WO2006027045A1 - Verfahren zum schutz von fahrzeuggetrieben, insbesondere von hydrostatisch-mechanischen leistungsverzweigungsgetrieben vor überbelastung - Google Patents

Verfahren zum schutz von fahrzeuggetrieben, insbesondere von hydrostatisch-mechanischen leistungsverzweigungsgetrieben vor überbelastung Download PDF

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Gerhard Hörmann
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    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
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Definitions

  • the present invention relates to a method for the protection of vehicle transmissions, in particular of hydrostatic-mechanical power-diversion transmissions from overloading, according to the preamble of patent claim 1.
  • agricultural utility vehicles comprise hydrostatic-mechanical power split transmissions which consist of a continuously variable hydrostatic transmission with a volume-adjustable and a volume-constant unit, a summation transmission and a range transmission with a plurality of shiftable gears.
  • hydrostatic-mechanical power split transmissions consist of a continuously variable hydrostatic transmission with a volume-adjustable and a volume-constant unit, a summation transmission and a range transmission with a plurality of shiftable gears.
  • the engine power dissipated via the PTO shaft can also be detected directly via a torque measurement in the PTO shaft train.
  • a torque control for the drive train of a motor vehicle is known from DE 696 17 887 T2, in which the rotational speed of the output shaft is detected and compared as a control parameter with a reference value corresponding to a high torque load on the drive train, the output torque of Motor is limited to a value lying below the maximum value when the detected value of the control parameter indicates the occurrence of conditions of a high torque load in Antriebs ⁇ strand. Also in this method, a sensor is required to detect the output speed.
  • the object of the present invention is to provide a method for protecting vehicle transmissions, in particular hydrostatic-mechanical power-split transmissions, from overloading, which avoids the disadvantages of the prior art mentioned.
  • the method according to the invention should not require any sensors and should detect the power available to the transmission or drive train as accurately as possible.
  • a method for the protection of vehicle transmissions is proposed vor ⁇ , in the context of which the load of the transmission is calculated by the transmission controller and the engine power is limited based on the calculated by the transmission controller load, if damage to the transmission is to be expected or if the transmission load exceeds a threshold.
  • the load is calculated by the transmission controller via the hydrostatic pressures.
  • the engine power can be limited by a higher-level controller, for example the vehicle / engine / transmission / controller.
  • the transmission load is monitored so that when the load calculation yields a value that is below a threshold value, the engine power is increased or fully released.
  • the engine power can be infinitely limited or adjusted as a function of the load calculation. This means that increased engine power is always released when the load on the transmission is not harmful.
  • the decision logic can be integrated into other control devices, such as, for example, the transmission controller.

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Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zum Schutz von Fahrzeuggetrieben, insbe­sondere von hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetrieben vor Überbelastung, wird die Belastung des Getriebes vom Getrieberegler errechnet und die Motorleistung basierend auf der vom Getrieberegler errechneten Be­lastung beschränkt, wenn eine Schädigung für das Getriebe zu erwarten ist bzw. wenn die Getriebelast einen Schwellenwert überschreitet.

Description

Verfahren zum Schutz von Fahrzβuggetrieben. insbesondere von hydro¬ statisch-mechanischen Leistunαsverzweiαungsαetrieben vor Überbelastung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz von Fahr¬ zeuggetrieben, insbesondere von hydrostatisch-mechanischen Leistungsver- zweigungsgetrieben vor Überbelastung, gemäß dem Oberbegriff des Patent¬ anspruchs 1.
Nach dem Stand der Technik umfassen landwirtschaftliche Nutzfahrzeu¬ ge hydrostatisch-mechanische Leistungsverzweigungsgetriebe, welche aus einem stufenlos verstellbaren Hydrostatgetriebe mit einer volumenverstellbaren und einer volumenkonstanten Einheit, einem Summierungsgetriebe und einem Bereichsgetriebe mit mehreren schaltbaren Gängen bestehen. Hierbei werden die Anforderungen an die Motorleistung moderner landwirtschaftlicher Fahr¬ zeuge immer höher; diese Leistung soll nicht nur zur Fahrzeugantriebsleistung, sondern auch zum Betrieb von Zapfwellengeräten verwendet werden. Als nachteilig erweist sich die Tatsache, dass, wenn die Motorleistung nicht zum Betrieb von Zapfwellengeräten benötigt wird, diese über das Getriebe zum Antrieb geleitet wird, was in einer Verkürzung der Lebensdauer des Getriebes resultieren kann.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, elektronisch geregelte Motoren abhängig von der über die Zapfwelle abgeführten Motorleistung entweder auf eine zweite, erhöhte Grenzlastcharakteristik umzuschalten oder ohne Leistungsbegrenzung zu betreiben.
Beispielsweise ist bekannt, die über die Zapfwelle abgeführte Leistung über eine Phasenverschiebung von Drehzahlsignalen, die von einer verdreh¬ baren Welle abgenommen werden, zu ermitteln und für den Fall, dass diese Leistung über eine vorgegebene Zeitdauer einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, zusätzliche Motorleistung freizugeben.
Nach dem Stand der Technik kann die über die Zapfwelle abgeführte Motorleistung auch direkt über eine Momentenmessung im Zapfwellenstrang erfasst werden.
Diese aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren erfordern in nachteiliger Weise Sensoren, z.B. einen separaten Momentensensor im Zapf¬ wellenstrang. Außerdem werden andere Leistungsabnahmearten, insbesonde¬ re über Frontzapfwellen oder sonstige Nebenabtriebe, wie Pumpen, Kompres¬ soren, Generatoren, etc., nicht berücksichtigt, was zur einer unnötigen Redu¬ zierung der Motorleistung führen kann.
Ferner ist bekannt, bei Geschwindigkeiten, die einen Schwellenwert übersteigen, und bei geschaltetem dritten oder vierten Gang, zusätzliche Leistung zur Verfügung zu stellen, wenn der Antriebsstrang für diese Leistung ausgelegt ist.
Aus der DE 696 17 887 T2 ist eine Drehmomentregelung für den An¬ triebsstrang eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der die Drehzahl der Abtriebs- welle erfasst wird und als Steuerparameter mit einem Referenzwert verglichen wird, der einer hohen Drehmomentlast am Antriebsstrang entspricht, wobei das Ausgangsdrehmoment des Motors auf einen unterhalb des Maximalwertes liegenden Wert begrenzt wird, wenn der erfasste Wert des Steuerparameters auf das Auftreten von Bedingungen einer hohen Drehmomentlast im Antriebs¬ strang hindeutet. Auch bei diesem Verfahren ist eine Sensorik erforderlich, um die Ausgangsdrehzahl zu erfassen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schutz von Fahrzeuggetrieben, insbesondere von hydrostatisch-mechani¬ schen Leistungsverzweigungsgetrieben vor Überbelastung anzugeben, welches die erwähnten Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbe¬ sondere soll das erfindungsgemäße Verfahren keine Sensorik benötigen und die dem Getriebe bzw. dem Antriebsstrang zur Verfügung stehende Leistung möglichst exakt erfassen.
Demnach wird ein Verfahren zum Schutz von Fahrzeuggetrieben vorge¬ schlagen, im Rahmen dessen die Belastung des Getriebes vom Getrieberegler errechnet wird und die Motorleistung basierend auf der vom Getrieberegler errechneten Belastung beschränkt wird, wenn eine Schädigung für das Getriebe zu erwarten ist bzw. wenn die Getriebelast einen Schwellenwert überschreitet.
Bei einem hydrostatisch-mechanischen Leistuπgsvβrzweigungsgetriebe erfolgt die Lastberechnung vom Getrieberegler über die Hydrostatdrücke. Gemäß der Erfindung kann die Motorleistung von einem übergeordneten Regler, beispielsweise dem Fahrzeug/Motor/Getriebe/Regler beschränkt werden.
Nach der Motorleistungsbegrenzung wird die Getriebelast überwacht, so dass, wenn die Lastberechnung einen Wert ergibt, der unterhalb eines Schwel¬ lenwertes ist, die Motorleistung erhöht oder ganz freigegeben wird. Im Rahmen einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Motorleistung in Abhängigkeit von der Lastberechnung stufenlos begrenzt bzw. eingestellt werden. Dies bedeutet, dass eine erhöhte Motorleistung immer freigegeben wird, wenn die Belastung für das Getriebe nicht schädigend ist. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Entscheidungslogik in andere Steuerge¬ räten integriert sein, wie beispielsweise in den Getrieberegler.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung des Rechenwertes aus der Lastberechnung entfällt die Notwendigkeit eines separaten Momentensensors im Zapfwellenstrang, was in einer Kostenreduzierung resultiert. Ferner werden in vorteilhafter Weise sämtliche weitere Leistungsabnahmearten berücksichtigt.

Claims

Pate ntansprüche
1. Verfahren zum Schutz von Fahrzeuggetrieben, insbesondere von hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetrieben vor Überbelas¬ tung, dadurch gekennzeichnet, dass die Belastung des Getriebes vom Getrieberegler errechnet wird, und dass die Motorleistung basierend auf der vom Getrieberegler errechneten Belastung beschränkt wird, wenn eine Schädigung für das Getriebe zu erwarten ist bzw. wenn die Getriebelast einen Schwellenwert überschreitet.
2. Verfahren zum Schutz von Fahrzeuggetrieben, insbesondere von hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetrieben vor Überbelas¬ tung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einem hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebe die Lastberech¬ nung vom Getrieberegler über die Hydrostatdrücke erfolgt.
3. Verfahren zum Schutz von Fahrzeuggetrieben, insbesondere von hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetrieben vor Überbelas¬ tung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorleistungsbegrenzung von einem dem Getrieberegler übergeordneten Regler durchgeführt wird.
4. Verfahren zum Schutz von Fahrzeuggetrieben, insbesondere von hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetrieben vor Überbelas¬ tung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor¬ leistungsbegrenzung vom Fahrzeug/Motor/Getriebe/Regler durchgeführt wird.
5. Verfahren zum Schutz von Fahrzeuggetrieben, insbesondere von hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetrieben vor Überbelas¬ tung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorleistungsbegrenzung vom Getrieberegler durchgeführt wird.
6. Verfahren zum Schutz von Fahrzeuggetrieben, insbesondere von hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetrieben vor Überbelas¬ tung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass nach einer Motorleistungsbegrenzung die Getriebelast überwacht wird, so dass, wenn die Lastberechnung einen Wert ergibt, der unterhalb eines Schwellenwertes ist, die Motorleistung erhöht oder ganz freigegeben wird.
7. Verfahren zum Schutz von Fahrzeuggetrieben, insbesondere von hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetrieben vor Überbelas¬ tung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Motorleistung in Abhängigkeit von der Lastberech¬ nung stufenlos begrenzt bzw. eingestellt wird.
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