DE10314327A1 - Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs - Google Patents

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Abstract

Um bei einer Arbeitsmaschine, wie beispielsweise einem Radlader oder einem Flurförderfahrzeug, die Reversierzeit zu beeinflussen, ist zwischen der Antriebsmaschine (1) und dem hydrodynamischen Drehmomentwandler (4) eine Kupplung (2) angeordnet, welche während des Reversiervorgangs teilweise im Öffnungssinne betätigt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
  • Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Arbeitsfahrzeuge, wie beispielsweise Radlader, Bagger oder Flurförderfahrzeuge, deren Fahrtrichtung während der Arbeit in kurzen Zeitabständen wechselt und die daher entsprechend oft umgesteuert werden müssen. Dieses häufige Wechseln der Fahrtrichtung wird auch Reversieren genannt. Hierbei wird das Fahrzeug bei voller Fahrgeschwindigkeit in eine Vorwärtsfahrtrichtung durch Einlegen des Rückwärtsgangs abgebremst und anschließend in eine Rückwärtsfahrtrichtung beschleunigt. Die Fahrtrichtungsumkehr des Fahrzeugs beginnt mit dem Öffnen der Fahrtrichtungskupplung der bestehenden Fahrtrichtung und dem Schließen der Fahrtrichtungskupplung der neuen Fahrtrichtung. Hierbei wird die Turbinenseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers in Abhängigkeit von der Kraftübertragung der Vorwärts- oder Rückwärtsfahrtkupplung verzögert oder zur Drehrichtungsumkehr gebracht. Die Pumpenseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers stützt sich hierbei über die Antriebsmaschine ab. Die Verzögerungs- und Beschleunigungszeit des Fahrzeugs kann hierbei über die Leistung der Antriebsmaschine, die Kennung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers und die Rutschzeit der Fahrtrichtungskupplungen beeinflußt werden. Dies ist jedoch nur begrenzt möglich, da die Fahrtrichtungskupplungen in ihrer Belastbarkeit begrenzt sind.
  • Die DE 30 23 278 C2 offenbart ein Verfahren zum Steuern einer Kraftübertragungseinrichtung, bei welchem die Verzögerungszeit beim Wechsel der Fahrtrichtung über die Änderung der Übersetzung des Schaltgetriebes beeinflußt wird. Ein Wechsel der Fahrtrichtungskupplungen bei hoher Geschwindigkeit ist nicht möglich.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs zu schaffen, bei welchem häufige Fahrtrichtungswechsel auch aus hohen Fahrgeschwindigkeiten möglich sind und, je nach Anforderung, die Verzögerungs- und Beschleunigungszeit beeinflußbar ist.
  • Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs gelöst.
  • Erfindungsgemäß verbindet eine Kupplung die Antriebsmaschine mit der Pumpe des hydrodynamischen Drehmomentwandlers. Diese Kupplung wird während dem Fahrtrichtungswechsel gezielt im Öffnungssinne angesteuert, so dass ein Schlupf der Kupplung auftritt. Je nach Ansteuerung dieser Kupplung kann die Verzögerungs- bzw. Beschleunigungszeit beeinflußt werden. Vorzugsweise wird die Drehzahl der Antriebsmaschine während des Fahrtrichtungswechsels nicht reduziert. Es besteht die Möglichkeit, gezielt einen harten Reversiervorgang, somit eine kurze Reversierzeit, oder einen weichen Reversiervorgang, somit eine lange Reversierzeit, vorzugeben und die Kupplung dementsprechend anzusteuern. Ebenso besteht die Möglichkeit, in Abhängigkeit eines vorgegebenen Verzögerungsgradienten die Ist-Verzögerung zu ermitteln, was beispielsweise über einen Drehzahlsensor am Ab trieb des Wendegetriebes möglich ist und die Kupplung dergestalt anzusteuern, dass der ermittelte Verzögerungs- bzw. Beschleunigungsgradient dem vorgewählten Wert sich annähert. Ebenso besteht die Möglichkeit, die Kupplung dergestalt anzusteuern, dass vorgegebene Betriebsparameter des hydrodynamischen Wandlers oder der Fahrtrichtungskupplungen, wie beispielsweise die Temperatur des Öls oder errechnete Reibleistungen, nicht überschritten werden, um den hydrodynamischen Wandler oder die Fahrtrichtungskupplungen vor Beschädigung zu schützen.
  • Somit wird ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs oder ein Antriebsstrang, insbesondere für Arbeitsmaschinen, geschaffen, bei welchem häufiges Reversieren mit unterschiedlichen Verzögerungs- und Beschleunigungswerten möglich ist. Insbesondere kann die Antriebsmotor-Drehzahl beim Reversiervorgang erhöht bleiben, wodurch der Antriebsmotor beim Beschleunigen des Fahrzeugs in die neue Fahrtrichtung schnell auf der vollen Leistung betrieben werden kann und nicht erst wieder langsam auf höhere Drehzahlen beschleunigt werden muß. Somit kann der Beschleunigungsvorgang erheblich verkürzt werden. Ebenso ist es möglich, auch weiches Reversierverhalten über längere Zeit zu realisieren, ohne die Komponenten des Antriebsstrangs zu schädigen und somit beispielsweise bei einem Radlader mit sehr leichtem Schuttgut oder bei einem Flurförderfahrzeug, insbesondere mit angehobener Last, ein sanftes Reversierverhalten zu erreichen. Zusätzlich besteht hierbei die Möglichkeit, unabhängig von der Drehzahl der Antriebsmaschine, den Reversiervorgang zu gestalten, um beispielsweise die maximale Leistung während des Reversiervorgangs der Arbeitshydraulik zur Verfügung zu stellen, welche direkt mit der Antriebsmaschine verbunden ist. Dies ist durch die Entlastung der Fahrtrichtungskupplungen infolge einer rutschenden Kupplung zwischen der Antriebsmaschine und dem hydrodynamischen Drehmomentwandler möglich. Somit besteht auch die Möglichkeit, die Fahrtrichtungskupplungen deutlich kompakter auszuführen. In einer weiteren Ausgestaltungsform besteht die Möglichkeit, während des Reversiervorgangs durch Beeinflussen der Kupplung zwischen der Antriebsmaschine und dem hydrodynamischen Drehmomentwandler die Verzögerungs- und Beschleunigungszeit zu beeinflussen.
    •
  • Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen.
  • Die einzige Figur zeigt eine Antriebsmaschine 1, welche über eine Kupplung 2 mit der Pumpe 3 eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 4 verbunden ist. Die Antriebsmaschine 1 ist direkt mit einer Hydraulikpumpe 5 verbunden, welche über Ventile 6 Verbraucher 7 mit Druckflüssigkeit versorgt. Eine elektronische Steuereinheit 8 steuert die Kupplung 2 in Abhängigkeit von Signalen der Sensoren der Betriebsbremse 9 des Gaspedals 10, Bedienhebel 11 und Drehzahlsensoren 12. Der Abtrieb des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 4 ist mit einem Wendegetriebe 13, vorzugsweise ein lastschaltbares Wendegetriebe 13 mit mehreren Getriebestufen, verbunden, welches mit Antriebsrädern des Mobilfahrzeugs in Vebindung steht. Während des Reversiervorgangs werden die nicht gezeigten Fahrtrichtungskupplungen im Wendegetriebe 13 so geschaltet, dass die Fahrtrichtungskupplung für die neue Fahrtrichtung im Schließsinne und die Fahrtrichtungskupplung für die alte Fahrtrichtung im Öffnungssinne betätigt ist. Gleichzeitig steuert die elektronische Steuereinheit 8 die Kupplung 2 dergestalt an, dass in Abhängigkeit von gewünschten Verzögerungs- oder Be schleunigungswerten das Fahrzeug in der bestehenden Fahrtrichtung abgebremst und in der neuen Fahrtrichtung beschleunigt wird. Es besteht die Möglichkeit, während dieses Reversiervorgangs die Drehzahl der Antriebsmaschine 1 nicht zu reduzieren, um die hydraulische Pumpe 5 mit ausreichend hoher Drehzahl anzutreiben. Ebenso besteht die Möglichkeit, in Abhängigkeit der Ansteuerung der Kupplung 2 die Reversierzeit zu verändern, um ein weiches oder hartes Reversierverhalten zu erreichen.
    • 1
    Antriebsmaschine
    2
    Kupplung
    3
    Pumpe
    4
    hydrodynamischer Drehmomentwandler
    5
    Hydraulikpumpe
    6
    Ventil
    7
    Verbraucher
    8
    elektrische Steuereinheit
    9
    Betriebsbremse
    10
    Gaspedal
    11
    Bedienhebel
    12
    Drehzahlsensoren
    13
    Wendegetriebe

Claims (6)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs, insbesondere für Arbeitsmaschinen, wie Radlader und Flurförderfahrzeuge, mit einer Antriebsmaschine (1), welche über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler (4) ein Wendegetriebe (13) zum Antrieb des Fahrantriebs in eine Fahrtrichtung für Vorwärtsfahrt und eine Fahrtrichtung für Rückwärtsfahrt antreibt, wobei beim Wechsel der Fahrtrichtung eine erste Fahrtrichtungskupplung im Schließsinne und eine zweite Fahrtrichtungskupplung im Öffnungssinne betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplung (2), welche den hydrodynamischen Drehmomentwandler (4) mit der Antriebsmaschine (1) verbindet, während dem Fahrtrichtungswechsel teilweise im Öffnungssinne betätigt wird.
  2. Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Antriebsmaschine (1) während des Fahrtrichtungswechsels nicht reduziert wird.
  3. Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeit zum Fahrtrichtungswechsel durch geregeltes oder gesteuertes Betätigen der Kupplung (2) veränderbar ist.
  4. Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein ermittelter Verzögerungsgradient oder Beschleunigungsgradient mit einem vorgewählten Verzögerungsgradient oder Beschleunigungsgradient verglichen und die Kupplung so an gesteuert wird, dass sich der ermittelte Wert dem vorgewählten Wert annähert.
  5. Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (2) dergestalt angesteuert wird, dass die Fahrtrichtungskupplungen oder der hydrodynamische Wandler (4) innerhalb zulässiger Betriebsparameter betrieben werden.
  6. Antriebsstrang, insbesondere für Arbeitsmaschinen, wie Radlader und Flurförderfahrzeuge, mit einer Antriebsmaschine (1), welche über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler (4) ein Wendegetriebe (13) zum Antrieb des Fahrantriebs in eine Fahrtrichtung für Vorwärtsfahrt und eine Fahrtrichtung für Rückwärtsfahrt antreibt, wobei beim Wechsel der Fahrtrichtung eine erste Fahrtrichtungskupplung im Schließsinne und eine zweite Fahrtrichtungskupplung im Öffnungssinne betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplung (2), welche den hydrodynamischen Drehmomentwandler (4) mit der Antriebsmaschine (1) verbindet, während dem Fahrtrichtungswechsel teilweise im Öffnungssinne betätigt wird.
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