DE102015225524A1

DE102015225524A1 - Verfahren zum Betreiben eines stufenlosen Automatgetriebes einer Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102015225524A1
Application number: DE102015225524.7A
Authority: DE
Inventors: Marcus Hiemer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines stufenlosen Getriebes (3) einer Arbeitsmaschine in Abhängigkeit fahrerseitig auswählbarer virtueller Gänge beschrieben. Eine maximale obere Ausgangsdrehzahl jedes jeweils fahrerseitig aktuell ausgewählten virtuellen Ganges wird bei einer fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl in Richtung eines definierten Wertes der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl überführt, der in Abhängigkeit eines aktuell ausgewählten Betriebsmodus des Automatgetriebes mit einem virtuellen Gang korrespondiert, dessen maximale obere Ausgangsdrehzahl kleiner oder größer ist als die maximale obere Ausgangsdrehzahl des vor der fahrerseitigen Anforderung ausgewählten virtuellen Ganges. Bei einer weiteren fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl, die vor Ablauf eines definierten Zeitraumes ausgehend vom Zeitpunkt der vorhergehenden fahrerseitigen Anforderung ergeht, wird die maximale obere Ausgangsdrehzahl um einen weiteren definierten Wert vergrößert oder verkleinert, der größer ist als der definierte Wert, während die maximale obere Ausgangsdrehzahl bei einer weiteren fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl, die nach Ablauf eines definierten Zeitraumes ergeht, die maximale obere Ausgangsdrehzahl um den definierten Wert vergrößert oder verkleinert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines stufenlosen Automatgetriebes einer Arbeitsmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der US 8 874 332 B2 ist ein System mit einer Maschine und mit einem Antriebsstrang bekannt, wobei der Antriebsstrang ein stufenloses Automatgetriebe bzw. ein sogenanntes CVT-Getriebe (Continuously Variable Transmission) umfasst, dem eine Vielzahl sogenannter virtueller Übersetzungen zugeordnet ist. Des Weiteren ist auch ein Verfahren zur Regelung des Drehzahlausgangs der Maschine mit dem CVT-Getriebe bekannt. Um zwischen der Vielzahl von virtuellen Übersetzungen zu schalten, umfasst die Maschine eine Bedienereingabevorrichtung, die zwischen einer Vielzahl verschiedener Positionen bewegbar ist. Einer ersten Position ist eine Neutralposition zugeordnet, in der kein Schalten virtueller Übersetzungen auftritt. Eine zweite Position der Bedienereingabevorrichtung ist einer ersten Inkrementierungsrate zum Schalten zwischen den virtuellen Übersetzungen zugeordnet, während eine dritte Position einer zweiten Inkrementierungsrate zum Schalten zwischen den virtuellen Übersetzungen zugeordnet ist, die sich von der ersten Inkrementierungsrate unterscheidet.
Nachteilhafterweise ist eine mit dem System ausgeführte Arbeitsmaschine nicht über seinen gesamten Betriebsbereich mit einer gewünscht hohen Spontaneität betreibbar.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines stufenlosen Automatgetriebes einer Arbeitsmaschine zur Verfügung zu stellen, mittels dem eine Arbeitsmaschine über ihren gesamten Betriebsbereich mit einer gewünscht hohen Spontaneität betreibbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines stufenlosen Automatgetriebes einer Arbeitsmaschine in Abhängigkeit fahrerseitig auswählbarer virtueller Gänge, welche zur Diskretisierung eines Übersetzungsbereiches (62) des Automatgetriebes vorgesehen sind, innerhalb welchem die Übersetzung des Automatgetriebes stufenlos variierbar ist, ist jedem fahrerseitig auswählbaren virtuellen Gang eine maximale obere Ausgangsdrehzahl des Automatgetriebes zugeordnet. Die Ausgangsdrehzahl des Automatgetriebes wird in Abhängigkeit einer Eingangsdrehzahl des Automatgetriebes sowie in Abhängigkeit einer fahrerseitigen Leistungsanforderung für eine mit dem Automatgetriebe gekoppelte Antriebsmaschine der Arbeitsmaschine durch entsprechendes stufenloses Verstellen der Übersetzung des Automatgetriebes zwischen einem definierten unteren Grenzwert der Ausgangsdrehzahl und der mit dem jeweils ausgewählten virtuellen Gang korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahl eingestellt. Zusätzlich wird die maximale obere Ausgangsdrehzahl jedes jeweils fahrerseitig aktuell ausgewählten virtuellen Ganges bei einer fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl um einen definierten Wert vergrößert oder reduziert.
Erfindungsgemäß wird zur Erhöhung einer Spontaneität einer Arbeitsmaschine bei einer weiteren fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl, die vor Ablauf eines definierten Zeitraumes ausgehend vom Zeitpunkt der vorhergehenden fahrerseitigen Anforderung ergeht, die maximale obere Ausgangsdrehzahl um einen weiteren definierten Wert vergrößert oder verkleinert, der größer ist als der definierte Wert, während die maximale obere Ausgangsdrehzahl bei einer weiteren fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl, die nach Ablauf eines definierten Zeitraumes ergeht, um den definierten Wert vergrößert oder verkleinert wird.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise steht für den Fahrer auf einfache und kostengünstige Art und Weise die Möglichkeit zur Verfügung, ein aktuell eingestelltes Betriebsverhalten des Automatgetriebes durch eine oder mehrere aufeinanderfolgende fahrerseitige Anforderungen zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl des Automatgetriebes an einen aktuellen Arbeitsprozess bzw. einen aktuellen Betriebszustandsverlauf einer Arbeitsmaschine in unterschiedlichem Umfang anzupassen, wobei die hierfür erforderlichen fahrerseitigen Anforderungen mit geringem Betätigungsaufwand jeweils in unterschiedlichen zeitlichen Abständen von einem Fahrer zu generieren sind, um das Betriebsverhalten in unterschiedlichem Umfang zu verändern.
Die maximale obere Ausgangsdrehzahl wird bei einer die Spontaneität weiter verbessernden Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer zusätzlichen fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl, die vor Ablauf eines weiteren definierten Zeitraumes ausgehend vom Zeitpunkt der vorhergehenden weiteren fahrerseitigen Anforderung ergeht, um einen zusätzlichen definierten Wert vergrößert oder verkleinert, der größer ist als der weitere definierte Wert, während die maximale obere Ausgangsdrehzahl bei einer weiteren fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl, die nach Ablauf des weiteren definierten Zeitraumes ergeht, um den definierten Wert oder den weiteren definierten Wert vergrößert oder verkleinert wird.
Entspricht der weitere definierte Zeitraum dem definierten Zeitraum, ist das erfindungsgemäße Verfahren mit geringem Steuer- und Regelaufwand durchführbar.
Weicht der weitere definierte Zeitraum dagegen vom definierten Zeitraum ab, ist das Betriebsverhalten des Automatgetriebes auf einfache Art und Weise für einen Fahrer in unterschiedlichem Umfang veränderbar.
Werden die maximalen oberen Ausgangsdrehzahlen jeweils aus einer Tabelle oder aus einer Kennlinie entnommen, sind fahrerseitige Anforderungen zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl des fahrerseitig aktuell ausgewählten virtuellen Ganges mit geringer Rechenleistung umsetzbar.
Wird die mit dem aktuell ausgewählten virtuellen Gang korrespondierende maximale obere Ausgangsdrehzahl bei mehreren aufeinanderfolgenden fahrerseitigen Anforderungen zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl des fahrerseitig aktuell ausgewählten virtuellen Ganges einer Kennlinie von Werten der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl entsprechend geändert, ist ein gezieltes Verzögern der mit dem Automatgetriebe ausgeführten Arbeitsmaschine mit geringem Betätigungsaufwand sowie niedriger Rechenleistung umsetzbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine mit dem Automatgetriebe bzw. mit einem Getriebesteuergerät des Automatgetriebes gekoppelte Eingabevorrichtung durch fahrerseitiges Betätigen eines Bedienelementes in verschiedene Betriebszustände überführbar, wobei einem bedienelementseitig ausgewählten Betriebszustand der Eingabevorrichtung während eines aktivierten Programmiermodus der Eingabevorrichtung durch fahrerseitiges Betätigen eines weiteren Bedienelementes ein definierter virtueller Gang sowie eine damit korrespondierende maximale obere Ausgangsdrehzahl zugeordnet wird. Dadurch ist die Betätigung des Automatgetriebes über die Eingabevorrichtung fahrerseitig auf einfache Art und Weise an verschiedenste Arbeitsabläufe anpassbar und eine Arbeitsmaschine jeweils mit der gewünscht hohen Spontaneität betreibbar.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass eine fahrerseitige Betätigung des weiteren Bedienelementes bei aktiviertem Programmiermodus mit geringem Betätigungsaufwand eine Erhöhung des dem über das Bedienelement ausgewählten Betriebszustand zuzuordnenden virtuellen Ganges sowie der damit korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahl ausgehend von einem Startwert um einen definierten Wert bewirkt.
Bei einer ebenfalls eine einfache Handhabung gewährleistenden Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bewirkt jede weitere fahrerseitige Betätigung des weiteren Bedienelementes ein Anheben des dem über das Bedienelement ausgewählten Betriebszustand zuzuordnenden virtuellen Ganges sowie der damit korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahl um den definierten Wert ausgehend von dem durch die vorherige Erhöhung festgelegten Wert, da hierdurch ein monoton steigender Verlauf der jeweils den Betriebszuständen zugeordneten virtuellen Gänge und der damit korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahlen gewährleistet wird.
Hierfür wird der Startwert bei einer einfach durchführbaren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, von dem ausgehend der virtuelle Gang eines ersten Betriebszustandes der Eingabevorrichtung fahrerseitig festlegbar ist, beim Aktivieren des Programmiermodus auf einen Wert zurückgesetzt, wobei die damit korrespondierende maximale obere Ausgangsdrehzahl wenigstens annähernd gleich Null ist.
Um einem Fahrer auf möglichst einfache Art und Weise eine Festlegung eines monoton steigenden Verlaufes der den verschiedenen Betriebszuständen der Eingabevorrichtung zuzuordnenden virtuellen Gänge und der damit korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahlen zu ermöglichen, entspricht der Startwert bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, von dem ausgehend der virtuelle Gang eines zweiten Betriebszustandes der Eingabevorrichtung fahrerseitig festlegbar ist, dem Wert des virtuellen Ganges, der dem ersten Betriebszustand zugeordnet ist.
Zusätzlich dazu oder alternativ hierzu entspricht der Startwert, von dem ausgehend der virtuelle Gang eines dritten Betriebszustandes der Eingabevorrichtung fahrerseitig festlegbar ist, bei einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dem Wert des virtuellen Ganges, der dem zweiten Betriebszustand zugeordnet ist. Damit kann ein Fahrer einen monoton steigenden Verlauf der den Betriebszuständen der Eingabevorrichtung zugeordneten virtuellen Gänge und der damit korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahlen mit geringem Aufwand einstellen.
Des Weiteren entspricht der Startwert bei einer wiederum einfach durchführbaren und eine gewünschte Funktionsweise gewährleistenden weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, von dem ausgehend der virtuelle Gang eines vierten Betriebszustandes der Eingabevorrichtung fahrerseitig festlegbar ist, dem Wert des virtuellen Ganges, der dem dritten Betriebszustand zugeordnet ist.
Hat das Bedienelement mehr als vier Schaltstellungen für die Betriebszustände, so entspricht der Startwert der jeweils nächst höheren Stufe dem virtuellen Gang, der mit der letzten Stufe festgelegt wurde.
Die Eingabevorrichtung ist einfach und kostengünstig ausführbar, wenn das Zuordnen des jeweils für einen Betriebszustand der Eingabevorrichtung ausgewählten virtuellen Ganges durch anhaltendes definiertes Betätigen des weiteren Bedienelementes über eine definierte Zeitdauer erfolgt, wobei die Zeitdauer länger ist als die Betätigungsdauer des weiteren Bedienelementes, die bei aktiviertem Programmiermodus eine Veränderung des Wertes des virtuellen Ganges bewirkt.
Wird der Programmiermodus durch Betätigen des weiteren Bedienelementes über den definierten Zeitraum anschließend an die für das Zuordnen des jeweils für einen Betriebszustand der Eingabevorrichtung ausgewählten virtuellen Ganges erforderliche Betätigung des weiteren Bedienelementes deaktiviert, ist die Eingabevorrichtung wiederum konstruktiv einfach und kostengünstig ausführbar.
Undefinierte Betriebszustände im Bereich des Automatgetriebes sind mit geringem Aufwand vermeidbar, wenn der Programmiermodus durch Betätigen des weiteren Bedienelementes über den definierten Zeitraum aktiviert wird und gleichzeitig über die Eingabevorrichtung ein Neutralbetriebszustand des Automatgetriebes angefordert ist, zu dem der Kraftfluss zwischen der Antriebsmaschine und einem Abtrieb der Arbeitsmaschine im Bereich des Automatgetriebes unterbrochen ist, die Ausgangsdrehzahl des Automatgetriebes gleich Null ist, der Getriebeausgang des Automatgetriebes drehfest gehalten ist und über das Bedienelement der vierte Betriebszustand der Eingabevorrichtung ausgewählt ist.
Sind die virtuellen Gänge durch fahrerseitiges Betätigen eines als Drehschalter ausgeführten Bedienelementes auswählbar, wobei jeder Drehschalterposition ein virtueller Gang zugeordnet ist, ist eine Betätigung des Automatgetriebes fahrerseitig auf einfache Art und Weise durchführbar.
Die Übersetzungswerte der fahrerseitig aktuell ausgewählten virtuellen Gänge sind bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens durch fahrerseitiges Betätigen des als Drucktaster ausgebildeten weiteren Bedienelementes veränderbar, wobei der Drucktaster von einem Fahrer durch Drücken eines angefederten Elementes aus einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand überführbar ist, der die fahrerseitige Anforderung auslöst. Anschließend geht der Drucktaster wieder in seinen ersten Ausgangsbetriebszustand zurück und steht in diesem Betriebszustand für eine erneute fahrerseitige Betätigung zur Verfügung.
Damit jeweils ein für einen Fahrer nachvollziehbares Fahrverhalten einer mit dem Automatgetriebe ausgeführten Arbeitsmaschine zur Verfügung stellbar ist, wird bei einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer fahrerseitigen Anforderung eines virtuellen Ganges jeweils eine in einem Speicher abgelegte und dem ausgewählten virtuellen Gang zugeordnete maximale obere Ausgangsdrehzahl des Automatgetriebes ausgewählt, die optional fahrerseitig veränderbar ist.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Gegenstandes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich allein oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:
1 eine schematisierte Darstellung eines Antriebsstranges einer Arbeitsmaschine mit einer Antriebsmaschine, mit einem stufenlosen leistungsverzweigten Automatgetriebe und mit einem Abtrieb;
2a bis 2d eine schematisierte Darstellung einer Eingabevorrichtung, über die jeweils fahrerseitige Anforderungen zum definierten Betreiben des Automatgetriebes des Antriebsstranges gemäß 1 generierbar sind;
3 eine schematisierte Darstellung eines Übersetzungsbereiches des Automatgetriebes gemäß 1 sowie eine graphische Darstellung definierter virtueller Gänge, die definierten Betriebszuständen der Eingabevorrichtung zugeordnet sind;
4a und 4b jeweils 3 entsprechende Darstellungen des Übersetzungsbereiches des Automatgetriebes gemäß 1, wobei eine aktuell ausgewählte maximale obere Ausgangsdrehzahl des Automatgetriebes aufgrund fahrerseitig gemäß definierter zeitlicher Abfolgen abgegebener Anforderungen zum Ändern einer maximalen oberen Ausgangsdrehzahl eines fahrerseitig aktuell ausgewählten virtuellen Ganges während eines ersten Betriebsmodus der Eingabevorrichtung jeweils um definierte Werte der Ausgangsdrehzahl angehoben wird; und
5a und 5b jeweils 3 entsprechende Darstellungen des Übersetzungsbereiches des Automatgetriebes gemäß 1, wobei eine aktuell ausgewählte maximale obere Ausgangsdrehzahl des Automatgetriebes aufgrund fahrerseitig gemäß definierter zeitlicher Abfolgen abgegebener Anforderungen zum Ändern einer maximalen oberen Ausgangsdrehzahl eines fahrerseitig aktuell ausgewählten virtuellen Ganges während eines zweiten Betriebsmodus der Eingabevorrichtung jeweils um definierte Werte der Ausgangsdrehzahl reduziert wird.
1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges 1 mit einer Antriebseinrichtung 2 und mit einem damit koppelbaren stufenlosen leistungsverzweigten Automatgetriebe 3. Die Antriebsmaschine 2 ist vorliegend als Brennkraftmaschine, vorzugsweise als Dieselbrennkraftmaschine, ausgeführt und kann bei weiteren Ausführungsformen des Fahrzeugantriebsstranges 1 auch als elektrische Maschine oder als eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine beliebiger Bauart und einer elektrischen Maschine ausgebildet sein.
Zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Getriebe bzw. dem Automatgetriebe 3 ist vorliegend ein Wendegetriebe 4 vorgesehen, das zwei reibschlüssige Schaltelemente 5, 6 umfasst, die jeweils als Fahrtrichtungskupplungen ausgeführt sind. Dabei wird eine Antriebsdrehbewegung der Antriebseinrichtung 2 bei geschlossenem reibschlüssigen Schaltelement 5 mit einer derartigen Drehrichtung in das Getriebe 3 eingeleitet, dass eine mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführte Arbeitsmaschine in Vorwärtsfahrtrichtung angetrieben wird. Ist dagegen das reibschlüssige Schaltelement 6 geschlossen und gleichzeitig das reibschlüssige Schaltelement 5 geöffnet, wird die Antriebsdrehbewegung der Antriebseinrichtung 2 mit einer entgegengesetzten Drehrichtung in das Getriebe 3 eingeleitet und eine mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführte Arbeitsmaschine in Rückwärtsfahrtrichtung betrieben.
Eine Welle 7 des Getriebes 3 ist mit einem Abtrieb 8 des Fahrzeugantriebsstranges 1 wirkverbunden, über den eine antreibbare Fahrzeugachse 9 mit Drehmoment beaufschlagbar ist. Im Bereich des stufenlos leistungsverzweigten Getriebes 3 sind mehrere Übersetzungsbereiche einstellbar, innerhalb welcher wiederum die Übersetzung des Getriebes 3 durch Verstellung eines Variators stufenlos veränderbar ist. Das Getriebe 3 kann sowohl als primär als auch als sekundär gekoppeltes stufenloses leistungsverzweigtes Getriebe ausgeführt sein.
Anstelle des Wendegetriebes 4 kann der Fahrzeugantriebsstrang 1 im Bereich zwischen der Antriebseinrichtung 2 und dem Getriebe 3 auch mit einem herkömmlichen Anfahrelement, wie mit einer reibschlüssigen Anfahrkupplung ausgeführt sein, wobei ein unter Umständen gewünschter Rückwärtsfahrtbetrieb dann beispielsweise im Bereich einer separaten Übersetzungsstufe für Rückwärtsfahrt des Getriebes 3 darstellbar sein kann.
Unabhängig von der Ausführung des Fahrzeugantriebsstranges 1 mit dem Wendegetriebe 4 oder mit einer einzelnen reibschlüssigen Anfahrkupplung ist ein Kraftfluss zwischen der Antriebseinrichtung 2 und dem Abtrieb 8 im Bereich des reibschlüssigen Schaltelementes 5 oder des reibschlüssigen Schaltelementes 6 oder im Bereich einer reibschlüssigen Anfahrkupplung durch entsprechendes Einstellen der Übertragungsfähigkeit eines dieser Schaltelemente herstellbar. Bei Vorliegen einer Anforderung zum Anfahren wird im Bereich des Getriebes 3 eine Anfahrübersetzung eingestellt und ein Antriebsmoment ausgehend von der Antriebseinrichtung 2 in entsprechend gewandelter Form in Richtung des Abtriebs 8 bzw. der antreibbaren Fahrzeugachse 9 über das Getriebe 3 weitergeleitet, sobald der Kraftfluss zumindest teilweise hergestellt ist.
Eine Getriebeeingangswelle 10 des Getriebes 3 ist mit der Antriebseinrichtung 2 drehfest verbunden. Die Getriebeeingangswelle 10 treibt über ein Festrad 11 und ein Festrad 12 einen Nebenabtrieb 13 und erste Schaltelementhälften der reibschlüssigen Schaltelemente 5 und 6 an. Das reibschlüssige Schaltelement 5 ist koaxial zur Getriebeeingangswelle 10 angeordnet, während das reibschlüssige Schaltelement 6 bzw. die Fahrtrichtungskupplung für Rückwärtsfahrt auf der koaxial zur Getriebeeingangswelle 10 angeordneten Welle des Nebenabtriebs 13 positioniert ist. In geschlossenem Betriebszustand des reibschlüssigen Schaltelementes 5 bzw. der Fahrtrichtungskupplung für Vorwärtsfahrt treibt die Getriebeeingangswelle 10 über ein Losrad 14, das auf der Getriebeeingangswelle 10 drehbar angeordnet ist, ein Losrad 15 an, welches mit einem Planetenträger 16 drehfest gekoppelt ist. In geschlossenem Betriebszustand des reibschlüssigen Schaltelementes 6 treibt die Getriebeeingangswelle 10 über ein Losrad 17 das Losrad 15 an.
Auf dem Planetenträger 16 sind mehrere Doppelplanetenräder 18 drehbar gelagert. Die Doppelplanetenräder 18 stehen mit einem ersten Sonnenrad 19 und einem zweiten Sonnenrad 20 sowie einem Hohlrad 21 in Eingriff. Das erste Sonnenrad 19 ist mit einer Welle 22 einer ersten Hydraulikmaschine 23 einer Hydrostateinheit 24 drehfest verbunden. Das Hohlrad 21 ist über ein Festrad 25 und ein Festrad 26 mit einer Welle 27 einer zweiten Hydraulikmaschine 28 der Hydrostateinheit 24 wirkverbunden.
Die Welle 7 des Getriebes 3 ist über ein koaxial zur Welle 7 angeordnetes reibschlüssiges Schaltelement 29 für den ersten Übersetzungsbereich des Getriebes 3, ein Losrad 30 und ein Festrad 31 mit der zweiten Welle 27 der Hydrostateinheit 24 verbindbar. Des Weiteren ist die Welle 7 über ein Festrad 32, ein Festrad 33 und ein weiteres reibschlüssiges Schaltelement 34 für den zweiten Übersetzungsbereich des Getriebes 3 sowie ein Losrad 35 und ein Festrad 36 mit dem zweiten Sonnenrad 20 koppelbar. Das Festrad 36 ist koaxial zum zweiten Sonnenrad 20 angeordnet, während das Festrad 33, das reibschlüssige Schaltelement 34 für den zweiten Fahrbereich und das Losrad 35 koaxial zueinander angeordnet sind. Das Festrad 32, das reibschlüssige Schaltelement 29 für den ersten Fahrbereich und das Losrad 30 sind wiederum koaxial zur Welle 7 vorgesehen. Zusätzlich kämmt das Festrad 32 sowohl mit dem Festrad 33 als auch mit einem Festrad 36 einer Getriebeausgangswelle 37, die wiederum mit der antreibbaren Fahrzeugachse 9 bzw. mit mehreren antreibbaren Fahrzeugachsen 9 des Fahrzeugantriebsstranges 1 verbindbar ist.
Die Fahrtrichtungskupplungen 5 und 6 sind vorliegend als nasse Kupplungen ausgeführt, die nicht nur zum Herstellen des Kraftflusses zwischen der Antriebseinrichtung 2 und dem Abtrieb 8 vorgesehen sind, sondern gleichzeitig in vorbeschriebenem Umfang auch die Fahrtrichtung bestimmen. Entsprechend ihrer kapazitiven Auslegung sind die reibschlüssigen Schaltelemente 5 und 6 des Fahrzeugantriebsstranges 1 gemäß 2 auch als Anfahrelemente nutzbar. Dies ist dann der Fall, wenn von einem Fahrer ausgehend von einem Neutralbetriebszustand des Getriebes 3, zu dem die Schaltelemente 29 und 34 geöffnet sind, eine Fahrtrichtung eingelegt und gleichzeitig ein Gaspedal zur Abgabe eines Geschwindigkeitswunsches betätigt wird. Die reibschlüssigen Schaltelemente 5 und 6 sind vorliegend derart ausgelegt, dass über sie auch ein Fahrtrichtungswechsel bzw. ein sogenannter Reversiervorgang ausgehend von höheren Fahrgeschwindigkeiten in Vorwärts- oder Rückwärtsfahrtrichtung möglich ist.
Während eines solchen Reversiervorganges wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit zunächst ausgehend von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit in Richtung Null reduziert, wobei hierfür sowohl die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelementes 5 als auch die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelementes 6 in entsprechendem Umfang eingestellt wird. Die beiden reibschlüssigen Schaltelemente 5 und 6 werden während des Reversiervorganges überwiegend schlupfend betrieben. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen gleich Null, werden die Übertragungsfähigkeiten der beiden Schaltelemente 5 und 6 derart eingestellt, dass das Fahrzeug entgegen der zuvor betriebenen Fahrtrichtung in entgegengesetzter Fahrtrichtung angefahren wird, bis die angeforderte Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht wird.
Um einen Anfahrvorgang ausgehend von einem Fahrzeugstillstand und dem Neutralbetriebszustand des Getriebes 3 innerhalb kurzer Betriebszeiten und im Wesentlichen verzögerungsfrei darstellen zu können, wird das Schaltelement 29 des ersten Übersetzungsbereiches des Getriebes 3 geschlossen und zusätzlich das Schaltelement 5 oder das Schaltelement 6 in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Fahrerwunsches für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt in seinen geschlossenen Betriebszustand überführt. Während dem Zuschalten des Schaltelementes 29 und des Schaltelementes 5 oder 6 werden die Hydraulikmaschinen 23 und 28 über ein verstellbares Joch 38 derart verstellt, dass im Bereich des Getriebes 3 die gewünschte Anfahrübersetzung eingestellt ist. Dabei wird die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelementes 5 oder 6 während des Einstellens der Anfahrübersetzung des Getriebes 3 auf Werte größer als Null eingestellt, um eine mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 gemäß 1 ausgeführte Arbeitsmaschine bzw. ein Fahrzeug bereits während des Schließvorganges des reibschlüssigen Schaltelementes 5 oder 6 anfahren zu können.
Während eines solchen Anfahrvorganges des Fahrzeugantriebsstranges 1 befindet sich dieser im Zugbetrieb, zu dem die erste Hydraulikmaschine 23 als Pumpe und die zweite Hydraulikmaschine 28 als Motor betrieben werden. Durch eine nachfolgend näher beschriebene Betätigung des Jochs 38 werden Achsen 39, 40 der Hydraulikmaschinen 23 und 28 zum Beschleunigen des mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführten Fahrzeuges derart verstellt, dass die Übersetzung des Getriebes 3 verkleinert wird und eine Abtriebsgeschwindigkeit zunimmt. Mit zunehmendem Verschwenkwinkel der Achsen 39 und 40 in Richtung eines maximalen Verschwenkwinkels, der vorliegend etwa 44° ist, und bei anhaltender fahrerseitiger Anforderung für eine weitere Beschleunigung des Fahrzeuges bzw. eine weitere Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit ist für eine weitere stufenlose Veränderung der Übersetzung des Getriebes 3 im Bereich des Getriebes 3 der zweite Übersetzungsbereich einzulegen. Hierfür ist das Schaltelement 29 abzuschalten und das weitere reibschlüssige Schaltelement 34 in seinen geschlossenen Betriebszustand zu überführen. Zu einem definierten Schwenkwinkel der Achsen 39 und 40 befinden sich die reibschlüssigen Schaltelemente 29 und 34 im Wesentlichen gleichzeitig in einem synchronen Betriebszustand, womit der Wechsel zwischen dem ersten Übersetzungsbereich und dem zweiten Übersetzungsbereich im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfrei darstellbar ist.
Ist im Getriebe 3 der zweite Übersetzungsbereich eingelegt, zu dem das reibschlüssige Schaltelement 34 geschlossen und das reibschlüssige Schaltelement 29 geöffnet ist, wird die erste Hydraulikmaschine 23 als Motor und die zweite Hydraulikmaschine 28 als Pumpe betrieben. Die beiden Achsen 39 und 40 der Hydraulikmaschinen 23 und 28 werden über das Joch 38 gemeinsam ausgehend von der aktuellen Schwenklage, d. h. dem maximalen Schwenkwinkel, zurück in Richtung der Ausgangslage zu Beginn des Anfahrvorganges zurückverschwenkt, wobei durch die Verschwenkung der Hydrostateinheit 34 der komplette Übersetzungsbereich des zweiten Übersetzungsbereiches durchfahren wird. Dies führt dazu, dass die Geschwindigkeit des mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführten Fahrzeuges weiter ansteigt, bis die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht wird.
2a bis 2d zeigen jeweils schematisierte Darstellungen einer Eingabevorrichtung 50, die unter anderem drei verschiedene Bedienelemente 51 bis 53 umfasst. Die Eingabevorrichtung 50 ist als sogenannter Lenkstock-Fahrschalter ausgeführt, der in die durch Pfeile 54, 55 dargestellten Richtungen gegenüber einem gehäusefesten Bauteil 56 im Bereich eines Fahrercockpits verstellbaren und als Hebel ausgeführten ersten Bedienelement 51 verstellbar ausgeführt ist, um eine Fahrtrichtungsvorwahl in Vorwärtsfahrtrichtung oder in Rückwärtsfahrtrichtung durchführen zu können. Zwischen mit der Vorwärtsfahrtrichtung F und der Rückwärtsfahrtrichtung R korrespondierenden Schwenkstellungen ist das Bedienelement 51 in eine Zwischenschaltstellung N überführbar, über die im Bereich des Getriebes 3 ein sogenannter Neutralbetriebszustand angefordert wird, in dem ein Kraftfluss zwischen der Antriebseinrichtung bzw. der Antriebsmaschine 2 und dem Abtrieb 8 im Bereich des Getriebes 3 unterbrochen ist.
Das zweite Bedienelement 52 ist als Drehschalter ausgeführt, der durch Verdrehen in die durch die Pfeile 60, 61 gezeigten Richtungen in verschiedene Drehschalterpositionen S1 bis S4 verstellbar ist. Jeder Drehschalterposition S1 bis S4 ist ein über die Eingabevorrichtung 50 fahrerseitig auswählbarer sogenannter virtueller Gang VG1 bis VG4 zugeordnet, die zur Diskretisierung eines Übersetzungsbereiches 62 des Getriebes 3 vorgesehen sind. Innerhalb des Übersetzungsbereiches 62 ist die Übersetzung des Getriebes 3 im vorbeschriebenen Umfang stufenlos variierbar. Zusätzlich ist jedem fahrerseitig auswählbaren virtuellen Gang VG1 bis VG4 jeweils eine maximal obere Ausgangsdrehzahl des Getriebes 3 zugeordnet. Die maximale obere Ausgangsdrehzahl wird jeweils in Abhängigkeit einer Eingangsdrehzahl des Getriebes 3 sowie in Abhängigkeit einer fahrerseitigen Leistungsanforderung für die mit dem Getriebe 3 gekoppelte Antriebsmaschine 2 der Arbeitsmaschine durch entsprechendes stufenloses Verstellen der Übersetzung des Getriebes 3 zwischen einem definierten unteren Grenzwert der Ausgangsdrehzahl, der üblicherweise gleich Null ist, und der mit dem jeweils ausgewählten virtuellen Gang VG1 bis VG4 korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahl eingestellt.
Das bedeutet, dass in der Drehschalterstellung S4, der der virtuelle Gang VG4 zugeordnet ist, die mit dem Getriebe 3 ausgeführte Arbeitsmaschine durch entsprechende fahrerseitige Leistungsanforderung über den gesamten Geschwindigkeitsbereich zwischen Null und der maximal darstellbaren Fahrgeschwindigkeit durch entsprechende Leistungsabgabe der Antriebsmaschine 2 und dem gleichzeitigen Einstellen der Übersetzung des Getriebes 3 darstellbar ist.
Weist die Eingabevorrichtung 50 bzw. das zweite Bedienelement 52 jedoch die dritte Drehschalterposition S3 auf, ist die Arbeitsmaschine lediglich mit einer gegenüber der maximal darstellbaren Fahrzeuggeschwindigkeit geringeren maximalen Fahrgeschwindigkeit betreibbar, wobei der gegenüber der vierten Drehschalterposition S4 reduzierte Fahrgeschwindigkeitsbereich wiederum durch einen entsprechenden Betrieb der Antriebsmaschine sowie eine damit korrespondierende Verstellung der Übersetzung des Getriebes 3 zwischen Null und der reduzierten maximal darstellbaren Fahrzeuggeschwindigkeit durchfahrbar ist.
In den Drehschalterpositionen S2 und S1 ist der darstellbare Geschwindigkeitsbereich der Arbeitsmaschine gegenüber dem maximalen Geschwindigkeitsbereich jeweils weiter eingeschränkt, weshalb das Fahrzeug trotz maximaler fahrerseitiger Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine 2 jeweils nur eine reduzierte maximale Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht.
Dabei besteht in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles die Möglichkeit, dass zwischen einer Betätigung eines Leistungsanforderungselementes, wie eines Gaspedals, und der jeweils erreichbaren Fahrzeuggeschwindigkeit ein linearer Zusammenhang vorliegt. So ist eine Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine beispielsweise bei einer entsprechend reduzierten fahrerseitigen Betätigung des Gaspedals in gleichem Umfang gegenüber der jeweils mit den virtuellen Gängen VG1 bis VG4 korrespondierenden und bei einer vollständigen Betätigung des Gaspedals maximal erreichbaren oberen Ausgangsdrehzahl des Getriebes 3 herabgesetzt.
Das dritte Bedienelement 53 der Eingabevorrichtung 50 ist als Drucktaster ausgebildet, der fahrerseitig aus der in 2b gezeigten Position durch Drücken in die durch den Pfeil 58 dargestellte Richtung in eine zweite Stellung verstellbar ist. In nicht länger fahrerseitig betätigtem Zustand des dritten Bedienelementes 53 wird das dritte Bedienelement 53 durch eine nicht näher dargestellte Federeinrichtung in seinen vor der fahrerseitigen Betätigung vorliegenden Betriebszustand zurückgeführt und steht für eine erneute fahrerseitige Betätigung aus seinem Ausgangszustand heraus zur Verfügung, wobei das nicht betätigte Bedienelement 53 hierfür nach jeder fahrerseitigen Betätigung selbsttätig eine Rückstellbewegung in Richtung des in 2c gezeigten Pfeils 59 ausführt.
Um Arbeitsmaschinen jeweils in einem an verschiedene vorliegende Arbeitsabläufe angepassten Umfang optimal betreiben zu können, sind die den verschiedenen Drehschalterpositionen S1 bis S4 zugeordneten virtuellen Gänge VG1 bis VG4 sowie die damit korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahlen fahrerseitig über das dritte Bedienelement 53 in der nachfolgend näher beschriebenen Art und Weise während des Betriebes einer Arbeitsmaschine veränderbar.
Wünscht der Fahrer während eines Betriebes der Arbeitsmaschine, dass der dem aktuell über das zweite Bedienelement 52 fahrerseitig ausgewählten Betriebszustand zugeordnete virtuelle Gang VG1 bis VG4 und die damit korrespondierende maximale obere Ausgangsdrehzahl des Getriebes 9 bzw. die damit korrespondierende Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine fahrsituationsbedingt zu erhöhen oder zu verringern sind, wählt der Fahrer über die Eingabevorrichtung 50 einen ersten oder einen zweiten Betriebsmodus des Automatgetriebes 3 aus und betätigt anschließend das dritte Bedienelement 53. Durch einmalige fahrerseitige Betätigung des dritten Bedienelementes 53 wird der aktuell über den Drehschalter 52 ausgewählte virtuelle Gang VG1 bis VG4 und die jeweils damit korrespondierende maximale obere Ausgangsdrehzahl einmalig in definiertem Umfang und in Abhängigkeit des zuvor ausgewählten Betriebsmodus in der in 4a bzw. 5a dargestellten Art und Weise erhöht oder reduziert. Nach Betätigung des Druckschalters 53 springt dieser in seine Ausgangsstellung zurück und verharrt nicht in der umgeschobenen Position. Eine durch das Betätigen des Druckschalters 53 im Automatgetriebe 3 ausgelöste virtuelle Rückschaltung fordern beispielsweise Fahrer von Baumaschinen an, wenn sie z. B. für das Befüllen einer Radladerschaufel eines Radladers mit höherer Geschwindigkeit in ein Haufwerk einfahren.
Während des ersten Betriebsmodus des Getriebes 3 bewirkt zunächst eine einmalige fahrerseitige Betätigung des dritten Bedienelementes 53, die einer fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl in Richtung eines definierten Wertes der Ausgangsdrehzahl entspricht, dass die maximale obere Ausgangsdrehzahl jedes jeweils fahrerseitig aktuell ausgewählten virtuellen Ganges VG1 bis VG4 um einen definierten Wert vergrößert wird. Löst der Fahrer durch eine erneute Betätigung des dritten Bedienelementes 53 eine weitere fahrerseitige Anforderung zur Änderung der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl nach Ablauf eines definierten Zeitraumes ausgehend vom Zeitraum der vorhergehenden fahrerseitigen Anforderung aus, wird die maximale obere Ausgangsdrehzahl wiederum um den definierten Wert angehoben. Diese Vorgehensweise ist beispielhaft ausgehend vom zweiten Betriebszustand der Eingabevorrichtung 50 in 4a gezeigt, wobei im zweiten Betriebszustand der Eingabevorrichtung 50 das zweite Bedienelement 52 in der zweiten Drehschalterstellung S2 vorliegt, der der virtuelle Gang VG2 sowie eine damit korrespondierende maximale obere Ausgangsdrehzahl des Getriebes 3 zugeordnet ist. Die fahrerseitigen Betätigungen des dritten Bedienelementes 53 jeweils nach Ablauf eines definierten Zeitraumes bewirken, dass die dem virtuellen Gang VG2 zugeordnete maximale obere Ausgangsdrehzahl nach jeder fahrerseitigen Betätigung des dritten Bedienelementes 53 jeweils um den definierten Wert in Richtung der mit den virtuellen Gängen VG21 bis VG23 korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahlen angehoben wird.
Im Unterschied hierzu zeigt 4b fahrerseitig angeforderte Veränderungen der dem virtuellen Gang VG1 zugeordneten maximalen oberen Ausgangsdrehzahl des Automatgetriebes 3, die sich aufgrund der nachfolgend näher erläuterten fahrerseitigen Anforderungen einstellen.
Bei dem 4b zugrundeliegenden Betätigungsverlauf der Eingabevorrichtung 50 befindet sich das zweite Bedienelement 52 in der ersten Drehschalterstellung S1, womit der virtuelle Gang VG1 und die damit korrespondierende maximale obere Ausgangsdrehzahl ausgewählt sind. Bei einer ersten fahrerseitigen Betätigung des dritten Bedienelementes 53 und einer damit einhergehenden fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl des virtuellen Ganges VG1 wird die maximale obere Ausgangsdrehzahl in Richtung eines definierten Wertes der Ausgangsdrehzahl bzw. eines damit korrespondierenden virtuellen Ganges VG11 um den definierten Wert angehoben.
Anschließend an die erste fahrerseitige Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl betätigt der Fahrer das dritte Bedienelement 53 vor Ablauf des definierten Zeitraumes ausgehend vom Zeitpunkt der vorhergehenden fahrerseitigen Anforderung. Aus diesem Grund wird die maximale obere Ausgangsdrehzahl um einen weiteren definierten Wert ausgehend von dem mit dem virtuellen Gang VG11 korrespondierenden Wert auf den mit einem virtuellen Gang VG12 korrespondierenden Wert vergrößert, wobei der weitere definierte Wert größer ist als der definierte Wert, um den die maximale obere Ausgangsdrehzahl des Getriebes 3 zuvor angehoben worden ist.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass die maximale obere Ausgangsdrehzahl um einen zusätzlichen definierten Wert vergrößert wird, der wiederum größer ist als der weitere definierte Wert, wenn eine zusätzliche fahrerseitige Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl vor Ablauf eines weiteren definierten Zeitraumes ausgehend vom Zeitpunkt der vorhergehenden weiteren fahrerseitigen Anforderung ergeht. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die maximale obere Ausgangsdrehzahl bei einer solchen weiteren fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl, die nach Ablauf des weiteren definierten Zeitraumes ergeht, die maximale obere Ausgangsdrehzahl um den definierten Wert oder den weiteren definierten Wert vergrößert wird. In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles entspricht der weitere definierte Zeitraum dem definierten Zeitraum oder weicht von diesem ab.
Die Darstellungen gemäß 5a und 5b betreffen Betriebszustandsverläufe, während welchen die dem virtuellen Gang VG4 zugeordnete maximale obere Ausgangsdrehzahl des Getriebes 3 bei einem aktivierten zweiten Betriebsmodus des Getriebes 3 durch über das dritte Bedienelement 53 ausgelöste fahrerseitige Anforderungen zum Ändern der dem aktuell ausgewählten virtuellen Gang VG4 zugeordneten maximalen oberen Ausgangsdrehzahl reduziert wird.
5a stellt Veränderungen der dem über die Drehschalterstellung S4 des zweiten Bedienelementes 52 virtuellen Gang VG4 zugeordneten maximalen oberen Ausgangsdrehzahl des Getriebes 3 aufgrund mehrerer aufeinander folgender fahrerseitiger Betätigungen des dritten Bedienelementes 53 jeweils um den definierten Wert dar. So bewirkt die erste fahrerseitige Betätigung des dritten Bedienelementes 53, dass die dem virtuellen Gang VG4 zugeordnete maximale obere Ausgangsdrehzahl des Getriebes 3 um den definierten Wert auf einen Wert abgesenkt wird, der mit einem virtuellen Gang VG41 korrespondiert. Eine nach Ablauf des definierten Zeitraumes erneute fahrerseitige Betätigung des dritten Bedienelementes 53 bewirkt wiederum eine Reduzierung der dem virtuellen Gang VG4 zugeordneten maximalen oberen Ausgangsdrehzahl ausgehend von dem mit dem virtuellen Gang VG41 korrespondierenden Wert in Richtung eines mit einem weiteren virtuellen Gang VG42 korrespondierenden Wertes, der sich wiederum um den definierten Wert von der mit dem virtuellen Gang VG41 korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahl unterscheidet. Die dem virtuellen Gang VG4 zugeordnete maximale obere Ausgangsdrehzahl wird durch weitere jeweils nach Ablauf des definierten Zeitraumes fahrerseitige Betätigungen des dritten Bedienelementes 53 in Richtung definierter Werte schrittweise um den definierten Wert reduziert, die jeweils mit virtuellen Gängen VG43 bzw. VG44 korrespondieren.
5b zeigt einen hiervon abweichenden Änderungsverlauf der dem virtuellen Gang VG4 zugeordneten maximalen oberen Ausgangsdrehzahl des Getriebes 3, der sich aufgrund einer unterschiedlichen fahrerseitigen Betätigung des dritten Bedienelementes 53 einstellt.
Das zweite Bedienelement 52 befindet sich wiederum in der vierten Drehschalterstellung S4, weshalb der vierte virtuelle Gang VG4 ausgewählt ist. Eine erste fahrerseitige Betätigung des dritten Bedienelementes 53 bewirkt, dass die dem virtuellen Gang VG4 zugeordnete maximale obere Ausgansdrehzahl des Getriebes 3 in Richtung des mit dem virtuellen Gang VG41 korrespondierenden Wertes der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl abgesenkt wird. Im Unterschied zu dem zu 5a beschriebenen fahrerseitigen Betätigungsablauf des dritten Bedienelementes 53 betätigt der Fahrer das dritte Bedienelement 53 bei dem in 5b dargestellten Änderungsverlauf der dem vierten virtuellen Gang VG4 zugeordneten maximalen oberen Ausgangsdrehzahl vor Ablauf des definierten Zeitraumes ausgehend vom Zeitpunkt der vorhergehenden fahrerseitigen Anforderung. Die dem virtuellen Gang VG4 zugeordnete maximale obere Ausgangsdrehzahl wird aufgrund der zweiten fahrerseitigen Betätigung des dritten Bedienelementes 53 vor Ablauf des definierten Zeitraumes um den weiteren definierten Wert auf den mit dem virtuellen Gang VG43 korrespondierenden Wert abgesenkt und somit um einen weiteren definierten Wert verkleinert, der größer ist als der definierte Wert.
Ergeht eine zusätzliche fahrerseitige Anforderung zum Ändern der dem virtuellen Gang VG4 zugeordneten maximalen oberen Ausgansdrehzahl vor Ablauf eines weiteren definierten Zeitraumes ausgehend vom Zeitpunkt der vorgehenden weiteren fahrerseitigen Anforderung, wird die maximale obere Ausgangsdrehzahl ausgehend vom Wert der maximalen oberen Ausgansdrehzahl, die dem virtuellen Gang VG43 zugeordnet ist, um einen zusätzlichen definierten Wert verkleinert, der wiederum größer ist als der weitere definierte Wert, während die maximale obere Ausgangsdrehzahl bei einer weiteren fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl, die nach Ablauf des weiteren definierten Zeitraumes ergeht, um den definierten Wert oder den weiteren definierten Wert verkleinert wird. Auch hier besteht wiederum in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles, dass der weitere definierte Zeitraum dem definierten Zeitraum entspricht, oder von diesem abweicht.
Über eine dem dritten Bedienelement 53 zugeordnete weitere Funktionalität sind den vier Drehschalterstellungen S1 bis S4 grundsätzlich auf einfache Art und Weise beliebig viele virtuelle Gänge zuordenbar, die in 3 durch die vertikalen Linien zwischen den virtuellen Gängen VG1 bis VG4 vereinfacht dargestellt sind.
Die Eingabevorrichtung 50 ist in vorbeschriebenem Umfang durch fahrerseitiges Betätigen des zweiten Bedienelementes 52 in die mit den Drehschalterstellungen S1 bis S4 korrespondierenden Betriebszustände überführbar. Während eines aktivierten Programmiermodus der Eingabevorrichtung 50 sind den über das zweite Bedienelement 52 auswählbaren Betriebszuständen der Eingabevorrichtung 50 durch definiertes fahrerseitiges Betätigen des dritten Bedienelementes 53 jeweils Werte definierter virtueller Gänge sowie damit korrespondierende maximale obere Ausgangsdrehzahlen zuordenbar. Dabei bewirkt eine fahrerseitige Betätigung des dritten Bedienelementes 53 bei aktiviertem Programmiermodus der Eingabevorrichtung 50 eine Erhöhung des dem über das zweite Bedienelement 52 ausgewählten Betriebszustand zuzuordnenden virtuellen Ganges VG1 sowie der damit korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahl ausgehend von einem Startwert um einen definierten Wert.
Dabei wird der Startwert, von dem ausgehend der virtuelle Gang VG1 des ersten Betriebszustandes der Eingabevorrichtung 50, der der ersten Drehschalterstellung S1 des zweiten Bedienelementes 52 entspricht, fahrerseitig festlegbar ist, beim Aktivieren des Programmiermodus auf einen definierten Wert zurückgesetzt, wobei die mit dem Startwert des virtuellen Ganges korrespondierende maximale obere Ausgangsdrehzahl wenigstens annähernd gleich Null ist.
Grundsätzlich bewirkt jede fahrerseitige Betätigung des dritten Bedienelementes 53 ein Anheben des dem über das Bedienelement 52 ausgewählten Betriebszustand zuzuordnenden virtuellen Ganges VG1 sowie der damit korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahl um einen definierten Wert ausgehend von dem Startwert und anschließend jeweils ausgehend von dem durch die vorherige Erhöhung festgelegten Wert des virtuellen Ganges.
Nachdem der fahrerseitig gewünschte virtuelle Gang für die erste Drehschalterstellung S1 erfolgreich in einer Speichereinrichtung der Eingabevorrichtung 50 oder im Bereich eines Getriebesteuergerätes des Getriebes 3 hinterlegt ist, besteht für den Fahrer die Möglichkeit, den weiteren Schalterstellungen S2 bis S4 ebenfalls Werte für die virtuellen Gänge VG2 bis VG4 abzuspeichern.
Hierfür ist das zweite Bedienelement 52 bei aktiviertem Programmiermodus aus der ersten Drehschalterposition S1 zunächst in die zweite Drehschalterposition S2 zu überführen. Der Startwert, von dem ausgehend der virtuelle Gang VG2 des zweiten Betriebszustandes der Eingabevorrichtung 50, die mit der zweiten Drehschalterposition S2 korrespondiert, fahrerseitig festlegbar ist, entspricht dem Wert des virtuellen Ganges VG1, der zuvor dem ersten Betriebszustand der Eingabevorrichtung 50 zugeordnet worden ist. Durch entsprechende Betätigung des dritten Bedienelementes 53 wird der der zweiten Drehschalterposition S2 zuzuordnende virtuelle Gang VG2 bzw. dessen Wert jeweils um einen definierten Wert ausgehend von dem Startwert bzw. ausgehend von dem durch die vorherige bedienelementseitige Erhöhung festgelegten Wert bewirkt.
Nachdem der fahrerseitig gewünschte Wert des virtuellen Ganges VG2 für die zweite Drehschalterstellung S2 erfolgreich festgelegt ist, ist das zweite Bedienelement 52 in die dritte Drehschalterstellung S3 zu überführen, um den Wert für den damit korrespondierenden virtuellen Gang VG3 wiederum durch entsprechende Betätigung des dritten Bedienelementes 53 festlegen zu können. Dabei entspricht der Startwert, von dem ausgehend der virtuelle Gang VG3 des dritten Betriebszustandes der Eingabevorrichtung 50, die mit der dritten Drehschalterposition S3 korrespondiert, fahrerseitig festlegbar ist, dem Wert des virtuellen Ganges VG2, der dem zweiten Betriebszustand der Eingabevorrichtung 50 zugeordnet ist.
Sobald der Fahrer den für den dritten Betriebszustand der Eingabevorrichtung 50 gewünschten Wert des virtuellen Ganges VG3 hinterlegt hat, ist der virtuelle Gang VG4, der mit der vierten Drehschalterstellung S4 korrespondiert, bei aktiviertem Programmiermodus der Eingabevorrichtung 50 wiederum durch Betätigen des dritten Bedienelementes 53 ausgehend von einem Startwert festlegbar, wenn das zweite Bedienelement 52 in die vierte Drehschalterstellung S4 überführt ist. Dabei entspricht der Startwert, von dem ausgehend der virtuelle Gang VG4 des vierten Betriebszustandes der Eingabevorrichtung 50, die mit der vierten Drehschalterstellung S4 korrespondiert, fahrerseitig festlegbar, dem Wert des virtuellen Ganges VG3, der dem dritten Betriebszustand der Eingabevorrichtung 50 zugeordnet ist.
Hat das Bedienelement mehr als vier Drehschalterpositionen für Betriebszustände, so entspricht der Startwert der jeweils nächst höheren Stufe dem virtuellen Gang, der mit der darunter liegenden Stufe festgelegt wurde.
Das Zuordnen des jeweils für einen Betriebszustand der Eingabevorrichtung 50 ausgewählten virtuellen Ganges VG1 bis VG4 erfolgt durch anhaltendes definiertes Betätigen des dritten Bedienelementes 53 über eine definierte Zeitdauer. Dabei ist die Zeitdauer länger als die Betätigungsdauer des dritten Bedienelementes 53, die bei aktiviertem Programmiermodus der Eingabevorrichtung 50 eine Veränderung des Wertes des jeweils zuzuordnenden virtuellen Ganges VG1 bis VG4 bewirkt.
Der Programmiermodus der Eingabevorrichtung 50 wird vorliegend wiederum durch Betätigen des dritten Bedienelementes 53 über den definierten Zeitraum aktiviert, wenn gleichzeitig über die Eingabevorrichtung 50 der Neutralbetriebszustand N des Getriebes 3 angefordert ist, zu dem der Kraftfluss zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Abtrieb 8 der Antriebsmaschine im Bereich des Getriebes 3 unterbrochen ist, die Ausgangsdrehzahl des Getriebes 3 gleich Null ist, der Getriebeausgang 37 des Getriebes 3 drehfest gehalten ist und über das zweite Bedienelement 52 der vierte Betriebszustand der Eingabevorrichtung 50 ausgewählt ist.
Im Unterschied hierzu wird der Programmiermodus der Eingabevorrichtung 50 durch Betätigen des dritten Bedienelementes 53 über den definierten Zeitraum anschließend an die für das Zuordnen des jeweils für einen Betriebszustand der Eingabevorrichtung 50 ausgewählten virtuellen Ganges VG1 bis VG4 erforderliche Betätigung des dritten Bedienelementes 53 deaktiviert.
In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles besteht die Möglichkeit, die jeweils für die virtuellen Gänge VG1 bis VG4 fahrerseitig ausgewählten Werte im Bereich des Getriebesteuergerätes in einem nicht flüchtigen Speicher abzulegen, sodass die hinterlegten Werte der virtuellen Gänge VG1 bis VG4 auch nach einem Ausschalten der Zündung während eines darauf folgenden Klemmenzyklus noch zur Verfügung stehen.
Zusätzlich ist die Eingabevorrichtung 50 vorzugsweise mit einem Display ausgeführt, in dessen Bereich der jeweils aktuell ausgewählte virtuelle Gang sowie die damit korrespondierende maximale obere Ausgangsdrehzahl des Getriebes 3 für einen Fahrer angezeigt wird. Hierfür übermittelt das Getriebesteuergerät der Eingabevorrichtung 50 ein Signal, damit der Fahrer jederzeit darüber informiert ist, welcher Wert des aktuell ausgewählten virtuellen Ganges VG1 bis VG4 über das dritte Bedienelement 53 eingestellt wurde. Dies gilt insbesondere auch während des aktivierten Programmiermodus der Eingabevorrichtung 50, um dem Fahrer eineindeutig mitteilen zu können, welchen Wert er den virtuellen Gängen VG1 bis VG4 der Drehschalterpositionen S1 bis S4 zuordnet.
Das Display kann räumlich getrennt vom Bedienelement 50 angeordnet sein. Z. B. kann das Display auch das "reguläre" Display der Arbeitsmaschine sein. Es kann auch ein separates, räumlich getrenntes weiteres Display sein, das mit dem Bedienelement 50 oder der Getriebesteuerung per Draht- oder Funkverbindung verbunden ist.
Über die vorbeschriebene Vorgehensweise sowie die Eingabevorrichtung 50 sind den vier Drehschalterpositionen S1 bis S4 der Eingabevorrichtung 50 fahrerseitig eine Vielzahl virtueller Gänge zuordenbar. Dabei sind die Absolutniveaus der virtuellen Gänge VG1 bis VG4 während des aktivierten Programmiermodus der Eingabevorrichtung 50 auf einfache Art und Weise festlegbar. Damit besteht die Möglichkeit, dass der Fahrer die virtuellen Gänge VG1 bis VG4 an verschiedene Bedürfnisse anpassen kann und beispielsweise den Drehschalterpositionen S1 bis S4 jeweils niedrige virtuelle Gänge VG1 bis VG4 zuordnet, wenn die mit dem Getriebe 3 ausgeführte Arbeitsmaschine in engem Arbeitsgelände betrieben wird.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugantriebsstrang
2: Antriebseinrichtung
3: Automatgetriebe, Getriebe
4: Wendegetriebe
5: reibschlüssiges Schaltelement
6: reibschlüssiges Schaltelement
7: Welle
8: Abtrieb
9: antreibbare Fahrzeugachse
10: Getriebeeingangswelle
11: Festrad
12: Festrad
13: Nebenabtrieb
14: Losrad
15: Losrad
16: Planetenträger
17: Losrad
18: Doppelplanetenträger
19: erstes Sonnenrad
20: zweites Sonnenrad
21: Hohlrad
22: Welle
23: erste Hydraulikeinheit
24: Hydrostateinheit
25: Festrad
26: Festrad
27: Welle
28: zweite Hydraulikeinheit
29: reibschlüssiges Schaltelement
30: Losrad
31: Festrad
32: Festrad
33: Festrad
34: reibschlüssiges Schaltelement
35: Losrad
36: Festrad
37: Getriebeausgangswelle
38: verstellbares Joch
39, 40: Achse
50: Eingabevorrichtung
51: Wert des Bedienelements
52: zweites Bedienelement
53: drittes Bedienelement
54, 55: Betätigungsrichtung des ersten Bedienelementes
56: gehäusefestes Bauteil
58: Betätigungsrichtung des dritten Bedienelementes
59: Rückstellbewegung des dritten Bedienelementes
60, 61: Betätigungsrichtung des zweiten Bedienelementes
62: Übersetzungsbereich des Getriebes
62A, B: Übersetzungsteilbereich des Übersetzungsbereichs des Getriebes
F: Schalterstellung für Vorwärtsfahrt
N: Neutralbetriebszustand des Getriebes
R: Schalterstellung für Rückwärtsfahrt
S1–S4: Drehschalterstellung des zweiten Bedienelementes
VG1–VG4: virtueller Gang
VG11 bis VG44: virtueller Gang
VGU: definierter Wert des virtuellen Ganges
VGUA: definierter Wert des virtuellen Ganges
VGUB: definierter Wert des virtuellen Ganges

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8874332 B2 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines stufenlosen Automatgetriebes (3) einer Arbeitsmaschine in Abhängigkeit fahrerseitig auswählbarer virtueller Gänge (VG1 bis VG4), welche zur Diskretisierung eines Übersetzungsbereiches (62) des Automatgetriebes (3) vorgesehen sind, innerhalb welchem die Übersetzung des Automatgetriebes (3) stufenlos variierbar ist, wobei jedem fahrerseitig auswählbaren virtuellen Gang (VG1 bis VG4) eine maximale obere Ausgangsdrehzahl des Automatgetriebes (3) zugeordnet ist und die Ausgangsdrehzahl des Automatgetriebes (3) in Abhängigkeit einer Eingangsdrehzahl des Automatgetriebes (3) sowie in Abhängigkeit einer fahrerseitigen Leistungsanforderung für eine mit dem Automatgetriebe (3) gekoppelte Antriebsmaschine (2) der Arbeitsmaschine durch entsprechendes Verstellen der Übersetzung des Automatgetriebes (3) zwischen einem definierten unteren Grenzwert der Ausgangsdrehzahl und der mit dem jeweils ausgewählten virtuellen Gang (VG1 bis VG4) korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahl eingestellt wird, und wobei die maximale obere Ausgangsdrehzahl jedes jeweils fahrerseitig aktuell ausgewählten virtuellen Ganges (VG1 bis VG4) bei einer fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl um einen definierten Wert vergrößert oder reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer weiteren fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl, die vor Ablauf eines definierten Zeitraumes ausgehend vom Zeitpunkt der vorhergehenden fahrerseitigen Anforderung ergeht, die maximale obere Ausgangsdrehzahl um einen weiteren definierten Wert vergrößert oder verkleinert wird, der größer ist als der definierte Wert, während die maximale obere Ausgangsdrehzahl bei einer weiteren fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl, die nach Ablauf eines definierten Zeitraumes ergeht, die maximale obere Ausgangsdrehzahl um den definierten Wert angehoben oder abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zusätzlichen fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl, die vor Ablauf eines weiteren definierten Zeitraumes ausgehend vom Zeitpunkt der vorhergehenden weiteren fahrerseitigen Anforderung ergeht, die maximale obere Ausgangsdrehzahl um einen zusätzlichen definierten Wert vergrößert oder verkleinert wird, der größer ist als der weitere definierte Wert, während die maximale obere Ausgangsdrehzahl bei einer weiteren fahrerseitigen Anforderung zum Ändern der maximalen oberen Ausgangsdrehzahl, die nach Ablauf des weiteren definierten Zeitraumes ergeht, die maximale obere Ausgangsdrehzahl um den definierten Wert oder den weiteren definierten Wert vergrößert oder verkleinert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere definierte Zeitraum dem definierten Zeitraum entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere definierte Zeitraum vom definierten Zeitraum abweicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die maximalen oberen Ausgangsdrehzahlen jeweils aus einer Tabelle oder aus einer Kennlinie entnommen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingabevorrichtung (50) durch fahrerseitiges Betätigen eines Bedienelementes (52) in verschiedene Betriebszustände (S1 bis S4) überführbar ist, wobei einem bedienelementseitig ausgewählten Betriebszustand (S1 bis S4) der Eingabevorrichtung (50) während eines aktivierten Programmiermodus der Eingabevorrichtung (50) durch fahrerseitiges Betätigen eines weiteren Bedienelementes (53) ein definierter virtueller Gang (VG1 bis VG4) sowie eine jeweils damit korrespondierende maximale obere Ausgangsdrehzahl zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine fahrerseitige Betätigung des weiteren Bedienelementes (53) bei aktiviertem Programmiermodus eine Erhöhung des dem über das Bedienelement (52) jeweils ausgewählten Betriebszustand (S1 bis S4) zuzuordnenden virtuellen Ganges (VG1 bis VG4) sowie der damit korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahl ausgehend von einem Startwert um einen definierten Wert bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede weitere fahrerseitige Betätigung des weiteren Bedienelementes (53) ein Anheben des dem über das Bedienelement (52) jeweils ausgewählten Betriebszustand (S1 bis S4) zuzuordnenden virtuellen Ganges (VG1 bis VG4) sowie der damit korrespondierenden maximalen oberen Ausgangsdrehzahl um den definierten Wert ausgehend von dem durch die vorherige Erhöhung festgelegten Wert bewirkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Startwert, von dem ausgehend der virtuelle Gang (VG1) eines ersten Betriebszustandes (S1) der Eingabevorrichtung (50) fahrerseitig festlegbar ist, beim Aktivieren des Programmiermodus auf einen Wert zurückgesetzt wird, wobei die damit korrespondierende maximale obere Ausgangsdrehzahl wenigstens annähernd gleich Null ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Startwert, von dem ausgehend der virtuelle Gang (VG2) eines zweiten Betriebszustandes (S2) der Eingabevorrichtung (50) fahrerseitig festlegbar ist, dem Wert des virtuellen Ganges (VG1) entspricht, der dem ersten Betriebszustand (S1) zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Startwert, von dem ausgehend der virtuelle Gang (VG3) eines dritten Betriebszustandes (S3) der Eingabevorrichtung (50) fahrerseitig festlegbar ist, dem Wert des virtuellen Ganges (VG2) entspricht, der dem zweiten Betriebszustand (S2) zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Startwert, von dem ausgehend der virtuelle Gang (VG4) eines vierten Betriebszustandes (S4) der Eingabevorrichtung (50) fahrerseitig festlegbar ist, dem Wert des virtuellen Ganges (VG3) entspricht, der dem dritten Betriebszustand (S3) zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuordnen des jeweils für einen Betriebszustand (S1 bis S4) der Eingabevorrichtung (50) ausgewählten virtuellen Ganges (VG1 bis VG4) durch anhaltendes definiertes Betätigen des weiteren Bedienelementes (53) über einen definierten Zeitraum erfolgt, wobei der definierte Zeitraum länger ist als die Betätigungsdauer des weiteren Bedienelementes (53), die bei aktiviertem Programmiermodus eine Veränderung des Wertes des virtuellen Ganges (VG1 bis VG4) bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Programmiermodus durch Betätigen des weiteren Bedienelementes (53) über den definierten Zeitraum anschließend an die für das Zuordnen des jeweils für einen Betriebszustand (S1 bis S4) der Eingabevorrichtung (50) ausgewählten virtuellen Ganges (VG1 bis VG4) erforderliche Betätigung des weiteren Bedienelementes (53) deaktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Programmiermodus durch Betätigen des weiteren Bedienelementes (53) über den definierten Zeitraum aktiviert wird, wenn gleichzeitig über die Eingabevorrichtung (50) ein Neutralbetriebszustand (N) des Automatgetriebes (3) angefordert ist, zu dem der Kraftfluss zwischen der Antriebsmaschine (2) und einem Abtrieb (8) der Arbeitsmaschine im Bereich des Automatgetriebes (3) unterbrochen ist, die Ausgangsdrehzahl des Automatgetriebes (3) gleich Null ist, der Getriebeausgang (37) des Automatgetriebes (3) drehfest gehalten ist und über das Bedienelement (52) der vierte Betriebszustand (S4) der Eingabevorrichtung (50) ausgewählt ist.