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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Maschine und insbesondere auf ein mit der Maschine verbundenes Steuerungssystem.
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Hintergrund
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Eine Maschine kann ein Steuerungssystem aufweisen, das zum Steuern des Betriebs einer Kupplung durch Senden geeigneter Signale zu der Kupplung ausgebildet ist. Die
US 2010/012220 A1 betrifft ein Maschinensteuerungssystem zum Verwenden mit einer Maschine, die eine Leistungsquelle und ein Getriebe aufweist. Das Maschinensteuerungssystem kann eine Kupplung aufweisen, die zum Verbinden eines Ausgangs der Leistungsquelle mit einem Eingang des Getriebes ausgebildet ist. Das Maschinensteuerungssystem kann ferner Sensoren, die zum Erzeugen von Signalen, die Maschinenbetriebe angeben, ausgebildet sind, und eine Steuereinrichtung, die in Kommunikation mit der Kupplung und den Sensoren steht, aufweisen. Die Steuereinrichtung kann zum Bestimmen der aktuellen Maschinenanwendung basierend auf den Signalen und zum Verändern einer Betätigungskraft der Kupplung basierend auf dem Typ der Maschinenanwendung ausgebildet sein.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Gemäß einem Aspekt sieht die vorliegende Offenbarung ein Maschinensteuerungssystem mit einem Laufradkupplungspedalsensor, einem Leistungsquellensensor, einem Drehmomentwandlersensor, einem Arbeitsgeräthebelsensor, einem Drehmomentwandlerausgangsdrehzahlsensor und eine Steuereinrichtung vor. Der Laufradkupplungspedalsensor ist zum Erzeugen eines Signals, das eine Laufradkupplungsanweisung angibt, ausgebildet. Der Leistungsquellensensor ist zum Erzeugen eines Signals, das eine Drehzahl einer Leistungsquelle angibt, ausgebildet. Der Drehmomentwandlersensor ist zum Bestimmen der Ausgangsdrehzahl des Drehmomentwandlers ausgebildet. Der Arbeitsgeräthebelsensor ist zum Erzeugen eines Signals, das einen gewünschten Hydraulikdurchfluss, der einer Arbeitsgerätehebelanweisung entspricht, angibt, ausgebildet. Die Steuereinrichtung steht in Kommunikation mit dem Laufradkupplungspedalsensor, dem Drehmomentwandlersensor, dem Arbeitsgeräthebelsensor und dem Leistungsquellensensor. Die Steuereinrichtung ist zum Bestimmen eines gewünschten Ausgangsdrehmoments zu einer aktuellen Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl basierend auf den Signalen von dem Laufradkupplungspedalsensor und dem Leistungsquellensensor ausgebildet. Die Steuereinrichtung ist ferner zum Anpassen der Drehzahl der Leistungsquelle und/oder eines Eingriffs einer Laufradkupplung basierend mindestens teilweise auf dem gewünschten Ausgangsdrehmoment und der Arbeitsgeräthebelanweisung ausgebildet.
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Gemäß einem anderen Aspekt sieht die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Bereitstellen eines gewünschten Ausgangsdrehmoments vor. Das Verfahren empfängt eines oder mehrere Signale, die eine Laufradkupplungsanweisung, eine Leistungsquellendrehzahl, eine Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl und eine Arbeitsgeräthebelanweisung angeben. Das Verfahren bestimmt ein gewünschtes Ausgangsdrehmoment zu einer aktuellen Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl basierend auf den empfangenen Signalen, die der Laufradkupplungsanweisung und der Leistungsquellendrehzahl entsprechen. Das Verfahren passt dann die Drehzahl einer Leistungsquelle und/oder einen Eingriff einer Laufradkupplung basierend mindestens teilweise auf dem bestimmten gewünschten Ausgangsdrehmoment und dem empfangenen Signal, das der Arbeitsgeräthebelanweisung entspricht, an.
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Andere Merkmale und Aspekte der Offenbarung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Zeichnungen hervorgehen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaft offenbarten Maschine,
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2 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaft offenbarten Steuerungssystems, das mit der Maschine aus 1 verwendet werden kann,
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3 ist ein Funktionsblock eines Betriebs einer Steuereinrichtung zum Bestimmen eines gewünschten Bodenausgangsdrehmoments (Fortbewegungsdrehmoments),
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4 ist ein Funktionsblock eines Betriebs der Steuereinrichtung zum Bestimmen einer ersten benötigen Drehzahl der Leistungsquelle, die dem gewünschten Bodenausgangsdrehmoment entspricht,
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5 ist ein Funktionsblock eines Betriebs der Steuereinrichtung zum Bestimmen einer zweiten benötigen Drehzahl der Leistungsquelle, die einer Arbeitsgeräthebelanweisung entspricht,
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6 ist ein Funktionsblock eines Betriebs der Steuereinrichtung zum Bestimmen einer gewünschten Eingriffsstufe einer Laufradkupplung;
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7 ist ein Funktionsblock eines Betriebs der Steuereinrichtung zum Bereitstellen einer Rückkopplungssteuerung im geschlossenen Kreis zum Bestimmen einer gewünschten Eingriffsstufe der Laufradkupplung, und
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8 ist ein Prozessablauf eines Betriebs der Steuereinrichtung.
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Detaillierte Beschreibung
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1 stellt eine beispielhafte Maschine 100 dar. Die Maschine 100 kann als eine mobile Maschine ausgebildet sein, die jeglichen Betriebstyp durchführt, der mit einer Industrie wie Bergbau, Bauwesen, Landwirtschaft, Transport oder einer anderen im Stand der Technik bekannten Industrie verbunden ist. Beispielsweise kann die Maschine 100 eine Erdbewegungs- oder Materialtransportmaschine, wie beispielsweise ein Radlader, ein geländegängiger Gütertransportlastkraftwagen, ein Motorgrader oder eine andere geeignete Erdbewegungsmaschine, sein. Die Maschine 100 kann alternativ als ein straßengängiger gewerblicher Lastkraftwagen, ein Personenfahrzeug oder eine jeglichen anderen Betrieb durchführende Maschine ausgebildet sein. Die Maschine 100 kann neben anderen Dingen eine Leistungsquelle 102, eine Drehmomentwandlerbaugruppe 104, ein Getriebe 106, das zwischen der Drehmomentwandlerbaugruppe 104 und einer Fortbewegungsvorrichtung 108 funktional verbunden ist, eine Bedienerstation 110 und ein Arbeitsgerät 112 zum Durchführen von gewünschten Betrieben, wie beispielsweise Graben, Abbauen und dergleichen, aufweisen.
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Die Leistungsquelle 102 kann eine Leistungsausgabe erzeugen, die sowohl Drehmoment- als auch Rotationsgeschwindigkeitskomponenten aufweist (d. h., Leistung = Drehmoment × Geschwindigkeit, wobei Geschwindigkeit eine Rotationsgeschwindigkeit (Drehzahl) beispielsweise einer Welle sein kann) und kann als ein Verbrennungsmotor ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Leistungsquelle 102 als ein Dieselmotor, ein Benzinmotor, ein gasbetriebener Motor oder jeglicher anderer, einem Fachmann bekannter Motor sein. Die Leistungsquelle 102 kann einen Motorblock mit mehreren Zylindern (nicht gezeigt), sich hin und her bewegenden Kolben, die in den Zylindern angeordnet sind (nicht gezeigt) und einer Kurbelwelle, die funktional mit den Kolben verbunden ist (nicht gezeigt), umfassen. Der Verbrennungsmotor kann einen Verbrennungszyklus zum Umwandeln potentieller Energie (gewöhnlich in chemischer Form) in eine Rotationsausgabe der Kurbelwelle, die wiederum einen Eingang der Drehmomentwandlerbaugruppe 104 dreht (rotierend antreibt), verwenden.
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Die Drehmomentwandlerbaugruppe 104 kann zum Übertragen von Drehmoment von der Leistungsquelle 102 zu dem Getriebe 106 verwendet werden. Die Drehmomentwandlerbaugruppe 104 kann einen Drehmomentwandler 114 und ein Laufradkupplung 116 aufweisen. Der Drehmomentwandler 114 kann eine hydromechanische Vorrichtung sein, die zum Übertragen von Drehmoment von der Leistungsquelle 102 zu dem Getriebe 106 ausgebildet ist. Der Drehmomentwandler 114 kann der Leistungsquelle 102 ermöglichen, etwas umabhängig von dem Getriebe 106 zu rotieren. Beispielsweise kann der Drehmomentwandler 114 ein Laufrad 118 und eine Turbine 120 umfassen. Das Laufrad 118 kann mit einem Ausgang der Laufradkupplung 116 verbunden sein. Ebenso ist in Erwägung zu ziehen, dass, wenn gewünscht, das Laufrad 118 alternativ direkt mit der Leistungsquelle 102 verbunden sein kann (d. h., direkt mit der Kurbelwelle der Leistungsquelle 102 verbunden) und eine andere Kupplung kann an einer Ausgangsseite des Drehmomentwandlers 114 angeordnet sein. Zum Beispiel kann eine erste Kupplung (nicht gezeigt) des Getriebes 106 eine Funktion ausführen, die ähnlich zu jener ist, die die Laufradkupplung 116 ausführt.
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Das Laufrad 118 kann in Folge eines Betriebs der Leistungsquelle rotieren (in Abhängigkeit des Grades (Ausmaßes) des Laufradkupplungseingriffs). Diese Rotation des Laufrads 118 kann somit einen Impuls (ein Moment) zu einem Fluid in dem Drehmomentwandler 114 weitergeben. Die Turbine 120, die mit dem Getriebe 106 verbunden ist, kann dieses Moment empfangen, wodurch bewirkt wird, dass die Turbine 120 und das Getriebe 106 rotieren. Bei niedrigen Fluiddurchflussmengen und -drücken kann das Laufrad 118 mit einer höheren Drehzahl relativ zu der Turbine 120 rotieren. Indes kann sich die Drehzahl der Turbine 120 der Drehzahl des Laufrads 118 annähern, wenn sich der Druck und die Durchflussmenge des Fluids, das zwischen dem Laufrad 118 und der Turbine 120 geführt (durchgeleitet) wird, erhöhen.
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Die Laufradkupplung 116 kann einen veränderbaren Eingriff zwischen der Leistungsquelle 102 und dem Getriebe 106 ermöglichen. Insbesondere kann die Laufradkupplung 116 der Leistungsquelle 102 ermöglichen, mit einer relativ hohen Drehzahl und hohem Drehmoment zu rotieren, während dem Getriebe 106 ermöglicht wird, bei einer niedrigen Drehzahl und/oder mit verringertem Drehmoment zu rotieren. Die Laufradkupplung 116 kann als eine Scheibenkupplung (Kupplung des Scheibentyps), die zwischen dem Ausgang der Leistungsquelle 102 und dem Eingang des Drehmomentwandlers 114 angeordnet ist, ausgebildet sein. Die Laufradkupplung 116 kann eine Eingangsscheibe und eine Ausgangsscheibe umfassen. Die Eingangsscheibe kann mit der Leistungsquelle 102 verbunden sein und in Folge des Betriebs der Leistungsquelle rotieren. Die Ausgangsscheibe kann im Wesentlichen koaxial relativ zu der Eingangsscheibe ausgerichtet sein und kann mit dem Eingang des Drehmomentwandlers 114 verbunden sein.
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Die Eingangsscheibe und die Ausgangsscheibe der Laufradkupplung 116 können selektiv durch einen Hydraulik- und/oder Mechanikaktuator, der die Scheiben axial zusammendrückt, in Eingriff gelangen und somit den Reibungskräften ermöglichen, die Rotation der Eingangsscheibe mit der Rotation der Ausgangsscheibe und umgekehrt zu verbinden (kuppeln). Das Ausmaß des auf die Laufradkupplungsscheiben ausgeübten Drucks kann mit dem Ausmaß der Reibungskräfte und im Weiteren mit dem Ausmaß des zwischen der Leistungsquelle 102 und dem Getriebe 106 übertragenen Drehmoments zusammenhängen. Die Laufradkupplung 116 kann die Kupplung (Verbindung) der Leistungsquelle 102 mit dem Getriebe 106 durch Verringern des Reibungseingriffsgrads zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe reduzieren und somit den Scheiben ermöglichen, freier relativ zueinander zu rotieren. Gleichermaßen kann die Laufradkupplung 116 die Kupplung der Leistungsquelle 102 mit dem Getriebe 106 durch Erhöhen des Reibungseingriffgrads zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe erhöhen (d. h., durch Erhöhen des die Scheiben zusammendrückenden Drucks). Ebenso ist in Erwägung zu ziehen, dass die Laufradkupplung 116, die untenstehend beschrieben wird, manuell oder automatisch über eine Steuereinrichtung betätigt werden kann (nicht gezeigt). Die Laufradkupplung 116 kann ein Signal erzeugen, das deren Eingriffsgrad angibt.
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Das Getriebe 106 kann eine Vielzahl an Komponenten aufweisen, die miteinander zum Übertragen von Leistung von der Leistungsquelle 102 zu der Fortbewegungsvorrichtung 108 zusammenwirken. Insbesondere kann das Getriebe 106 als ein mit mehreren Drehzahlen betreibbares, bidirektionales, mechanisches Getriebe ausgebildet sein, das eine Neutralstellung, mehrere Vorwärtsgänge, einen oder mehrere Rückwärtsgänge und eine oder mehrere Kupplungen (nicht gezeigt) zum selektiven in Eingriff Bringen vorbestimmter Kombinationen von Gängen (nicht gezeigt), die einen gewünschten Ausgangsgang erzeugen, aufweisen. Das Getriebe 106 kann ein Automatiktypgetriebe sein, wobei das Schalten auf einer Leistungsquellendrehzahl, einem vom Bediener maximal gewählten Gang und einer in einer Getriebesteuereinrichtung gespeicherten Schaltkarte basiert. Alternativ kann das Getriebe 106 ein manuelles Getriebe sein, wobei der Bediener manuell die aktuellen Gangkombinationen in Eingriff bringt. Der Ausgang des Getriebes 106 kann zum rotatorischen Antreiben der Fortbewegungsvorrichtung 108 über eine Welle 122 verbunden sein, wodurch. die Maschine 100 fortbewegt wird. Ebenso ist in Betracht zu ziehen, dass, wenn gewünscht, das Getriebe 106 alternativ nur eine einzelne Gangkombination oder gar keine Gangkombinationen aufweisen kann, wie beispielsweise in einem kontinuierlich veränderbaren oder einem parallele Pfade aufweisenden Getriebe.
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Die Fortbewegungsvorrichtung 108 kann Räder aufweisen, die auf jeder Seite der Maschine 100 angeordnet sind (nur eine Seite ist gezeigt). Alternativ kann die Fortbewegungsvorrichtung 108 Ketten, Riemen (Bänder) oder andere angetriebene Fortbewegungsvorrichtungen aufweisen. Die Fortbewegungsvorrichtung 108 kann durch das Getriebe 106 zum Rotieren gemäß einer Ausgangsrotation des Getriebes 106 angetrieben werden.
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Die Bedienerstation 110 kann eine oder mehrere Bedienerschnittstellenvorrichtungen 111 aufweisen. Die Bedienerschnittstellenvorrichtungen 111 können nahe eines Bedienersitzes angeordnet sein und beispielsweise als ein Pedal, Ein- oder Mehr-Achsen-Joysticks, Räder, Knöpfe, Zug-Stoßvorrichtungen, Schalter und andere im Stand der Technik bekannte Bedienerschnittstellenvorrichtungen ausgebildet sein.
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Ferner kann die Maschine 100 auch eine Steuereinrichtung 124 aufweisen, die in kommunizierender Verbindung mit der Leistungsquelle 102, der Drehmomentwandlerbaugruppe 104 und den Bedienerschnittstellenvorrichtungen 111 in der Bedienerstation 110 steht. Die Steuereinrichtung 124 kann mit der Leistungsquelle 102, der Drehmomentwandlerbaugruppe 104 und den Bedienerschnittstellenvorrichtungen 111 in der Bedienerstation 110 über mehrere Sensoren 126, wie beispielsweise einem Leistungsquellensensor, Sensoren der Schnittstellenvorrichtungen, Arbeitsgeräthebelsensoren (detailliert in Verbindung mit 2 erklärt) und dergleichen, zum Erreichen eines gewünschten Bodenausgangsdrehmoments durch Anpassen einer Kombination der Leistungsquellendrehzahl und einem Eingriff der Laufradkupplung 116 kommunizieren.
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Wie in 2 gezeigt, kann die Bedienerschnittstellenvorrichtung 111 in der Bedienerstation 110 ein Laufradkupplungspedal 202 und einen Arbeitsgeräthebel 204 aufweisen.
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Das Laufradkupplungspedal 202 kann zum Ermöglichen einer veränderbaren Steuerung der Laufradkupplung 116 und eines Reibungstypbremsenmechanismus (nicht gezeigt) manuell betätigt werden. Ein Grad der Betätigung des Laufradkupplungspedals kann mit einem Kupplungseingriffsgrad zwischen der Leistungsquelle 102 und dem Getriebe 106 zusammenhängen, der durch die Laufradkupplung 116 beeinflusst wird, wie untenstehend näher beschrieben ist. Das Laufradkupplungspedal 202 kann über einen Bewegungsbereich aus einer Neutralstelleng bis hin zu einer Maximalauslenkengsstelleng bewegbar sein. Wenn das Laufradkupplungspedal 202 aus der Neutralstellung bewegt wird, kann ein Signal, das die ausgelenkte Stellung angibt, erzeugt werden. In einigen Ausführungsformen kann die ausgelenkte Stellung mit einer vom Bediener gewünschten Verringerung der Drehmomenthöhe, die von der Leistungsquelle 102 zu dem Getriebe 106 übertragen wird, zusammenhängen.
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Der Bewegungsbereich des Laufradkupplungspedals 202 kann in verschiedene Abschnitte unterteilt werden. Beispielsweise können einige Abschnitte des Bewegungsbereichs (d. h., ungefähr die ersten 6%) als Totzonenabschnitt (Todbandabschnitt) angesehen werden. Wenn das Laufradkupplungspedal 202 in eine Stellung innerhalb der Totzone bewegt wird, kann die Bewegung nur einen geringen Effekt auf einen Betrieb der Laufradkupplung 116 haben. Das heißt, wenn in der Neutralstellung oder innerhalb der ersten 6% von dessen Bewegungsbereich bewegt, kann das Laufradkupplungspedal 202 der Laufradkupplung 116 signalisieren, vollständig in Eingriff zu verbleiben. Gleichermaßen kann ein Abschnitt des Bewegungsbereichs (zum Beispiel ungefähr die letzten 50%) zum Betätigen des Bremsmechanismus verwendet werden. Wenn der Bediener das Laufradkupplungspedal 202 niederdrückt, kann die Laufradkupplung 116 außer Eingriff gelangen, bis es beinahe vollständig außer Eingriff bei rund 50% der Auslenkung des Laufradkupplungspedals 202 ist. Und wenn der Bediener das Laufradkupplungspedal 202 über die verbleibenden 50% des Bewegungsbereichs weiter niederdrückt, kann der Bremsmechanismus in Eingriff gelangen und mit einem zunehmenden Grad eingreifen, wenn das Laufradkupplungspedal 202 weiter niedergedrückt wird. In einigen Ausführungsformen kann der Bremsmechanismus in Eingriff gelangen, sobald das Laufradkupplungspedal ungefähr 40% ausgelenkt ist. Es ist in Erwägung zu ziehen, dass das Laufradkupplungspedal 202 als eine mechanische Vorrichtung, eine elektrische Vorrichtung, eine hydraulische Vorrichtung oder jegliche andere im Stand der Technik bekannte Vorrichtung ausgebildet sein kann.
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Der Arbeitsgeräthebel 204 kann zum Empfangen eines gewünschten Hydraulikdurchflusses, der einer Arbeitsgeräthebelanweisung entspricht, manuell betätigt werden. In Abhängigkeit des benötigten Betriebs, können durch den Bediener der Maschine 100 über den Arbeitsgeräthebel 204 unterschiedliche Anweisungen, wie beispielsweise eine Neigeanweisung (Kippanweisung), eine Hebeanweisung (Hubanweisung) und/oder eine Lenkanweisung, vorgegeben werden. Es existiert eine minimale Leistungsquellendrehzahlbedarf mm Erreichen des gewünschten Hydraulikdurchflusses, der der Arbeitsgeräthebelanweisung entspricht. Beispielsweise kann eine niedrigstmögliche Leistungsquellendrehzahl benötigt werden, wenn eine Lenkpumpe (Pumpe des Lenkens) und das Arbeitsgerät 112 in vollem Aufwärtshub sind und einen Maximaldurchfluss erzeugen. In einer Ausführungsform kann, wenn das Arbeitsgerät 112 eine an der Maschine 100 durch eine Verbindung 113 angebrachte Schaufel ist, eine Minimalleistungsquellendrehzahl zum Verstellen der Schaufel mit einer geeigneten Geschwindigkeit, auch wenn die Verbindung 113 herabgelassen wird, benötigt werden. Es können unterschiedliche Leistungsquellendrehzahlbedarfe bestehen, wenn die Arbeitsgeräthebelanweisung einer Einzelfunktion mit Rückverstellen, eine Dualfunktion mit Rückverstellen und Anheben oder einer Dualfunktion mit Rückverstellen und Absenken entspricht. Gleichermaßen können unterschiedliche Leistungsquellendrehzahlbedarfe bestehen, wenn die Arbeitsgeräthebelanweisung sowohl einer Ausschütten-(durch Erdanziehung angetriebene Funktion) und Schaufelhebe-(durch Pumpen angetriebene Funktion)-Anweisung entspricht.
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Wie in 2 dargestellt, ist die Steuereinrichtung 124 mit den mehreren Sensoren 126, wie beispielsweise ein Laufradkupplungspedalsensor 206, ein Leistungsquellensensoren 208, ein Arbeitsgeräthebelsensor 210 und ein Drehmomentwandlerausgangsdrehzahlsensor 212, kommunizierend verbunden. Die Steuereinrichtung 124 steht über Kommunikationsleitungen 214, 216, 218 bzw. 220 in Kommunikation mit dem Laufradkupplungspedalsensor 206, dem Leistungsquellensensor 208 und dem Arbeitsgeräthebelsensor 210 und dem Drehmomentwandlerausgangsdrehzahlsensor 212.
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Der Laufradkupplungspedalsensor 206 ist mit dem Laufradkupplungspedal 202 verbunden. Der Laufradkupplungspedalsensor 206 ist zum Erzeugen eines Signals, das eine Laufradkupplungsanweisung angibt, die wiederum eine Betätigungskraft auf das Laufradkupplungspedal 202 angibt, ausgebildet. Ferner ist der Arbeitsgeräthebelsensor 210 zum Erzeugen eines Signals, das eine Arbeitsgeräthebelanweisung angibt, ausgebildet. In einer Ausführungsform kann die Arbeitsgeräthebelanweisung die Lenkanweisung, eine Hebeanweisung, eine Neigeanweisung und dergleichen umfassen. Der Leistungsquellensensor 208 ist zum Erzeugen eines Signals, das eine Drehzahl der Leistungsquelle 102 angibt, ausgebildet. In einer Ausführungsform kann das Signal von dem Leistungsquellensensor 208 eine Gaspedalstellung (Drosselpedalstellung) der Leistungsquelle 102 angeben. Die Gaspedalstellung kann sich zwischen einer minimalen Gaspedalstellung, die einer minimalen Leistungsquellendrehzahl entspricht, und einer maximalen Gaspedalstellung, die einer maximalen Leistungsquellendrehzahl entspricht, variieren.
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Die Steuereinrichtung 124 steht auch in Kommunikation mit der Leistungsquelle 102 und der Laufradkupplung 116 zum Ausgeben eines oder mehrerer Anweisungen zu der Leistungsquelle 102 und der Laufradkupplung 116 über Kommunikationsleitungen 222 bzw. 224. Die Steuereinrichtung 124 kann zum Bestimmen des gewünschten Bodenausgangsdrehmoments zu einer aktuellen Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl von dem Drehmomentwandlerausgangsdrehzahlsensor 212 basierend auf den Signalen, die von dem Laufradkupplungspedalsensor 206 und dem Leistungsquellensensor 208 empfangen wurden, ausgebildet sein. In einer Ausführungsform kann die Leistungsquellendrehzahl maximal sein, was einer gesperrten Gaspedalstellung oder einer Maximalgaspedalstellung entspricht. Die Steuereinrichtung 124 kann nachfolgend eine erste benötigte Drehzahl der Leistungsquelle 102 zum Erreichen des gewünschten Bodenausgangsdrehmoments zu der aktuellen Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl bestimmen. Ferner kann die Steuereinrichtung 124 auch eine zweite benötigte Drehzahl der Leistungsquelle 102 zum Erreichen der minimal gewünschten Hydraulikdurchflussbedarfe, die der Arbeitsgeräthebelanweisung entsprechen, bestimmen. Die Steuereinrichtung 124 kann auch eine Standby-Drehzahl (Bereitschaftsdrehzahl) der Leistungsquelle 102 in dem Fall bestimmen, in dem die Maschine 100 auf einer Leerlaufübertragung steht.
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Ferner kann die Steuereinrichtung 124 die Drehzahl der Leistungsquelle 102 durch Ausgeben einer Anweisung zum Ausschalten einer Gaspedalsperrfunktion anpassen. Die Anpassung kann das Vergleichen der ersten benötigen Drehzahl der Leistungsquelle 102, der zweiten benötigten Drehzahl der Leistungsquelle 102 und der Standby-Drehzahl und im Weiteren Auswählen des Optimums (Bestwerts) der drei Drehzahlen als die gewünschte Drehzahl der Leistungsquelle 102 umfassen. In einer Ausführungsform kann die gewünschte Drehzahl der Leistungsquelle 102 die benötigte Minimaldrehzahl zum Erreichen des gewünschten Bodenausgangsdrehmoments bereitstellen, während der benötigte Hydraulikdurchfluss, der der Arbeitsgeräthebelanweisung entspricht, gehalten wird. In einer Ausführungsform kann die Steuereinrichtung 124 eine Drehzahlanweisung über die Kommunikationsleitung 222 zu der Leistungsquelle 102 zum Verändern der Leistungsquellendrehzahl basierend auf der ausgewählten gewünschten Drehzahl der Leistungsquelle 102 ausgeben. Die Leistungsquelle 102 kann die von der Steuereinrichtung 124 empfangene Drehzahlanweisung in Gaspedalstellungen durch umgekehrtes Verwenden der gaspedalbasierten gewünschten Leistungsquellendrehzahlkarte umwandeln. Daher führt die empfangene Drehzahlanweisung von der Steuereinrichtung 124 zu den Gaspedalstellungen, anstatt dass die Gaspedalstellung zu einer gewünschten Leistungsquellendrehzahl führt.
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In anderen Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 124 den Eingriff der Laufradkupplung 116 anpassen, wenn die optimal bestimmte gewünschte Motordrehzahl größer als die Drehzahl (erste benötigte Drehzahl) der Leistungsquelle 102 zum Erreichen des gewünschten Bodenausgangsdrehmoments ist. In solchen Fällen muss, da die Steuereinrichtung 124 die zweite benötigte Drehzahl, die der Arbeitsgeräthebelanweisung oder der Standby-Drehzahl entspricht, als die gewünschte Leistungsquellendrehzahl auswählen kann, die Laufradkupplung 116 zum Erreichen des gewünschten Bodenausgangsdrehmoments zu der aktuellen Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl rutschen (schleifen). Ebenso kann in Situationen, in denen die ausgewählte gewünschte Drehzahl der Leistungsquelle 102 nicht schnell genug auf eine Veränderung des gewünschten Ausgangsdrehmoments reagiert, die Steuereinrichtung 124 zum Erreichen des gewünschten Bodenausgangsdrehmoments zu der aktuellen Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl die Eingriffsstufe der Laufradkupplung 116 verändern oder die Laufradkupplung 116 zum Rutschen bringen.
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In einer Ausführungsform kann ein Laufraddrehzahlsensor (nicht in den Figuren gezeigt) zum Erzeugen eines Signals, das eine Drehzahl des Laufrads 118 in dem Drehmomentwandler 114 angibt, verwendet werden. Das die Laufraddrehzahl angebende Signal kann als eine Rückkopplungssteuerung im geschlossenen Kreis (Regelung) zum Beseitigen von Ungenauigkeiten in der Bestimmung des gewünschten Eingriffs der Laufradkupplung 116 aufgrund von Veränderungen in unterschiedlichen Komponenten der Steuereinrichtung 124 oder inneren Veränderungen der Maschine 100, wie beispielsweise Einfahren oder Verschleißen der Laufradkupplung 116 und dergleichen, verwendet werden. Das Laufraddrehzahlsensorsignal kann bezüglich einer Proportional-Integral-Differential-Steuereinrichtung (PID) zum Identifizieren der benötigten Korrektur in dem Eingriff der Laufradkupplung 116 verwendet werden. Im Weiteren kann die Steuereinrichtung 124 eine Anweisung zu der Laufradkupplung 116 über die Kommunikationsleitung 224 zum Anpassen des Eingriffs der Laufradkupplung 116 ausgeben.
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Es wird ebenso in Erwägung gezogen, dass die Steuereinrichtung 124 eine oder mehrere, in einem internen Speicher der Steuereinrichtung 124 gespeicherte Karten aufweisen kann und dass die Steuereinrichtung 124 auf diese Karten während des Regelns der Laufradkupplung 116 und der Drehzahl der Leistungsquelle 102 referenzieren kann. Jede dieser Karten kann eine Datensammlung in der Form von Tabellen, Diagrammen und/oder Gleichungen aufweisen. Beispielsweise kann eine Karte eine Drehzahl der Leistungsquelle 102, wie sie durch den Leistungsquellensensor 208 gemessen wird, und eine Auslenkungsstellung des Laufradkupplungspedals 202 in Beziehung zu einem/einer Betätigungsdruck oder -kraft der Laufradkupplung 116 setzen, die zu einer vom Bediener gewünschten Drehmomenthöhe, die von der Leistungsquelle 102 zu dem Getriebe 106 übertragen wird, führt. Eine andere Karte kann sich auf eine Drehzahl der Leistungsquelle 102 und der entsprechenden Gaspedalstellung und dergleichen beziehen.
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Somit kann die Steuereinrichtung 124 das Bereitstellen eines kraftstoffeffizienten Systems ermöglichen, in dem das gewünschte Bodenausgangsdrehmoment durch Verändern der Drehzahl der Leistungsquelle 102 in einem zulässigen Ausmaß und im Weiteren Zurückgreifen auf das Verändern des Eingriffs der Laufradkupplung 116 erreicht wird. In einer anderen Ausführungsform kann die Steuereinrichtung 124 den Eingriff der Laufradkupplung 116 nur verändern, wenn die Drehzahl der Leistungsquelle 102 zum Halten des minimal benötigten Hydraulikdurchflussbedarfs, der der Arbeitsgeräthebelanweisung entspricht, nicht verändert werden kann.
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Die Steuereinrichtung 124 kann als einzelner Mikroprozess oder mehrere Mikroprozessoren, die ein Mittel zum Empfangen von Eingaben von und Bereitstellen von Ausgaben zum Steuerungssystem der Maschine 100 aufweisen. Eine Vielzahl von im Handel erhältlichen Mikroprozessoren kann zum Ausführen der Funktion der Steuereinrichtung 124 ausgebildet sein. Es sollte verstanden werden, dass die Steuereinrichtung 124 bereits als ein allgemeiner Maschinenprozessor ausgebildet sein kann, der in der Lage ist, eine Vielzahl von Maschinenfunktionen zu steuern. Unterschiedliche andere Schaltungen können der Steuereinrichtung 124 zugeordnet sein, wie beispielsweise Leistungszufuhrschaltungen, Signalbehandlungsschaltungen, Datenerfassungsschaltungen, Signalausgabeschaltungen, Signalverstärkungsschaltungen und andere Typen von im Stand der Technik bekannten Schaltungen.
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Die Steuereinrichtung 124 kann jegliches im Stand der Technik bekanntes Steuerverfahren zum Regeln des Betriebs der Laufradkupplung 116 verwenden, wie beispielsweise Zweipunktsteuerung (Bang-Bang-Steuerung), Proportionalsteuerung, Proportional-Integral-Differential-Steuerung, Adaptivsteuerung, modellbasierte Steuerung, oder logikbasierte Steuerung. Die Steuereinrichtung 124 kann entweder Vorwärts- oder Rückkopplungssteuerung verwenden.
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Die 3 bis 7 stellen beispielhafte Betriebe der Steuereinrichtung 124 dar. Diese Figuren werden entenstehend im Detail erklärt.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die Maschine 100 kann straßengängige und geländegängige Gütertransport- und gewerblicher Transportlastkraftwagen, Radlader, Motorgrader und andere Typen von Schwermaschinen, die allgemein ein mehrere Gänge aufweisendes, bidirektionales, mechanisches Getriebe, das mit der Leistungsquelle 102 durch die Drehmomentwandlerbaugruppe 104 angetrieben verbunden ist, aufweisen. Die Drehmomentwandlerbaugruppe 104 kann die Laufradkupplung 116 zum Ermöglichen eines Freiheitsgrads für den Benutzer beim Bestimmen des Rutschens zwischen einer Ausgangswelle der Leistungsquelle 102 und einer Eingangswelle des Drehmomentwandlers 114 aufweisen.
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Ferner können unterschiedliche Leistungsquellendrehzahlbedarfe, die den unterschiedlichen Arbeitsgeräthebelanweisungen entsprechen, bestehen. In Abhängigkeit des benötigten Betriebs, können durch den Benutzer der Maschine 100 über den Arbeitsgeräthebel 204 unterschiedliche Anweisungen, wie beispielsweise Neigeanweisung, Hebeanweisung, Lenkanweisung und dergleichen, betätigt werden. Allgemein wird zum Erreichen des gewünschten Hydraulikdurchflusses, der den unterschiedlichen Arbeitsgeräthebelanweisungen entspricht, die Leistungsquellendrehzahl bei einem Maximum durch Halten einer Gaspedalsperrfunktion gehalten. Im Weiteren wird zum Erreichen des gewünschten Bodenausgangsdrehmoments ein Eingriff der Laufradkupplung 116 immer ohne Veränderung der Leistungsquellendrehzahl verändert. Dies kann zu einer Kraftstoffverschwendung in der Maschine 100 führen. Die vorliegend offenbarte Steuereinrichtung 124 kann auf jegliche Maschine 100, die die Laufradkupplung 116 aufweist und wo deren Reaktionsfähigkeit die Leistung der Maschine 100 beeinflusst, anwendbar sein. Das offenbarte System kann ein kraftstoffeffizientes System zum Bereitstellen des gewünschten Bodenausgangsdrehmoments durch Verändern der Drehzahl der Leistungsquelle 102 und/oder des Eingriffs der Laufradkupplung 116 basierend auf dem gewünschten Ausgangsdrehmoment und der Arbeitsgeräthebelanweisung bereitstellen.
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Während des Betriebs der Maschine 100, kann der Bediener die Drehzahl der Leistungsquelle 102 in eine hohe Leerlaufdrehzahl stellen und eine gewünschte Kombination von Gängen in dem Getriebe 106 zum Starten einer Bewegung in Eingriff bringen. Wenn sich die Maschine 100 bewegt, kann Drehmoment von der Leistungsquelle 102 durch die Laufradkupplung 116, von dem Laufrad 118 der Turbine 120 und durch die Getriebeanordnung des Getriebes 106 zu den Fortbewegungsvorrichtungen 108 übertragen werden (unter Bezugnahme auf 1).
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Wie in 3 dargestellt, kann, im Funktionsblock 300, die Steuereinrichtung 124 Signale 302, 304 von dem Laufradkupplungspedalsensor 206 bzw. dem Leistungsquellensensor 208 zusammen mit einem Signal 306 für die aktuelle Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl empfangen. Die Logikschaltung in der Steuereinrichtung 124 kann diese Signale 302, 304 und 306 zum Erzeugen eines Signals 308, das das gewünschte Bodenausgangsdrehmoment angibt, verwenden. Das Signal 304 von dem Leistungsquellensensor 208 kann die Drehzahl der Leistungsquelle 102 angeben. In einer Ausführungsform kann das Signal 304 die Stellung des Gases angeben. In dem Funktionsblock 300 kann die Leistungsquellendrehzahl als maximal angesehen werden, was der Gaspedalsperrfunktion entspricht. In einer Ausführungsform kann, wenn die Steuereinrichtung 124 nicht erlaubt, die Gaspedalsperrfunktion auszuschalten, die Steuereinrichtung 124 einen Betrag berechnen, um den die Laufradkupplung 116 zum Erreichen des gewünschten Bodenausgangsdrehmoments zu der aktuellen Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl rutschen sollte. Diese Funktionalität der Steuereinrichtung 124 kann der Maschine 100 ermöglichen, entweder mit eingeschalteter oder ausgeschalteter Gaspedalsperrfunktionsanweisung betrieben zu werden, wie in den weiteren 4–7 beschrieben ist.
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Wie in 4 dargestellt, kann im Funktionsblock 400 die Steuereinrichtung 124 zum Erzeugen eines Signals 402, das der ersten benötigen Drehzahl der Leistungsquelle 102 entspricht, die Signale 306, 308 empfangen, die dem gewünschten Bodenausgangsdrehmoment der aktuellen Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl entsprechen. In einer Ausführungsform kann, wenn keine Hydraulikdurchflussbedarfe, die der Arbeitsgeräthebelanweisung entsprechen, bestehen oder wenn das Arbeitsgerät 122 nicht betrieben wird, die Steuereinrichtung 124 die Gassperrpedalfunktion ausschalten und im Weiteren die Anweisung über die Kommunikationsleitung 222 zu der Leistungsquelle 102 zum Verändern der Leistungsquellendrehzahl ausgeben. Die Leistungsquelle 102 wandelt die Drehzahlanweisung, die von der Steuereinrichtung 124 empfangen wurde, in Gaspedalstellungen durch umgekehrtes Verwenden der gaspedalbasierten, gewünschten Leistungsquellendrehzahlkarte. Somit führt die empfangene Drehzahlanweisung von der Steuereinrichtung 124 zu der Gaspedalstellung, anstatt das die Gaspedalstellung zu einer gewünschten Leistungsquellendrehzahl führt. In einer solchen Situation kann die Steuereinrichtung 124 die Kraftstoffeffizienz der Maschine 100 erhöhen, wenn die Gaspedalsperrfunktion ausgeschaltet ist und die Leistungsquellendrehzahl aus dem Maximum zu der benötigen Drehzahl zum Erreichen des gewünschten Bodenausgangsdrehmoments zu der aktuellen Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl gebracht wird.
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Wie in 5 dargestellt, kann in dem Funktionsblock 500 die Steuereinrichtung 124 als erstes den gewünschten Hydraulikdurchfluss bestimmen, der der Arbeitsgeräthebelanweisung entspricht. Die Steuereinrichtung 124 kann zum Erzeugen eines Signals 508, das dem gewünschten Hydraulikdurchfluss entspricht, die Signale 502, 504 und 506 empfangen, die eine Hebeanweisung, eine Neigeanweisung und eine Lenkanweisung, die die Arbeitsgeräthebelanweisung bilden, entsprechen. Der gewünschte Hydraulikdurchfluss kann für sowohl die Arbeitsgerät- als auch die Lenkpumpen benötigt werden. Im Weiteren wird das Signal 508, das dem gewünschten Hydraulikdurchfluss entspricht, durch einen Skalierungs-Faktorisierungs-Block 510 zum Ermöglichen einer Optimierung des bestimmten gewünschten Hydraulikdurchflusses zum Aufnehmen eines akzeptablen Durchflusses, der für einen Antriebsstrang zulässig ist, verarbeitet. In einer Ausführungsform kann der akzeptable Durchfluss des Antriebsstrangs durch eine Nachschlagtabelle unter Verwendung von linearer Interpolation, einer Karte oder anderen geeigneten Mitteln erhalten werden. Nach der Bestimmung des akzeptablen Durchflusses, kann die Steuereinrichtung 124 eine Pumpendurchflusskarte 512 oder jegliche andere geeignete Mittel zum Übersetzen des Signals, das dem akzeptablen Durchfluss entspricht, zu einem Signal 514, das der zweiten benötigten Drehzahl der Leistungsquelle 102 entspricht, verwenden. Die zweite benötigte Drehzahl der Leistungsquelle 102 kann den gewünschten Hydraulikdurchfluss erfüllen, der der Arbeitsgeräthebelanweisung entspricht.
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Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 124 auch ein Signal 516 erzeugen, das einer Standby-Drehzahl der Leistungsquelle 102 entspricht. Die Standby-Drehzahl kann als die Drehzahl der Leistungsquelle 102, wenn die Maschine 100 mit minimalem Leistungsstrangdrehmoment und Arbeitsgerätdurchflussbedarf betreibbar ist, definiert sein. Im Weiteren kann die Steuereinrichtung 124 die Signale 402, 514 und 516, die der ersten benötigten Drehzahl, der zweiten benötigten Drehzahl und der Standby-Drehzahl entsprechen, durch einen Drehzahlentscheidungsblock 518 verarbeiten, der das Optimum oder die effizienteste der drei Drehzahlen auswählt, zum Ermöglichen, dass die Steuereinrichtung 124 dann ein Signal 520 erzeugt, das der gewünschten Drehzahl der Leistungsquelle 102 entspricht. Die Steuereinrichtung 124 kann dann die Drehzahlanweisung, die dem Signal 520 entspricht, zu der Leistungsquelle 102 über die Kommunikationsleitung 222 zum Erreichen der gewünschten Drehzahl der Leistungsquelle 102 ausgeben. Die Leistungsquelle 102 wandelt die Drehzahlanweisungen von der Steuereinrichtung 124 in Gaspedalstellungen durch umgekehrtes Verwenden der gaspedalbasierten gewünschten Leistungsquellendrehzahlkarte. Die Auswahl der optimalen Drehzahl wird auf eine solche Weise gemacht, dass sichergestellt wird, dass das gewünschte Bodenausgangsdrehmoment erreicht und auch der benötigte Hydraulikdurchfluss, der der Arbeitsgeräthebelanweisung entspricht, gehalten wird.
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In einer Ausführungsform kann, wenn die Drehzahl (erste benötigte Drehzahl) der Leistungsquelle 102 zum Halten des gewünschten Hydraulikdurchflusses, der der Arbeitsgeräthebelanweisung entspricht, größer als die Drehzahl (zweite benötigte Drehzahl) der Leistungsquelle 102 zum Erreichen des gewünschten Bodenausgangsdrehmoments ist, die Steuereinrichtung 124 dann die Anweisung zum Anpassen des Eingriffs der Laufradkupplung 116 bei der aktuellen Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl ausgeben. Auch kann, wenn die Drehzahl der Leistungsquelle 102 nicht schnell genug auf die Veränderung des gewünschten Bodenausgangsdrehmoments reagiert, die Steuereinrichtung 124 dann die Anweisung zum Anpassen des Eingriffs der Laufradkupplung 116 ausgeben.
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Wie in 6 dargestellt, kann in Funktionsblock 600 die Steuereinrichtung 124 die Signale 304/520, 306 und 308, die der aktuellen Drehzahl der Leistungsquelle 102 oder der gewünschten Drehzahl der Leistungsquelle 102, der aktuellen Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl und dem bestimmten gewünschten Bodenausgangsdrehmoment entsprechen, empfangen und im Weiteren ein Signal 602 erzeugen, das einer gewünschten Eingriffsstufe der Laufradkupplung 116 entspricht. In einer Ausführungsform ist die aktuelle Drehzahl der Leistungsquelle 102 eine aktuelle Drehzahl der Leistungsquelle 102, die zum Erreichen des minimalen Hydraulikdurchflussbedarfs, der der Arbeitsgeräthebelanweisung entspricht, benötigt wird. Die gewünschte Eingriffsstufe (Eingriffsgrad) der Laufradkupplung 116 kann den Grad, durch den die Laufradkupplung 116 möglicherweise rutschen muss, bereitstellen. Ferner kann in einer anderen Ausführungsform die Steuereinrichtung 124 die Anweisung, die dem Signal 602 entspricht, zu der Laufradkupplung 116 zum Anpassen der gewünschten Eingriffsstufe der Laufradkupplung 116 ausgeben.
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In einigen Fällen können innere Veränderungen in den Komponenten der Steuereinrichtung 124 und der Maschine 100, zum Beispiel Einfahren oder Verschleißen der Laufradkupplung 116 und dergleichen, bestehen. Dies kann zu einer ungenauen Bestimmung des Eingriffs der Laufradkupplung 116 zum Erreichen des gewünschten Bodenausgangsdrehmoments führen oder der bestimmte Eingriff der Laufradkupplung 116 kann das gewünschte Bodenausgangsdrehmoment nicht erreichen. Wie in 7 dargestellt, kann im Funktionsblock 700 die Steuereinrichtung 124 eine Rückkopplungssteuerung in geschlossenem Kreis zum Bestimmen jeglicher Ungenauigkeiten bei der Berechnung des Eingriffs der Laufradkupplung 116 verwenden. Die Steuereinrichtung 124 kann die Signale 702, 306, die der Laufraddrehzahl und der aktuellen Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl entsprechen, zum Erzeugen eines Signals 704, das dem gewünschten Bodendrehmomentausgangs entspricht, empfangen. Im Weiteren verarbeitet die Steuereinrichtung 124 das Signal 704 und das Signal 308 durch einen Fehlerkorrekturblock 706 zum Identifizieren eines Fehlers in dem gewünschten Bodendrehmomentausgang. Die Steuereinrichtung 124 wiederholt (iteriert) ferner den Prozess mit dem Proportional-Integral-Differential-Steuerungsblock 708 zum Identifizieren der benötigten Korrektur im Eingriff der Laufradkupplung 116. Die identifizierte Korrektur wird dem Signal 602 (identifiziert bei Schritt 600) in einem Fehlerkorrekturblock 710 zum nachfolgenden Erzeugen eines überarbeiteten Signals 712, das dem Eingriff der Laufradkupplung 116 entspricht, unterworfen.
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Im Weiteren kann, basierend auf der erhaltenen Korrektur, die durch die Rückkopplungssteuerung im geschlossenen Kreis bereitgestellt wird, die Steuereinrichtung 124 die Anweisung, die dem Signal 712 entspricht, zum Anpassen der Eingriffsstufe der Laufradkupplung 116 ausgeben. Ein Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass der Laufraddrehzahlsensor zur Verbesserung der Gesamtgenauigkeit und Leistung der Funktionsweise der Steuereinrichtung 124 beitragen kann.
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In einer Ausführungsform kann jegliche Steuereinrichtung mit einem Prozessor oder anderen Einrichtungen, die in der Lage sind, einen Algorithmus auszuführen, den Prozess 800, wie in 8 dargestellt, ausführen. In Schritt 802 kann die Steuereinrichtung 124 ein oder mehrere Signale, die eine Laufradkupplungsanweisung, eine Leistungsquellendrehzahl, eine aktuelle Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl und eine Arbeitsgeräthebelanweisung angeben, empfangen. Im Weiteren kann bei Schritt 804 die Steuereinrichtung 124 ein gewünschtes Ausgangsdrehmoment zu der aktuellen Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl basierend auf den empfangenen Signalen, die der Laufradkupplungsanweisung und der Leistungsquellendrehzahl entsprechen, bestimmen. In Folge dessen kann die Steuereinrichtung 124 bei Schritt 806 ein oder mehrere Signale zum Anpassen der Drehzahl einer Leistungsquelle 102 und/oder eines Eingriffs einer Laufradkupplung 116 basierend mindestens teilweise auf dem bestimmten gewünschten Ausgangsdrehmoment und dem empfangenen Signal, das der Arbeitsgeräthebelanweisung entspricht, erzeugen.
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Ein Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass die 3 bis 8 nur exemplarisch sind. Die Abfolge der Schritte und die Steuerungslogik, die oben beschrieben sind, beschränken den Umfang dieser Offenbarung nicht. Andere ähnliche Techniken, die zum Erreichen eines gewünschten Ausgangsdrehmoments durch Anpassen der Drehzahl der Leistungsquelle 102 und/oder des Eingriffs der Laufradkupplung 116 oder die Verwendung von Kupplungen des Getriebes 106, können ebenso verwendet werden.
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Während die Aspekte der vorliegenden Offenbarung insbesondere unter Bezugnahme auf die obigen Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche zusätzliche Ausführungsformen durch die Modifikation der offenbarten Maschinen, Systeme und Verfahren ohne Abweichung vom Wesen und Umfang der vorliegenden Offenbarung erhalten werden können. Es sollte verstanden werden, dass solche Ausführungsformen in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen, wie basierend auf den Ansprüchen und jeglichen Äquivalenten davon bestimmt ist.
