DE69905843T2

DE69905843T2 - Getriebesteuerung für ein Lastschaltgetriebe

Info

Publication number: DE69905843T2
Application number: DE69905843T
Authority: DE
Inventors: John Robert Barton Of Ashiana; Sion Morgan Owen
Original assignee: AGCO Ltd
Current assignee: AGCO Ltd
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: ATE234435T1; TR199903227A1; US6212966B1; EP1013967A2; JP2000192995A; GB9828412D0; EP1013967A3; GB2345945B; DE69905843D1; EP1013967B1; GB2345945A; BR9907596A

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für ein Vorwärts/Rückwärts-Getriebe.

Hintergrund der Erfindung

Schlepper werden oft bei Anwendungen eingesetzt, beispielsweise zu einer Ladearbeit oder zur Bodenbearbeitung, wobei ein häufiger Wechsel zwischen einer Vorwärts- und einer Rückwärtsbewegung erforderlich wird. Um das wiederholte Auskuppeln zu vermeiden, sind Vorwärts/Rückwärts-Getriebe entwickelt worden.
Das Vorwärts/Rückwärts-Getriebe ermöglicht es dem Fahrer eines Fahrzeugs, z. B. eines landwirtschaftlichen Schleppers, die Fahrtrichtung von vorwärts nach rückwärts oder umgekehrt sehr einfach zu ändern, indem ein Knopf niedergedrückt oder ein Hebel gezogen wird. Für den Fahrer ist es nicht notwendig, ein Kupplungspedal zu betätigen, um eine Richtungsumkehr einzuleiten. Einige Vorwärts/Rückwärts-Getriebe haben zusätzlich vorgesehen, dass aus einer neutralen Stellung die Vorwärtsfahrt oder die Rückwärtsfahrt einsteuerbar ist.
Bei einem Typ von Vorwärts/Rückwärts-Getrieben ist die hydraulische Betätigung einer Kupplung erforderlich. Die Leistung eines solchen Getriebes wird durch die Zeitdauer beeinflusst, die erforderlich ist, um das Kupplungspaket von seinem Eingriffspunkt in die voll wirksamen Positionen zu verbringen. Dies ist als Einrückzeit der Kupplung bekannt. Eine Änderung der Zeitdauer führt zu einer Änderung der Aggressivität der Kupplung und damit zu einer Änderung der Aggressivität, mit der der Antrieb beginnt.
Schlepper besitzen mehrere Übersetzungen und Getriebebereiche. Beispielsweise kann ein Getriebe vier Geschwindigkeiten und frei Geschwindigkeitsbereichsänderungen haben, so dass sich damit zwölf Übersetzungen ergeben. Bei einem Vorwärts/Rückwärts-Getriebe ergibt dies zwölf Vorwärtsübersetzungen und zwölf Rückwärtsübersetzungen.
Es ist bekannt, das Vorwärts/Rückwärts-Getriebe zu programmieren, so dass für jedes Übersetzungsverhältnis unterschiedliche Einrückzeiten der Kupplung entstehen. Obwohl dies einen glatten Übergang nach sich ziehen kann, ist eine solche Arbeitsweise nicht immer erwünscht.
Ein Problem, welches mit dem oben erwähnten Typ eines Vorwärts/Rückwärts-Getriebes verbunden ist, besteht darin, dass ein Schlepper zu zwei verschiedenen Arbeiten herangezogen werden kann, bei denen dasselbe Übersetzungsverhältnis benutzt wird. Die Arbeiten können jedoch unterschiedliche Anforderungen an die Aggressivität des Kupplungsvorgangs stellen.
Ein anderes Problem, welches mit dem in Rede stehenden Typ eines Vorwärts/Rückwärts- Getriebes verbunden ist, besteht darin, dass verschiedene Bedienungspersonen verschiedene persönliche Anforderungen an einen Schlepper stellen. Während ein Fahrer nichts gegen einen aggressiven Kupplungseingriff einzuwenden hat, mag ein anderer Fahrer dies als unkomfortabel empfinden.
Es wäre deshalb wünschenswert, ein Steuersystem für ein Vorwärts/Rückwärts-Getriebe zu haben, bei dem die oben geschilderten Probleme des Stands der Technik vermieden sind.
Die US 5,353,662 beschreibt ein Vorwärts/Rückwärts-Getriebe mit mehreren elektrohydraulisch gesteuerten Kupplungen. Es wird ein Steuersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben. Insbesondere wird ein Verfahren zum Wechseln von Vorwärts auf Rückwärts beschrieben.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung stellt ein Steuersystem für ein Vorwärts/Rückwärts-Getriebe bereit, mit einem ersten einrückbaren Kupplungspaket für eine erste Drehrichtung am Ausgang des Getriebes und einem zweiten einrückbaren Kupplungspaket für eine zweite Drehrichtung am Ausgang des Getriebes, und mit Einrichtungen zum Einrücken und Ausrücken des ersten und/oder des zweiten Kupplungspakets, wobei das Steuersystem Mittel zum Einleiten und Durchführen von Ein- und/oder Ausrückzyklen des ersten und/oder zweiten Kupplungspakets aufweist und wobei das Steuersystem eine Einrichtung zum Einstellen des Ein- und/oder Ausrückzyklusses aufweist, die von einer Bedienungsperson des Getriebes betätigbar ist.
Vorzugsweise weist die Einrichtung einen Sensor zum Erfassen der wirksamen Übersetzung im Getriebe auf. Das Getriebe kann eine Mehrzahl Getriebestufen mit jeweils einer Mehrzahl wirksamer Übersetzungen aufweisen. Der Sensor kann zum Erfassen einer wirksamen Übersetzung in einer Getriebestufe angeordnet sein. Alternativ kann der Sensor so angeordnet sein, dass er das wirksame Übersetzungsverhältnis in mehr als einer Getriebestufe erfasst.
Die Einrichtung kann vorzugsweise mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Programmzyklen zum Einleiten und Durchführen von Ein- und/oder Ausrückzyklen der Kupplungspakete programmierbar sein.
Vorteilhaft weist die Einrichtung einen Stellungssensor auf, der den wirksamen Zustand der Kupplungspakete erfasst, beispielsweise wenn das erste Kupplungspaket eingerückt, das zweite Kupplungspaket ausgerückt ist oder umgekehrt. Auch die Erfassung einer neutralen Stellung, bei der beide Kupplungspakete unwirksam sind, ist möglich. Vorzugsweise kann die Einrichtung die Einstellung der Zeitdauer eines jeden Ein/Ausrückzyklusses zwischen einem Minimum von 0,01 sec und einem Maximum von 20 sec ermöglichen, insbesondere jedoch zwischen einem Minimum von 1 sec und einem Maximum von 6 sec. Die Einrichtung kann ein drehbares Element aufweisen, wie beispielsweise ein Potentiometer. Die Einrichtung kann weiterhin Mittel, um dieses Element zu drehen, aufweisen, wie einen Knopf oder einen Hebel. Vorteilhaft führt die Drehung dieser Einrichtung zu einer Erhöhung bzw. Verminderung der Zeitdauer eines jeden Ein/Ausrückzyklusses der ersten und/oder zweiten Kupplungspakete, wodurch die Aggressivität des Kupplungsvorgangs erhöht oder abgeschwächt wird. Eine Verdrehung der Einrichtung in der einen Richtung führt zu einer Verminderung der Zeitdauer des Ein/Ausrückzyklusses der ersten und/oder zweiten Kupplungspakete, wodurch die Aggressivität des Kupplungsvorgangs gesteigert wird. Die Drehung in der anderen Richtung erhöht die Zeitdauer eines jeden Ein/Ausrückzyklusses der ersten und/oder zweiten Kupplungspakete, wodurch die Aggressivität des Kupplungsvorgangs erniedrigt wird. Alternativ dazu kann die Einrichtung auch mehrere Knöpfe oder eine Tastatur aufweisen, wobei das Niederdrücken eines der Knöpfe oder der Tasten der Tastatur die Zeitdauer eines Ein/Ausrückzyklusses der ersten und/oder zweiten Kupplungspakete vermindert, während das Niederdrücken eines anderen Elements die Zeitdauer eines Ein/Ausrückzyklusses der ersten und/oder der zweiten Kupplungspakete erhöht.
Vorzugsweise weist die Einrichtung eine elektrische oder elektronische Steuereinheit auf.
Die Einrichtung zum Einrücken und Ausrücken des ersten und/oder zweiten Kupplungspaketes kann einen Vorrat unter Druck stehenden Mediums und einen Ventilblock mit mehreren über die Einrichtung gesteuerten Ventilen aufweisen, wobei in Abhängigkeit von dem Empfang eines Signals von der Einrichtung ein Ventil entsprechend dem wirksamen Programmzyklus geöffnet oder geschlossen wird, um unter Druck stehendes Medium bereitzustellen oder von einem der Kupplungspakete fernzuhalten und so das Kupplungspaket ein- oder auszurücken.
Vorzugsweise wird als unter Druck stehendes Medium hydraulische Flüssigkeit benutzt.
Die Kupplungspakete des Vorwärts/Rückwärts-Getriebes können derart ausgebildet sein, dass sie beim Anlegen eines unter Druck stehenden Mediums wirksam, also eingerückt werden, während eine Federkraft vorgesehen ist, um die ausgerückte Stellung zu erreichen, wenn der Druck des Mediums weggenommen wird. Alternativ kann die Ausbildung und Anordnung auch umgekehrt sein, wobei das Wirksamwerden der Kupplungspakete infolge Federdruck eintritt und ein unter Druck stehendes Medium dazu benutzt wird, um die Kupplungspakete auszurücken.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Vorwärts/Rückwärts-Getriebe;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Steuersystems;
Fig. 3 ist eine grafische Darstellung des aufgebauten hydraulischen Druckes über die Zeit, welches einen Zyklus aus der Neutralstellung in eine eingerückte Stellung und zurück in die Neutralstellung darstellt; und
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Schleppers mit einem Vorwärts/Rückwärts-Getriebe und einem Steuersystem nach der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Fig. 1 verdeutlicht ein Vorwärts/Rückwärts-Getriebe, welches ein Paar Kupplungspakete 1, 2 aufweist. Die Kupplungspakete können drei Stellungen einnehmen, nämlich eine erste neutrale Stellung, in der keines der Kupplungspakete wirksam ist, eine zweite Stellung, in der das erste Kupplungspaket 1 wirksam ist, das zweite Kupplungspaket 2 jedoch nicht, sowie schließlich die umgekehrte Stellung, bei der das Kupplungspaket 1 unwirksam ist, jedoch das Kupplungspaket 2 eingerückt ist. Die Kupplungspakete 1, 2 werden durch Zuleitung oder Wegnahme hydraulischen Mediums über die Kolben 3 bzw. 4 eingerückt bzw. ausgerückt.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Einsteuerung und/oder Wegnahme von hydraulischem Medium von den Kupplungspaketen, um Ein- und/oder Ausrückzyklen des Vorwärts/Rückwärts-Getriebes zu steuern.
Die Wirkungsweise des Vorwärts/Rückwärts-Getriebes wird nicht genauer beschrieben, weil solche Getriebe im Stand der Technik bekannt sind.
Die Aggressivität, mit der der Antrieb von einem der Kupplungspakete übernommen wird, hängt davon ab, wie schnell hydraulisches Medium zur Betätigung der betreffenden Kolben 3, 4 auf die entsprechenden Kupplungspakete geleitet werden kann. Wenn das Getriebe aus einer ersten Drehrichtung am Eingang 5 in eine zweite Drehrichtung am Eingang 5 geschaltet wird, hängt die Aggressivität, mit der der Antrieb in der zweiten Drehrichtung aufgenommen wird, auch davon ab, welche Zeit erforderlich ist, um das zweite Kupplungspaket zu lösen.
In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm dargestellt, welches das Steuersystem nach der Erfindung verdeutlicht. Hydraulisches Medium gelangt von einer Quelle für unter Druck stehendes hydraulisches Medium 11 über einen Ventilblock 10 zu dem Vorwärts/Rückwärts-Getriebe 17. Der Ventilblock 10 weist eine Mehrzahl elektrisch betätigter Ventile auf. Das Öffnen einer der Ventile führt dazu, dass unter Druck stehendes hydraulisches Medium zu einem der Kolben 3, 4 der Kupplungspakete 1, 2 gelangt. Die Betätigung der Ventile wird von einer elektronischen Steuereinheit 12 überwacht.
Die von der elektronischen Steuereinrichtung 12 empfangenen Eingangssignale sind auch solche, die von einem Bereichsfühler 13, einem Betätigungselement 14, das einen Schalter aufweisen kann, einem Stellungssensor 16 und einer Einstelleinrichtung 15 stammen, Der Stellungssensor erfasst den Zustand der Kupplungspakete 1, 2, indem er die Stellung des Betätigungselementes 14 überwacht, welches einen Hebel umfassen kann, der in der Fahrerkabine angeordnet ist. Der Sensor 16 kann drei Schalter umfassen, von denen jeder einem Zustand der Kupplungspakete zugeordnet ist und ein entsprechendes Signal an die elektronische Steuereinheit 12 abgibt. Die Steuereinheit 12 besitzt eine Mehrzahl Programme. Der Ein- und/oder Ausrückzyklus hängt von dem ausgewählten Programm ab. Das ausgewählte Programm wiederum richtet sich nach dem von dem Bereichsfühler 13 empfangenen Signal, welches den Übersetzungsbereich ermittelt, den der Fahrer zu jedem bestimmten Zeitpunkt ausgewählt hat. Das Programm ist weiterhin von dem Signal abhängig, welches von dem Stellungssensor 16 abgegeben wird.
Die Zeitdauer jedes Programmzyklusses kann durch die Einstelleinrichtung 15 verändert werden. Die Einstelleinrichtung ist in der Nähe der Bedienungsperson des Schleppers angeordnet, beispielsweise im Falle eines landwirtschaftlich genutzten Schleppers in der Fahrerkabine oder Plattform. Die Einstelleinrichtung kann ein Potentiometer mit einem Knopf umfassen, so dass so die jeweilige Stellung des Potentiometers einstellbar ist. Durch die Einstellung des Potentiometers wird der Zyklus jedes der vorgegebenen Programme beschleunigt oder verzögert. Der Fahrer kann auf diese Weise die Aggressivität einstellen, mit der der Antrieb weitergeleitet wird, um auf diese Weise eine Anpassung an die Erfordernisse der zu bewältigenden Aufgabe oder an seine persönlichen Präferenzen zu erreichen.
Anstelle der Anordnung eines Potentiometers kann die Einstellung über einen Knopf erfolgen. Die Einstelleinrichtung kann ein Paar Knöpfe umfassen, wobei die Betätigung eines der Knöpfe zu einer Verschärfung der Aggressivität des Kupplungseingriffs und die Betätigung des anderen Knopfes zu einer Abschwächung der Aggressivität des Kupplungseingriffs führt. Andere Einstelleinrichtungen können eingesetzt werden, beispielsweise ein Joystick oder ein Kippschalter.
Fig. 3 verdeutlicht in der schraffierten Fläche den Bereich, in dem die Aggressivität des Kupplungseingriffs verändert werden kann. Die Kurve "a" zeigt eine typische Eingriffskurve. Die Kurve "b" verdeutlicht eine aggressivere Kupplungseingriffskurve, bei der die Kupplung in weniger als der Hälfte der Zeit verglichen mit der Kurve "a" zum Einsatz kommt. Die Kurve "c" gibt eine weniger aggressive Eingriffskurve wieder, bei der die Zeit gegenüber der Kurve "a" nahezu verdoppelt ist.
Die Erfindung ist besonders deshalb vorteilhaft, weil sie es ermöglicht, das Getriebe vergleichsweise unkompliziert zu steuern und eine kundenspezifische Anpassung der Einstellung an die Erfordernisse der verschiedenen Aufgaben ermöglicht, bei denen jeweils verschiedene Forderungen an das Vorwärts/Rückwärts-Getriebe gestellt werden. Darüber hinaus kann die Bedienungsperson das Getriebe an die eigenen Bedürfnisse anpassen. Kürzlich erfolgte Entwicklungen bei solchen Getrieben haben sich darauf konzentriert, Möglichkeiten herbeizuführen, die außerhalb des Einflussbereiches der Bedienungsperson liegen. Damit wurden komplexere Steuereinrichtungen und Programme entwickelt. Die vorliegende Erfindung stellt jedoch ein Getriebe bereit, welches die Entscheidungsfreiheit an die Bedienungsperson zurückgibt, so dass die Maschine flexibler und relativ unkompliziert wird.

Claims

1. Ein Steuersystem für ein Vorwärts/Rückwärts-Getriebe (17), mit einem ersten einrückbaren Kupplungspaket (1) für eine erste Drehrichtung am Ausgang des Getriebes und mit einem zweiten einrückbaren Kupplungspaket (2) für eine zweite Drehrichtung am Ausgang des Getriebes, und mit Einrichtungen (3, 4) zum Einrücken und Ausrücken des ersten und/oder des zweiten Kupplungspakets (1, 2), wobei das Steuersystem Mittel zum Einleiten und Durchführen von Ein- und/oder Ausrückzyklen des ersten und/oder zweiten Kupplungspakets aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem eine Einrichtung (15) zum Einstellen des Ein- und/oder Ausrückzyklusses aufweist, die von einer Bedienungsperson des Getriebes (17) betätigbar ist.

2. Ein Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Sensor (13) zum Erfassen der wirksamen Übersetzung im Getriebe aufweist.

3. Ein Steuersystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine Mehrzahl Getriebestufen mit jeweils einer Mehrzahl wirksamer Übersetzungen aufweist.

4. Ein Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (13) zum Erfassen einer wirksamen Übersetzung in einer der Getriebestufen vorgesehen ist.

5. Ein Steuersystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Programmzyklen zum Einleiten und Durchführen von Ein- und/oder Ausrückzyklen der Kupplungspakete (1, 2) programmiert ist.

6. Ein Steuersystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Stellungssensor (16) aufweist, der den wirksamen Zustand der Kupplungspakete (1, 2) erfasst.

7. Ein Steuersystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (15) die Einstellung der Zeitdauer eines jeden Ein/Ausrückzyklusses zwischen einem Minimum von 0,01 sec und einem Maximum von 20 sec ermöglicht.

8. Ein Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (15) die Einstellung der Zeitdauer eines jeden Ein/Ausrückzyklusses zwischen einem Minimum von 1 sec und einem Maximum von 6 sec ermöglicht.

9. Ein Steuersystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (15) ein drehbares Element aufweist, dessen Drehung die Zeitdauer eines jeden Ein/Ausrückzyklusses der ersten und/oder zweiten Kupplungspakete erhöht und vermindert und so die Aggressivität des Kupplungsvorgangs erhöht oder abschwächt.

10. Ein Steuersystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (15) eine Mehrzahl niederdrückbarer Elemente aufweist, wobei das Niederdrücken eines dieser Elemente die Zeitdauer eines Ein/Ausrückzyklusses der ersten und/oder zweiten Kupplungspakete vermindert, während das Niederdrücken eines anderen Elementes die Zeitdauer eines Ein/Ausrückzyklusses der ersten und/oder zweiten Kupplungspakete erhöht.

11. Ein Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine elektrische oder elektronische Steuereinheit aufweist.

12. Ein Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (3, 4) zum Einrücken und Ausrücken des ersten und/oder des zweiten Kupplungspakets (1, 2) einen Vorrat unter Druck stehenden Mediums (11) und einen Ventilblock (10) mit mehreren über die Einrichtung gesteuerten Ventilen aufweist, wobei in Abhängigkeit von dem Empfang eines Signals von der Einrichtung ein Ventil entsprechend dem wirksamen Programmzyklus geöffnet oder geschlossen wird, um unter Druck stehendes Medium (11) bereitzustellen oder von einem der Kupplungspakete (1, 2) fernzuhalten und so das Kupplungspaket ein- oder auszurücken.

13. Ein Schlepper mit einem Vorwärts/Rückwärts-Getriebe (17) und einem Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12.