Getriebeentwicklung im digitalen Zeitalter

Im digitalen Zeitalter spielt Software auch in der Traktoren-Entwicklung eine immer wichtigere Rolle – z. B. beim Motor-Getriebe-Management stufenloser Traktoren. Hier sorgt sie für die optimale Abstimmung von Motor und Getriebe, ermöglicht eine stufenlose Leistungsanpassung und sorgt zugleich für Effizienz sowie Kraftstoffersparnis.

Homeoffice bedeutet in der Regel, am heimischen Schreibtisch zu arbeiten. Bei Robin Schütte gestaltet sich dies jedoch anders: Er macht zeitweise, ausgerüstet mit einem Laptop sowie einem Traktor von CLAAS, Homeoffice auf dem Feld. Denn neben seiner hauptberuflichen Tätigkeit als Ingenieur in der Getriebeentwicklung bei CLAAS bewirtschaftet Robin zusammen mit seinem Vater einen landwirtschaftlichen Betrieb in Ostwestfalen. 

Vorbei sind die früheren Zeiten, als die Landmaschinenentwicklung hauptsächlich von Stahl und Eisen geprägt war. Für die Ingenieure ist heute tatsächlich der Laptop das zentrale Arbeitswerkzeug – sie arbeiten an der Weiterentwicklung des stufenlosen Getriebes EQ 200/220, das in den Traktorbaureihen ARION 600 und 500 eingesetzt wird. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Pflege und dem Ausbau der Software für das Motor-Getriebe-Management des EQ 200/220.

Feinabstimmung in Echtzeit

Beim Motor-Getriebe-Management handelt es sich um ein elektronisches, softwaregesteuertes System, das bei Traktoren mit einem Stufenlosgetriebe für die optimale Zusammenarbeit von Motor und Getriebe sorgt. Ergebnis dieser Abstimmung ist die stufenlos fließende Anpassung von Geschwindigkeit und Leistung unter allen Einsatzbedingungen, während gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch und die Effizienz immer im Optimum gehalten werden (siehe auch separater Kasten „So funktioniert das Motor-Getriebe-Management“).

Wenn die Entwickler mit ihren Laptops auf einem der Testtraktoren im Einsatz sind, arbeiten sie zumeist an der Feinabstimmung einzelner Systemparameter. Während der Traktor auf dem Acker in Aktion ist oder Transportaufgaben erledigt, ist der Laptop direkt mit den Steuergeräten verbunden. Auf diese Weise können die Ingenieure die Parameter in Echtzeit anpassen und optimieren.

Viel Potenzial für Funktionserweiterungen

Das stufenlose EQ Getriebe wird seit 2015 bei der CLAAS Industrietechnik in Paderborn gebaut. Verglichen mit den stufenlosen Getrieben anderer Hersteller gehört es zu den jüngsten und damit modernsten Getrieben, die es derzeit für landwirtschaftliche Traktoren gibt. Aufgrund seiner vorausschauenden Entwicklung bietet es außerdem noch viel Potenzial für Funktionserweiterungen. So ist beispielsweise seit 2018 die „automatische Streckbremse“ verfügbar, und zur Zeit wird der sogenannte Radladermodus eingeführt.

Die automatische Streckbremse ist eine Zusatzfunktion, die dafür sorgt, dass an einem Anhänger hinter dem Traktor automatisch die Bremse betätigt wird, sobald das Getriebe erkennt, dass der Anhänger aufgrund seines Gewichts zu stark nachdrückt. Dies verhindert ein Einknicken des Gespanns, insbesondere in engen Kurven oder auf rutschigem Untergrund. 

Der Radladermodus hingegen ist ein spezieller Arbeitsmodus, der es ermöglicht, bei Schub- und Ladearbeiten mit einem Frontlader am Traktor genauso präzise und feinfühlig zu arbeiten wie mit einem Radlader. Möglich wird dies durch die speziell optimierte Ansteuerung eines Druckbegrenzungsventils und eine veränderte Anpassung der Getriebeübersetzung. Weitere Informationen zum Radladermodus finden Sie auf der nächsten Seite.

Praxisnähe als Schlüssel zum Erfolg

Beide Funktionserweiterungen wären ohne die Arbeit des Entwicklerteams nicht möglich geworden. Entscheidender Erfolgsfaktor ist auch hier, dass viele CLAAS Mitarbeiter privat aus der Landwirtschaft kommen und dadurch ein tiefes Verständnis für die Anforderungen an landwirtschaftliche Maschinen mitbringen. Die Praxiserfahrung der Entwickler wird auch in Zukunft eine zentrale Rolle bei der Weiterentwicklung des Traktorgetriebes spielen.

So funktioniert das Motor-Getriebe-Management

Drei elektronische Steuergeräte bilden die Basis des Motor-Getriebe-Managements beim stufenlosen Traktorgetriebe EQ 200/220 von CLAAS: eines für den Motor, eines für das Getriebe und als übergeordnetes Steuergerät der sogenannte Fahrregler. Dieser Fahrregler (nicht zu verwechseln mit dem in der Kabine befindlichen CMOTION Fahrhebel) koordiniert das Zusammenspiel der anderen beiden Steuergeräte. Seine Steuerbefehle erhält der Fahrregler direkt vom Fahrer, indem der über den Fahrhebel, das Fahrpedal oder andere Bedienelemente in der Kabine die jeweils gewünschte Geschwindigkeit, Motordrehzahl usw. vorgibt. 

Dass die drei Steuergeräte reibungslos zusammenspielen, wird über eine speziell entwickelte, mehrstufige Software geregelt. So verfügt jedes der drei Steuergeräte über eine eigene Software, die mit den verschiedensten Sensoren und Aktoren kommuniziert. Gleichzeitig ist das Fahrregler-Steuergerät mit seiner Software sozusagen die „oberste Instanz“, die das Zusammenspiel der anderen beiden Steuergeräte regelt und festlegt, wie Motor und Getriebe miteinander interagieren.

Zusätzlich zu den Hauptfunktionen müssen viele Details wie z. B. das Beschleunigungsverhalten oder die Verzögerungsraten mithilfe der Software abgestimmt werden. Das ist die sogenannte Parametrisierung, bei der eine Vielzahl von Parametern in den drei Steuergeräten präzise aufeinander abgestimmt werden. 

Erst die Feinabstimmung führt dazu, dass Leistung, Effizienz und Fahrkomfort von Motor und Getriebe am Ende perfekt harmonieren. Insgesamt ist die Pflege und Weiterentwicklung von Software für ein Motor-Getriebe-Management sehr komplex und erfordert viele Tests, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Jede neue Funktion muss gründlich erprobt und dokumentiert werden, auch um die hohen Sicherheitsstandards für den Einsatz im Straßenverkehr zu erfüllen. Hier gibt es strenge Normen, die festlegen, wie sicherheitskritische Software entwickelt, getestet und dokumentiert werden muss. Erst wenn all diese Abläufe erledigt sind, kann ein neues Software-Update veröffentlicht werden.