• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges, der ein Getriebe aufweist sowie ein Drehmomentmessglied, eine elektronische Steuerung und eine Kupplung. Das Drehmomentmessglied liefert dabei Signale an die elektronische Steuerung, die mit einem im Antriebsstrang übertragenen Drehmoment korrespondieren. Wenn die Steuerung bei Auswertung der Signale das Überschreiten eines Grenzwertes ermittelt, wird die Kupplung über ein entsprechendes Betätigungselement geöffnet, um ein den Antriebsstrang schädigendes zu hohes Drehmoment zu vermeiden. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Steuerung die ihr vom Drehmomentmessglied übertragenen Signale in Bezug auf die Geschwindigkeit des Drehmomentanstieges auswerten oder aber die Ableitung dieser Geschwindigkeit bilden für die Auswertung. Damit kann vermieden werden, dass in dem Zeitraum zwischen Einleitung des Öffnens der Kupplung und dem effektiven Öffnen der Kupplung das über den Antriebsstrang noch übertragene Drehmoment eine Grenzwert überschreitet.
    公开号:DE102004003392A1
    申请号:DE102004003392
    申请日:2004-01-23
    公开日:2005-08-18
    发明作者:Gert Dipl.-Ing. Schönnenbeck
    申请人:PIV Drives GmbH；
    IPC主号:F16D48-06
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangesmit einem Getriebe, einem Drehmomentmessglied, einer elektronischen Steuerungund einer Kupplung.
    [0002] Antriebsstränge derhier beschriebenen Art werden in verschiedensten Maschinen eingesetzt, beispielsweiseauch in landwirtschaftlich genutzten Einheiten aus Traktor und landwirtschaftlichgenutzten, mit einer anzutreibenden Vorrichtung versehenem Anhänger. Wesentlichbei solchen Antriebssträngenist es insbesondere, sie vor Überlastungen zuschützen.
    [0003] Hierbeiist besonders relevant, dass überdas Getriebe, das in dem Antriebsstrang vorhanden ist, nur einebegrenzte Maximalleistung gebracht werden darf, um hier einen dauerhaftenSchaden am Getriebe zu verhindern.
    [0004] Hierfür ist esbekannt, das vom Antriebstrang übertrageneDrehmoment z. B. mittels eines Drehmomentmessgliedes zu überwachenund bei einem Anstieg der Leistung mit einer Überschreitung eines Grenzwertesdurch eine Steuerung ein Auslösesignal für eine Kupplungzu geben, die daraufhin öffnetund die Leistungsübertragung über denAntriebsstrang beendet, um so das Getriebe vor einem Schaden zu bewahren.
    [0005] Eshat sich dabei aber herausgestellt, dass sich beispielsweise beiplötzlichauftretenden starken Drehmomentanstiegen, die beispielsweise durch eineabtriebsseitige Blockierung bewirkt werden, die übliche Reaktionszeit der Steuerkettevom Ausgeben des Kupplungslösesignalsdurch die Steuerung bis zum tatsächlichen Öffnen derKupplung so lang ist, dass doch noch überhöhte Lei stungswerte auf das Getriebewirken und dieses somit beschädigtwird.
    [0006] Aufgabeder vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben,mit dem eine derartige ungewollte Überlastung insbesondere desGetriebes bzw. des gesamten Antriebsstranges zu vermeiden ist.
    [0007] DieseAufgabe wird erfindungsgemäß dadurchgelöst,dass die Steuerung die ihr vom Drehmomentmessglied gelieferten Signalein Bezug auf die Geschwindigkeit des Drehmomentanstieges auswertetund bei Überschreitungeines hiermit korrelierenden Grenzwertes die Kupplung über einBetätigungselement öffnet.
    [0008] DieErfindung hat den Vorteil, dass bei einem Antriebstrang auf dieseWeise bereits erheblich schneller eine Öffnung der Kupplung erreichtwerden kann. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde,dass ein zu einer Blockade führenderDrehmomentanstieg einen überdurchschnittlichschnellen Verlauf hat, so dass bei Auftreten einer ungewöhnlich hohenDrehmomentanstiegsgeschwindigkeit die Kupplung bereits rechtzeitigausgelöstwerden kann und so eine Überlastungdes Getriebes zu verhindern ist.
    [0009] Beieiner weiteren bevorzugten Ausführungsformwird von der Geschwindigkeit des Drehmomentanstieges die Ableitunggebildet und dann erst diese ausgewertet. Auch hier wurde berücksichtigt,dass ein beschleunigter Drehmomentanstieg ein wesentliches Indizfür einevorliegende Blockierung des Antriebsstranges darstellt, so dassauch über eineAuswertung der Beschleunigung ein Schutz des Antriebsstranges bzw.insbesondere des Getriebes vor Überlastungerreicht werden kann.
    [0010] Ineiner weiteren Verbesserung des Verfahrens wird auch der Auslösegrenzwertdurch die Steuerung ermittelt in Abhängigkeit der Differenz zwischendem aktuell übertragenenDrehmoment und einem vorgebbaren maximal übertragbaren Drehmoment.
    [0011] DieserWeiterbildung der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dassbei einem großenAbstand zwischen aktuellem Drehmomentniveau und maximal übertragbarenDrehmoment die Zeit, in der ein Drehmoment ansteigen kann bis der kritische Werterreicht wird, etwas längerist als bei einem Drehmomentniveau, das nahe der maximalen Drehmomentgrenzeliegt. Bei letzterem muss eine Auslösung des Öffnens der Kupplung somit erheblichfrühererfolgen als bei ersterem.
    [0012] Dashier beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere bei Antriebssträngen, beidenen es sich bei dem vorgesehenen Getriebe um ein vollhydraulischesstufenlos verstellbares Kegelscheibengetriebe handelt. In diesemFall wird insbesondere vorgeschlagen, dass das vorgegebene Drehmomentmessgliedals Drehmomentfühlerausgebildet ist, der Signale liefert, die direkt korrespondierenmit einem zur Anpressung der Kegelscheiben notwendigen Hydraulikdruck.Bei einer derartigen Vorrichtung ist das hier vorgesehene Verfahreninsbesondere deswegen sinnvoll, da bereits der Anstieg des Hydraulikdrucks miteiner gewissen „Reaktionszeit" belastet ist, die beispielsweisehöher istals bei Verwendung einer mit Dehnungsmessstreifen versehenen Messwelle,die alternativ als Drehmomentmessglied zum Einsatz kommen könnte.
    [0013] Auchbesteht die Möglichkeit,anstelle eines Drehmomentfühlers,der direkt auf den Hydraulikdruck in den die Anpressung der Kegelscheibenbewirkenden Zylindern wirkt, einem hydraulischen Fühler zuverwenden, der die Aufgabe hat, drehmomentproportionale Drücke in demAntriebsstrang zu liefern.
    [0014] EinVerfahren wie oben beschrieben wird insbesondere vorgeschlagen zurVerwendung in einem Antriebsstrang einer landwirtschaftlichen Maschine, dereine Leistungsverzweigung aufweist: Bei einer bisher bekannten derartigenVorrichtung wird das Durchdrehen von Antriebsrädern als Möglichkeit zur Drehmomentbegrenzunggenutzt: Die durchdrehenden Antriebsräder fungieren dabei wie eine öffnende Rutschkupplung.Da allerdings der Reibwert zwischen den Antriebsrädern unddem Untergrund von einer Vielzahl von Faktoren abhängig ist,angefangen von der eigentlichen Rutschigkeit des Bodens bis zur Gummizusammensetzungder Antriebsreifen, ist hier keine definierte Auslösung einerDrehmomentbegrenzung möglichund ein Antriebsstrang kann somit bisher nicht sicher geschützt werden.
    [0015] WeitereVorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibungder nachfolgenden Zeichnungen. Dabei zeigt
    [0016] 1 denMessschrieb bei einem normalen Drehmomentanstieg;
    [0017] 2 denMessschrieb füreinen schnellen Drehmomentanstieg zum Beispiel bei einer Blockierung.
    [0018] 1 zeigtden Messschrieb füreinen Antriebsstrang. Dieser Antriebsstrang ist im hier dargestelltenBeispiel lediglich auf einem Prüfstandrealisiert. Ansonsten ist ein derartiger Antriebsstrang insbesonderein einer landwirtschaftlichen Maschine eingebaut.
    [0019] Indem Antriebsstrang ist ein vollhydraulisches Kegelscheibenumschlingungsgetriebeenthalten. Ein derartiges Kegelscheibenumschlingungsgetriebe istdem Fachmann bekannt und deshalb wird es hier nicht noch einmalseparat dargestellt.
    [0020] Manerkennt auf dem Messschrieb den aufgetragenen Drehzahlverlauf 1,den darüberaufgetragenen Drehmomentverlauf 2 und als oberstes den aufgezeichnetenVerlauf des Anpressdruckes 3 für das vorgesehene vollhydraulischeKegelscheibengetriebe. Mit diesem Anpressdruck werden die Kegelscheibenzusammengedrückt,um ein Durchrutschen des zwischen ihnen umlaufenden Übertragungsmittelszu verhindern. Es ist dabei bekannt, diesen Anpressdruck abhängig vomzu übertragendenDrehmoment zu regeln. Hierzu werden selbsttätig reagierende Drehmomentfühler indie Hydraulik des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes integriert.
    [0021] Manerkennt in der 1, dass bei etwa gleich bleibenderDrehzahl 1 von ca. 1.350 min–1 das Drehmomentin dem Antriebsstrang kontinuierlich ansteigt von etwa 250 Nm bis500 Nm und darüber hinaus.
    [0022] Derin der Linie 3 dargestellte Anpressdruck für das vollhydraulischeKegelscheibenumschlingungsgetriebe steigt dabei von etwa 5 bar auf5,5 bar an.
    [0023] Wennein Drehmoment von im hier dargestellten Beispiel etwa 500 Nm erreichtist, wird ein interner Vorgang in Gang gesetzt, mit dem eine Kupplunginnerhalb des Antriebsstranges geöffnet wird, um diesen vor zuhohen Drehmomenten zu schützen.
    [0024] Manerkennt, dass vom Erreichen des eingestellten Drehmomentgrenzwertesvon 500 Nm bei dem zu den mit der Linie 4 gekennzeichnetenZeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt, der durch die Linie 5 gekennzeichnetist, noch etwa 50 ms vergehen, bis die Kupplung anfängt zu öffnen. Biszu diesem Zeitpunkt kann aber das Drehmoment, wie an der Linie 2 zuerkennen ist, weiter ansteigen auf einen Wert von ca. 750 Nm, während gleichzeitigder Anpressdruck für dasKegelscheibenumschlingungsgetriebe auf einen Druck von 7 bar ansteigt.
    [0025] Während dannzum Zeitpunkt, der der Linie 5 entspricht, die im Antriebsstrangvorhandene Kupplung beginnt zu öffnenund damit auch der hier notwendige Anpressdruck für die Kegelscheibendes Kegelscheibenumschlingungsgetriebes abfällt, bleibt das Drehmomentauf einem Niveau von etwa 750 Nm, bis zu einem noch einmal 44 msliegenden späterenZeitpunkt (Linie 6) die Kupplung vollständig geöffnet ist und dann auch dieDrehzahl (Linie 1) beginnt abzufallen.
    [0026] Esist bereits in diesem Messschrieb deutlich zu erkennen, dass vonder Initiierung der Kupplungsöffnungbis zur geöffnetenKupplung einer gewisser Zeitraum verstreicht, innerhalb dessen dasDrehmoment weiter ansteigen kann und damit auch ein Anpressdruckfür Kegelscheibenin einem im Antriebsstrang vorgesehenen Kegelscheibenumschlingungsgetriebe.
    [0027] Inder 2 ist der Messschrieb eines schnelleren Drehmomentanstiegesdargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
    [0028] Manerkennt wieder, dass das Getriebe mit einer Drehzahl von etwa 1.450min–1 läuft (Drehzahlverlauf 1).Dabei steigt das Drehmoment langsam an von einem Wert von ca. 75Nm auf 500 Nm (Drehmomentverlauflinie 2).
    [0029] DerAnpressdruck, der dabei im vollhydraulischen Kegelscheibenumschlingungsgetriebe herrscht(Linie 3), beträgtdabei ca. 5 bar.
    [0030] ZumZeitpunkt des Erreichens des Drehmomentes von 500 Nm (Linie 4)werden wiederum die internen Vorgänge in Gang gesetzt, um ein Öffnen derim Antriebsstrang vorgesehenen Kupplung zu erreichen. Obwohl imhier dargestellten Beispiel gemäß der 2 derZeitraum bis zum ersten Wirksamwerden des Kupplungsöffnens (Linie 5)nur ca. 20 ms späterliegt als der Zeitpunkt des Erreichens des Grenzdrehmomentes von500 Nm, kann man in der 2 erkennen, dass das Drehmomenterheblich weiter zunimmt (ca. 1.300 Nm bei Linie 5) wobei derAnpressdruck im Kegelscheibenumschlingungsgetriebe gleichzeitigauf ca. 10 bar ansteigt (Vergleiche Linie 3).
    [0031] Obwohldann (Zeitpunkt Linie 5) die Kupplung beginnt zu öffnen unddamit der Anpressdruck (Linie 3) für das Kegelscheibenumschlingungsgetriebeabfällt,vergeht noch eine weitere Zeit von ca. 15 ms, bis die Kupplung tatsächlich öffnet (ZeitpunktLinie 6). Bis zu diesem Zeitpunkt ist aber das über den Antriebsstrangverlaufende Drehmoment bereits auf einen Maximalwert von 2.250 Nmangestiegen. Setzt man voraus, dass der gleiche Antriebsstrang vorliegt, wieer bei der 1 vorgelegen hat, der für ein maximalesDrehmoment von ca. 800 Nm ausgelegt war, erkennt man, dass der Antriebsstranggemäß 2 mitgrößter SicherheitSchädendavonträgtaufgrund des fast dreimal so hohen über den Antriebsstrang geleitetenDrehmomentes.
    [0032] Beider Erfindung wird jetzt der Drehmomentverlauf gemäß den Linien 2 kontinuierlich überwacht undausgewertet. Dies erfolgt übereinen Mikroprozessor, der den Gradienten oder dessen Ableitung derDrehmomentkurve beurteilt. Damit wird sichergestellt, dass die Auslösung derinternen Vorgängebereits so rechtzeitig erfolgen kann, dass der Maximalwert des Drehmomentes,das übereinen Antriebsstrang geleitet wird, auch während des Zeitraumes zwischenEinleitung der internen Vorgängeund dem Öffnender Kupplung nicht den vorgegebenen Maximalwert überschreiten wird.
    [0033] Diehierzu notwendigen Schritte innerhalb eines Mikroprozessors kannein Fachmann ohne weiteres unter Heranziehung seines Fachwissensauslegen. Unter diesem Aspekt wird auf eine weitere Erläuterunghier verzichtet.
    权利要求:
    Claims (5)
    [1] Verfahren zum Betrieb eines Antriebstranges miteinem Getriebe, einem Drehmomentmessglied, einer elektronischenSteuerung und einer Kupplung, wobei dem Drehmomentmessglied Signalean die elektronische Steuerung liefert, die mit einem im Antriebstrang übertragenenDrehmoment korrespondieren und wobei die Steuerung die Signale auswertet undbei Überschreitungeines Grenzwertes die Kupplung überein Betätigungselement öffnet, dadurch gekennzeichnet,dass die Steuerung die Signale in Bezug auf die Geschwindigkeitdes Drehmomentanstieges auswertet.
    [2] Verfahren gemäß Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung der Geschwindigkeitdes Drehmomentanstieges ausgewertet wird.
    [3] Verfahren gemäß Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert ermittelt wird unterBerücksichtigungder Differenz zwischen dem aktuell übertragenen Drehmoment undeinem vorgebbaren maximal übertragbarenDrehmoment.
    [4] Verfahren gemäß Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein vollhydraulischesstufenlos verstellbares Kegelscheibengetriebe ist und dass das Drehmomentmessgliedein Drehmomentfühlerist, der Signale liefert, die korrespondieren zu einem zur Anpressungder Kegelscheiben notwendigen Hydraulikdruck.
    [5] Verfahren gemäß Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe in einem Antriebstrangeine landwirtschaftliche Maschine ist.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-08-18| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-10-05| 8364| No opposition during term of opposition|
    2012-06-28| R082| Change of representative|Representative=s name: PETERSEN, FRANK, DIPL.-ING., DE Representative=s name: JANY UND PETERSEN PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, DE |
    2012-11-22| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20120801 |
    2014-10-21| R082| Change of representative|Representative=s name: PETERSEN, FRANK, DIPL.-ING., DE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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