Auf die Drehmomentverteilung kann beim bekannten Standardtraktor mit typischem Antriebsstrang bisher nur durch den Drehzahlvorlauf ein (konstanter) Einfluss ausgeübt werden. Alternativen eines geregelten Allradantriebs wurden wissenschaftlich untersucht, die Vorteile sind bekannt. Für die hier vorgestellten Versuche wurde ein Fahrzeug mit zwei unabhängigen stufenlosen Fahrgetrieben und drei Achsen verwendet. Die Drehmomentverteilung auf die Achsen konnte daher durch die Übersetzungseinstellung der Getriebe beeinflusst werden. In der vorliegenden Arbeit wurden Lösungsansätze erarbeitet, die darauf hinführen, in landwirtschaftlichen Traktoren ein Traktionsmanagement-System zu installieren. Dieses System ermöglicht es, die oben genannten Einflussgrößen einsatzspezifisch und dynamisch anzupassen. Ziel ist die Optimierung auf minimalen flächenspezifischen Kraftstoffverbrauch bzw. maximalen Fahrwerkwirkungsgrad bei vorgegebener Fahrgeschwindigkeit. In die strategische Aufgabe des Fahrers, den Prozess (Arbeitsgeschwindigkeit, Arbeitstiefe) zu bestimmen, wird nicht eingegriffen. Das System wurde exemplarisch für ein in den Unterlenkern gekoppeltes, gezogenes Gerät ausgeführt. Die Anpassungen zur Verwendung für angebaute Geräte (Dreipunkt) und Zugpendel/Zugkugel sind technisch ohne größere Schwierigkeiten darstellbar. Das System ist nur in der Ebene und bei konstanter Fahrt einsetzbar, da Beschleunigung und Neigung bislang nicht sensiert werden. Das Traktionsmanagement stellt drei Säulen (Monitoring, Assistenz, Regelung) zur Verfügung, die als Ausbaustufen einer marktgerechten Lösung denkbar sind. Das Monitoringsystem erlaubt die detaillierte Darstellung der Leistungsflüsse vom Motor über Nebenaggregate, Antriebsstrang und Reifen-Boden Kontakt bis zum Gerät. Es erfolgt eine Visualisierung aller wichtigen Größen, z.B. Achslasten, Zug- und Stützkräfte, Triebkraftbeiwert, Rollwiderstandsbeiwert, Schlupf sowie Wirkungsgrade von Motor, Antriebsstrang und Traktion. Hierbei war es das Ziel, serienmäßig verfügbare Sensordaten zu verwenden, z. B. CAN-Bus Informationen der Motorsteuerung (Drehmoment, Drehzahl), Drehzahl- und Drucksensoren im hydrostatisch-leistungsverzweigten Getriebe (theoretische Geschwindigkeit, Getriebemomente und -leistungen), Drücke der Federungszylinder und Winkelgeber der Achsposition (Achslasten), Kraftmessbolzen in den Unterlenkern (Zugkraft) und GPS Informationen (Realgeschwindigkeit). Die Messwerte wurden auf ihre Güte hin untersucht und mit hinterlegten Berechnungsmodellen optimiert.

    For agricultural tractors the largest share of overall power loss from engine to pulled implement arises from slip and rolling resistance within the tire-soil contact. Increasingly the limits of efficient traction are reached due to the steady rise in engine power on the one hand and constraints due to legislation and soil physics on the other hand. In many cases the tractor field setup is not perfectly optimised, driver assistance or automated control functions for overall optimisation of tractive behaviour are not available by now. A procedure was developed, helping to find the right ballast, tire pressure and torque distribution dependent on the actual working conditions like pull and dynamic wheel loads. The system was implemented on the 400 kW tractor concept study Fendt Trisix Vario, a tri axle, six wheel machine with Ackermann steering front and rear, a continuously variable driveline and independent wheel suspension. The proposed traction management comprises three levels. Level one is a performance monitoring system visualising calculated values like axle loads, torques, pull, efficiencies, power levels etc. Those values were calculated using standard on board sensors only. Level two is an assistance system recommending specific values for setup parameters to the operator. Level three provides immediate automatic control of changeable parameters like tire pressure and torque distribution based on expert knowledge and realtime simulations implemented on the tractors electronic control unit. Basic field tests have been carried out to proof the overall system functionality and gain experience in the behaviour of the developed sensor concept as well as calulation method. Results are promising: Even on the very hard soil type of the test areas efficiency increase and ground pressure (soil compaction) decrease could be achieved. Reverse calculation of the soil strenght by means of using the overall dynamic tractive behaviour of the machine as input was prooven to be possible under certain conditions. Nevertheless further activities will be needed to adopt the system to multi purpose standard tractors and improve several details.


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