedal position FPS reaches its maximum value, which is kept constant in the further course. This value can correspond, for example, to an actuation of 100%, that is to say to a maximally actuated accelerator pedal, or else to a lower value. However, the lower value corresponds to a triggering criterion for the speed increase, for example an actuation of 90%.

BezugszeichenlisteReference List

II
obere Drehzahlkurveupper speed curve
IIII
untere Drehzahlkurvelower speed curve
IIIIII
Zielabtriebsdrehzahlkurvetarget output speed curve
IVIV
Anhebungskurveboost curve
V, VIv, vi
Abtriebsdrehzahlkurve output speed curve
B1, B2, B3B1, B2, B3
Betriebspunktoperating point
F, F1, F2F, F1, F2
Zugkrafttraction
FPSFPS
Fahrpedalstellungaccelerator pedal position
GG
Gradientgradient
irezirez
Reziprokübersetzung GetriebeReciprocal gearing
nn
Drehzahlrotational speed
nab1, nab2, nab3nab1, nab2, nab3
Abtriebsdrehzahloutput speed
nB1, nB2, nB3nB1, nB2, nB3
Drehzahl im Betriebspunktspeed at the operating point
S1, S2S1, S2
Schwellwertthreshold
tt
Zeittime
t0 - t5t0 - t5
Zeitpunkttime

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • EP 2902551 A1 [0002]EP 2902551 A1 [0002]

Claims (7)

Verfahren zur bedarfsorientierten Drehzahlanhebung eines Antriebselements in einem Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine mit einem Getriebe und einer Steuervorrichtung, wobei für das Antriebselement wenigstens eine obere und eine untere Drehzahlkurve (I, II) vorgegeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer maximalen Fahranforderung in Reaktion auf eine äußere Last durch die Steuervorrichtung eine Drehzahlanhebung auf eine Anhebungskurve (IV) initiiert wird, wobei die Anhebungskurve (IV) oberhalb der oberen Drehzahlkurve (I) liegt.Method for demand-oriented speed increase of a drive element in a drive train of a work machine with a transmission and a control device, at least one upper and one lower speed curve (I, II) being specified for the drive element, characterized in that when there is a maximum driving request in response to a external load by the control device a speed increase is initiated on a boost curve (IV), wherein the boost curve (IV) is above the upper speed curve (I). Verfahren nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Fahranforderung durch eine definierte Fahrpedalstellung (FPS) angefordert wird.Method according to Claim 1, characterized in that a maximum driving requirement is requested by a defined accelerator pedal position (FPS). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben einer Fahrpedalstellung (FPS) ein oder mehrere weitere Parameter berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that one or more other parameters are taken into account in addition to an accelerator pedal position (FPS). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Auslösekriterium ein erster Schwellwert (S1) für einen Gradienten (G) der Drehzahl am Abtrieb definiert ist, bei dessen Erreichen mit negativer Steigung die Drehzahlanhebung ausgelöst wird, während ferner als Abbruchkriterium ein zweiter Schwellwert (S2) für den Gradienten (G) der Drehzahl am Abtrieb definiert ist, bei dessen Erreichen die ausgelöste Drehzahlanhebung beendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a first threshold value (S1) for a gradient (G) of the speed at the output is defined as a triggering criterion, the speed increase being triggered when this gradient is reached with a negative gradient, while a second threshold value is also used as a termination criterion (S2) is defined for the gradient (G) of the speed at the output, when this is reached the triggered speed increase is ended. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlanhebung in Abhängigkeit der Fahranforderung moduliert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the speed increase is modulated as a function of the driving requirement. Steuervorrichtung welche dazu geeignet und eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche auszuführen.Control device which is suitable and set up to carry out the method according to one of the preceding claims. Arbeitsmaschine mit einem Antriebselement, einem Getriebe und einer Steuervorrichtung nach Anspruch 6.Working machine with a drive element, a transmission and a control device claim 6 .
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4464952A (en) 1980-05-31 1984-08-14 Bl Technology Limited Control systems for continuously variable ratio transmissions (CVT)
DE3926716A1 (en) 1988-08-17 1990-02-22 Zahnradfabrik Friedrichshafen Vehicle adjustable drive unit operating system - has controlled combustion engine, controlled hydromechanical power branching and shared control device
DE102009022528A1 (en) 2009-05-25 2010-12-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Mechanism for improving start-up behavior of motor vehicle, has engine control device for predetermining increased idling speed while exceeding threshold value of clutch or engine torque until defined starting condition is recognized
EP2902551A1 (en) 2014-02-04 2015-08-05 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Construction machine
DE102019201711A1 (en) 2019-02-11 2020-08-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for controlling a drive train of a vehicle, in particular a motor vehicle
DE102019117633A1 (en) 2019-07-01 2021-01-07 CLAAS Tractor S.A.S Drivetrain of a vehicle and a method for operating a drive train of a vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4464952A (en) 1980-05-31 1984-08-14 Bl Technology Limited Control systems for continuously variable ratio transmissions (CVT)
DE3926716A1 (en) 1988-08-17 1990-02-22 Zahnradfabrik Friedrichshafen Vehicle adjustable drive unit operating system - has controlled combustion engine, controlled hydromechanical power branching and shared control device
DE102009022528A1 (en) 2009-05-25 2010-12-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Mechanism for improving start-up behavior of motor vehicle, has engine control device for predetermining increased idling speed while exceeding threshold value of clutch or engine torque until defined starting condition is recognized
EP2902551A1 (en) 2014-02-04 2015-08-05 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Construction machine
DE102019201711A1 (en) 2019-02-11 2020-08-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for controlling a drive train of a vehicle, in particular a motor vehicle
DE102019117633A1 (en) 2019-07-01 2021-01-07 CLAAS Tractor S.A.S Drivetrain of a vehicle and a method for operating a drive train of a vehicle

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