DE102021200415A1

DE102021200415A1 - Method and control device for operating a vehicle

Info

Publication number: DE102021200415A1
Application number: DE102021200415.6A
Authority: DE
Inventors: Simon Geiger; Matthias MADLENER
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-01-18
Filing date: 2021-01-18
Publication date: 2022-07-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (100), umfassend einen Antriebsstrang mit einem leistungsverzweigten Getriebe (1), einem Variator (2) zur stufenlosen variablen Übersetzung, zumindest einer ersten Bereichskupplung (3.1) für einen ersten Fahrbereich und einer zweiten Bereichskupplung (3.2) für einen zweiten Fahrbereich sowie einer Steuereinrichtung (4), die zumindest dazu eingerichtet ist, Fahrbereichswechsel vorzubereiten und durchzuführen, wobei ein Fahrbereichswechsel durch eine Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung (3.2) mit einem hydraulischen Fluid vorbereitet wird, wobei der Fahrbereichswechsel durch ein Schließen der geöffneten zweiten Bereichskupplung (3.2) und Öffnen der geschlossenen ersten Bereichskupplung (3.1) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung (3.2) auf Verdacht vorzeitig eingeleitet wird, um bei einer wahrscheinlichen Dynamikzunahme des Fahrzeugs (100) ein rechtzeitiges Durchführen des Fahrbereichswechsel sicherzustellen. Die Erfindung betrifft auch eine Steuereinrichtung (4), welche dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.The invention relates to a method for operating a vehicle (100), comprising a drive train with a power-split transmission (1), a variator (2) for continuously variable transmission, at least one first range clutch (3.1) for a first driving range and a second range clutch ( 3.2) for a second driving range and a control device (4) which is set up at least to prepare and carry out a driving range change, a driving range change being prepared by pre-filling the opened second range clutch (3.2) with a hydraulic fluid, the driving range change being caused by a closing the opened second range clutch (3.2) and opening of the closed first range clutch (3.1), characterized in that the pre-filling of the opened second range clutch (3.2) is initiated prematurely on suspicion in order to start with a probable increase in dynamics of the vehicle (100). ensure timely implementation of the driving range change. The invention also relates to a control device (4) which is set up to carry out the method according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs, umfassend einen Antriebsstrang mit einem leistungsverzweigten Getriebe, einem Variator, zumindest einer ersten Bereichskupplung für einen ersten Fahrbereich und einer zweiten Bereichskupplung für einen zweiten Fahrbereich sowie einer Steuereinrichtung, die zumindest dazu eingerichtet ist, Fahrbereichswechsel vorzubereiten und durchzuführen. Ein Fahrbereichswechsel wird durch eine Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung mit einem hydraulischen Fluid vorbereitet und durch ein Schließen der geöffneten zweiten Bereichskupplung und Öffnen der geschlossenen ersten Bereichskupplung durchgeführt. Der Antriebsstrang ist insbesondere für eine Arbeitsmaschine vorgesehen. Mithin ist das Fahrzeug beispielsweise als Arbeitsmaschine ausgebildet.The invention relates to a method for operating a vehicle, comprising a drive train with a power-split transmission, a variator, at least one first range clutch for a first driving range and a second range clutch for a second driving range, and a control device that is at least set up to prepare and change driving ranges to perform. A driving range change is prepared by pre-filling the opened second range clutch with a hydraulic fluid and carried out by closing the opened second range clutch and opening the closed first range clutch. The drive train is provided in particular for a work machine. The vehicle is therefore designed as a working machine, for example.

Eine Arbeitsmaschine ist eine Maschine, die nach ihrer Bauart und ihren besonderen, mit dem Fahrzeug fest verbundenen Einrichtungen zur Verrichtung von Arbeiten, jedoch nicht zur Beförderung von Personen oder Gütern geeignet ist. Beispielsweise sind hierunter Radlader, Baumaschinen und Landmaschinen zu verstehen.A work machine is a machine which, due to its design and special equipment permanently attached to the vehicle, is suitable for carrying out work but not for transporting people or goods. For example, this includes wheel loaders, construction machinery and agricultural machinery.

In der Regel erfolgt der Fahrbereichswechsel eines leistungsverzweigten Getriebes mit Bereichskupplungen, indem die Bereichskupplung des neuen Fahrbereichs bei einer maximal zulässigen Differenzdrehzahl zu der Bereichskupplung des alten Fahrbereichs zur Ausbildung einer Synchronübersetzung geschlossen wird. Wenn eine Synchronübersetzung eingestellt ist, haben die beiden Bereichskupplungen keine Differenzdrehzahl mehr. Wenn die Bereichskupplung des neuen Fahrbereichs geschlossen wird, wird die Bereichskupplung des alten Fahrbereichs erst nach einer definierten Überlappzeit beider Bereichskupplung wieder geöffnet. Während dieser Überlappzeit ist die Übersetzung fest, also Antriebsmotor und Abtrieb sind starr miteinander verbunden, sodass eine Verzögerung des Fahrzeuges nur über eine Reduzierung einer Drehzahl des Antriebsmotors möglich ist. Der Fahrkomfort und die Produktivität der Arbeitsmaschine werden wesentlich durch eine Dynamik und Güte der Fahrbereichswechsel beeinflusst.As a rule, the driving range of a power-split transmission with range clutches is changed in that the range clutch of the new driving range is closed at a maximum permissible speed difference to the range clutch of the old driving range to form a synchronous transmission. If a synchronous ratio is set, the two range clutches no longer have a differential speed. If the range clutch of the new driving range is closed, the range clutch of the old driving range is only opened again after a defined overlap time of both range clutches. During this overlap time, the translation is fixed, that is, the drive motor and the output are rigidly connected to one another, so that the vehicle can only be decelerated by reducing the speed of the drive motor. The driving comfort and the productivity of the work machine are significantly influenced by the dynamics and quality of the driving range change.

Beispielsweise offenbart DE 10 2015 223 249 A1 ein Verfahren zur Steuerung eines stufenlosen Getriebes, das ein Kerngetriebe mit einer hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigung, ein dem Kerngetriebe vorgeschaltetes Wendegetriebe mit zwei Fahrtrichtungskupplungen zur Schaltung von zwei Fahrtrichtungen, und ein dem Kerngetriebe nachgeschaltetes Bereichsgetriebe mit mindestens zwei Bereichskupplungen zur Schaltung unterschiedlicher Fahrgeschwindigkeitsbereiche aufweist.For example disclosed DE 10 2015 223 249 A1 a method for controlling a continuously variable transmission, which has a core transmission with a hydrostatic-mechanical power split, a reversing transmission connected upstream of the core transmission with two direction of travel clutches for shifting from two directions of travel, and a range transmission connected downstream of the core transmission with at least two range clutches for shifting different driving speed ranges.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein vorausschauendes Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs, insbesondere zum Betrieb eines Antriebsstrangs mit einem leistungsverzweigten Getriebe zu schaffen. Insbesondere soll ein Fahrbereichswechsel kontinuierlich und mit einer an die Fahrsituation angepassten Dynamik erfolgen.The object of the present invention is to provide a forward-looking method for operating a vehicle, in particular for operating a drive train with a power-split transmission. In particular, a driving range change should take place continuously and with dynamics adapted to the driving situation.

Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Ferner wird die Aufgabe durch eine Steuereinrichtung gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is achieved by the method according to patent claim 1. Furthermore, the object is achieved by a control device according to patent claim 15. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung auf Verdacht vorzeitig eingeleitet, um bei einer wahrscheinlichen, also möglichen Dynamikzunahme des Fahrzeugs ein rechtzeitiges Durchführen des Fahrbereichswechsel sicherzustellen. Mit anderen Worten wird der Fahrbereichswechsel früher als aus den aktuellen Betriebsparametern des Fahrzeugs notwendig erscheint vorbereitet, indem eine Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung aufgrund des eventuell anstehenden Fahrbereichswechsels vorzeitig angestoßen wird. Dazu wird insbesondere eine Wahrscheinlichkeit für den Eintritt einer Dynamikzunahme beispielsweise einer Übersetzung des Variators des Fahrzeugs im Bereich der Synchronübersetzung berücksichtigt, wobei diese Dynamikzunahme des Fahrzeugs durch unterschiedliche Ursachen ausgelöst werden kann. Sofern es wahrscheinlich ist, dass eine Dynamikzunahme bevorsteht, wird die Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung auf Verdacht vorzeitig eingeleitet, damit der Fahrbereichswechsel kontinuierlich und mit einer an die Fahrsituation angepassten Dynamik erfolgen kann, also durchgeführt und abgeschlossen werden kann.According to the method according to the invention, the pre-filling of the opened second range clutch is initiated prematurely on suspicion in order to ensure that the driving range change is carried out in good time given a probable, ie possible, increase in dynamics of the vehicle. In other words, the driving range change is prepared earlier than appears necessary based on the current operating parameters of the vehicle, in that a pre-filling of the open second range clutch is initiated prematurely due to the driving range change that may be imminent. For this purpose, in particular a probability of the occurrence of an increase in dynamics, for example a translation of the variator of the vehicle in the area of the synchronous transmission, is taken into account, with this increase in dynamics of the vehicle being able to be triggered by different causes. If it is probable that an increase in dynamics is imminent, the pre-filling of the opened second range clutch is initiated prematurely on suspicion, so that the driving range change can take place continuously and with dynamics adapted to the driving situation, i.e. it can be carried out and completed.

Unter einer Bereichskupplung ist ein Schaltelement zu verstehen, das einen geöffneten Zustand zur Trennung einer rotatorischen Verbindung, einen geschlossenen Zustand zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl, und eine Vielzahl von Zwischenzuständen zur Übertragung eines jeweiligen Drehmomentanteils und eines jeweiligen Drehzahlanteils aufweist. Die jeweilige Bereichskupplung ist beispielsweise als reibschlüssige Kupplung ausgebildet. Die Bereichskupplungen sind in dem leistungsverzweigten Getriebe, insbesondere in einem Bereichsgetriebe angeordnet, wobei das leistungsverzweigte Getriebe antriebsseitig mit einem Antriebsmotor wirkverbunden ist, und wobei das leistungsverzweigte Getriebe abtriebsseitig mit einem Fahrzeugabtrieb wirkverbunden ist. Unter dem Begriff wirkverbunden ist zu verstehen, dass zwei Elemente zumindest mittelbar über andere Elemente, beispielsweise Wellen, Zahnräder oder Kupplungen miteinander verbunden sind, oder unmittelbar und somit direkt miteinander verbunden sind. Mithin sind die Bereichskupplungen in einem Leistungsfluss zwischen dem Antriebsmotor und dem Fahrzeugabtrieb angeordnet.A range clutch is a shifting element that has an open state for separating a rotary connection, a closed state for transmitting a torque and a speed, and a multiplicity of intermediate states for transmitting a respective torque component and a respective speed component. The respective range clutch is designed, for example, as a friction clutch. The range clutches are arranged in the power-split transmission, in particular in a range transmission, the power-split transmission being operatively connected to a drive motor on the input side, and the power-split transmission being operatively connected to a vehicle output on the output side. Under the term operatively connected is to be understood as meaning that two elements are at least indirectly connected to one another via other elements, for example shafts, gear wheels or clutches, or are directly and thus directly connected to one another. Consequently, the range clutches are arranged in a power flow between the drive engine and the vehicle output.

Das leistungsverzweigte Getriebe ist beispielsweise als hydrostatisch leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet, wobei der Variator als Hydrostat ausgebildet ist. Insbesondere weist das leistungsverzweigte Getriebe mehrere Fahrbereiche, und somit mehrere Bereichskupplungen auf. Entsprechend der Anzahl der Fahrbereiche des leistungsverzweigten Getriebes ist auch die gleiche Anzahl an Bereichskupplungen vorgesehen.The power-split transmission is designed, for example, as a hydrostatic power-split transmission, with the variator being designed as a hydrostat. In particular, the power-split transmission has a number of driving ranges and thus a number of range clutches. The same number of range clutches is also provided corresponding to the number of driving ranges of the power-split transmission.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beginnt die Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung damit, dass das hydraulische Fluid mit einem Schnellfülldruck für eine Schnellfüllzeit in die geöffnete zweite Bereichskupplung eingeleitet wird, wobei der Schnellfülldruck nach Ablauf der Schnellfüllzeit auf einen Füllausgleichsdruck, der für eine Füllausgleichszeit gehalten wird, abgesenkt wird, wobei der Füllausgleichsdruck nach Ablauf der Füllausgleichszeit auf einen Schließdruck, der die geöffnete zweite Bereichskupplung schließt, erhöht wird. Bei der Vorbefüllung wird die zu schließende Bereichskupplung auf die Schließung vorbereitet, und zwar derart, dass beim Anlegen des Schließdruckes die Schließung im Wesentlichen verzögerungsfrei erfolgt. Der Füllausgleichsdruck ist beispielsweise derart bemessen, dass damit ein Lüftspiel in der zu schließenden Bereichskupplung aufgehoben und die zu schließende Bereichskupplung kurz vor dem Anlegepunkt gehalten wird, sodass die zu schließende Bereichskupplung gerade noch kein Drehmoment überträgt. Insbesondere wird die zu schließende Bereichskupplung beim Schließen modelliert mit dem Schließdruck beaufschlagt, sodass zumindest ein Gradient oder mehrere Gradienten zum Erreichen des geschlossenen Zustandes dieser Bereichskupplung eingestellt werden.According to a preferred embodiment of the invention, the pre-filling of the opened second range clutch begins with the hydraulic fluid being introduced into the opened second range clutch at a quick-filling pressure for a quick-filling time, with the quick-filling pressure dropping to a filling equalization pressure after the quick-filling time has elapsed, which is held for a filling equalizing time , is lowered, the filling equalization pressure being increased after the filling equalization time has elapsed to a closing pressure which closes the opened second range clutch. During the pre-filling, the range clutch to be closed is prepared for closing in such a way that when the closing pressure is applied, the closing takes place essentially without delay. The filling compensation pressure is, for example, dimensioned in such a way that a clearance in the range clutch to be closed is eliminated and the range clutch to be closed is kept just before the point of application, so that the range clutch to be closed is just not yet transmitting any torque. In particular, the range clutch to be closed is subjected to the closing pressure in a modeled manner when it is closed, so that at least one gradient or a plurality of gradients are set in order to achieve the closed state of this range clutch.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Durchführen des Fahrbereichswechsel mit dem Schließen der geöffneten zweiten Bereichskupplung, einem Öffnen der geschlossenen ersten Bereichskupplung und nach Ablauf einer Haltezeit abgeschlossen. Die Haltezeit beginnt mit dem Schließen der eingangs geöffneten zweiten Bereichskupplung. Zunächst erfolgt während der Haltezeit eine definierte Überlappungsphase der beiden Bereichskupplungen. Danach wird die geschlossene erste Bereichskupplung geöffnet. Vorzugsweise wird der Fahrbereichswechsel noch so lange aktiv gehalten, bis die erste Bereichskupplung sicher kein Drehmoment mehr überträgt. Nach Ablauf dieser Haltezeit ist der Fahrbereichswechsel abgeschlossen und die Übersetzung kann wieder mittels Variator geändert werden. In der Zeit, in der beide Bereichskupplungen geschlossen sind, ist eine Differenzdrehzahl an den beiden Bereichskupplungen zwischen einer Primärseite und einer Sekundärseite der jeweiligen Bereichskupplung im Wesentlichen null. Mit anderen Worten rotieren die Primärseite und die Sekundärseite an der jeweiligen Bereichskupplung gleich schnell. In diesem sogenannten Synchronpunkt der Bereichskupplungen ist keine von der Synchronübersetzung abweichende Übersetzung einstellbar, wobei eine Verzögerung des Fahrzeugs mit einer Absenkung der Drehzahl des Antriebsmotors einhergeht.According to a preferred embodiment of the invention, the driving range change is completed when the open second range clutch is closed, the closed first range clutch is opened and after a holding time has elapsed. The holding time begins when the second range clutch, which was open at the beginning, closes. First, during the hold time, there is a defined overlapping phase of the two range clutches. Thereafter, the closed first range clutch is opened. The change of driving range is preferably kept active until the first range clutch is definitely no longer transmitting any torque. After this holding time has elapsed, the driving range change is complete and the ratio can be changed again using the variator. During the time in which both range clutches are closed, a differential speed at the two range clutches between a primary side and a secondary side of the respective range clutch is essentially zero. In other words, the primary side and the secondary side rotate at the same speed on the respective range clutch. In this so-called synchronization point of the range clutches, no translation deviating from the synchronous translation can be set, with a deceleration of the vehicle being accompanied by a reduction in the speed of the drive motor.

Beispielsweise liegt der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vor, wenn eine Änderung eines Hochdrucks am Variator einen Hochdruckdifferenzgrenzwert überschreitet. Der Hochdruck am Variator lässt auf den Abtrieb des Fahrzeugs schließen. Beim Einstechen eines Radladers in ein Haufwerk nimmt der Hochdruck am Variator zunächst zu, bis ein Umschwenken eines Jochwinkels den durch den Abtrieb eingeleiteten Hochdruck abbaut. Demnach kann davon ausgegangen werden, dass eine bevorstehende Dynamikzunahme bevorsteht, wobei dies die Durchführung eines Fahrbereichswechsels bedingt.For example, there is a suspicion of an impending increase in dynamics when a change in high pressure at the variator exceeds a high-pressure differential limit value. The high pressure on the variator indicates the vehicle's downforce. When a wheel loader digs into a heap of debris, the high pressure on the variator initially increases until the high pressure introduced by the output reduces when a yoke angle is pivoted. Accordingly, it can be assumed that an imminent increase in dynamics is imminent, this requiring a change of driving range to be carried out.

Vorzugsweise wird der Hochdruck am Variator innerhalb eines variabel einstellbaren Zeitintervalls erfasst. Unter einem Zeitintervall ist ein Zeitfenster zu verstehen, dessen Dauer insbesondere situationsabhängig einstellbar ist.The high pressure at the variator is preferably recorded within a variably adjustable time interval. A time interval is to be understood as meaning a time window, the duration of which can be set, in particular depending on the situation.

Beispielsweise wird die Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung auf Verdacht vorzeitig eingeleitet, wenn eine Änderung des Hochdrucks am Variator innerhalb des Zeitintervalls einen dafür vorgesehenen Hochdruckdifferenzgrenzwert überschreitet. Mit anderen Worten wird der Anstieg des Hochdrucks am Variator innerhalb des Zeitintervalls erfasst und bewertet, wobei insbesondere die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist. Beispielsweise erfasst die Steuereinrichtung einen Anstieg des Hochdrucks am Variator von 150bar innerhalb eines Zeitfenstern von 100ms und startet dann das erfindungsgemäße Verfahren.For example, the pre-filling of the opened second range clutch is initiated prematurely if a change in the high pressure at the variator within the time interval exceeds a high-pressure differential limit value provided for this purpose. In other words, the increase in the high pressure at the variator is detected and evaluated within the time interval, with the control device in particular being set up for this. For example, the control device detects an increase in the high pressure at the variator of 150 bar within a time window of 100 ms and then starts the method according to the invention.

Beispielsweise liegt der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vor, wenn eine Position einer Schaufel des Fahrzeugs in einen dafür vorgesehenen Bereich vorliegt. Damit das Einstechen in ein Haufwerk wahrscheinlich ist, liegt insbesondere ein Kippwinkel der Schaufel in einem Bereich zwischen -5° und +10° vor. Mithin wird eine Vorbefüllung der zu schließenden Bereichskupplung auf Verdacht eingeleitet, wenn der Kippwinkel der Schaufel in einem Bereich zwischen -5° und +10° vorliegt. Dieser Bereich gibt somit Positionen für die Schaufel an, die vorteilhaft zum Einstechen in ein Haufwerk sind, wobei dies die Durchführung eines Fahrbereichswechsels bedingt.For example, there is a suspicion of an imminent increase in dynamics if a blade of the vehicle is in a position in an area provided for this purpose. So that piercing into a pile is likely, the tilting angle of the shovel is in a range between −5° and +10°. Consequently, a pre-filling of the range clutch to be closed is initiated on suspicion when the tilt angle of the Blade is present in a range between -5 ° and +10 °. This range thus indicates positions for the shovel that are advantageous for penetrating a heap of material, which requires a change of driving range to be carried out.

Beispielsweise liegt der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vor, wenn eine Position eines Hubgerüsts des Fahrzeugs einen dafür vorgesehenen Grenzwert unterschreitet. Mithin wird eine Vorbefüllung der zu schließenden Bereichskupplung auf Verdacht eingeleitet, wenn die Position des Hubgerüsts den dafür vorgesehenen Grenzwert unterschreitet, insbesondere wenn das Hubgerüst derart tief, also derart nah am Boden eingestellt ist, dass ein Einstechen in ein Haufwerk begünstigt wird, wobei dies die Durchführung eines Fahrbereichswechsels bedingt.For example, there is a suspicion of an imminent increase in dynamics if a position of a mast of the vehicle falls below a limit value provided for this purpose. Consequently, a pre-filling of the area coupling to be closed is initiated on suspicion if the position of the mast falls below the limit value provided for this purpose, in particular if the mast is set so low, i.e. so close to the ground, that digging into a heap of debris is favored, with this being the Implementation of a driving range change required.

Beispielsweise liegt der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vor, wenn eine Sensorvorrichtung zumindest ein Objekt im Umfeld des Fahrzeugs erfasst, das nicht mehr umfahrbar ist. Zum Erfassen von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs weist die Sensorvorrichtung mindestens eine Sensor auf. Vorzugsweise ist der mindestens eine Sensor ein optischer Sensor, der Sensordaten bezüglich des Umfelds des Fahrzeugs, insbesondere bezüglich von Objekten, die sich in Fahrtrichtung des Fahrzeugs befinden und eine Weiterfahrt verhindern, generiert. Mithin wird eine Vorbefüllung der zu schließenden Bereichskupplung auf Verdacht eingeleitet, wenn Objekte im Umfeld des Fahrzeugs erfasst werden, die nicht mehr umfahrbar sind und somit eine Weiterfahrt in der derzeitig eingestellten Fahrtrichtung verhindern. Dies würde eine Verzögerung des Fahrzeugs durch den Fahrer oder ein dafür vorgesehenes Sicherheitssystem auslösen, und somit die Durchführung eines Fahrbereichswechsels bedingen.For example, there is a suspicion of an imminent increase in dynamics if a sensor device detects at least one object in the area surrounding the vehicle that can no longer be avoided. The sensor device has at least one sensor for detecting objects in the area surrounding the vehicle. The at least one sensor is preferably an optical sensor that generates sensor data relating to the area surrounding the vehicle, in particular relating to objects that are in the direction of travel of the vehicle and prevent further travel. Consequently, a pre-filling of the range clutch to be closed is initiated on suspicion when objects are detected in the vicinity of the vehicle which can no longer be bypassed and thus prevent further travel in the currently set direction of travel. This would cause the vehicle to be decelerated by the driver or a safety system provided for this purpose, and would therefore require a change of driving range to be carried out.

Beispielsweise liegt der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vor, wenn eine Sensorvorrichtung eine Steigung, die einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet, auf einer Trajektorie des Fahrzeugs erfasst. Zum Erfassen von Steigungen im Umfeld des Fahrzeugs weist die Sensorvorrichtung mindestens eine Sensor auf. Vorzugsweise ist der mindestens eine Sensor ein optischer Sensor, der Sensordaten bezüglich einer Beschaffenheit, insbesondere eines Neigungswinkels in Fahrtrichtung des Fahrzeugs, generiert. Mithin wird eine Vorbefüllung der zu schließenden Bereichskupplung auf Verdacht eingeleitet, wenn eine Steigung, die einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet und somit die Durchführung eines Fahrbereichswechsels bedingt, in der derzeitig eingestellten Fahrtrichtung, also auf der Trajektorie des Fahrzeugs erfasst wird.For example, there is a suspicion of an imminent increase in dynamics when a sensor device detects an incline on a trajectory of the vehicle that exceeds a limit value provided for this purpose. The sensor device has at least one sensor for detecting gradients in the area surrounding the vehicle. The at least one sensor is preferably an optical sensor which generates sensor data relating to a condition, in particular an angle of inclination in the direction of travel of the vehicle. Consequently, a pre-filling of the range clutch to be closed is initiated on suspicion when an incline that exceeds a limit value provided for this purpose and thus requires the implementation of a driving range change is detected in the currently set direction of travel, i.e. on the trajectory of the vehicle.

Beispielsweise liegt der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vor, wenn ein Abtriebsdrehzahlgradient einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet. Mithin wird eine Vorbefüllung der zu schließenden Bereichskupplung auf Verdacht eingeleitet, wenn der Abtriebsdrehzahlgradient, also eine Veränderung der Abtriebsdrehzahl einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet, mithin sich derart schnell verändert, dass die Durchführung eines Fahrbereichswechsels bedingt wird.For example, there is a suspicion of an imminent increase in dynamics if an output speed gradient exceeds a limit value provided for this purpose. Consequently, a pre-filling of the range clutch to be closed is initiated on suspicion when the output speed gradient, ie a change in the output speed, exceeds a limit value provided for this purpose and consequently changes so quickly that a driving range change is required.

Beispielsweise liegt der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vor, wenn ein Abtriebsdrehmoment einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet. Mithin wird eine Vorbefüllung der zu schließenden Bereichskupplung auf Verdacht eingeleitet, wenn das Abtriebsdrehmoment einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet, mithin derart groß ist, dass die Durchführung eines Fahrbereichswechsels bedingt wird.For example, there is a suspicion of an impending increase in dynamics if an output torque exceeds a limit value provided for this purpose. Consequently, a pre-filling of the range clutch to be closed is initiated on suspicion when the output torque exceeds a limit value provided for this purpose, and is therefore so large that a driving range change is required.

Beispielsweise liegt der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vor, wenn ein Motordrehzahlgradient einen dafür vorgesehenen Grenzwert unterschreitet. Mithin wird eine Vorbefüllung der zu schließenden Bereichskupplung auf Verdacht eingeleitet, wenn der Motordrehzahlgradient, also eine Veränderung der Motordrehzahl bzw. Antriebsdrehzahl einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet, mithin sich derart schnell verändert, dass die Durchführung eines Fahrbereichswechsels bedingt wird.For example, there is a suspicion of an impending increase in dynamics if an engine speed gradient falls below a limit value provided for this purpose. Consequently, a pre-filling of the range clutch to be closed is initiated on suspicion when the engine speed gradient, i.e. a change in the engine speed or drive speed, exceeds a limit value provided for this purpose, consequently changing so quickly that a driving range change is required.

Beispielsweise liegt der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vor, wenn eine Motordrückung einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet. Mithin wird eine Vorbefüllung der zu schließenden Bereichskupplung auf Verdacht eingeleitet, wenn die Motordrückung, also die Belastung des Motors durch niedrige Drehzahlen, einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet, mithin derart groß ist, dass die Durchführung eines Fahrbereichswechsels bedingt wird.For example, there is a suspicion of an impending increase in dynamics if an engine load exceeds a limit value provided for this purpose. Consequently, a pre-filling of the range clutch to be closed is initiated on suspicion when the engine drag, i.e. the load on the engine due to low speeds, exceeds a limit value provided for this purpose and is therefore so large that a driving range change is required.

Ferner betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Das Steuergerät ist dazu signalübertragend zumindest mit dem Antriebsstrang des Fahrzeugs, insbesondere mit den mindestens zwei Bereichskupplungen des leistungsverzweigten Getriebes signalübertragend verbunden. Darüber hinaus kann die Steuereinrichtung auch mit Sensoren, beispielsweise Drehzahl- oder Drehmomentsensoren aber auch Drucksensoren, die im Antriebsstrang angeordnet sind, oder weiteren Steuergeräten bzw. Steuereinrichtungen, insbesondere einem Fahrzeugführungsrechner und/oder einem Motorsteuergerät, signalübertragend verbunden sein.Furthermore, the invention relates to a control device which is set up to carry out the method according to the invention. For this purpose, the control unit is connected in a signal-transmitting manner to at least the drive train of the vehicle, in particular to the at least two range clutches of the power-split transmission. In addition, the control device can also be connected in a signal-transmitting manner to sensors, for example rotational speed or torque sensors, but also pressure sensors, which are arranged in the drive train, or other control devices or control devices, in particular a vehicle management computer and/or an engine control device.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiden Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt

1 eine stark vereinfachte schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Antriebsstrang, der nach einem erfindungsgemäßen Verfahren steuerbar ist, und
2 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines beispielhaften Verlaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.

An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the two drawings, in which the same or similar elements are provided with the same reference symbols. Here shows

1 a greatly simplified schematic representation of a vehicle with a drive train that can be controlled by a method according to the invention, and
2 a diagram to illustrate an exemplary course of the method according to the invention.

1 zeigt ein als Radlader ausgebildetes Fahrzeug 100 mit einer an einem Hubgerüst 6 angeordneten Schaufel 5. Das Fahrzeug 100 umfasst einen Antriebsstrang, der ein leistungsverzweigtes Getriebe 1 und einen Variator 2 zur stufenlosen variablen Übersetzung aufweist. Ferner umfasst der Antriebsstrang eine erste Bereichskupplung 3.1 für einen ersten Fahrbereich und eine zweite Bereichskupplung 3.2 für einen zweiten Fahrbereich sowie eine Steuereinrichtung 4, die dazu eingerichtet ist, Fahrbereichswechsel zwischen den beiden Fahrebereichen durch Befüllen und Entleeren der Bereichskupplungen 3.1, 3.2 mit einem hydraulischen Fluid, vorliegend mit einem Öl, einzuleiten und durchzuführen. Vorliegend ist der zweite Fahrbereich für einen höheren Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs 100 ausgelegt als der erste Fahrbereich. 1 shows a vehicle 100 designed as a wheel loader with a shovel 5 arranged on a lifting frame 6. The vehicle 100 comprises a drive train which has a power-split transmission 1 and a variator 2 for continuously variable transmission. Furthermore, the drive train includes a first range clutch 3.1 for a first driving range and a second range clutch 3.2 for a second driving range as well as a control device 4, which is set up to change driving ranges between the two driving ranges by filling and emptying the range clutches 3.1, 3.2 with a hydraulic fluid. here with an oil, initiate and carry out. In the present case, the second driving range is designed for a higher speed range of vehicle 100 than the first driving range.

Ferner umfasst der Antriebsstrang auch ein Wendegetriebe 9 mit einer nicht näher dargestellten ersten Wendekupplung für Vorwärtsfahrt und einer nicht näher dargestellten zweiten Wendekupplung für Rückwärtsfahrt. Die Steuereinrichtung 4 ist auch zum Schalten der beiden Wendekupplungen, insbesondere zum Befüllen und Entleeren der Wendekupplungen mit dem hydraulischen Fluid eingerichtet. Das Reversieren der Fahrtrichtung wird durchgeführt, wenn dies an der Steuereinrichtung 4 angewählt wird, wobei die Anwahl an der Steuereinrichtung 4 von einem nicht näher dargestellten Fahrer bzw. Fahrzeugführer über einen dafür vorgesehenen Fahrtrichtungsschalter erfolgt.Furthermore, the drive train also includes a reversing gear 9 with a first reversing clutch, not shown in detail, for forward travel and a second reversing clutch, not shown in detail, for reverse travel. The control device 4 is also set up for switching the two reversing clutches, in particular for filling and emptying the reversing clutches with the hydraulic fluid. The direction of travel is reversed when this is selected at the control device 4, the selection at the control device 4 being made by a driver or vehicle operator, not shown, via a travel direction switch provided for this purpose.

Ein Antriebsmotor 11 speist über eine Antriebswelle 8 eine Antriebsleistung in das leistungsverzweigte Getriebe 1, wobei die Antriebsleistung über das Wendegetriebe 9 in den Variator 2 eingeleitet wird. Sofern die erste Wendekupplung geschlossen ist, wird eine Antriebsleistung in eine erst Rotationsrichtung in den Variator 2 eingespeist, wobei eine Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs 100 erfolgt. Wenn die zweite Wendekupplung geschlossen ist, wird eine Antriebsleistung in eine zweite Rotationsrichtung in den Variator 2 eingespeist, wobei eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs 100 erfolgt. Der Variator 2 stellt die Übersetzung stufenlos ein und überträgt die Antriebsleistung über die jeweilige Bereichskupplung 3.1, 3.2 sowie über weiteren nicht näher beschriebenen Kraftübertragungselementen 16, beispielsweise Wellen, Zahnräder und Kupplungen, an einem jeweiligen Abtrieb 10, der somit mit dem leistungsverzweigten Getriebe 1 wirksam verbunden ist. Vorliegend weist das Fahrzeug 100 zwei Antriebsachsen auf, die jeweils einen Abtrieb 10 darstellen. An den Antriebsachsen des Fahrzeugs 100 sind Antriebsräder 13 angeordnet.A drive motor 11 feeds drive power into the power-split transmission 1 via a drive shaft 8 , the drive power being introduced into the variator 2 via the reversing gear 9 . If the first reversing clutch is closed, drive power is fed into the variator 2 in a first direction of rotation, with the vehicle 100 driving forward. When the second reversing clutch is closed, drive power in a second rotational direction is input to the variator 2, and the vehicle 100 reverses. The variator 2 continuously adjusts the gear ratio and transmits the drive power via the respective range clutch 3.1, 3.2 and via other power transmission elements 16, not described in detail, such as shafts, gears and clutches, to a respective output 10, which is thus effectively connected to the power-split transmission 1 is. In the present case, vehicle 100 has two drive axles, each of which represents an output 10 . Drive wheels 13 are arranged on the drive axles of vehicle 100 .

Die Steuereinrichtung 4 ist über eine erste Leitung 14 signalübertragend mit dem leistungsverzweigten Getriebe 1, insbesondere mit den beiden Bereichskupplungen 3.1, 3.2 signalübertragend verbunden. Ferner ist die Steuereinrichtung 4 über eine zweite Leitung 15 mit einer Sensorvorrichtung 7 des Fahrzeugs 100 signalübertragend verbunden. Die Sensorvorrichtung 7 umfasst mehrere Sensoren, die zur Erfassung eines Umfelds des Fahrzeugs 100, insbesondere von Objekten 12 sowie einer Geländesteigung in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 vorgesehen sind. Vorliegend ist ein als Haufwerk ausgebildetes Objekt 12 in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 100 angeordnet, wobei das Hubgerüst 6 abgesenkt und die Schaufel 5 zum Einstechen in das Haufwerk eingestellt ist. Die Steuereinrichtung 4 kann auch mit weiteren Komponenten des Fahrzeugs 100, insbesondere des Antriebsstrangs signalübertragend verbunden sein.The control device 4 is connected via a first line 14 in a signal-transmitting manner to the power-split transmission 1, in particular to the two range clutches 3.1, 3.2. Furthermore, the control device 4 is connected in a signal-transmitting manner to a sensor device 7 of the vehicle 100 via a second line 15 . The sensor device 7 comprises a plurality of sensors which are provided for detecting an environment of the vehicle 100, in particular objects 12 and an incline in the direction of travel of the vehicle 100. In the present case, an object 12 in the form of a pile is arranged in front of the vehicle 100 in the direction of travel, with the lifting frame 6 being lowered and the shovel 5 set to pierce the pile. The control device 4 can also be connected to other components of the vehicle 100, in particular the drive train, in a signal-transmitting manner.

Gemäß 2 sind drei Diagramme in einem gemeinsamen Diagramm zusammengeführt, um das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb des in 1 dargestellten Fahrzeugs 100 zu veranschaulichen. Auf einer jeweiligen Abszisse X der drei Diagramme ist eine Zeit T aufgetragen, wobei alle drei Zeitachsen identisch sind und somit auch denselben Zeitverlauf aufweisen. Demgegenüber sind auf einer jeweiligen Ordinate Y - von unten nach oben - zunächst ein Zähler Z, der zur Einleitung und Durchführung des Fahrbereichswechsels von der Steuereinrichtung 4 verwendet wird, darüber eine Übersetzung R des Variators 2 zusammen mit einem Hochdruck H am Variator 2 und darüber ein erster Kupplungsstrom K1 des Öls für die erste Bereichskupplung 3.1 sowie ein zweiter Kupplungsstrom K2 des Öls für die zweite Bereichskupplung 3.2 aufgetragen.According to 2 three diagrams are combined in a common diagram in order to use the method according to the invention for operating the in 1 illustrated vehicle 100 to illustrate. A time T is plotted on a respective abscissa X of the three diagrams, with all three time axes being identical and thus also having the same course over time. In contrast, on a respective ordinate Y - from bottom to top - first a counter Z, which is used by the control device 4 to initiate and carry out the driving range change, above it a transmission ratio R of the variator 2 together with a high pressure H on the variator 2 and above it first clutch flow K1 of the oil for the first range clutch 3.1 and a second clutch flow K2 of the oil for the second range clutch 3.2 are plotted.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung 3.2 beispielsweise bei Erkennung einer Haufenfahrt vorzeitig angestoßen, um bei einer wahrscheinlichen Dynamikzunahme des Fahrzeugs 100 ein rechtzeitiges Durchführen des Fahrbereichswechsel vorzunehmen. Dies führt zu einem besseren Fahrkomfort und einer besseren Beherrschbarkeit des Fahrzeugs 100 durch den Fahrer, ohne gleichzeitig das leistungsverzweigte Getriebe 1 zu schädigen.According to the method according to the invention, the pre-filling of the opened second range clutch 3.2 is initiated prematurely, for example when driving in a heap is detected, in order to carry out the driving range change in good time when the dynamics of the vehicle 100 are likely to increase. This leads to better driving comfort and better controllability of the vehicle 100 by the driver without equal time to damage the power-split transmission 1.

Vorliegend wird über Sensoren am Variator 4 ein Hochdruck H am Variator 4 erfasst. Der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme liegt dann vor, wenn eine Änderung eines Hochdrucks H am Variator 4 einen Hochdruckdifferenzgrenzwert überschreitet. Der Hochdruck H am Variator 4 wird vorliegend innerhalb eines als Zeitfenster dargestellten Zeitintervalls TI erfasst. Die Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung 3.2 wird auf Verdacht vorzeitig eingeleitet, weil der Hochdruck H am Variator 4 innerhalb des Zeitintervalls TI, das sich von einem ersten Zeitpunkt T1 bis zu einem zweiten Zeitpunkt T2 erstreckt, eine dafür vorgesehene Zunahme überschreitet. Zum zweiten Zeitpunkt T2 wird der Fahrbereichswechsel durch eine Vorbefüllung der vorliegend geöffneten zweiten Bereichskupplung 3.2 mit Öl eingeleitet. Dies ist durch den ansteigenden Kupplungsstrom K2 für die zweite Bereichskupplung 3.2 zum Zeitpunkt T2 dargestellt. Dabei wird das Öl mit einem Schnellfülldruck SD für eine Schnellfüllzeit SZ in die zweite Bereichskupplung 3.2 eingeleitet.In the present case, a high pressure H on the variator 4 is detected via sensors on the variator 4 . An impending increase in dynamics is suspected when a change in high pressure H at variator 4 exceeds a high-pressure differential limit value. In the present case, the high pressure H at the variator 4 is detected within a time interval TI shown as a time window. The pre-filling of the opened second range clutch 3.2 is initiated prematurely on suspicion because the high pressure H at the variator 4 within the time interval TI, which extends from a first point in time T1 to a second point in time T2, exceeds an increase provided for this purpose. At the second point in time T2, the driving range change is initiated by pre-filling the open second range clutch 3.2 with oil. This is represented by the increasing clutch current K2 for the second range clutch 3.2 at time T2. The oil is introduced into the second range clutch 3.2 with a rapid filling pressure SD for a rapid filling time SZ.

Ferner wird der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme auch dadurch bestätigt, dass die Position der Schaufel 5 des Fahrzeugs 100 in einen dafür vorgesehenen Bereich vorliegt und eine Position des Hubgerüsts 6 des Fahrzeugs 100 einen dafür vorgesehenen Grenzwert unterschritten hat. Gemäß 1 befindet sich das Hubgerüst 6 in einer unteren Position, wobei die Schaufel 5 in einer zum Einstechen in das Haufwerk vorgesehenen Position vorliegt. Vorliegend weist die Schaufel 5 einen Kippwinkel auf, der zum Einstechen in das Haufwerk geeignet ist. Ferner kann der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme auch dadurch bestätigt werden, dass die Sensorvorrichtung 7 das Haufwerk als Objekt 12 im Umfeld des Fahrzeugs 100 erfasst, das nicht mehr umfahrbar ist, sodass eine weitere Verringerung der Geschwindigkeit und ein darauffolgendes Fahrbereichswechsel wahrscheinlich sind.Furthermore, the suspicion of an imminent increase in dynamics is also confirmed by the fact that the position of the shovel 5 of the vehicle 100 is in a range provided for this and a position of the mast 6 of the vehicle 100 has fallen below a limit value provided for this purpose. According to 1 the mast 6 is in a lower position, with the shovel 5 being in a position provided for piercing the heap. In the present case, the shovel 5 has a tilting angle that is suitable for piercing the pile of debris. Furthermore, the suspicion of an imminent increase in dynamics can also be confirmed by sensor device 7 detecting the debris as object 12 in the area surrounding vehicle 100, which can no longer be avoided, so that a further reduction in speed and a subsequent change in driving range are likely.

Sofern der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme nicht vorgelegen hätte, wäre die Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung 3.2 gemäß eines alternativen Falls erst später zu einem dritten Zeitpunkt T3 eingeleitet worden. Dieser alternative Fall ist durch den Verlauf gemäß dem alternativen Kupplungsstrom K2' für die zweite Bereichskupplung 3.2 visualisiert. Es ist ersichtlich, dass der Kupplungsstrom K2 für die zweite Bereichskupplung 3.2 identisch zu dem alternativen Kupplungsstrom K2' für die zweite Bereichskupplung 3.2 ist, jedoch um eine Zeitdifferenz TD zwischen dem zweiten und dem dritten Zeitpunkt T2, T3 auf der Abszisse X verschoben. Diese Zeitdifferenz TD ist auch in dem Diagramm betreffend den Zähler Z dargestellt. Mit anderen Worten wird die von der Steuereinrichtung 4 berechnete Zeitdifferenz TD auf den Zähler Z zum Vorbereiten des Fahrbereichswechsels addiert. Dadurch findet eine zeitliche Vorverlegung für das Vorbereiten des Fahrbereichswechsel von dem dritten Zeitpunkt T3 auf den zweiten Zeitpunkt T2 statt. Die Dauer der Zeitdifferenz TD ist vorliegend von der Hochdruckdifferenz, die im Zeitintervall TI ermittelt wurde, abhängig. Beispielsweise steigt die Zeitdifferenz TD mit zunehmender Hochdruckdifferenz. Unter dem Vorbereiten des Fahrbereichswechsels ist vorliegend die Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung 3.2 zu verstehen.If the suspicion of an imminent increase in dynamics had not existed, the pre-filling of the opened second range clutch 3.2 would have been initiated later at a third point in time T3 according to an alternative case. This alternative case is visualized by the curve according to the alternative clutch current K2' for the second range clutch 3.2. It can be seen that the clutch current K2 for the second range clutch 3.2 is identical to the alternative clutch current K2′ for the second range clutch 3.2, but is shifted by a time difference TD between the second and the third point in time T2, T3 on the X abscissa. This time difference TD is also shown in the diagram relating to the counter Z. In other words, the time difference TD calculated by the control device 4 is added to the counter Z to prepare for the change of driving range. As a result, the preparation for the change in driving range is brought forward in time from the third point in time T3 to the second point in time T2. The duration of the time difference TD is presently dependent on the high-pressure difference that was determined in the time interval TI. For example, the time difference TD increases as the high-pressure difference increases. In the present case, the preparation of the change of driving range is to be understood as the pre-filling of the opened second range clutch 3.2.

Der Schnellfülldruck SD wird nach Ablauf der Schnellfüllzeit SZ auf einen Füllausgleichsdruck FD, der für eine Füllausgleichszeit FZ gehalten wird, abgesenkt. Der Füllausgleichsdruck FD wird zum vierte Zeitpunkt T4 erreicht und bis zum fünften Zeitpunkt T5 gehalten. Nach Ablauf der Füllausgleichszeit FZ zum fünften Zeitpunkt T5 wird der Füllausgleichsdruck FD auf einen Schließdruck D, der die geöffnete zweite Bereichskupplung 3.2 schließt, erhöht, sofern die Bedingungen für einen Fahrbereichswechsel erfüllt sind. Zu einem sechsten Zeitpunkt T6 wird die bislang geschlossene erste Bereichskupplung 3.1 geöffnet. Der Fahrbereichswechsel ist vollständig durchgeführt, wenn die zweite Bereichskupplung 3.2 geschlossen ist, die erste Bereichskupplung 3.1 geöffnet und nach Ablauf einer Haltezeit HT zu einem siebten Zeitpunkt T7. Erst ab dem siebten Zeitpunkt T7 ist die Übersetzung R wieder mittels Variator 2 einstellbar.After the rapid filling time SZ has elapsed, the rapid filling pressure SD is reduced to a filling equalization pressure FD, which is maintained for a filling equalization time FZ. The filling compensation pressure FD is reached at the fourth point in time T4 and is maintained until the fifth point in time T5. After the filling compensation time FZ has elapsed at the fifth point in time T5, the filling compensation pressure FD is increased to a closing pressure D, which closes the opened second range clutch 3.2, provided the conditions for a change of driving range are met. At a sixth point in time T6, the previously closed first range clutch 3.1 is opened. The driving range change is complete when the second range clutch 3.2 is closed, the first range clutch 3.1 is open and after a holding time HT has elapsed at a seventh point in time T7. The translation R can only be set again by means of the variator 2 from the seventh point in time T7.

Gemäß dem Verlauf der Übersetzung R nimmt zum vierten Zeitpunkt T4 die Verstelldynamik in Richtung einer Synchrondrehzahl der beiden Bereichskupplungen 3.1, 3.2 zu. Die beiden Bereichskupplungen 3.1, 3.2 weisen in dem sogenannten Synchronpunkt SP Synchrondrehzahlen auf, wobei die Sekundärseite und Primärseite an jeder Bereichskupplung 3.1, 3.2 mit der gleichen Drehzahl rotieren. Zum fünften Zeitpunkt T5 ist der aufgrund des Verdachts auf eine bevorstehende Dynamikzunahme berechnete Zähler Z bei einem Schwellwert SW angelangt, bei dem die geöffnete zweite Bereichskupplung 3.2 geschlossen werden kann. Durch die vorzeitige Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung 3.2 bereits zum zweiten Zeitpunkt T2, anstatt zum dritten Zeitpunkt T3, ist zum Zeitpunkt T5 die zweite Bereichskupplung 3.2 bereit, um geschlossen zu werden.According to the progression of the transmission ratio R, the adjustment dynamics increase towards a synchronous speed of the two range clutches 3.1, 3.2 at the fourth point in time T4. The two range clutches 3.1, 3.2 have synchronous speeds at the so-called synchronization point SP, with the secondary side and primary side rotating at the same speed on each range clutch 3.1, 3.2. At the fifth point in time T5, the counter Z calculated on the basis of the suspicion of an imminent increase in dynamics has reached a threshold value SW at which the opened second range clutch 3.2 can be closed. Due to the premature pre-filling of the opened second range clutch 3.2 at the second point in time T2 instead of at the third point in time T3, the second range clutch 3.2 is ready at the point in time T5 to be closed.

Ohne die auf den Zähler Z addierte Zeitdifferenz TD wäre die zweite Bereichskupplung 3.2 erst zum sechsten Zeitpunkt T6 bereit für die Schließung gewesen, was vorliegend durch den gestrichelten Verlauf eines alternativen Zählers Z' dargestellt ist. Dies hätte dazu geführt, dass der Fahrbereichswechsel nicht wie vorliegend zwischen dem fünften Zeitpunkt T5 und dem siebten Zeitpunkt T7 durchgeführt wird, sondern zwischen dem sechsten Zeitpunkt T6 und einem achten Zeitpunkt T8. Dies hätte ferner dazu geführt, dass die alternative Übersetzung R', die diesen alternativen und somit nicht eingetretenen Fall betrifft, unnötig lange im Synchronpunkt SP verblieben wäre, sodass das Fahrzeug 100 während dieser Zeit nicht weiter verzögern hätte können.Without the time difference TD added to the counter Z, the second range clutch 3.2 would only have been ready for closure at the sixth point in time T6, which is represented here by the broken line of an alternative counter Z′. This would have meant that the driving range change sel is not carried out between the fifth point in time T5 and the seventh point in time T7, as is the case here, but between the sixth point in time T6 and an eighth point in time T8. This would also have resulted in the alternative gear ratio R′, which relates to this alternative case that did not occur, remaining in the synchronization point SP for an unnecessarily long time, so that vehicle 100 could not have decelerated further during this time.

Wäre nach dem erkannten Anstieg des Hochdrucks H am Variator 4 die Zunahme in der Verstelldynamik der Übersetzung R ausgeblieben, dann wäre die zweite Bereichskupplung 3.2 länger mit dem Füllausgleichsdruck FD betrieben worden als nur vom vierten Zeitpunkt T4 bis zum fünften Zeitpunkt T5. Dadurch wäre der vorbefüllte Zustand der zweiten Bereichskupplung 3.2 gehalten worden und die Schließung der zweiten Bereichskupplung 3.2 wäre wie alternativ anvisiert erst zum sechsten Zeitpunkt T6 erfolgt.If the increase in the adjustment dynamics of the ratio R had not occurred after the detected increase in high pressure H at the variator 4, then the second range clutch 3.2 would have been operated longer with the filling compensation pressure FD than just from the fourth point in time T4 to the fifth point in time T5. As a result, the pre-filled state of the second range clutch 3.2 would have been maintained and the closure of the second range clutch 3.2 would have taken place, as alternatively envisaged, only at the sixth point in time T6.

BezugszeichenlisteReference List

11: leistungsverzweigtes Getriebepower-split transmission
22: Variatorvariator
3.13.1: erste Bereichskupplungfirst range clutch
3.23.2: zweite Bereichskupplungsecond range clutch
44: Steuereinrichtungcontrol device
55: Schaufelshovel
66: Hubgerüstmast
77: Sensorvorrichtungsensor device
88th: Antriebswelledrive shaft
99: Wendegetriebereversing gear
1010: Abtriebdownforce
1111: Antriebsmotordrive motor
1212: Objektobject
1313: Antriebsrad des Fahrzeugsdrive wheel of the vehicle
1414: erste Leitungfirst line
1515: zweite Leitungsecond line
1616: Kraftübertragungselementpower transmission element
100100: Fahrzeugvehicle
SDSD: Schnellfülldruckfast inflation pressure
SZSZ: Schnellfüllzeitfast fill time
FDFD: Füllausgleichsdruckinflation equalization pressure
FZcar: Füllausgleichszeitfill equalization time
DD: Schließdruckclosing pressure
HH: Hochdruckhigh pressure
TT: Zeittime
HTHT: Haltezeitholding time
TDTD: Zeitdifferenztime difference
TIti: Zeitintervalltime interval
T1T1: erster Zeitpunktfirst time
T2T2: zweiter Zeitpunktsecond point in time
T3T3: dritter Zeitpunktthird point in time
T4T4: vierter Zeitpunktfourth point in time
T5T5: fünfter Zeitpunktfifth point in time
T6T6: sechster Zeitpunktsixth point in time
T7T7: siebter Zeitpunktseventh point in time
T8T8: achter Zeitpunkteighth point in time
XX: Abszisseabscissa
YY: Ordinateordinate
ZZ: Zählercounter
SWSW: Schwellwert des ZählersThreshold of the counter

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102015223249 A1 [0004]DE 102015223249 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (100), umfassend einen Antriebsstrang mit einem leistungsverzweigten Getriebe (1), einem Variator (2) zur stufenlosen variablen Übersetzung, zumindest einer ersten Bereichskupplung (3.1) für einen ersten Fahrbereich und einer zweiten Bereichskupplung (3.2) für einen zweiten Fahrbereich sowie einer Steuereinrichtung (4), die zumindest dazu eingerichtet ist, Fahrbereichswechsel vorzubereiten und durchzuführen, wobei ein Fahrbereichswechsel durch eine Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung (3.2) mit einem hydraulischen Fluid vorbereitet wird, wobei der Fahrbereichswechsel durch ein Schließen der geöffneten zweiten Bereichskupplung (3.2) und Öffnen der geschlossenen ersten Bereichskupplung (3.1) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung (3.2) auf Verdacht vorzeitig eingeleitet wird, um bei einer wahrscheinlichen Dynamikzunahme des Fahrzeugs (100) ein rechtzeitiges Durchführen des Fahrbereichswechsel sicherzustellen.Method for operating a vehicle (100), comprising a drive train with a power-split transmission (1), a variator (2) for continuously variable transmission, at least one first range clutch (3.1) for a first driving range and a second range clutch (3.2) for one second driving range and a control device (4) which is at least set up to prepare and carry out a driving range change, a driving range change being prepared by pre-filling the opened second range clutch (3.2) with a hydraulic fluid, the driving range change being caused by a closing of the opened second range clutch (3.2) and opening of the closed first range clutch (3.1) is carried out, characterized in that the pre-filling of the opened second range clutch (3.2) is initiated prematurely on suspicion in order to carry out a probable dynamic increase in the vehicle (100) in good time of the driving range change.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung (3.2) damit beginnt, dass das hydraulische Fluid mit einem Schnellfülldruck (SD) für eine Schnellfüllzeit (SZ) in die geöffnete zweite Bereichskupplung (3.2) eingeleitet wird, wobei der Schnellfülldruck (SD) nach Ablauf der Schnellfüllzeit (SZ) auf einen Füllausgleichsdruck (FD), der für eine Füllausgleichszeit (FZ) gehalten wird, abgesenkt wird, wobei der Füllausgleichsdruck (FD) nach Ablauf der Füllausgleichszeit (FZ) auf einen Schließdruck (D), der die geöffnete zweite Bereichskupplung (3.2) schließt, erhöht wird.procedure after claim 1 , the pre-filling of the opened second range clutch (3.2) beginning with the hydraulic fluid being introduced into the opened second range clutch (3.2) at a quick-filling pressure (SD) for a quick-filling time (SZ), the quick-filling pressure (SD) after the expiration of the Fast filling time (SZ) to a filling equalization pressure (FD), which is maintained for a filling equalization time (FZ), is lowered, the filling equalization pressure (FD) after the filling equalization time (FZ) has elapsed to a closing pressure (D), which opens the second range clutch ( 3.2) closes, is increased.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Durchführen des Fahrbereichswechsel mit dem Schließen der geöffneten zweiten Bereichskupplung (3.2), einem Öffnen der geschlossenen ersten Bereichskupplung (3.1) und nach Ablauf einer Haltezeit (HT) abgeschlossen wird.procedure after claim 1 or 2 , the implementation of the driving range change with the closing of the open second range clutch (3.2), an opening of the closed first range clutch (3.1) and after a holding time (HT) is completed.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vorliegt, wenn eine Änderung eines Hochdrucks (H) am Variator (4) einen Hochdruckdifferenzgrenzwert überschreitet.Method according to one of the preceding claims, in which there is a suspicion of an impending increase in dynamics if a change in high pressure (H) at the variator (4) exceeds a high-pressure differential limit value.

Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Hochdruck (H) am Variator (4) innerhalb eines variabel einstellbaren Zeitintervalls (Z) erfasst wird.procedure after claim 4 , whereby the high pressure (H) at the variator (4) is recorded within a variably adjustable time interval (Z).

Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Vorbefüllung der geöffneten zweiten Bereichskupplung (3.2) auf Verdacht vorzeitig eingeleitet wird, wenn eine Änderung des Hochdrucks (H) am Variator (4) innerhalb des Zeitintervalls (Z) einen dafür vorgesehenen Hochdruckdifferenzgrenzwert überschreitet.procedure after claim 5 , the pre-filling of the opened second range clutch (3.2) being initiated prematurely if a change in the high pressure (H) at the variator (4) within the time interval (Z) exceeds a high-pressure differential limit value provided for this purpose.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vorliegt, wenn eine Position einer Schaufel (5) des Fahrzeugs (100) einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet.Method according to one of the preceding claims, in which there is a suspicion of an impending increase in dynamics when a position of a blade (5) of the vehicle (100) exceeds a limit value provided for this purpose.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vorliegt, wenn eine Position eines Hubgerüsts (6) des Fahrzeugs (100) in einen dafür vorgesehenen Bereich vorliegt.Method according to one of the preceding claims, in which there is a suspicion of an imminent increase in dynamics if a lifting frame (6) of the vehicle (100) is in a position in an area provided for this purpose.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vorliegt, wenn eine Sensorvorrichtung (7) zumindest ein Objekt (12) im Umfeld des Fahrzeugs (100) erfasst, das nicht mehr umfahrbar ist.Method according to one of the preceding claims, in which there is a suspicion of an impending increase in dynamics when a sensor device (7) detects at least one object (12) in the area surrounding the vehicle (100) which can no longer be avoided.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vorliegt, wenn eine Sensorvorrichtung (7) eine Steigung, die einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet, auf einer Trajektorie des Fahrzeugs (100) erfasst.Method according to one of the preceding claims, in which there is a suspicion of an impending increase in dynamics when a sensor device (7) detects an incline on a trajectory of the vehicle (100) which exceeds a limit value provided for this purpose.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vorliegt, wenn ein Abtriebsdrehzahlgradient einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet.Method according to one of the preceding claims, in which there is a suspicion of an impending increase in dynamics if an output speed gradient exceeds a limit value provided for this purpose.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vorliegt, wenn ein Abtriebsdrehmoment einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet.Method according to one of the preceding claims, in which there is a suspicion of an imminent increase in dynamics if an output torque exceeds a limit value provided for this purpose.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vorliegt, wenn ein Motordrehzahlgradient einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet.Method according to one of the preceding claims, in which there is a suspicion of an imminent increase in dynamics if an engine speed gradient exceeds a limit value provided for this purpose.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdacht auf eine bevorstehende Dynamikzunahme vorliegt, wenn eine Motordrückung einen dafür vorgesehenen Grenzwert überschreitet.Method according to one of the preceding claims, in which there is a suspicion of an imminent increase in dynamics if an engine load exceeds a limit value provided for this purpose.

Steuereinrichtung (4), welche dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen.Control device (4), which is adapted to a method according to one of Claims 1 until 14 to execute.