Verfahren zum Schutz von Fahrzβuggetrieben. insbesondere von hydro¬ statisch-mechanischen Leistunαsverzweiαungsαetrieben vor Überbelastung Method of protecting vehicle gearboxes. in particular of hydrostatic-mechanical power-divider drives against overloading
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.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.
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.According to the state of the art, 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. Here, the demands on the engine power of modern agricultural vehicles are becoming ever higher; this power should not only be used for vehicle propulsion power, but also for the operation of PTO equipment. A disadvantage is the fact that when the engine power is not needed for the operation of PTO equipment, this is passed through the transmission to the drive, which can result in a shortening of the life of the transmission.
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.From the prior art is known to switch electronically controlled motors depending on the power dissipated via the PTO either to a second, increased limit load characteristic or operate without power limitation.
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.For example, it is known to determine the power dissipated via the power take-off via a phase shift of rotational speed signals which are picked up by a rotatable shaft and, in the case of these Power over a predetermined period exceeds a predetermined threshold to release additional engine power.
Nach dem Stand der Technik kann die über die Zapfwelle abgeführte Motorleistung auch direkt über eine Momentenmessung im Zapfwellenstrang erfasst werden.According to the prior art, the engine power dissipated via the PTO shaft can also be detected directly via a torque measurement in the PTO shaft train.
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.These prior art methods disadvantageously require sensors, e.g. a separate torque sensor in Zapf¬ shaft train. In addition, other types of power take-off, in particular via front PTOs or other power take-offs, such as pumps, compressors, generators, etc., are not taken into account, which can result in unnecessary reduction of the engine power.
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.It is also known to provide additional power at speeds exceeding a threshold and with third or fourth gear engaged when the powertrain is designed for that power.
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.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. In particular, 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.
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.Accordingly, 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.
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.In a hydrostatic-mechanical power transmission, the load is calculated by the transmission controller via the hydrostatic pressures. According to the invention, the engine power can be limited by a higher-level controller, for example the vehicle / engine / transmission / controller.
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.After the engine power limit, 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. In an advantageous variant of the method according to the invention, 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. According to one development of the invention, the decision logic can be integrated into other control devices, such as, for example, the transmission controller.
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.
The inventive use of the calculated value from the load calculation eliminates the need for a separate torque sensor in the PTO shaft, resulting in a cost reduction. Furthermore, all other types of power take-offs are advantageously taken into account.