DE3810724A1

DE3810724A1 - Anordnung und verfahren zur motorregelung bei selbstfahrenden arbeitsmaschinen

Info

Publication number: DE3810724A1
Application number: DE3810724A
Authority: DE
Inventors: Gerd Bernhard; Andreas Oppitz; Reinhard Schaller; Gerhard Windisch; Georg Urban; Hansjoerg Seiler
Original assignee: VEB Kombinat Fortschritt Landmaschinen Neustadt (Bestand)
Current assignee: VEB Kombinat Fortschritt Landmaschinen Neustadt (Bestand)
Priority date: 1987-05-26
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1988-12-08
Also published as: FR2615904A1; GB2205179A; GB8810612D0; IT8848006A0; IT1235577B; DK275988D0; DD261298A1; DK275988A

Description

Die Erfindung findet Anwendung bei selbstfahrenden Arbeitsmaschinen, insbesondere Mähdreschern, zur Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors und der Drehzahlen der angetriebenen Baugruppen.

Bei einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine sind die Drehzahlen des Fahran triebes und der Arbeitselemente auf spezielle Arbeitsaufgaben abgestimmt und werden während dieser Arbeit konstant gehalten. Auf Grund der viel fältigen Arbeitsaufgaben und der flexiblen Einsatzmöglichkeiten treten bestimmte Arbeitsregime auf, bei denen die Arbeitsmaschine aus objektiven Gründen nicht ausgelastet ist. Faktoren, die darauf Einfluß haben, sind z. B. Mähdrusch von Sonderkulturen, Masseschwankungen entsprechend der Bunkerfüllung, von der Rechteckform abweichende Schläge, Wendevorgänge, Transportfahrten u. a. Durch die geringere Motorbelastung bei konstanter Drehzahl, die für den Antrieb der Arbeitselemente notwendig ist, arbeitet der Antriebsmotor in einem Bereich mit höherem spezifischen Kraftstoff verbrauch.

Grundsätzlich ist von jedem Fahrzeug her bekannt, mit einem mehrstufigen Getriebe Antriebsdrehzahl und Motormoment in einem günstigen Leistungsbe reich des Motors zu realisieren.

Eine Lösung zur Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors in Abhängigkeit von der Belastung ist in DD 2 00 234 be schrieben. Diese Lösung betrifft das am häufigsten auftretende Problem einer Belastungsänderung, den Transportzustand. Für diesen Fall werden durch Zwangskopplung die Drehzahl des Antriebsmotors unter die Nenndrehzahl herabgesetzt und gleichzeitig die Übersetzung des Transportgetriebes erhöht. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß die Drehzahl des Antriebsmotors nur für den Transportzustand geregelt werden kann. Damit ist diese Lösung für selbstfahrende Arbeitsmaschinen, bei denen jede Baugruppe eine spezifische Drehzahl und einen eigenen Anteil am Motormoment hat, anwendbar. Eine andere Lösung ist in DE 25 02 221 beschrieben. Bei dieser Lösung er folgt die Regelung der Drehzahl des Antriebmotors in Abhängigkeit von der Belastung durch die Arbeitselemente. Dabei dient als Regelgröße der stati sche Druck im Hydrauliksystem der Arbeitsmaschine, der durch entsprechende Druckmeßeinrichtungen erfaßt wird. Diese Lösung hat den Nachteil, daß zu ihrer Realisierung ein hoher Aufwand notwendig ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei dieser Lösung bei Belastungsänderungen des Antries motors durch die Arbeitselemente die Änderung der Drehzahl des Antriebs motors nicht automatisch erfolgt.

Die Erfindung hat das Ziel, eine Anordnung und ein Verfahren zu schaffen, mit denen es möglich ist, den Antriebsmotor einer selbstfahrenden Arbeits maschine in einem Leistungsbereich mit geringem spezifischen Kraftstoff verbrauch zu steuern. Dabei soll der Aufwand für die Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik in ökonomisch vertretbaren Grenzen liegen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Belastung des Antriebsmotors ständig zu überwachen und bei Unterschreitung eines bestimmten Auslastungsgrades des Motormoments den Motor auf eine niedrigere Drehzahl zu steuern, wobei aber die Drehzahlen der Arbeitselemente konstant bleiben müssen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am Antriebsmotor der selbstfahrenden Arbeitsmaschine eine Drehzahl-/Drehmomentenmeßstelle zur Erfassung der momentanen Drehzahl sowie des erforderlichen Dreh moments und an den einzelnen Arbeitselementen Meßstellen zur Erfassung der aktuellen Drehzahlen angeordnet werden. Alle Meßstellen sind mit einem Prozeßrechner verbunden, der die von den Meßstellen kommenden Signale registriert und auswertet. Der Prozeßrechner ist über Steuer leitungen mit Drehzahl-/Drehmomentenwandler verbunden, denen die ver schiedenen Arbeitselemente nachgeordnet sind. Über eine weitere Steuer leitung ist der Prozeßrechner mit dem Antriebsmotor verbunden. Über diese Steuerleitung löst der Prozeßrechner bei Überschreitung der vorgegebenen Abweichung vom Sollwert des erforderlichen Motormoments, was von der Drehzahl-/Drehmomentenmeßstelle gemeldet wird, einen Impuls aus, der einen Regler im Antriebsmotor zum Ansprechen bringt. Gleichzeitig sendet der Prozeßrechner über Steuerleitungen Impulse an die Drehzahl-/Dreh momentenwandler der Arbeitselemente, so daß diese die Drehzahlen für die Arbeitselemente konstant halten. Anstelle der einzelnen Drehzahl-/Dreh momentenwandler kann ein zentraler Drehzahl-/Drehmomentenwandler, z. B. ein unter Last schaltbares mehrstufiges Getriebe, eingesetzt werden. Um die Arbeitsweise der Anordnung zu stabilisieren, wird zwischen der Dreh zahl-/Drehmomentenmeßstelle am Antriebsmotor und dem Prozeßrechner ein Schwellwertschalter angeordnet.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher er läutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Anordnung zur Regelung der einzelnen Drehzahlen,

Fig. 2 eine vorteilhafte Anordnung der erfindungsgemäßen Lösung.

Der Antriebsmotor 1 ist über stufenlose mechanische Drehzahl-/Dreh momentenwandler 6 mit verschiedenen Arbeitselementen, wie die Dresch trommel 8, Fahrantrieb 7 und den sonstigen Arbeitselementen 9 der selbstfahrenden Arbeitsmaschine verbunden. Die stufenlosen mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 6 sorgen in differenzierter Übersetzung für die jeweilige erforderliche Betriebsdrehzahl. Am Antriebsmotor 1 ist eine Drehzahl-/Drehmomentenstelle 2 angeordnet, die die aktuelle Drehzahl sowie das erforderliche Drehmoment des Antriebsmotors 1 er faßt. Das daraus entstehende Signal wird dem Prozeßrechner 3 zugeführt. Das ankommende Signal wird vom Prozeßrechner 3 ausgewertet. Zwischen der Meßstelle 2 und dem Prozeßrechner 3 ist ein Schwellwertschalter 12 an geordnet. Der Schwellwertschalter 12 spricht erst auf bestimmte, in Größe und zeitlicher Ausdehnung definierte Änderungen an, so daß kurz zeitig geringe Schwankungen des erforderlichen Antriebsdrehmomentes nicht an den Prozeßrechner 3 weitergeleitet werden. Mit der Anordnung des Schwellwertschalters 12 wird die notwendige Stabilität der gesamten An ordnung gewährleistet.

Verringert sich infolge wechselnden Arbeitsregimes das erforderliche An triebsmoment, so wird das von der Meßstelle 2 registriert. Hat die Ände rung einen Wert, der den mit dem Schwellwertschalter 12 eingestellten Wert über- oder unterschreitet, wird vom Prozeßrechner 3 die Änderung erfaßt und ausgewertet. Der Prozeßrechner 3 sendet an den mit ihm über eine Steuerleitung 4 verbundenen Antriebsmotor 1 einen Impuls aus, der den Regler des Antriebsmotors so beeinflußt, daß dieser die Drehzahl des Antriebsmotors 1 entweder verringert oder erhöht.

Der prozeßrechner 3 ist über Steuerleitungen 5 mit Drehzahl-/Drehmomenten wandler 6 verbunden. Den Drehzahl-/Drehmomentenwandlern 6 sind jeweils der Fahrantrieb 7, der Antrieb der Dreschtrommel 8 und die Antriebe der anderen Arbeitselemente 9 nachgeordnet. Zwischen den Drehzahl-/Dreh momentenwandlern 6 und dem Fahrantrieb 7, dem Antrieb der Dreschtrommel 8 und dem Antrieb der anderen Arbeitselemente 9 ist jeweils noch eine Drehzahlmeßstelle 10 angeordnet, die wiederum mit dem Prozeßrechner 3 verbunden ist. Nimmt nun beispielsweise das Antriebsdrehmoment am Antriebs motor 1 ab, so wird durch den Prozeßrechner 3 in der beschriebenen Art die Drehzahl des Antriebsmotors 1 verringt. Das hat zur Folge, daß durch die Drehzahlmeßstellen 10 am Fahrantrieb 7, der Dreschtrommel 8 und den anderen Arbeitselementen 9 eine Unterschreitung der erforderlichen Dreh zahl registriert wird. Von den Drehzahlmeßstellen 10 erfolgt dadurch eine Rückmeldung an den Prozeßrechner 3. Von diesem werden über die Steuerlei tungen 5 die Drehzahl-/Drehmomentenwandler 6 gesteuert. Die Drehzahlab weichungen werden entsprechend korrigiert. Es werden damit auch Drehzahl abweichungen korrigiert, die durch Schlupf, unterschiedliche Keilriemen vorspannung oder Verschleiß auftreten können.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist in Fig. 2 dargestellt. Anstelle der einzelnen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 6 wird ein zentraler Drehzahl-/Drehmomentenwandler 11, z. B. ein unter Last schalt bares mehrstufiges Getriebe, eingesetzt. Dieser Drehzahl-/Drehmomenten wandler 11 ist mit dem Prozeßrechner 3 über eine Steuerleitung 5 verbunden. Andererseits ist er mit allen erforderlichen Antriebselementen 7, 8, 9 verbunden. Die Funktionsweise dieser Anordnung entspricht der der Fig. 1. Veränderungen des erforderlichen Antriebsmomentes werden von der Drehzahl-/ Drehmomentenmeßstelle 2 erfaßt. Der daraus resultierende Impuls bei ent sprechend großer Abweichung wird an den Prozeßrechner 3 weitergeleitet und dort ausgewertet. Über die Steuerleitung 4 bekommt der Regler des Antriebs motors 1 einen Impuls zur Veränderung der Drehzahl. Über die Steuerleitung 5 gibt der Prozeßrechner 3 an den zentralen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 11 einen weiteren Impuls ab. Dadurch korrigiert der zentrale Drehzahl-/Dreh momentenwandler 11 die Antriebsdrehzahlen für den Fahrantrieb 7, die Dresch trommel 8 und die anderen Arbeitselemente 9. Die Einhaltung der erforder lichen konstanten Drehzahl wird von der Drehzahlmeßstelle 10 überwacht und an den Prozeßrechner 3 gemeldet.

Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung wird die Drehzahlver stellung des Antriebsmotors 1 nach den Übersetzungsverhältnissen des Ge triebeblocks 11 gestuft.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Antriebsmotor
2 Drehzahl-/Drehmomentenmeßstelle
3 Prozeßrechner
4 Steuerleitung
5 Steuerleitungen
6 Drehzahl-/Drehmomentenwandler
7 Fahrantrieb
8 Antrieb für die Dreschtrommel
9 sonstige Arbeitselemente
10 Drehzahlmeßstellen
11 Getriebeblock
12 Schwellwertschalter

Claims

1. Anordnung und Verfahren zur Motorregelung bei selbstfahrenden Arbeits maschinen mit einem in der Drehzahl regelbaren Antriebsmotor und in den Drehzahlen einstellbaren angetriebenen Arbeitselementen, wobei die Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors in Abhängigkeit von der Motor belastung erfolgt und die Drehzahl der einstellbaren angetriebenen Arbeitselemente unabhängig von der Drehzahl des Antriebsmotors konstant gehalten wird, gekennzeichnet dadurch, daß am Antriebsmotor (1) eine Drehzahl-/Drehmomentenmeßstelle (2) angeordnet ist, die über einen Schwellwertschalter (12) mit einem Prozeßrechner (3) verbunden ist, der wiederum über eine Steuerleitung (4) mit dem Antriebsmotor (1) und über weitere Steuerleitungen (5) mit Drehzahl-/Drehmomentenwandlern (6), die einerseits mit dem Antriebsmotor (1) und andererseits mit verschiedenen Arbeitselementen (7, 8, 9) in Verbindung stehen, verbunden ist, und daß an den Drehzahl-/Drehmomentenwandler (6) Drehzahlmeßstellen (10) ange ordnet sind, die mit dem Prozeßrechner (3) in Verbindung stehen, wobei der Prozeßrechner (3) von der Drehzahl-/Drehmomentenmeßstelle (2) bei Drehmomentenänderungen des Antriebsmotors (1) über den Schwellwert schalter (12) einen Impuls erhält, diesen auswertet und über die Steuer leitung (4) die Drehzahl des Antriebsmotors (1) ändert, was zur Folge hat, daß die Drehzahlmeßstellen (10) eine Abweichung von der konstanten Drehzahl der verschiedenen Baugruppen (7, 8, 9) registrieren, einen Impuls zum Prozeßrechner (3) senden und dieser über die Steuerleitungen (5) die Drehzahl-/Drehmomentenwandler (6) zum Ausgleich der Drehzahldifferenz veranlaßt.

2. Anordnung und Verfahren zur Motorregelung nach Punkt 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen dem Antriebsmotor (1) und den angetriebenen Bau gruppen (7, 8, 9) einschließlich ihrer Verstellelemente, ein zentraler Getriebeblock (11) angeordnet ist und die Drahzahlverstellung des An triebsmotors (1) nach den Übersetzungsverhältnissen des Getriebeblocks (11) gestuft ist.