DE112011104656T5 - System und Verfahren zur Maschinensteuerung mit Ratenbegrenzung - Google Patents

System und Verfahren zur Maschinensteuerung mit Ratenbegrenzung Download PDF

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Randall Anderson
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Abstract

Ein Maschinensteuersystem kann einen Prozessor aufweisen, der konfiguriert ist, um mit einer Bedienerschnittstelle zu kommunizieren, die ein Beschleunigungspedal und eine Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung aufweist, weiter mit einer Leistungsquelle und einer Getriebeanordnung. Der Prozessor kann konfiguriert sein, um eine Anforderung von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung aufzunehmen. Der Prozessor kann auch konfiguriert sein, um eine Anweisung zum Einstellen des Betriebs der Getriebeanordnung ansprechend auf die Anforderung von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung zu liefern. Der Prozessor kann auch konfiguriert sein, um eine Anforderung bezüglich einer Drehzahlvergrößerung der Leistungsquelle mit einer ersten Rate aufzunehmen. Die Leistungsquellendrehzahlanforderung kann auf einer Position des Beschleunigungspedals basieren. Der Prozessor kann auch konfiguriert sein, um eine Anweisung zum Vergrößern der Leistungsquellendrehzahl mit einer zweiten Rate zu liefern, die langsamer ist als die erste Rate. Dies kann der Getriebeanordnung Zeit geben, auf die Anforderung von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung beim Umschalten von einem Vorwärts-Fahrbetriebszustand oder einem Neutral-Betriebszustand oder einem Rückwärts-Fahrbetriebszustand auf einen anderen Betriebszustand umzuschalten, d. h. auf den Vorwärts-Fahrbetriebszustand, den Neutral-Betriebszustand oder den Rückwärts-Fahrbetriebszustand.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf Maschinensteuersysteme und insbesondere auf ein Maschinensteuersystem, welches eine Ratenbegrenzung bei einer Drehzahl einer Leistungsquelle ausführt.
  • Hintergrund
  • Eine Maschine, welche beispielsweise einen Lader, einen Traktor oder eine andere Art einer schweren Maschine umfasst, kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Aufgaben auszuführen. Ein Bediener kann eine Bedienerschnittstelle verwenden, um Komponenten der Maschine zu steuern, was beispielsweise einen Motor, ein Getriebe, ein Werkzeug und eine Traktionsvorrichtung miteinschließt. Die Maschine kann auch ein Steuersystem aufweisen, um eine Unterstützung zum Steuern der Maschinenkomponenten vorzusehen.
  • Während des Betriebs der Maschine kann der Bediener anfordern, dass die Maschine ihre Fahrtrichtung von einer gegenwärtigen Richtung auf eine neue Richtung verändert. Die gegenwärtige Richtung kann eine Vorwärtsrichtung sein und die neue Richtung kann eine Rückwärtsrichtung sein oder umgekehrt. Zu anderen Zeiten kann der Bediener fordern, dass die Maschine von einem Zustand, in dem die Maschine in einer Fahrtrichtung vorangetrieben wird, in einen Neutral-Zustand gebracht wird. Um die Fahrtrichtung der Maschine zu verändern oder um die Maschine in den Neutral-Zustand zu setzen, kann der Bediener die Maschine verlangsamen. Der Bediener kann auch die neue Richtung oder den Neutral-Zustand auswählen. In einigen Fällen kann der Bediener versuchen, schnell die Maschine in der neuen Richtung zu beschleunigen oder in den Neutral-Zustand zu bringen, indem er eine Vergrößerung der Motordrehzahl anfordert. Es ist möglich, dass die Maschine ansprechend auf die Anforderung des Bedieners nach einer Zunahme der Motordrehzahl temporär während des Richtungsveränderungsprozesses in der falschen Richtung beschleunigt oder in einer Fahrtrichtung während des Prozesses des Umschaltens der Maschine in den Neutral-Zustand beschleunigt. Dies kommt daher, dass das Ansprechen des Motors auf die Bedieneranfrage schneller ist als das Ansprechend des Getriebes auf die Auswahl der neuen Richtung oder des Neutral-Zustandes. Eine unbeabsichtigte oder unerwünschte Beschleunigung kann schlecht für die Leistung der Maschine sein.
  • Das offenbarte System und das offenbarte Verfahren sind darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme genauso wie andere in der Technik bekannte Probleme zu überwinden.
  • Zusammenfassung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Maschinensteuersystem einen Prozessor aufweisen, der konfiguriert ist, um mit einer Bedienerschnittstelle zu kommunizieren, welche ein Beschleunigungspedal bzw. Gaspedal und eine Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung aufweist, weiter eine Leistungsquelle und eine Getriebeanordnung. Der Prozessor kann konfiguriert sein, um eine Anforderung von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung anzunehmen. Der Prozessor kann auch konfiguriert sein, um eine Anweisung zum Einstellen eines Betriebs der Getriebeanordnung ansprechend auf die Anfrage der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung einzustellen. Der Prozess kann auch konfiguriert sein, um eine Anfrage für eine Vergrößerung der Drehzahl der Leistungsquelle mit einer ersten Rate aufzunehmen. Die Leistungsquellendrehzahlanforderung kann auf einer Position des Beschleunigungspedals basieren. Der Prozessor kann auch konfiguriert sein, um eine Anweisung zum Vergrößern der Leistungsquellendrehzahl mit einer zweiten langsameren Rate als der ersten Rate zu liefern. Dies kann der Getriebeanordnung Zeit geben, auf die Anfrage von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung anzusprechen, indem sie von einem Vorwärts-Fahrzustand und/oder einem Neutral-Zustand und/oder einem Rückwärts-Fahrzustand zu einem anderen der Zustände umzuschalten, d. h. zum Vorwärts-Fahrzustand oder zum Neutral-Zustand oder zum Rückwärts-Fahrzustand.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Maschinensteuerverfahren für eine Maschine offenbart, welche eine Bedienerschnittstelle mit einem Beschleunigungs- bzw. Gaspedal und einer Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung, eine Leistungsquelle und eine Getriebeanordnung aufweist. Das Verfahren kann aufweisen, eine Anforderung von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung aufzunehmen. Das Verfahren kann auch aufweisen, den Betrieb der Getriebeanordnung ansprechend auf die Anforderung von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung einzustellen. Das Verfahren kann auch aufweisen, eine Anforderung für eine Drehzahlzunahme der Leistungsquelle mit einer ersten Rate aufzunehmen. Die Leistungsquellendrehzahlanforderung kann auf einer Position des Beschleunigungs- bzw. Gaspedals basieren. Das Verfahren kann auch aufweisen, ein Ansprechen auf die Leistungsquellendrehzahlanforderung zu begrenzen, indem die Leistungsquellendrehzahl mit einer zweiten langsameren Rate als die erste Rate vergrößert wird, bis die Maschine stoppt.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Maschine eine Bedienerschnittstelle aufweisen. Die Bedienerschnittstelle kann ein Beschleunigungspedal und eine Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung aufweisen. Die Maschine kann auch eine Leistungsquelle, eine Getriebeanordnung und ein Steuersystem aufweisen. Das Steuersystem kann konfiguriert sein, um einen Befehl von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung zu erhalten. Das Steuersystem kann auch konfiguriert sein, um einen Betrieb der Getriebeanordnung ansprechend auf den Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtungsbefehl einzustellen. Das Steuersystem kann auch konfiguriert sein, um eine Anforderung bezüglich einer Zunahme einer Drehzahl der Leistungsquelle mit einer ersten Rate aufzunehmen. Die Anforderung kann auf einer Position des Beschleunigungspedals basieren. Das Steuersystem kann auch konfiguriert sein, um die Drehzahl der Leistungsquelle mit einer zweiten langsameren Rate als der ersten Rate zu vergrößern, bis die Maschine stoppt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Seitenansicht einer Maschine gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Innenraums einer Bedienerstation gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
  • 3 ist eine schematische Zeichnung eines Steuersystems, eines Antriebsstrangs und angetriebener Komponenten gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
  • 4 und 5 sind ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Motordrehzahlratenbegrenzung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
  • 6 ist eine Kurvendarstellung, welche eine unbeabsichtigte oder unerwünschte Beschleunigung einer Maschine in einer Fahrtrichtung zeigt.
  • 7 ist eine Kurvendarstellung, welche Drehzahlkurven gemäß einem Aspekt der Offenbarung zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die vorliegende Offenbarung wird in einer Maschine verwendet. In einem unten beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Radladermaschine 10 offenbart. Es wird jedoch klar sein, dass andere Arten von Maschinen aus den hier offenbarten Ausführungsbeispielen Vorteile ziehen können, was beispielsweise jegliche Art von auf dem Boden fahrenden Fahrzeugen miteinbeziehen kann, wie beispielsweise ein Automobil, ein Lastwagen, ein Ackerbaufahrzeug und/oder ein Baufahrzeug, wie beispielsweise ein Raupenlader, ein Dozer, ein Traktor, ein Bagger, ein Grader bzw. Straßenhobel, ein Straßenlastwagen, ein Geländelastwagen und/oder irgendeine Bauart einer Maschine, die dem Fachmann bekannt ist.
  • Wie in 1 gezeigt, weist die Maschine 10 eine Bedienerstation 12, eine Leistungsquelle 14, eine Getriebeanordnung 16, eine Traktionsanordnung 18, eine Werkzeuganordnung 20 genauso wie andere Maschinenkomponenten auf, die dem Fachmann bekannt sind. Jede dieser Maschinenkomponenten wird nun beschrieben.
  • Wie in 2 veranschaulicht, weist die Bedienerstation 12 eine Bedienerschnittstelle 22 auf. Die Bedienerschnittstelle 22 weist Vorrichtungen auf, die von einem Maschinenbediener manipuliert werden können, um Signale, Anforderungen und/oder Befehle zu erzeugen, welche eine erwünschte Fahrt bzw. Fahrweise der Maschine, Manöver und/oder eine Steuerung der Maschine anzeigen. In einem Ausführungsbeispiel weist die Bedienerschnittstelle 22 eine Lenkvorrichtung 24, einen Joystick bzw. Steuerhebel 26, ein Beschleunigungs- oder Drosselpedal bzw. Gaspedal 28, ein Verlangsamungs- oder Bremspedal 30 und eine Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung 32 (VNR-Auswahlvorrichtung 32) auf. Es sei bemerkt, dass jegliche andere Steuervorrichtungen, die dem Fachmann bekannt sind, in der Bedienerschnittstelle 22 vorgesehen sein können.
  • Wenn der Bediener das Verlangsamungspedal 30 betätigt, beispielsweise durch Aufbringen eines Drucks auf das Verlangsamungspedal 30, kann der Bediener eine entsprechende Verzögerung des Vortriebs oder der Fahrt der Maschine 10 erwarten und bewirken. Wenn der Bediener das Beschleunigungspedal 28 betätigt, in dem er das Beschleunigungspedal 28 herunterdrückt, kann der Bediener andererseits eine entsprechende Zunahme des Vortriebs oder der Fahrt der Maschine 10 erwarten und bewirken. Wenn der Bediener den Druck auf das Beschleunigungspedal 28 nachlässt, kann auch eine Verzögerung des Vortriebs oder der Fahrt der Maschine 10 erwartet und erzeugt werden.
  • Die VNR-Auswahlvorrichtung 32 kann es dem Bediener gestatten, selektiv die Maschine 10 in einen Vorwärts-Fahrzustand, in einen Neutral-Zustand und in einen Rückwärts-Fahrzustand zu setzen. Wie in 2 gezeigt, kann die VNR-Auswahlvorrichtung 32 ein Hebel sein, der über drei Positionen bewegbar ist, welche dem Vorwärts-Fahrzustand, dem Neutral-Zustand und dem Rückwärts-Fahrzustand entsprechen. Wenn die VNR-Auswahlvorrichtung 32 in der Vorwärts-Fahrposition ist, kann Leistung von der Leistungsquelle 14 in eine Vorwärtsbewegung der Traktionsvorrichtung 18 umgewandelt werden. Wenn die VNR-Auswahlvorrichtung 32 in der Rückwärts-Fahrposition ist, kann Leistung von der Leistungsquelle 14 in eine Rückwärtsbewegung der Traktionsanordnung 18 umgewandelt werden. Und wenn die VNR-Auswahlvorrichtung 32 in der Neutral-Position ist, kann die Leistungsquelle 14 von der Traktionsanordnung 18 entkoppelt werden, jedoch kann weiter Leistung von der Leistungsquelle 14 in eine Bewegung der Werkzeuganordnung 20 umgewandelt werden.
  • Die Leistungsquelle 14 kann auf Eingaben von der Bedienerschnittstelle 22 ansprechen, genauso wie auf andere Eingangsgrößen, die dem Fachmann bekannt sind. Die Leistungsquelle 14 kann auf Eingaben bzw. Eingangsgrößen ansprechen, indem sie beispielsweise beschleunigt, abbremst oder die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl hält. Die Leistungsquelle 14 kann beispielsweise einen Verbrennungsmotor aufweisen, was einen funkengezündeten Motor, einen verdichtungsgezündeten Motor, einen Rotationsmotor, einen Gasturbinenmotor und/oder einen Motor miteinschließt, der durch Benzin, Dieselbrennstoff, Biodiesel, Äthanol, Methanol und Kombinationen davon angetrieben wird, ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Die Leistungsquelle 14 kann auch einen mit Wasserstoff angetriebenen Motor, eine Brennstoffzelle, eine Solarzelle und/oder irgendeine andere dem Fachmann bekannte Leistungsquelle aufweisen.
  • Die Leistungsquelle 14 und die Getriebeanordnung 16 sind betriebsmäßig gekoppelt, wie in den 1 und 3 gezeigt, und sie bilden zusammen einen Antriebsstrang. Die Getriebeanordnung 16 kann konfiguriert sein, um eine Drehbewegung der Leistungsquelle 14 in eine Drehbewegung umzuwandeln, die verwendet wird, um die Traktionsanordnung 18 anzutreiben. Die Traktionsanordnung 18 weist mindestens eine Traktionsvorrichtung auf, wie beispielsweise ein Rad, eine Raupe oder irgendeine andere geeignete Traktionsvorrichtung oder eine Kombination von Traktionsvorrichtungen, die in der Technik bekannt sind. Die Getriebeanordnung 16 kann ein elektrohydraulisches hydrostatisches Einzelpfadgetriebe, ein elektrohydraulisches hydrostatisches Mehrpfadgetriebe und/oder irgendein anderes dem Fachmann bekanntes Getriebe aufweisen. Ein hydrostatisches Getriebe kann beispielsweise eine Pumpe und einen Strömungsmittelmotor aufweisen, die durch eine Vorwärts-Flussschleife und eine Rückwärts-Flussschleife strömungsmittelmäßig gekoppelt sind. Die Pumpe kann die Drehbewegung der Leistungsquelle 14 in einen Strömungsmittelfluss umwandeln, und der Strömungsmittelmotor kann den Strömungsmittelfluss zurück in einen Drehbewegung umwandeln, welche verwendet wird, um die Traktionsanordnung 18 anzutreiben. Der Strömungsmittelfluss und der Strömungsmitteldruck in dem hydrostatischen Getriebe können servo-gesteuert werden oder in anderer Weise elektronisch durch irgendein geeignetes Steuersystem gesteuert werden.
  • Die Getriebeanordnung 16 kann auch eine Drehbewegung der Leistungsquelle 14 in eine Bewegung der Werkzeuganordnung 20 umwandeln. Die Werkzeuganordnung 20 kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Aufgaben auszuführen, wie beispielsweise Graben, Kippen, Heben, Schürfen und andere dem Fachmann bekannte Aufgaben. Zahlreiche unterschiedliche Werkzeuge können an der Maschine 10 anbringbar sein und können über eine Bedienerstation 12 gesteuert werden. Die Werkzeuganordnung 20 kann jegliche Vorrichtung aufweisen, welche verwendet wird, um Aufgaben auszuführen, wie beispielsweise eine Schaufel, eine Gabelanordnung, ein Schild, ein Löffel oder irgendeine andere eine Aufgabe ausführende Vorrichtung, die dem Fachmann bekannt ist.
  • Die Maschine 10 weist auch einen oder mehrere Sensoren 34 auf. Die Sensoren 34 können in der gesamten Maschine 10 gelegen sein und können Informationen bezüglich der Maschine 10 liefern. In einem Ausführungsbeispiel sind die Sensoren 34 betreibbar, um Signale zu liefern, welche Parameteranzeigen, die mit der Bedienerschnittstelle 22, der Leistungsquelle 14, der Getriebeanordnung 16, der Traktionsanordnung 18, der Werkzeuganordnung 20 genauso wie anderen Maschinenkomponenten in Beziehung stehen, die dem Fachmann bekannt sind. Beispielsweise können die Sensoren 34 Signale liefern, welche Betriebsparameter anzeigen, die mit der Getriebeanordnung 16 in Beziehung stehen, welche einen Strömungsmitteldruck, eine Strömungsmitteltemperatur, eine Verdrängung, eine Drehzahl und/oder irgendwelche anderen geeigneten Betriebsparameter aufweisen. Die Sensoren 34 können auch betreibbar sein, um Signale zu liefern, welche Betriebsparameter anzeigen, die mit der Leistungsquelle 14 in Beziehung stehen, was beispielsweise die Leistungsquellendrehzahl miteinschließt. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Sensoren 34 Signale liefern können, welche die Position des Beschleunigungspedals 28, der VNR-Auswahlvorrichtung 32 und/oder der Werkzeuganordnung 20 anzeigen. Solche Signale können in Form von digitalen, analogen, mechanischen und/oder hydraulischen Signalen vorliegen.
  • Die Maschine 10 weist auch ein Steuersystem 36 auf, welches betriebsmäßig mit der Bedienerstation 12, der Leistungsquelle 14, der Getriebeanordnung 16, der Traktionsanordnung 18 und/oder den Sensoren 34 gekoppelt ist. Das Steuersystem 36 kann einen oder mehrere Prozessoren, Mikroprozessoren, zentrale Verarbeitungseinheiten, an Bord liegende Computer, elektronische Steuermodule und/oder irgendwelche anderen Computer- und Steuervorrichtungen aufweisen, die dem Fachmann bekannt sind. Das Steuersystem 36 kann ein oder mehrere Softwareprogramme oder Anwendungen laufen lassen, die an einer Speicherstelle gespeichert sind, die von einem computerlesbaren Medium gelesen werden und/oder auf die von einer externen Vorrichtung zugegriffen wird, die betriebsmäßig mit dem Steuersystem 36 gekoppelt ist, und zwar über irgendein geeignetes Kommunikationsnetzwerk.
  • Das Steuersystem 36 ist konfiguriert, um den Betrieb der Maschinenkomponenten zu steuern. Beispielsweise ist das Steuersystem 36 betreibbar, um die Getriebeanordnung 16 zu steuern. Das Steuersystem 36 ist auch betreibbar, um die Leistungsquelle 14 durch Liefern von Steuersignalen an die Leistungsquelle 14 zu steuern, um den Lufteinlass, die Brennstoffeinspritzung und irgendwelche anderen geeigneten Aspekte der Leistung der Leistungsquelle zu beeinflussen, die dem Fachmann bekannt sind. Solche Signale können in Form von digitalen, analogen, mechanischen und/oder hydraulischen Signalen vorliegen.
  • Der Bediener kann eine Steuerung über die Maschine 10 von der Bedienerstation 12 unter Verwendung der Bedienerschnittstelle 22 und des Steuersystems 36 ausführen, um die Maschinenkomponenten zu steuern. Während des Betriebs der Maschine 10 kann der Bediener beispielsweise die Fahrtrichtung der Maschine ändern wollen. Das heißt, der Bediener kann wünschen, dass die Maschine 10 aufhört, in einer ersten Richtung zu fahren und dass die Maschine 10 beginnt, in einer zweiten Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zur ersten Richtung zu fahren. Beispielsweise kann der Bediener wünschen, dass die Maschine 10 aufhört, in einer Vorwärts-Richtung zu fahren, und er kann beginnen, die Maschine 10 in einer Rückwärts-Richtung anzutreiben oder umgekehrt.
  • Um die Fahrtrichtung der Maschine zu verändern, kann der Bediener eine Vielzahl von Handlungen ausführen. Wenn der Bediener das Beschleunigungspedal 28 betätigt, um die Maschine 10 in der ersten Richtung anzutreiben, kann der Bediener, wenn die Entscheidung vorgenommen wird, umzuschalten bzw. zu wechseln, den Druck von dem Beschleunigungspedal 28 wegnehmen oder in anderer Weise freigeben. Wenn das Beschleunigungspedal 28 freigegeben ist, kann die Maschine anfangen zu verlangsamen, während sie sich weiter in der ersten Richtung bewegt. Wenn der Bediener nicht das Beschleunigungspedal 28 betätigt, um die Maschine 10 in der ersten Richtung voranzutreiben, wenn die Entscheidung zum Ausführen des Richtungswechsels getroffen wird, ist das Loslassen des Beschleunigungspedals 28 nicht erforderlich.
  • Der Bediener kann die VNR-Auswahlvorrichtung 32 vom Vorwärts-Fahrzustand zum Rückwärts-Fahrzustand umschalten oder umgekehrt, um die Getriebeanordnung 16 für die Richtungsänderung einzustellen. Es sei bemerkt, dass der Bediener während des Schaltvorgangs die VNR-Auswahlvorrichtung 32 für eine Zeitperiode in den Neutral-Zustand setzen kann. Damit die Maschine 10 schnell beginnen kann, sich in der zweiten Richtung zu bewegen, kann der Bediener einen Druck auf das Beschleunigungspedal 28 während und/oder nach dem Umschalten der Betriebszustände aufbringen, um die Drehzahl der Leistungsquelle 14 zu erhöhen (zu beschleunigen). In einigen Maschinen kann diese Beschleunigung der Leistungsquelle zu einer unerwünschten oder unbeabsichtigten Beschleunigung der Maschine 10 in der ersten Richtung führen, bevor die Fahrt in der zweiten Richtung beginnt. Eine unerwünschte oder unbeabsichtigte Beschleunigung der Maschine 10 ist in der Kurvendarstellung 39 der 6 gezeigt. In der Kurvendarstellung 38 zeigt ein Teil 41 einer Maschinenfahrkurve 40, dass nachdem der Fahrbetriebszustand von Vorwärts ”V” auf Rückwärts ”R” umgeschaltet worden ist, eine unbeabsichtigte oder unerwünschte Beschleunigung der Maschine 10 in der Vorwärts-Richtung ”V” aufgetreten ist.
  • Das Steuersystem 36 kann verhindern, dass das oben beschriebene Muster von Richtungsumschaltereignissen eine unerwünschte oder unbeabsichtigte Beschleunigung der Maschine 10 in der falschen Richtung bewirkt. Um eine unerwünschte oder unbeabsichtigte Beschleunigung der Maschine 10 in der falschen Richtung zu vermeiden, kann das Steuersystem 36 das Ansprechen der Leistungsquelle 14 während einer Richtungsänderung der Maschinenfahrt von der ersten Richtung zur zweiten Richtung begrenzen. Wenn der Bediener wieder Druck auf das Beschleunigungspedal 28 aufbringt nachdem er die VNR-Auswahlvorrichtung 32 aus dem ersten Betriebszustand geschaltet hat, der mit der ersten Richtung assoziiert ist (und in den Neutral-Betriebszustand, und dann in den Modus bzw. Betriebszustand, der mit der zweiten Richtung assoziiert ist), kann die Drehzahl der Leistungsquelle 14 mit einer langsameren Rate ansteigen als sie dies anderenfalls tun würde. Eine Ratenbegrenzung verlangsamt das Ansprechen der Leistungsquelle 14 ausreichend, um der Getriebeanordnung 16 eine ausreichende Zeitdauer zu geben, die Richtung umzuschalten bzw. zu verändern, und sich vorzubereiten, die Maschine 10 in der zweiten Richtung anzutreiben.
  • Die in 7 gezeigte Kurvendarstellung 42 bildet die Ratenbegrenzung ab, welche während einer Zeitperiode ausgeführt wird. In der Kurvendarstellung 42 stellt die erste Kurve 44 ratenbegrenzte Drehzahlen über eine Zeitperiode dar, die verwendet werden kann, um die tatsächliche Drehzahl der Leistungsquelle 14 an Zeitpunkten zu begrenzen, die unten besprochen werden. Die ratenbegrenzten Drehzahlen sind Drehzahlen, unter denen eine unerwünschte oder unbeabsichtigte Beschleunigung der Maschine 10 in der falschen Richtung nicht auftreten wird. Die ratenbegrenzten Drehzahlen können dann auf historischen Leistungsdaten, Testdaten, einer oder mehreren Nachschautabellen bzw. Kennfeldern, Modelldaten und/oder irgendwelchen anderen geeigneten Quellen von Maschineninformationen basieren. Eine zweite Kurve 46 stellt die angeforderte Drehzahl bzw. Soll-Drehzahl von der Leistungsquelle 14 während der Zeitperiode dar (vom Bediener angefordert). Die Werte, welche die zweite Kurve bilden, können auf einer Position des Beschleunigungspedals 28 basieren. Eine dritte Kurve 48 stellt die tatsächliche Drehzahl der Leistungsquelle 14 über die Zeitperiode dar. Diese Kurven 44, 46 und 48 zeigen, wie das Steuersystem 36 eine Ratenbegrenzung ausführt, um eine unbeabsichtigte oder unerwünschte Beschleunigung in der falschen Richtung zu vermeiden.
  • Während eines ersten oder ”normalen” Betriebszustands der Maschine 10, kann die Ratenbegrenzung durch das Steuersystem 36 nicht notwendig sein. Der erste Betriebszustand kann dem entsprechen, dass Bedingungen, wo eine Beschleunigung der Maschine 10 in der falschen Richtung auftreten kann, nicht vorhanden sind. Der erste Betriebszustand wird durch Teile der zweiten Kurve 46 und der dritten Kurve 48 in der Zeitperiode zwischen ungefähr 12 und 13,8 dargestellt. Die Nähe der zweiten Kurve 46 zur dritten Kurve 48 zeigt an, dass das Steuersystem 36 versucht, die tatsächliche Drehzahl bzw. Ist-Drehzahl der Leistungsquelle 14 auf oder nahe der von dem Bediener für die Leistungsquelle 14 angeforderten Drehzahl zu halten.
  • Während des ersten Betriebszustandes können die Ratenbegrenzungsmerkmale des Steuersystems 36 ausgeschaltet werden. Alternativ können die Ratenbegrenzungsmerkmale aktiv sein, können jedoch so eingestellt werden, dass sie vermeiden, mit den tatsächlichen und angeforderten Drehzahlen in Wechselwirkung zu treten. Beispielsweise wird ein Teil der ersten Kurve 44, die aus ratenbegrenzten Drehzahlen gebildet wird, in der Zeitperiode zwischen ungefähr 12 und 15,5 über der zweiten Kurve 46 und der dritten Kurve 48 gehalten, was anzeigt, dass die ratenbegrenzten Drehzahlen keine Begrenzung an den tatsächlichen oder angeforderten Drehzahlen während des ersten Betriebszustandes ausführen. Das Steuersystem 36 kann weiter im ersten Betriebszustand arbeiten, bis Auslösebedingungen für die Ratenbegrenzung erfüllt sind.
  • Um die Fahrtrichtung der Maschine 10 zu verändern, kann der Bediener das Beschleunigungspedal 28 lösen, um die Maschine 10 zu verlangsamen, so dass die Maschine 10 verlangsamt und gestoppt werden kann und dann in der umgekehrten Richtung bzw. Rückwärtsrichtung angetrieben werden kann. Das Lösen des Beschleunigungspedals 28 wird durch das Steuersystem 36 als eine Verringerung der angeforderten Drehzahl für die Leistungsquelle 14 erkannt und wird durch einen abfallenden Teil der zweiten Kurve 46 in der Zeitperiode zwischen ungefähr 13,8 und 14,4 in der Kurvendarstellung 42 dargestellt. Das Lösen des Beschleunigungspedals 28 führt zu einer allmählichen Verringerung der tatsächlichen Drehzahl bzw. Ist-Drehzahl der Leistungsquelle 14, dargestellt durch einen abnehmenden bzw. abfallenden Teil der dritten Kurve in der Zeitperiode zwischen ungefähr 13,8 und 15,5 in der Kurvendarstellung 42. Wenn die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl abzüglich einem vorbestimmten Wert oder Offset-Wert größer ist als die angeforderte Leistungsquellendrehzahl bzw. Soll-Leistungsquellendrehzahl, wird das Steuersystem 36 erkennen, dass eine erste Auslösebedingung erreicht worden ist. Die erste Auslösebedingung wird beispielsweise erfüllt bzw. erreicht, wenn die Leistungsquelle 14 durch die Traktionsanordnung 18 zurückgetrieben wird bzw. rückwärts angetrieben wird und/oder die Maschine 10 abbremst und/oder die Leistungsquelle 14 durch die Getriebeanordnung 18 zurückgetrieben wird bzw. angetrieben wird, da eine Verlangsamung und/oder ein Rückwärtsrichtung bzw. eine Leistungseinspeisung in die Maschine die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl steigern kann und/oder verhindern kann, dass die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl so schnell abfällt wie die angeforderte Leistungsquellendrehzahl. Die Leistungsquelle 14 wird rückwärts angetrieben, wenn die Traktionsanordnung 18 Leistung in die Leistungsquelle 14 durch die Getriebeanordnung 18 liefert.
  • Um mit der Richtungsänderung voranzuschreiten, bewegt der Bediener auch die VNR-Auswahlvorrichtung 32 vom Vorwärts-Fahrbetriebszustand zum Rückwärts-Fahrbetriebszustand oder vom Rückwärts-Fahrbetriebszustand zum Vorwärts-Fahrbetriebszustand, wobei er dazwischen über den Neutral-Betriebszustand fährt, um die Fahrtrichtung der Maschine 10 zu ändern. Wenn der Bediener die VNR-Auswahlvorrichtung 32 weg von einem Betriebszustand und hin zum anderen bewegt, wird eine weitere Auslösebedingung erreicht. Es wird in Betracht gezogen, dass das Steuersystem 36 einen Betrieb in einem Ratenbegrenzungsbetriebszustand ausführt, wenn die erste Auslösebedingung erfüllt wird, und der Bediener dann Druck auf das Beschleunigungspedals 28 aufbringt, ohne dass die zweite Auslösebedingung erreicht wird. Als solches wirkt das Steuersystem 36 vor der Bewegung der VNR-Auswahlvorrichtung 32, um einen Sprung bzw. ein sprunghaftes Verhalten bei der Maschinendrehzahl vor dem Ändern der Richtung zu verhindern. Zusätzlich oder alternativ kann das Steuersystem 36 beginnen, in einem Ratenbegrenzungsbetriebszustand zu arbeiten, nachdem beide Auslösebedingungen erfüllt bzw. erreicht wurden. Ein Eintritt in den Ratenbegrenzungsbetriebszustand ist in der Zeitperiode bei ungefähr 15,5 bei der Kurvendarstellung 43 gezeigt, wenn das VNR-Auswahlvorrichtungssignal von V auf R geht. Wie in der Kurvendarstellung 42 gezeigt, bewirkt die Veränderung des VNR-Auswahlvorrichtungssignals einen plötzlichen Abfall der ersten Kurve 44.
  • Wie oben bemerkt, kann der Bediener wieder Druck auf das Beschleunigungspedal 28 aufbringen, wenn er versucht, die Maschine 10 schnell in der zweiten Richtung anzutreiben, was eine Zunahme der angeforderten Drehzahl der Leistungsquelle 14 bewirkt. Dies ist durch einen schnell ansteigenden Teil der zweiten Kurve 46 in der Zeitperiode zwischen ungefähr 15,8 und 16,5 in der Kurvendarstellung 42 gezeigt. Anstelle zu gestatten, dass die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl so schnell zunimmt wie die angeforderte Leistungsquellendrehzahl, kann das Steuersystem 36 ratenbegrenzte Drehzahlen einstellen, die durch einen Teil der ersten Kurve 44 dargestellt werden, welche die tatsächlichen Drehzahlen der Leistungsquelle 14 nicht überschreiten sollten. In der Kurvendarstellung 42 sind diese ratenbegrenzten Drehzahlen in der Zeitperiode zwischen ungefähr 15,5 und 17,7 gezeigt.
  • Das Steuersystem 36 kann die Drehzahl der Leistungsquelle 14 so einstellen, dass die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl ähnlich der ratenbegrenzten Drehzahlen ist. Somit sind Teile der dritten Kurve 48 und der ersten Kurve 44 ähnlich der Kurve 42 in der Zeitperiode zwischen ungefähr 16,4 und 17,6, wobei jedoch die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl (dritte Kurve 48) unter der ratenbegrenzten Drehzahl (erste Kurve 44) ist. Basierend auf der ratenbegrenzten Drehzahl nimmt die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl mit einer geringeren Rate zu als sie tun würde, wenn sie der (nicht begrenzten) angeforderten Leistungsquellendrehzahl enger folgen würde. Die Begrenzung der tatsächlichen Leistungsquellendrehzahl hilft dabei sicherzustellen, dass die Ansprechzeit der Leistungsquelle 14 auf die Anforderung nach Richtungsänderung und Beschleunigung vom Bediener nicht eine unbeabsichtigte oder unerwünschte Beschleunigung der Maschine 10 in der ersten Richtung bewirkt, indem der Getriebeanordnung 16 genügend Zeit gegeben wird, sich zu setzen bzw. zur Ruhe zu kommen, um die Maschine 10 in der zweiten Richtung anzutreiben. Die Ratenbegrenzung hilft auch dabei sicherzustellen, dass die Leistungsquelle 14 an Drehzahl zunimmt, auch wenn die Zunahmerate langsamer ist, so dass, wenn die Getriebeanordnung 16 bereit ist, die Leistungsquelle 14 schnell Leistung zum Antreiben der Getriebeanordnung 16 und zum Vorantreiben der Maschine 10 in der zweiten Richtung liefern kann.
  • Schritte, die vom Steuersystem 36 zur Ratenbegrenzung ausgeführt werden (und dadurch zum Erzeugen der Kurven 44, 46 und 48) sind im Flussdiagramm der 4 und 5 gezeigt. Die Schritte können aufweisen, dass das Steuersystem 36 bestimmt, ob die Leistungsquelle 14 rückwärts angetrieben wird oder die Maschine 10 abbremst (Schritt 55). Wenn dies so ist, bestimmt das Steuersystem 36, ob die VNR-Auswahlvorrichtung 32 eine Veränderung bzw. einen Umschaltvorgang anfordert (beispielsweise einen Umschaltvorgang zwischen den Fahrtrichtungen oder von einer Fahrtrichtung auf Neutral) (Schritt 57). Falls dies so ist, empfängt das Steuersystem 36 die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl (Schritt 51) und die angeforderte Leistungsquellendrehzahl (Schritt 53) und bestimmt, ob die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl abzüglich der angeforderten Leistungsquellendrehzahl größer als ein vorbestimmter Wert ist (Schritt 52). Wenn die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl abzüglich der angeforderten Leistungsquellendrehzahl größer als der vorbestimmte Wert ist, stellt das Steuersystem 36 die ratenbegrenzte Drehzahl auf eine niedrige Leerlaufdrehzahl (beispielsweise 800 U/min) für die Leistungsquelle 14 oder auf eine Drehzahl, die bestimmt wird durch Subtrahieren eines vorbestimmten Wertes oder eines Offsets bzw. einer Versetzung von der tatsächlichen Leistungsquellendrehzahl (Schritt 54). Die ratenbegrenzte Drehzahl, die vom Steuersystem 36 ausgewählt wird, kann höher sein als die niedrige Leerlaufdrehzahl und die bestimmte Drehzahl. Dies ist in der Zeitperiode zwischen ungefähr 15,5 und 16 in der Kurvendarstellung 42 gezeigt, wo die ratenbegrenzte Drehzahl auf die bestimmte Drehzahl eingestellt ist, da die bestimmte Drehzahl größer ist als die niedrige Leerlaufdrehzahl. Wenn andererseits das Steuersystem 36 bestimmt, dass die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl abzüglich der angeforderten Leistungsquellendrehzahl geringer ist als der vorbestimmte Wert, vergrößert das Steuersystem 36 die ratenbegrenzte Drehzahl über die Zeit in vorbestimmten langsamen Schritten (Schritt 56). Dies ist in der Zeitperiode von ungefähr 16 bis 17,2 in der Kurvendarstellung 42 gezeigt.
  • Sobald die Getriebeanordnung 16 eingestellt ist, um die Maschine 10 in der zweiten Richtung anzutreiben, kann das Steuersystem 36 die tatsächlichen Drehzahlen der Leistungsquelle 14 mit einer schnelleren Rate vergrößern, da das Risiko einer unbeabsichtigten oder unerwünschten Beschleunigung in der ersten Richtung nicht länger existiert. Die schnellere Rate für die tatsächlichen Drehzahlen wird erreicht durch Vergrößern der Ratenveränderung der ratenbegrenzten Drehzahlen und der begrenzten angeforderten Drehzahlen, wie durch Teile der ersten Kurve 44 gezeigt. Entsprechend kann die tatsächliche Drehzahl mit einer schnelleren Rate entsprechend den begrenzten angeforderten Drehzahlen zunehmen.
  • Das von dem Steuersystem 36 ausgeführte Verfahren zur Veränderung der Rate kann aufweisen, zu bestimmen, ob die Maschine 10 aufgehört hat, sich in der ersten Richtung zu bewegen (Schritt 58). Falls nicht, wird das Steuersystem 36 bestimmen, ob die ratenbegrenzte Drehzahl eine vorbestimmte Austrittsdrehzahl erreicht hat (Schritt 59). Die vorbestimmte Austrittsdrehzahl kann die ratenbegrenzte Drehzahl sein, die mit einem ”normalen” Betriebszustand assoziiert ist oder sie kann irgendeine Drehzahl sein, die größer oder gleich der angeforderten Leistungsquellendrehzahl ist. Wenn die ratenbegrenzte Drehzahl noch nicht die vorbestimmte Austrittsdrehzahl erreicht hat, wird das Steuersystem 36 das Verfahren vom Schritt 52 an wiederholen. Wenn die ratenbegrenzte Drehzahl die vorbestimmte Austrittsdrehzahl erreicht hat, wird das Steuersystem aus dem Ratenbegrenzungsbetrieb austreten (Schritt 64). Wenn das Steuersystem 36 bestimmt, dass die Maschine 10 aufgehört hat, sich in der ersten Richtung zu bewegen, kann das Steuersystem 36 bestimmen, ob die ratenbegrenzte Drehzahl die vorbestimmte Austrittsdrehzahl erreicht hat (Schritt 60). Dies wird durch einen Teil der ersten Kurve 44 in der Zeitperiode ungefähr bei 17,7 in der Kurvendarstellung 42 gezeigt. Falls dies so ist, wird das Steuersystem 36 zum ”normalen” Betrieb ohne Ratenbegrenzung zurückkehren, indem es aus dem ratenbegrenzten Betrieb austritt (Schritt 64). Wenn das Steuersystem 36 bestimmt, dass die ratenbegrenzte Drehzahl geringer ist als die vorbestimmte Austrittsdrehzahl, vergrößert das Steuersystem 36 die ratenbegrenzte Drehzahl mit schnellen Inkrementen bzw. Schritten (Schritt 62), bis die ratenbegrenzte Drehzahl die vorbestimmte Austrittsdrehzahl erreicht. Dies wird durch einen Teil der ersten Kurve 44 in der Zeitperiode zwischen ungefähr 17,2 und 17,7 in der Kurvendarstellung 42 gezeigt, was einen entsprechend zunehmenden Teil der dritten Kurve 48 erzeugt. Sobald die ratenbegrenzte Drehzahl die vorbestimmte Austrittsdrehzahl erreicht, wird das Steuersystem 36 zum ”normalen” Betrieb ohne Ratenbegrenzung zurückkehren (Schritt 64). Das Steuersystem 36 kann immer dann zurück zur Ratenbegrenzung gehen, wenn die Auslösebedingungen wieder erfüllt sind.
  • Wenn im Schritt 57 die VNR-Auswahlvorrichtung 32 keine Veränderung anfordert, nimmt das Steuersystem 36 die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl auf (Schritt 66) und nimmt die angeforderte Leistungsquellendrehzahl auf (Schritt 68) und bestimmt, ob die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl abzüglich der angeforderten Leistungsquellendrehzahl größer als ein vorbestimmter Wert ist (Schritt 70). Wenn die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl abzüglich der angeforderten Leistungsquellendrehzahl größer ist als der vorbestimmte Wert, stellt das Steuersystem 36 die ratenbegrenzte Drehzahl auf die niedrige Leerlaufdrehzahl für die Leistungsquelle 14 oder auf die Drehzahl, die durch Subtrahieren eines vorbestimmten Wertes oder einer Versetzung (Offset) von der tatsächlichen Leistungsquellendrehzahl bestimmt wird (Schritt 74). Die ratenbegrenzte Drehzahl, die durch das Steuersystem 36 ausgewählt wird, kann diejenige Drehzahl der niedrigen Leerlaufdrehzahl und der bestimmten Drehzahl sein, die höher ist, wobei die ratenbegrenzte Drehzahl auf die bestimmte Drehzahl eingestellt wird, da die bestimmte Drehzahl größer ist als die niedrige Leerlaufdrehzahl. Wenn andererseits das Steuersystem 36 bestimmt, dass die tatsächliche Leistungsquellendrehzahl abzüglich der angeforderten Leistungsquellendrehzahl geringer ist als der vorbestimmte Wert, vergrößert das Steuersystem 36 die ratenbegrenzte Drehzahl mit der Zeit in vorbestimmten langsamen Schritten (Schritt 72).
  • Das Steuersystem 36 bestimmt dann, ob eine Differenz zwischen der tatsächlichen Leistungsquellendrehzahl und einem vorbestimmten Wert größer ist als die angeforderte Leistungsquellendrehzahl (Schritt 76). Wenn dies so ist, wird das Steuersystem 36 dann bestimmen, ob die ratenbegrenzte Drehzahl die vorbestimmte Austrittsdrehzahl erreicht hat (Schritt 78). Wenn die ratenbegrenzte Drehzahl nicht die vorbestimmte Austrittsdrehzahl erreicht hat, wird das Steuersystem 36 zum Schritt 57 voranschreiten, um wieder eine Überprüfung bezüglich eines VNR-Auswahlvorrichtungssignals auszuführen. Wenn die ratenbegrenzte Drehzahl die vorbestimmte Austrittsdrehzahl erreicht hat, wird das Steuersystem 36 aus dem Ratenbegrenzungsbetriebszustand austreten (Schritt 64).
  • Wenn die Differenz zwischen der tatsächlichen Leistungsquellendrehzahl und dem vorbestimmten Wert im Schritt 76 nicht größer ist als die angeforderte Leistungsquellendrehzahl, wird das Steuersystem 36 bestimmen, ob die ratenbegrenzte Drehzahl die vorbestimmte Austrittsdrehzahl erreicht hat (Schritt 80). Wenn dies so ist, wird das Steuersystem 36 weiter zum ”normalen” Betrieb ohne Ratenbegrenzung gehen, indem es aus dem Ratenbegrenzungsbetrieb austritt (Schritt 64): Wenn das Steuersystem 36 bestimmt, dass die ratenbegrenzte Drehzahl geringer ist als die vorbestimmte Austrittsdrehzahl, vergrößert das Steuersystem 36 die ratenbegrenzte Drehzahl mit schnellen Schritten bzw. Inkrementen (Schritt 82). Das Steuersystem 36 wird dann überprüfen, ob die VNR-Auswahlvorrichtung 32 einen Umschaltvorgang anfordert. Falls nicht, wird das Steuersystem 36 zum Schritt 80 vorangehen. Falls dies so ist, wird das Steuersystem 36 zum Schritt 52 vorangehen.
  • Zusätzlich zu dem Umschalten der Fahrtrichtung der Maschine 10 oder als eine Alternative dazu, kann der Bediener während des Betriebs wünschen, aufzuhören, die Maschine 10 in einer Richtung voranzutreiben und die Maschine in einen Neutral-Zustand zu setzen. Der Bediener kann wünschen dies zu tun, damit mehr von der Leistung, die von der Leistungsquelle 14 erzeugt wird, zur Werkzeuganordnung 20 geleitet werden kann, so dass die Mobilität bzw. Bewegungsfähigkeit der Werkzeuganordnung 20 verbessert werden kann. Dies kann gestatten, dass die Werkzeuganordnung 20 schneller auf Bedienerbefehle reagiert. Die dabei miteinbezogenen Schritte sind ähnlich wie die oben beschriebenen Schritte 5184, außer, dass anstelle der Betätigung der VNR-Auswahlvorrichtung 32 in einem Fahrbetriebszustand der Bediener die VNR-Auswahlvorrichtung 32 in den Neutral-Betriebszustand stellt. Das Stellen der VNR-Auswahlvorrichtung 32 in den Neutral-Betriebszustand wirkt als der zweite Auslöser für den Ratenbegrenzungsbetrieb. Die Kurvendarstellung 42 ist auch anwendbar, es sei jedoch bemerkt, dass der plötzliche Abfall bei der ersten Kurve 44 ungefähr zum Zeitpunkt 15,5 dadurch verursacht werden wird, dass die VNR-Auswahlvorrichtung 32 in den Neutral-Betriebszustand gestellt wird und nicht auf einen der Fahrbetriebszustände. Die vom Steuersystem 36 ausgeführten Schritte bezüglich des Eintretens in die, des Ausführen der und des Austretens aus der Ratenbegrenzung beim Schalten von einem Fahrbetriebszustand in den Neutral-Betriebszustand folgen im Übrigen eng den Schritten, die vom Steuersystem 36 ausgeführt werden, wenn zwischen den Fahrbetriebszuständen umgeschaltet wird.
  • Zusätzlich zu der Steuerung des Leistungsquellendrehzahlansprechens während einer Richtungsänderung oder einer Umschaltung von einem Richtungsbetriebszustand auf neutral oder als eine Alternative dazu wird in Betracht gezogen, dass das Steuersystem 36 auch das Ansprechen der Getriebeanordnung 16 steuern kann, um die Wahrscheinlichkeit einer unbeabsichtigten oder unerwünschten Beschleunigung in der falschen Richtung zu verringern oder um diese vollständig zu verhindern.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Das offenbarte Steuersystem 36 kann Anwendung bei Maschinen finden, wie beispielsweise bei der Maschine 10, und es kann insbesondere bei Maschinen Anwendung finden, welche eine Leistungsquelle 14 und eine Getriebeanordnung 16 aufweisen, die die Leistungsquelle 14 rückwärts antreiben kann. Während des Betriebs der Maschine 10 kann der Bediener wünschen, die Fahrtrichtung der Maschine umzuschalten bzw. zu ändern. Das heißt, der Bediener kann wünschen, die Maschine 10 von einer Fahrt in einer ersten Richtung anzuhalten und zu beginnen, die Maschine 10 in einer zweiten Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zur ersten Richtung voranzutreiben. Der Bediener kann eine Richtungsänderung ausführen, indem er einen Druck auf ein Beschleunigungspedal 28 löst, eine VNR-Auswahlvorrichtung 32 von einem Fahrbetriebszustand auf einen anderen Fahrbetriebszustand umschaltet und Druck auf das Beschleunigungspedal 28 aufbringt, indem er versucht, die Maschine 10 schnell in der zweiten Richtung zu beschleunigen. Das Steuersystem 36 kann das Ansprechen der Leistungsquelle 14 auf das Aufbringen eines Drucks auf das Beschleunigungspedal 28 bezüglich der Raten begrenzen, so dass die Getriebeanordnung 16 Zeit hat, den Vortrieb der Maschine 10 in der zweiten Richtung einzustellen.
  • Während des Betriebs kann der Bediener auch wünschen, das Fahren der Maschine 10 in einer Richtung anzuhalten und die Maschine 10 in einen Neutral-Zustand zu setzen. Der Bediener kann wünschen, dies zu tun, damit die von der Leistungsquelle 14 erzeugte Leistung zu einer Werkzeuganordnung 20 geleitet werden kann. Der Bediener kann Druck von dem Beschleunigungspedal 28 wegnehmen, die VNR-Auswahlvorrichtung 32 von einem Fahrbetriebszustand auf einen Neutral-Betriebszustand schalten, und er kann Druck auf das Beschleunigungspedal 28 in einem Versuch aufbringen, die Werkzeuganordnung 20 schnell zu betätigen. Das Steuersystem 36 kann das Ansprechen der Leistungsquelle 14 auf das Aufbringen von Druck auf das Beschleunigungspedal 28 ratenbegrenzen, so dass die Getriebeanordnung 16 von einem Zustand, in dem die Getriebeanordnung 16 die Maschine 10 vorantreibt, Zeit zum Einstellen hat.
  • Durch Ausführen der Ratenbegrenzung in der Weise, wie sie in der vorliegenden Offenbarung beschrieben wird, hilft das Steuersystem 36 dabei, die Maschine 10 im Betrieb sanft zu halten, wenn der Bediener die Fahrrichtung umschaltet und/oder wenn der Bediener von einer Fahrrichtung auf einen Neutral-Betriebszustand umschaltet. Auch wird eine unbeabsichtigte oder unerwünschte Beschleunigung der Maschine 10 vermieden, was die Maschinenleistung verbessert und die erneute Positionierung der Maschine 10 verringert, was in anderer Weise erforderlich wäre.

Claims (10)

  1. Maschinensteuersystem (36), welches Folgendes aufweist: einen Prozessor, der konfiguriert ist, um mit Folgendem zu kommunizieren: einer Bedienerschnittstelle (22), welche ein Beschleunigungspedal (28) und eine Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung (32) aufweist, eine Leistungsquelle (14), und eine Getriebeanordnung (16); wobei der Prozessor konfigurier ist, um eine Anforderung von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung aufzunehmen, eine Anweisung zum Einstellen des Betriebs der Getriebeanordnung ansprechend auf die Anforderung von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung zu liefern, eine Anforderung für eine Steigerung einer Drehzahl der Leistungsquelle mit einer ersten Rate aufzunehmen, wobei die Leistungsquellendrehzahlanforderung auf einer Position des Beschleunigungspedals basiert, und eine Anweisung zum Vergrößern der Leistungsquellendrehzahl mit einer zweiten Rate zu liefern, welche langsamer ist als die erste Rate, um der Getriebeanordnung Zeit zu geben, auf die Anforderung von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung anzusprechen, indem sie von einem Vorwärts-Fahrbetriebszustand oder einem Neutral-Betriebszustand oder einem Rückwärts-Fahrbetriebszustand auf einen anderen Betriebszustand umschaltet, d. h. auf den Vorwärts-Fahrbetriebszustand, den Neutral-Betriebszustand oder den Rückwärts-Fahrbetriebszustand.
  2. Maschinensteuersystem (36) nach Anspruch 1, wobei das Aufnehmen der Anforderung von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung aufweist, eine Anforderung zum Umschalten zwischen einem Vorwärts-Fahrbetriebszustand und einem Rückwärts-Fahrbetriebszustand aufzunehmen.
  3. Maschinensteuersystem (36) nach Anspruch 2, wobei das Liefern einer Getriebeanordnungsanweisung aufweist, eine Anweisung für die Getriebeanordnung (16) zum Umschalten zwischen dem Vorwärts-Fahrbetriebszustand und dem Rückwärts-Fahrbetriebszustand zu liefern.
  4. Maschinensteuersystem (36) nach Anspruch 1, wobei das Aufnehmen der Anforderung von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung aufweist, eine Anforderung zum Schalten von einem Fahrbetriebszustand in einen Neutral-Betriebszustand aufweist.
  5. Maschinensteuersystem (36) nach Anspruch 4, wobei das Liefern der Getriebeanordnungsanweisung aufweist, eine Anweisung für die Getriebeanordnung (16) zum Umschalten zwischen dem Vorwärts-Fahrbetriebszustand oder dem Rückwärts-Fahrbetriebszustand oder dem Neutral-Betriebszustand zu liefern.
  6. Maschinensteuersystem (36) nach Anspruch 1, wobei das Liefern der Leistungsquellendrehzahlanweisung aufweist, eine Anweisung zum inkrementellen Vergrößern der Leistungsquellendrehzahl zu liefern.
  7. Maschinensteuersystem (36) nach Anspruch 1, wobei das Liefern der Leistungsquellendrehzahlanweisung aufweist, eine Anweisung zum Vergrößern der Leistungsquellendrehzahl mit einer dritten Rate zu liefern, die schneller ist als die zweite Rate.
  8. Maschinensteuersystem (36) nach Anspruch 7, wobei die dritte Rate langsamer ist als die erste Rate.
  9. Maschine (10), die Folgendes aufweist: einer Bedienerschnittstelle (12), die Folgendes aufweist: ein Beschleunigungspedal (28), und eine Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung (32); eine Leistungsquelle (14), eine Getriebeanordnung (16); und das Maschinensteuersystem (36) nach einem der Ansprüche 1–8.
  10. Maschinensteuerverfahren für eine Maschine (10), welche eine Bedienerschnittstelle (22) mit einem Beschleunigungspedal (28) und einer Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung (32), einer Leistungsquelle (14) und einer Getriebeanordnung (16) aufweist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Aufnehmen einer Anforderung von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung; Einstellen eines Betriebs der Getriebeanordnung ansprechend auf die Anforderung von der Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Auswahlvorrichtung; Aufnehmen einer Anforderung bezüglich einer Steigerung einer Drehzahl der Leistungsquelle mit einer ersten Rate, wobei die Leistungsquellendrehzahlanforderung auf einer Position des Beschleunigungspedals basiert; und Begrenzen eines Ansprechens auf die Leistungsquellendrehzahlanforderung durch Steigern der Leistungsquellendrehzahl mit einer zweiten Rate, die langsamer ist als die erste Rate bis die Maschine anhält.
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