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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Maschine, die mit einem stufenlos variablen Getriebe (CVT) ausgestattet ist, und insbesondere ein CVT, das dazu geeignet ist, in einer oder in mehreren diskreten, virtuellen Übersetzungen zu laufen.
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Hintergrund
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Viele Maschinen verwenden Getriebe, um den Ausgang einer Antriebsmaschine oder Leistungsquelle, zum Beispiel eines Verbrennungsmotors, mit einem angetriebenen Element oder einer angetriebenen Vorrichtung, wie etwa Rädern oder einem Arbeitswerkzeug, zu koppeln. Herkömmliche Getriebe umfassen typischerweise eine oder mehrere festgelegte, auswählbar einlegbare Übersetzungen, die die Drehzahl der Antriebsmaschine und, in einem umgekehrten Verhältnis, das Drehmoment erhöhen oder verringern könnten. Spezifische Übersetzungen entsprechen oft diskreten und bekannten Drehzahlbereichen der angetriebenen Vorrichtung, so dass die Auswahl einer spezifischen Übersetzung den Betrieb der angetriebenen Vorrichtung innerhalb dieses Drehzahlbereichs ermöglicht. Dementsprechend kann das Verändern der erwünschten Drehzahl und/oder des erwünschten Drehmoments es erfordern, die Übersetzungen zu ändern, was auf in Stufen gesteuerte Weise erfolgen kann, d. h., durch Hoch- oder Herunterschalten. Viele Bediener dieser Maschinen haben sich an die Verwendung herkömmlicher Getriebe gewöhnt, da sie für Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit im Betrieb der Maschine und insbesondere der angetriebenen Vorrichtung sorgen. Zum Beispiel kann ein Bediener wissen, dass hohe Gänge besser für Fahrten mit hoher Drehzahl und geringer Zugkraft geeignet sind, und niedrige Gänge besser für den Schleppbetrieb oder zur Beschleunigung.
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In neuerer Zeit haben einige Hersteller bestimmte Maschinen mit stufenlos variablen Getrieben (CVTs) anstelle der herkömmlichen Getriebe auf Zahnradbasis ausgestattet. Ein CVT stellt einen unbegrenzten oder kontinuierlichen Bereich von Drehmoment-Drehzahl-Ausgabeverhältnissen in Bezug auf einen beliebigen gegebenen Eingang von der Antriebsmaschine bereit. Mit anderen Worten kann der Ausgang des CVT über einen kontinuierlichen Bereich in beinahe unendlich kleinen Inkrementen erhöht oder verringert werden. Somit legt ein CVT keine spezifischen, diskreten Übersetzungen zur Bestimmung oder Steuerung seines Ausgangs ein. Einige Bediener haben jedoch ihr Unbehagen mit CVTs ausgedrückt, da diesen die auswählbaren und vorhersagbaren Übersetzungen herkömmlicher Getriebe auf Zahnradbasis fehlen.
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US 7 641 588 B2 („das '588er-Patent“) beschreibt einen Ansatz, um das Unbehagen und die Ungewohntheit der Bediener mit CVTs zu beseitigen oder zu verringern. Nach dem '588er-Patent kann ein elektronisches oder computergestütztes Steuergerät operativ dem CVT und/oder der Antriebsmaschine zugeordnet sein. Das Steuergerät ist dazu ausgebildet, den Betrieb jener Vorrichtungen innerhalb klar definierter Ausgangsbereiche zu regeln, die durch eine Vielzahl von diskreten, vorbestimmten Drehzahlbereichen bereitgestellt werden, die ein Bediener selektiv einlegen kann. Das '588-er Patent stellt somit virtuelle Übersetzungen bereit, die den in herkömmlichen Getrieben eingesetzten tatsächlichen Übersetzungen entsprechen.
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Ferner zeigt
DE 10 2010 061 279 A1 ein stufenlos verstellbares Getriebe mit einem stufenlosen Gangumschaltmechanismus mit einer Primärscheibe, einer Sekundärscheibe und einer Kette, einem Gangumschalt-Betätigungsbereich, an dem ein Gangumschaltvorgang eingegeben wird, sowie einer Gangumschalt-Steuereinheit, die ein Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Gangumschaltmechanismus nach Maßgabe des von dem Gangumschalt-Betätigungsbereich eingegebenen Gangumschaltvorgangs ändert.
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Die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab, die Implementierung und Koordination der Methodologie der virtuellen Gänge bei CVTs zu erweitern und die Bedienbarkeit von Maschinen, die mit solchen Fähigkeiten ausgestattet sind, für Bediener zu verbessern.
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Zusammenfassung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verfahren zur Regelung des Drehzahlausgangs einer Maschine sowie durch eine Maschine gemäß den Hauptansprüchen gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungen der Erfindung.
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Die Offenbarung beschreibt nach einem Aspekt ein Verfahren zur Regelung des Drehzahlausgangs einer Maschine mit einem CVT. Dem CVT ist eine Vielzahl von virtuellen Übersetzungen zugeordnet. Das Verfahren registriert die Bewegung einer Bedienereingabevorrichtung von einer ersten Position in eine zweite Position. Im Ansprechen darauf schaltet das Verfahren mit einer ersten Inkrementierungsrate zwischen virtuellen Übersetzungen aus der Vielzahl von virtuellen Übersetzungen. Das Verfahren kann des Weiteren die Bewegung der Bedienereingabevorrichtung von der zweiten Position in eine dritte Position registrieren. In Ansprechen auf die Registrierung kann das Verfahren mit einer zweiten Inkrementierungsrate zwischen virtuellen Übersetzungen aus der Vielzahl von virtuellen Übersetzungen schalten.
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Nach einem weiteren Aspekt beschreibt die Offenbarung eine Maschine, die ein CVT und eine Bedienereingabevorrichtung umfasst, die zwischen einer Vielzahl von Positionen bewegbar ist. Die Maschine umfasst auch ein Steuergerät, das mit der Bedienereingabevorrichtung in Verbindung steht und dazu ausgebildet ist, das CVT in Übereinstimmung mit einer Vielzahl von virtuellen Übersetzungen zu steuern. Das Steuergerät assoziiert des Weiteren eine erste Position der Bedienereingabevorrichtung mit einer Neutralposition; eine zweite Position der Bedienereingabevorrichtung mit einer ersten Inkrementierungsrate; und eine dritte Position der Bedienereingabevorrichtung mit einer zweiten Inkrementierungsrate.
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Nach einem noch weiteren Aspekt beschreibt die Offenbarung ein Verfahren zur Regelung eines CVT, dem eine Vielzahl von virtuellen Übersetzungen zugeordnet ist. Eine virtuelle Übersetzung kann aus der Vielzahl von virtuellen Übersetzungen ausgewählt werden. Das Verfahren kann ein erstes Bedienereingabesignal von einer Bedienereingabevorrichtung registrieren und im Ansprechen darauf die ausgewählte virtuelle Übersetzung mit einer ersten Rate erhöhen. Das Verfahren kann auch ein zweites Bedienereingabesignal von einer Bedienereingabevorrichtung registrieren und in Ansprechen darauf die ausgewählte virtuelle Übersetzung mit einer zweiten Rate erhöhen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist eine schematische Seitenansicht einer mobilen Maschine mit einer Antriebsmaschinen-Leistungsquelle, die mit einem angetriebenen Element durch ein zwischengeschaltetes CVT gekoppelt ist.
- 2 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht einer Bedienerstation der Maschine, die verschiedene zugängliche, von einem Bediener betätigte Steuerungen und Eingaben zum Betreiben der Maschine umfasst.
- 3 ist eine schematische Veranschaulichung eines Antriebsstrangs der Maschine, der eine Ausführungsform eines CVT und ein Steuergerät umfasst, das dazu ausgebildet ist, das CVT unter Verwendung einer Vielzahl von virtuellen Übersetzungen zu betreiben.
- 4 ist eine Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Steuerkennfelds bzw. einer Steuertabelle zur Korrelierung einer Vielzahl von virtuellen Übersetzungen, die dem CVT zugeordnet sind, mit der Drehzahl der Maschine.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Bedienersteuervorrichtung, die einen virtuellen Gangschalthebel mit mehreren Positionen zum Schalten von virtuellen Übersetzungen innerhalb der Vielzahl von virtuellen Übersetzungen umfasst.
- 6 ist eine Querschnittsansicht des virtuellen Gangschalthebels von 5 und bildet eine Vielzahl von auswählbaren, unterschiedlichen Positionen ab, die einem Schiebeschalter mit mehreren Positionen zugeordnet sind.
- 7 ist ein Flussdiagramm und veranschaulicht eine mögliche Routine oder ein mögliches Verfahren zum Schalten innerhalb der Vielzahl von virtuellen Übersetzungen unter Verwendung des virtuellen Gangschalthebels von 5.
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Detaillierte Beschreibung
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Diese Offenbarung betrifft eine Maschine, die mit einem stufenlos variablen Getriebe (CVT) ausgestattet ist, um eine Antriebsmaschinenleistungsquelle operativ mit einem angetriebenen Element zu koppeln und mechanische Leistung von ersterer zu letzterem zu übertragen. CVTs können manchmal auch als unendlich variable Getriebe (IVTs) bezeichnet werden, doch betrifft die Offenbarung beide Getriebe sowie jegliche ähnlichen Getriebetypen, unabhängig von der Nomenklatur. So wie er hierin verwendet wird, kann der Begriff „Maschine“ sich auf einen beliebigen Typ von Maschine beziehen, die eine Betriebsart ausführt, die einer Industrie, wie z. B. Bergbau, Bauwirtschaft, Landwirtschaft, Transport oder einer beliebigen anderen in der Technik bekannten Industrie zugeordnet ist. Darüber hinaus kann ein Werkzeug mit der Maschine verbunden sein. Solche Arbeitsgeräte können für verschiedene Aufgaben eingesetzt werden, einschließlich z. B. Verladen, Verdichten und Heben, Bürsten, und umfassen z. B. Schaufeln bzw. Löffel, Verdichtungsgeräte, Gabelhubvorrichtungen, Bürsten, Greifer, Schneiden, Scheren, Schilde, Brecher/Hämmer, Bohrer und andere. Beispielsweise kann die Maschine eine Erdbewegungsmaschine sein, wie z. B. ein Radlader, ein Bagger, ein Muldenkipper, ein Tieflöffelbagger, ein Motorgrader, eine Materialhandlingmaschine oder dergleichen. Außerdem kann die Maschine auf dem Gebiet des Transports eingesetzt werden, zum Beispiel Straßenlastwagen, Frachtfahrzeuge oder dergleichen.
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Nun Bezug nehmend auf 1, wobei gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Elemente beziehen, wird eine Ausführungsform einer Maschine 100 und insbesondere ein Motorgrader veranschaulicht, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist. Die Maschine 100 kann in der Lage sein, zwischen dem Straßenbetrieb mit hohen Drehzahlen und dem Schwerlastbetrieb zu wechseln. Zum Beispiel kann die Maschine 100 ein in den Boden eingreifendes Werkzeug wie etwa ein Schild 102 umfassen, das durch Leistung eingestellt werden kann, um eine Arbeitsfläche zu planieren oder zu glätten. Die Maschine 100 ist auf mit dem Boden in Eingriff stehenden Vortriebseinrichtungen 104 wie etwa Rädern getragen, die zur Vorder- und Hinterseite der Maschine hin angeordnet sein können. In anderen Ausführungsformen der Maschine können alternative Vortriebseinrichtungen 104 durchgehende Raupen, Bänder, Propeller, etc. umfassen. Um die Maschine in Bezug auf den Untergrund vorzutreiben und zu lenken, kann zumindest ein Satz von Rädern durch Leistung angetrieben werden, um sich zu drehen, und ein weiterer Satz kann durch einen Bediener an Bord der Maschine, aus der Ferne oder durch ein anderes Steuerschema lenkbar sein.
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Leistung zum Antrieb der Räder kann durch eine Leistungsquelle 106 bereitgestellt werden, die manchmal als Antriebsmaschine bezeichnet wird und an der Maschine angeordnet ist. Ein geeignetes Beispiel einer Leistungsquelle 106 ist ein Verbrennungsmotor, wie etwa ein Kompressionszündungs-Dieselmotor, der einen Kraftstoff auf Kohlenwasserstoffquelle oder eine andere verbrennbare Kraftstoffquelle verbrennt, um die potenzielle oder chemische Energie darin in mechanische Leistung umzuwandeln, die für andere Arbeiten eingesetzt werden kann. Andere geeignete Typen von Leistungsquellen 106 können funkengezündete Benzinmotoren, Turbinen, Hybridmotoren, solarbetriebene Motoren und dergleichen umfassen. Um die von der Leistungsquelle 106 erzeugte mechanische Leistung an die Vortriebseinrichtungen 104 zu übertragen, kann die Maschine 100 einen Antriebsstrang 108 umfassen, der die Leistungsquelle und die Vortriebseinrichtungen operativ durch ein zwischengeschaltetes CVT 110 koppelt. Der Antriebsstrang 108 kann auch verschiedene Wellen, Kupplungen, Differentiale und andere Einrichtungen umfassen, um Leistung zu übertragen und den Betrieb der Maschine zu unterstützen. Zusätzlich können eine oder mehrere Leistungsabnahmen (power takeoffs bzw. PTOs) direkt oder indirekt mit dem Antriebsstrang 108 in Eingriff stehen, um einen Teil der Leistung an eine Zusatzvorrichtung, wie etwa das durch Leistung betätigte Schild 102, umzuleiten oder zu übertragen.
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Um den Betrieb der Maschine 100 zu leiten, kann eine Bedienerstation 112, die dazu ausgebildet ist, einen Bediener unterzubringen, an der Maschine an einer Stelle vorgesehen sein, die eine visuelle Übersicht über die Betriebsumgebung ermöglicht. Verschiedene Steuerungen und/oder Eingaben 114, mit welchen der Bediener zur Manövrierung und zum Betrieb der Maschine 100 interagieren kann, können im Inneren der Bedienerstation 112 zugänglich sein. Zum Beispiel können unter Bezugnahme auf 2 die Steuerungen und/oder Eingaben 114 einen ersten Steuerknüppel oder Joystick 120 und einen zweiten Joystick 122 umfassen, die an beiden Seiten der Bedienerstation 112 angeordnet sind. Der Bediener kann die Joysticks 120, 122 ergreifen und manipulieren, um den Betrieb der Maschine oder des Werkzeugs einzustellen. Zum Beispiel kann der erste Joystick 120 die Lenkung steuern, und der zweite Joystick 122 kann ein Werkzeug steuern. In anderen Ausführungsformen kann ein Lenkrad oder ein anderer geeigneter Typ von Steuerung eingeschlossen sein.
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Die weitere Einstellung des Maschinenbetriebs kann durch ein oder mehrere Gelenkpedale erfolgen, die zum Boden der Bedienerstation 112 hin angeordnet sind. Wie allgemein bekannt kann ein Bediener ein Pedal über einen Verschiebungsbereich drücken oder loslassen, um eine erwartete Reaktion der Maschine herbeizuführen. In der veranschaulichten Ausführungsform können ein rechts orientiertes erstes Pedal 130, ein zentral orientiertes zweites Pedal 132 und ein links orientiertes drittes Pedal 134 vorgesehen sein. Zum Beispiel kann das erste Pedal 130 als ein Gaspedal fungieren, das der Bediener modulieren kann, um den Wunsch zur Erhöhung oder Verringerung der Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit der Maschine anzuzeigen. Das zweite Pedal 132 kann einer Betriebsbremse zugeordnet sein, die die Drehung des Antriebsstrangs 108 verzögern kann, um die Maschine zu verlangsamen. Die Betriebsbremse kann physisch in die Abschnitte des Antriebsstrangs eingreifen oder kann eine oder mehrere Betriebsbedingungen einstellen, die zu einer Verringerung der Maschinendrehzahlausgangs führen können. Das dritte Pedal 134 kann einer Kupplung zugeordnet sein, die das Ein- und/oder Ausrücken verschiedener Komponenten in dem Antriebsstrang 108 betätigt oder simuliert.
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Um visuell mit dem Bediener zu interagieren, kann eine visuelle Anzeige 138 mit einem Bildschirm oder Monitor in der Bedienerstation 112 angeordnet sein. Die visuelle Anzeige 138 kann zum Beispiel Informationen bezüglich der Betriebsparameter, Leistungseigenschaften, Zustände und Variablen in Bezug auf verschiedene Aspekte des Maschinenbetriebs anzeigen. Die gemeinsamen Anzeigeinformationen können Geschwindigkeit, Richtung, Drehzahl der Leistungsquelle (u/min), Übersetzung, Motorlast, Kraftstofffüllstand und dergleichen umfassen. Die visuelle Anzeige 138 kann ein beliebiger geeigneter Typ von Anzeige sein, was eine Flüssigkristallanzeige (LCD), ein Kathodenstrahlrohr (CRT), eine Plasmaanzeige oder dergleichen umfasst. Außerdem kann die visuelle Anzeige 138 dazu ausgebildet sein, Eingaben von dem Bediener durch Berührungsbildschirmtechnologie, Folientasten und so weiter zu empfangen. Verschiedene andere Typen von Schaltern, Tasten, Knöpfen, Rädern, Hebeln und dergleichen können an unterschiedlichen Stellen in der Bedienerstation 112 eingeschlossen sein. Zum Beispiel kann sich unter den Steuerungen und/oder Eingaben 114 eine Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Steuerung (bzw. F-N-R-Steuerung) zur Steuerung der Fahrtrichtung der Maschine, d. h. vorwärts oder rückwärts, oder irgendwelcher anderer betrieblicher Parameter befinden.
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Unter Bezugnahme auf 3 wird eine Ausführungsform des Antriebsstrangs 108 zur Übertragung mechanischer Leistung durch die Maschine in größerem Detail veranschaulicht. Die Antriebsmaschinenleistungsquelle 106, zum Beispiel ein Diesel-Verbrennungsmotor, erzeugt einen Drehleistungsausgang, der einen Leistungsquellenausgang 142, wie etwa eine sich von der Leistungsquelle weg erstreckende Antriebswelle, drehen kann. Die Drehzahl und, in gewisser Weise damit zusammenhängend, das Drehmoment, die von der Leistungsquelle erzeugt werden, können selektiv variiert werden. Betrachtet man zum Beispiel einen Diesel-Verbrennungsmotor, so können die Drehzahl und Leistungsabgabe eingestellt werden, indem die Menge an Kraftstoff, die in den Motor eingeleitet und dort verbrannt wird, erhöht oder verringert wird, oder indem die Verdrängungsvolumina der Verbrennungskammern eingestellt werden, etc. Um direkt oder indirekt die Drehausgangs-Drehzahl, die von der Leistungsquelle 106 erzeugt wird, d. h., die Leistungsquellendrehzahl, zu messen, kann ein Leistungsquellensensor 144 dem Leistungsquellenausgang 142 zugeordnet sein. Als ein Beispiel kann der Leistungsquellensensor 144 ein magnetischer Sensor vom Typ eines Aufnehmers sein, der ein rotierendes Magnetfeld aufnimmt, das von einem der drehenden Komponente des Leistungsquellenausgangs 142 wie etwa der Antriebswelle, einem Schwungrad oder dergleichen zugeordneten Magneten erzeugt wird. In anderen Ausführungsformen kann der Leistungsquellensensor 144 ein optischer Aufnahmesensor sein, der optisch eine visuelle Angabe an der drehenden Komponente abliest. Andere Systeme, die der Leistungsquelle 106 zugeordnet sein können, umfassen Kraftstoffsysteme, Lufteinlasssysteme, Abgassysteme, und dergleichen.
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Um die Drehzahl und/oder das Drehmoment des von der Leistungsquelle 106 erzeugten Drehausgangs einzustellen, zum Beispiel durch Erhöhen der Drehzahl, und das Drehmoment umgekehrt zu beeinflussen, kann das CVT 110 dem Leistungsquellenausgang 142 nachgeordnet und operativ damit gekoppelt sein. Wie oben angeführt, kann das CVT 110 eine kontinuierliche oder infinite Anzahl verfügbarer Drehmoment-Drehzahl-Verhältnisse bereitstellen, um den Ausgang von der Leistungsquelle 106 zu variieren. Mit anderen Worten kann das CVT 110, das als ein Kasten in unterbrochenen Linien dargestellt ist, den Drehausgang durch ein dem Leistungsquellenausgang 142 zugeordnetes CVT-Eingangselement 150 empfangen, und diesen auf gesteuerte Weise durch Verändern des Drehmoment-Drehzahl-Verhältnisses über einen kontinuierlichen Bereich oder ein kontinuierliches Spektrum modifizieren, bevor es ihn durch ein CVT-Ausgangselement 152 überträgt. Um das Drehmoment-Drehzahl-Verhältnis zu variieren, können eine oder mehrere betriebliche Eigenschaften des CVT reaktiv gesteuert werden.
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In der veranschaulichten Ausführungsform kann das CVT 110 ein hydromechanisches CVT mit getrennten Pfaden sein, in welchem der Dreheingang von dem CVT-Eingangselement 150 proportional in zwei parallele Pfade gesplittet wird, bevor er an dem CVT-Ausgangselement 152 wieder kombiniert wird. Die Pfade können einen mechanischen Leistungsübertragungspfad 160 und einen hydrostatischen Leistungsübertragungspfad 170 umfassen, die innerhalb des CVT 110 angeordnet sind. Um den Dreheingang physikalisch zu splitten, kann ein Pfadtrenner 154, der mit einer Welle des CVT-Eingangselement 150 gekoppelt ist, eine Reihe von parallelen, miteinander verzahnten Zahnrädern umfassen, die die Drehachse des Dreheingangs duplizieren oder versetzen können, um sie entweder mit dem mechanischen Leistungsübertragungspfad 160 und/oder dem hydrostatischen Leistungsübertragungspfad 170 auszurichten.
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Der mechanische Leistungsübertragungspfad 160 kann den Drehleistungseingang von dem CVT-Eingangselement 150 durch mechanische, dynamische Techniken an das CVT-Ausgangselement 152 übertragen. Zum Beispiel kann der mechanische Leistungsübertragungspfad 160 ein mehrgängiges bidirektionales mechanisches Getriebe mit verschiedenen Vorwärtsgängen, Rückwärtsgängen und/oder Kupplungen verkörpern. Die Gänge und/oder Kupplungen können in einem einstellbaren und selektiv einrückbaren Getriebezug 162 angeordnet sein, so dass vorbestimmte Gangkombinationen eingelegt werden können, um eine diskrete Ausgangsübersetzung zu erzeugen. Auf diese Weise kann der mechanische Leistungsübertragungspfad in ähnlicher Weise funktionieren wie herkömmliche Getriebe auf Zahnradbasis.
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Der hydrostatische Leistungsübertragungspfad 170 kann die Drehleistungsabgabe von dem CVT-Eingangselement 150 an das CVT-Ausgangselement 152 unter Verwendung fluidmechanischer und hydraulischer Konzepte übertragen. Zum Beispiel kann der hydrostatische Leistungsübertragungspfad 170 eine Hydraulikpumpe 172 und einen Hydraulikmotor 174 umfassen, die untereinander durch eine Fluidübertragungsleitung 176 verbunden sind, wie etwa einen flexiblen Hydraulikschlauch, der ein Hydraulikfluid leiten kann. Die Hydraulikpumpe 172, die eine Pumpe mit variabler Verdrängung, Schrägscheibe oder dergleichen sein kann, kann operativ mit dem CVT-Eingangselement 150 gekoppelt sein und kann den Drehleistungseingang in Hydraulikdruck umwandeln, indem das Hydraulikfluid in der Fluidübertragungsleitung 176 unter Druck gesetzt wird. Die Fluidübertragungsleitung leitet das unter Druck stehende Hydraulikfluid an den Hydraulikmotor 174, um einen zugehörigen Impeller oder dergleichen zu drehen und den Hydraulikdruck wieder in einen Drehausgang umzuwandeln. Eine „Übersetzung“ oder „effektive Übersetzung“ des hydrostatischen Leistungsübertragungspfades 170 kann zum Beispiel durch Variieren der Verdrängung der Hydraulikpumpe 172 oder durch Verändern des Widerstands der Fluidübertragungsleitung 176 geändert werden. Die hydraulische Verdrängung und/oder der hydraulische Widerstand kann stufenlos innerhalb der betrieblichen Grenzen des CVT variiert werden, um eine infinite Anzahl effektiver Übersetzungen bereitzustellen.
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Die Ausgänge des mechanischen Leistungsübertragungspfads 160 und eines hydrostatischen Leistungsübertragungspfads 170 können unter Verwendung einer oder mehrerer Zahnradanordnungen, die in Verbindung mit dem CVT-Ausgangselement 152 arbeiten, wieder kombiniert werden. Zum Beispiel können die Zahnradanordnungen ein Planetengetriebe 180 mit einem inneren Sonnenrad 182, einem äußeren Hohlrad 184, und einen dazwischen liegenden Träger 186 umfassen, die miteinander in Wirkeingriff stehen. Wie der Fachmann erkennen wird, können die Beziehungen und die Relativbewegungen der verschiedenen Zahnräder in einem Planetengetriebe eingestellt werden, um eine Reihe von unterschiedlichen Ausgänge einschließlich reversibler Ausgänge zu erzeugen. Zum Beispiel kann die Drehzahl, mit welcher sich das Hohlrad 184 relativ zu einer Basis dreht, und die Drehzahl, mit welcher sich der Träger 186 relativ zu dem Hohlrad 184 dreht, eine Umdrehungsgeschwindigkeit des Sonnenrads 182 zu bestimmen. Dementsprechend kann eine beliebige kombinierte Übersetzung erzielt werden, indem die diskrete Übersetzung des mechanischen Leistungsübertragungspfades 160 und die variable Übersetzung des hydrostatischen Leistungsübertragungspfades 170 variiert und diese in unterschiedlichen ausgewählten Verhältnissen des Planetenrades 180 rekombiniert werden, wodurch das Ausgabedrehmoment und die Drehzahleigenschaften des CVT 110 verändert werden.
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In anderen Ausführungsformen kann das CVT ein rein mechanisches CVT unter Verwendung einer Reihe von auswählbaren, miteinander in Beziehung stehenden Getriebezüge sein, wie etwa der Getriebezug 162 in 3. Das rein mechanische CVT kann auch als ein Treibscheibensystem mit variablem Durchmesser verwirklicht sein, das zwei oder mehr parallele umgekehrt konusförmige Riemenscheiben umfasst, die durch einen Riemen verbunden sind. Ein Stellglied kann den Riemen axial in Bezug auf die parallelen Riemenscheiben verschieben, um sie an unterschiedlichen Durchmessern auszurichten und dadurch Ausgänge mit variablem Drehmoment und Drehzahl zu erzeugen. In anderen Ausführungsformen kann das CVT ein rein hydrostatisches CVT sein, ähnlich dem hydrostatischen Leistungsübertragungspfad 170 in 3. Darüber hinaus kann das CVT ein elektrisch-magnetisches CVT mit einer Generator-Motor-Kombination sein. Der Dreheingang kann den Generator antreiben, um Elektrizität zu erzeugen, die den Motor antreibt, um den Drehausgang zu reproduzieren. Um das Drehmoment-Drehzahl-Verhältnis stufenlos zu variieren, kann der elektrische Widerstand zwischen dem Generator und dem Motor in zunehmend kleinen Inkrementen eingestellt werden. In anderen Ausführungsformen kann ein beliebiger geeigneter Typ CVT verwendet werden.
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Um den Drehausgang des CVT 110 zu messen, kann ein CVT-Sensor 158, wie etwa ein Magnetaufnahmesensor oder ein optischer Sensor, dem CVT-Ausgangselement 152 zugeordnet sein, um die erzeugte Umdrehungsgeschwindigkeit zu erfassen. In einer weiteren Ausführungsform kann der Drehrnomentausgang des CVT 110 durch einen Sensor bestimmt werden, der in der Fluidübertragungsleitung 176 angeordnet ist und den Hydraulikdruck darin misst. Die Drehmomentübertragung durch das CVT kann dann von dem gemessenen Hydraulikdruck abgeschätzt werden, und jegliche möglichen Getriebeverluste und -ineffizienzen können berücksichtigt werden. Der Antriebsstrang 108 kann an einer Vortriebsvorrichtung 104, wie etwa einem drehbaren Rad, enden, das mit dem Boden in Eingriff steht und die Maschine vortreibt. Verschiedene Achsen, Differentiale und dergleichen können den Eingriff des Antriebsstrangs 108 mit dem Rad erleichtern. Um eine tatsächliche Maschinendrehzahl zu messen, kann ein Massesensor oder dergleichen (nicht veranschaulicht) vorgesehen werden. In der Ausführungsform von 3 kann ein Maschinendrehzahlsensor 159, wie etwa ein magnetischer Aufnahme- oder ein optischer Sensor, dem Rad zugeordnet sein. Die Maschinengeschwindigkeit, d. h. die pro Zeiteinheit zurückgelegte Distanz, kann durch Multiplikation der Umdrehungen pro Sekunde des Rades mit dem Radumfang berechnet werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Maschinendrehzahlsensor oder ein anderer Sensor bestimmen, ob die Vortriebsvorrichtung in Bezug auf den Boden rutscht oder durchdreht.
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Um die verschiedenen Komponenten in dem Antriebsstrang 108 einschließlich des CVT 110 zu koordinieren und zu steuern, kann die Maschine eine Steuereinheit, ein Modul oder Steuergerät 190 umfassen, die elektronisch oder computerisiert sind. Das Steuergerät 190 kann dazu geeignet sein, verschiedene Betriebsparameter zu überwachen und reaktiv verschiedene Variablen und Funktionen zu regeln, die den Antriebsstrang beeinflussen. Das Steuergerät 190 kann einen Mikroprozessor, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), oder eine andere geeignete Schaltung umfassen und kann einen Speicher oder andere Datenspeichermöglichkeiten aufweisen. Das Steuergerät kann Funktionen, Schritte, Routinen, Datentabellen, Datenkennfelder, Diagramme und dergleichen umfassen, oder ein anderes elektronisch zugreifbares Speichermedium, um das Motorsystem zu steuern. Speicher oder computerlesbare Medien können die Form beliebiger Medien annehmen, die Anweisungen zur Ausführung durch das Steuergerät bereitstellen. Das Medium kann die Form nicht flüchtiger Medien, flüchtiger Medien und Übertragungsmedien annehmen. Nicht flüchtige Medien umfassen zum Beispiel optische oder magnetische Scheiben. Flüchtige Medien umfassen dynamische Speicher. Übertragungsmedien umfassen Koaxialkabel, Kupferdrähte und Faseroptiken, und können auch die Form von Schall- oder Lichtwellen annehmen, wie etwa jene, die bei der Funk- und Infrarot-Datenkommunikation erzeugt werden. Übliche Formen computerlesbarer Medien umfassen zum Beispiel eine Floppydisk, eine flexible Scheibe, Festplatte, ein magnetisches Band, oder ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Papierband, ein beliebiges anderes physikalisches Medium mit Lochmustern, ein RAM, ein PROM, und EPROM, ein FLASH-EPROM, ein beliebiger anderer Speicherchip oder - kassette, eine Trägerwelle wie im Folgenden beschrieben, oder ein beliebiges anderes Medium, von welchem ein Computer oder Prozessor lesen kann. Obwohl in 3 das Steuergerät 190 als eine einzelne, diskrete Einheit veranschaulicht ist, können in anderen Ausführungsformen das Steuergerät und seine Funktionen auf eine Vielzahl von unterschiedlichen und getrennten Komponenten aufgeteilt sein. Um Betriebsparameter zu empfangen und Steuerbefehle oder -anweisungen zu senden, können dem Steuergerät operativ verschiedenen Sensoren und Steuerungen in dem Antriebsstrang 108 zugeordnet sein und mit ihm kommunizieren. Die Kommunikation zwischen dem Steuergerät und den Sensoren kann durch Senden und Empfangen digitaler oder analoger Signale über elektronische Kommunikationsleitungen oder Kommunikationsbusleitungen hergestellt werden. Die verschiedenen Kommunikations- und Befehlskanäle sind zum Zweck der Veranschaulichung in unterbrochenen Linien angezeigt.
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Zum Beispiel kann das Steuergerät 190, um eine erwünschte Erhöhung oder Verringerung in der Drehzahl oder Leistungsabgabe der Maschine zu registrieren, mit einem Pedalsensor 192 kommunizieren, der operativ einem oder mehreren der ersten, zweiten und dritten Pedale 130, 132, 134 zugeordnet ist. Würde der Bediener das erste Pedal 130 modulieren, das als Gaspedal arbeitet, kann der Pedalsensor 192 Grad und Ausmaß der Modulation registrieren und kann in Antwort darauf ein Bedienereingangssignal erzeugen. Der Pedalsensor 192 kommuniziert das Bedienereingangssignal an das Steuergerät 190, das den Betrieb einer oder mehrerer Komponenten in dem Antriebsstrang 108 einstellen kann, um die Drehzahl und/oder den Ausgang zu erhöhen oder zu verringern. Das Steuergerät 190 kann auch mit dem ersten und/oder zweiten Joystick 120, 122 kommunizieren, um einen Eingabebefehl zu registrieren, der darauf abzielt, die Maschine zu lenken oder die Werkzeuge einzustellen. Das Steuergerät 190 kann auch mit der visuellen Anzeige 138 kommunizieren und kann Informationen an die Anzeige senden und durch diese empfangen.
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Um den Betrieb der Maschine weiter zu regeln, kann das Steuergerät 190 mit anderen Sensoren und/oder Steuerungen kommunizieren, die rund um die Maschine angeordnet sind. Zum Beispiel kann das Steuergerät, um die Ausgangsdrehzahl und/oder das Ausgangsdrehmoment zu überwachen, die von der Leistungsquelle 106 erzeugt werden, mit dem Leistungsquellensensor 144 kommunizieren. Für den beschriebenen Verbrennungsmotor, der eine Drehkraft erzeugt, kann die überwachte Drehzahl in Umdrehungen pro Minute (u/min) vorliegen. In ähnlicher Weise kann das Steuergerät, um die Veränderungen in dem Drehmoment-Drehzahl-Ausgang zu überwachen, die durch das CVT 110 bewirkt werden, mit dem CVT-Sensor 158 kommunizieren oder direkt den hydrostatischen Druck in der Fluidübertragungsleitung 176 messen. Das Steuergerät 190 kann auch die tatsächliche Maschinendrehzahl bestimmen oder abschätzen, unabhängig von Getriebebelangen in dem Antriebsstrang 108, indem es direkt mit dem Maschinendrehzahlsensor 159 kommuniziert, der der Vortriebsvorrichtung 104 zugeordnet ist. Das Steuergerät 190 kann dazu ausgebildet sein, weitere Stellglieder und Steuergeräte rund um die Maschine einzustellen, um reaktiv den Betrieb der Leistungsquelle 106 und/oder des CVT 110 zu regeln.
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Wie oben beschrieben kann das Steuergerät die Ausgangsdrehzahl und/oder das Ausgangsdrehmoment des CVT innerhalb diskreter Bereiche regeln, indem diese Bereiche einer Vielzahl von durch den Bediener auswählbaren virtuellen Übersetzungen zugeordnet werden. Eine beliebige geeignete Anzahl virtueller Übersetzungen kann eingesetzt werden, einschließlich Bruchteile oder Inkremente diskreter virtueller Übersetzungen. Die virtuellen Übersetzungen können den Vorwärts- und/oder Rückwärtsrichtungen der Maschine zugeordnet sein. Unter Bezugnahme auf 4 wird dort ein Kennfeld 200 für virtuelle Gänge veranschaulicht, die die Beziehung zwischen der verfügbaren Maschinendrehzahl 202 entlang der X-Achse und dem Drosseleingang 204, zum Beispiel als ein Prozentsatz der Modulation des ersten Pedals quantifiziert, entlang der Y-Achse über eine Vielzahl von virtuellen Übersetzungen widerspiegelt, die in dem veranschaulichten Beispiel die Gänge (1) bis (8) umfassen können. Das Kennfeld 200 für virtuelle Gänge, das in das Steuergerät einprogrammiert sein kann, korreliert damit die virtuellen Übersetzungen (1) - (8) mit den verfügbaren Ausgangsdrehzahlen 202 des CVT und/oder der Maschine, die entlang der X-Achse aufgetragen sind. Jede virtuelle Übersetzung (1) - (8) ist als eine aufwärts verlaufende, schräge Linie dargestellt, und jede virtuelle Übersetzung hat einen ihr zugeordneten Bereich virtueller Gangdrehzahlen zwischen einer minimalen virtuellen Gangdrehzahl 210 an dem unteren Ende der Linie und einer maximalen virtuellen Gangdrehzahl 212 an dem oberen Ende. Zum Beispiel kann in der veranschaulichten Ausführungsform die virtuelle Übersetzung (1) eine minimale virtuelle Gangdrehzahl 210 aufweisen, die einer Maschinen-Sollgeschwindigkeit von etwa 2 Kilometern pro Stunde (km/h) entspricht, sowie eine maximale virtuelle Gangdrehzahl 212, die einer Maschinen-Sollgeschwindigkeit von etwa 5 km/h entspricht. Die virtuelle Übersetzung (2) kann einer Maschinen-Sollgeschwindigkeit von zwischen etwa 4 und 12 km/h entsprechen. Die virtuelle Übersetzung (8) kann eine maximale virtuelle Gangdrehzahl aufweisen, die einer maximalen Sollgeschwindigkeit der Maschine, z. B., 40 km/h, entspricht.
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Somit stellt die Vielzahl von virtuellen Übersetzungen (1) - (8) eine Reihe von zunehmend höheren und überlappenden verfügbaren Drehzahlbereichen bereit. Der Bediener kann auf Grund der überlappenden Drehzahlbereiche gleichmäßig zwischen benachbarten virtuellen Übersetzungen schalten. Darüber hinaus können in verschiedenen Ausführungsformen die Drehzahlbereiche für jede virtuelle Übersetzung (1) - (8) im Wesentlichen den bekannten Fahrgeschwindigkeiten herkömmlicher zahnradbasierter Getriebe entsprechen. Um die Maschinendrehzahl innerhalb des für jede virtuelle Übersetzung verfügbaren Bereichs zu verändern, bildet das Kennfeld 200 für die virtuelle Gänge die Modulation des ersten oder Gaspedals als einen Prozentsatz 204 entlang der Y-Achse ab. Wird das erste als Gaspedal fungierende Pedal mit einem zunehmenden Modulationsgrad gedrückt, kann die Ausgangsdrehzahl des CVT zunehmen, indem sie den aufwärts verlaufenden Linien folgt, die jeder virtuellen Übersetzung (1) - (8) zugeordnet sind. Wird die maximale virtuelle Gangdrehzahl 212 für die ausgewählte virtuelle Übersetzung erreicht, kann der Bediener auf eine weitere virtuelle Übersetzung schalten, um in einen anderen Bereich virtueller Gangdrehzahlen zu gelangen. Dementsprechend kann der Bediener durch die Vielzahl von virtuellen Übersetzungen hochschalten, um das CVT und somit die Maschine dazu anzuleiten, zunehmende Ausgangsdrehzahlen 202 und einen weiteren Bereich von Ausgangsdrehzahlen zu erzeugen. Informationen über die ausgewählte virtuelle Übersetzung und die ihr zugeordneten verfügbaren Drehzahlen können an der visuellen Anzeige in der Bedienerstation angezeigt werden. In anderen Ausführungsformen können die Steuerkennfelder unterschiedlich aussehen und verschiedene Parameter, Variablen, Kurven und dergleichen umfassen.
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Um es dem Bediener zu ermöglichen, zwischen der Vielzahl von virtuellen Übersetzungen zu schalten, kann eine Bedienereingabevorrichtung und insbesondere ein virtueller Gangschalthebel 240 in die Maschine eingeschlossen sein. Unter Bezugnahme auf 5 kann der virtuelle Gangschalthebel an dem Handgriff und insbesondere dem Griff 242 des ersten Joysticks 120 angeordnet sein, um den Zugang für den Bediener zu erleichtern, obwohl andere geeignete Stellen in Betracht gezogen werden. Der virtuelle Gangschalthebel 240 kann zum Teil als ein Schiebeschalter oder Pendelschalter 244 mit mehreren Positionen, der in Bezug auf den Griff 242 entlang einer linearen Richtung 246 verschiebbar ist, die durch den Pfeil in 5 angedeutet wird. Der Schiebeschalter 244 kann in einer länglichen, vertieften Spur 250 aufgenommen sein, die in dem Griff 242 angeordnet ist, und kann zwischen einem ersten oder vorderen Rand 252 und einem zweiten oder hinteren Rand 254 der Spur hin und her gleiten. Um die Bewegung des Schiebeschalters 244 zu erleichtern, können der Schalter und/oder die Spur 250 eine in Bezug auf die Ebene des Griffs 242 leicht gebogene oder gekrümmte Gestalt aufweisen. Außerdem kann ein vertikaler Hebel 248 von dem Schiebeschalter 244, weg von der Ebene des Griffs 242, weg ragen, der durch einen Finger oder den Daumen eines Bedieners manipuliert werden kann. Anstelle eines Schiebeschalters kann der virtuelle Gangschalthebel 240 in anderen Ausführungsformen jedoch andere Formen annehmen, die zum Beispiel einen Wippschalter, einen Kippschalter, einen Drehknopf, einen Hebel, Druckknöpfe mit Einrast- und Freigabestellung, oder beliebige andere geeignete Stellglieder oder Steuerungen umfassen. Darüber hinaus kann in anderen Ausführungsformen der virtuelle Gangschalthebel 240 als eine virtuelle visuelle Anzeige verwirklicht sein, wie etwa eine auf einer Berührungsbildschirmvorrichtung implementierte Anzeige. Egal in welcher Form, kann der virtuelle Gangschalthebel 240 einen Bedienereingang registrieren, der einen Wunsch zur Schaltung der virtuellen Übersetzungen angibt. Wie veranschaulicht kann der Griff 242 andere Tasten, Schalter oder Steuereinrichtungen umfassen.
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In der konkreten, hier veranschaulichten Ausführungsform kann, durch verschiebende Bewegung des Schiebeschalters 244 in der linearen Richtung 246 in Bezug auf den Griff 242 die veränderten Positionen des Schiebeschalters als Befehl zur Erhöhung oder Verringerung der ausgewählten virtuellen Übersetzung, d. h., zum Hoch- oder Herunterschalten, registriert werden. In der mehrfach positionierbaren Ausführungsform können die unterschiedlichen Positionen des Schiebeschalters 244 unterschiedlichen erwünschten Inkrementierungen oder Schaltraten entsprechen. Zum Beispiel kann der Schiebeschalter 244 in fünf verschiedene Positionen in Bezug auf die Länge der Spur 250 zwischen dem vorderen Rand 252 und dem hinteren Rand 254 positionierbar sein, obwohl in anderen Ausführungsformen unterschiedliche Anzahlen von Positionen verfügbar sein können. Eine anfängliche oder erste Position 260 kann einer Position auf mittlerer Länge der Spur 250 entsprechen. Eine zweite Position 262 kann unmittelbar vor der ersten Position 260 angeordnet sein, und eine dritte Position 264 kann vor der zweiten Position und benachbart dem vorderen Rand 252 der Spur 250 angeordnet sein. In ähnlicher Weise kann eine vierte Position 266 unmittelbar hinter der ersten Position 260 angeordnet sein, und eine fünfte Position 268 kann hinter der vierten Position und benachbart zu dem hinteren Rand 254 angeordnet sein. So wie sie hierin verwendet werden, dienen die Orientierungsbegriffe wie etwa „vorne“ und „hinten“ rein zu Verweiszwecken und sollen keine Beschränkung der Ansprüche darstellen.
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Um die Positionierung des Schiebeschalters 244 zu erleichtern, kann unter Bezugnahme auf 6 eine Vielzahl von Einkerbungen 270 vorhanden sein, die die verschiedenen Positionen des Schalters markieren. Insbesondere kann ein Satz von Einkerbungen 270 an dem Übergangspunkt zwischen der zweiten Position 262 und der dritten Position 264 angeordnet sein, und kann ein weiterer Satz von Einkerbungen an dem Übergangspunkt der vierten Position 266 und der fünften Position 268 angeordnet sein. In einer weiteren Ausführungsform können die Mengen von Markierungen 270 auch jeweils an dem Übergangspunkt zwischen der ersten Position 260 und der zweiten Position 262 bzw. der vierten Position 266 angeordnet werden. Eine entsprechende Struktur 272 an dem Schiebeschalter 244 kann gleitend mit den Einkerbungen 270 in Eingriff gelangen, um eine fühl- und/oder hörbare Wahrnehmung bereitzustellen, wie etwa ein Einschnappen, wenn der Schalter sich über die Einkerbungen bewegt. In einer Ausführungsform können die Einkerbungen 270 den Schiebeschalter 244 in der ausgewählten Position begrenzen, wenn keine weitere erzwungene Bewegung des Schalters erfolgt. In einer weiteren Ausführungsform kann der Schiebeschalter 244 jedoch federbetätigt sein, um unter dem Zwang einer Feder in eine vorhergehende Position zurückzukehren, wie etwa die erste Position 260 auf mittlerer Länge. Dem Schiebeschalter kann operativ ein beliebiger geeigneter Typ von elektrischem, mechanischem oder elektromechanischem Kontakt zugeordnet sein, um die relative Position und Bewegung zwischen Positionen zu registrieren. Das ausgewählte Ineingriffbringen der verschiedenen Kontakte kann ein Bedienereingabesignal erzeugen, wie etwa ein elektrisches oder elektronisches Signal, das die erwünschte Eingabe eines Bedieners anzeigt. Diese Informationen können für eine geeignete Verarbeitung an das Steuergerät kommuniziert werden.
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In einer bestimmten Ausführungsform können die unterschiedlichen Positionen des Schiebeschalters 244 unterschiedlichen Inkrementierungsbeträgen oder -graden entsprechen, mit welchen eine Veränderung in den virtuellen Übersetzungen geleitet wird. Zum Beispiel kann die erste Position 260 auf mittlerer Länge einer Neutralposition entsprechen, die anzeigt, dass keine Schaltung zwischen virtuellen Übersetzungen erwünscht ist. Die zweite Position 262 kann einer relativ geringen inkrementellen Erhöhung oder einem Hochschalten der virtuellen Übersetzungen entsprechen, und die vorderste, dritte Position 264 kann einer relativ großen inkrementellen Erhöhung in den virtuellen Übersetzungen entsprechen. In ähnlicher Weise kann die vierte Position 266 einer relativ kleinen Verringerung oder Dekrementierung, d. h. einem Herunterschalten, in der virtuellen Übersetzung entsprechen, und die hinterste fünfte Position 268 kann einer relativ größeren Verringerung oder Dekrementierung entsprechen. Da das CVT einen nahezu unendlichen und stufenlosen Bereich virtueller Übersetzungen ermöglicht, was Ganzzahlanteile und Bruchteile der virtuellen Übersetzungen einschließt, können in einer weiteren Ausführungsform die zweiten und vierten Zwischenpositionen 262, 266 Anweisungen zur Inkrementierung durch jeweilige Erhöhung oder Verringerung der vorbestimmten virtuellen Übersetzungen in Bruchteilen entsprechen. Im Gegensatz dazu können die distalen dritten und fünften Positionen 264, 268 einer Anweisung zur Inkrementierung um ganzzahlige Verhältnisse oder ganzzahlige virtuelle Übersetzungen entsprechen. In diesem Sinn kann sich der Begriff „Inkrement“ auf das Ausmaß oder den Umfang beziehen, in welchem sich die virtuellen Übersetzungen verändern. In anderen Ausführungsformen können die unterschiedlichen Positionen unterschiedlichen Raten entsprechen, mit welchen virtuelle Übersetzungen gerändert oder gewechselt werden, d. h. die Drehzahl, bei welcher sich die virtuellen Übersetzungen verändern.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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In Übereinstimmung mit dem Aspekt der Offenbarung erleichtert und vereinfacht der mehrfach positionierbare virtuelle Gangschalthebel die Bedienerinteraktion mit einem CVT, das dazu ausgebildet ist, in Übereinstimmung mit einer Vielzahl von virtuellen Übersetzungen zu arbeiten, was mögliche Ganzzahlen und Bruchteile von virtuellen Übersetzungen einschließt. Zum Beispiel ist in 7 eine Ausführungsform eines Verfahrens in Form eines Flussdiagramms 300 veranschaulicht, das als eine computerausführbare Routine, als Modul oder als Reihe von Anweisungen implementiert sein kann, um Bedienereingangssignale von einer Vorrichtung, wie etwa dem in 5 beschriebenen Schiebeschalter 244, zu empfangen und darauf zu reagieren. Unter Bezugnahme auf 5 und 7 kann das Verfahren mit einem Gangregistrierungsschritt 302 beginnen, in welchem eine durch den Bediener ausgeführte Bewegung des Schiebeschalters 244 registriert wird. In einem Positionsbestimmungsschritt 304 bestimmt das Verfahren die konkrete Position, in welche der Schiebeschalter 244 bewegt worden ist und die der vom Bediener erwünschten Gangschaltstrategie entsprechen kann. Wird zum Beispiel der Schiebeschalter 244 in der Spur 250 nach vorne geschoben, kann der Positionsbestimmungsschritt 304 bestimmen, ob der verschobene Schalter der zweiten oder Zwischenposition 262 oder der vordersten dritten Position 264 entspricht. Falls der Schiebeschalter 244 nach hinten geschoben wird, kann der Positionsbestimmungsschritt 304 natürlich bestimmen, ob die vierte 266 oder die fünfte Position 268 ausgewählt wurde. Wird der Schiebeschalter 244 nicht bewegt und bleibt in der neutralen ersten Position 260, wird der Gangregistrierungsschritt 302 nicht ausgeführt und der Positionsbestimmungsschritt 304 wird nicht aufgerufen.
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Wird jedoch die zweite Position 262 ausgewählt, kann das Verfahren diese Auswahl als Anweisung interpretieren, die virtuelle Übersetzung um ein relativ kleines vorbestimmtes Ausmaß zu inkrementieren, zum Beispiel um einen Bruchteil einer ganzen virtuellen Übersetzung. Dies kann durch einen Bruchteil-Inkrementierungsschritt 310 erreicht werden. Zum Beispiel kann der vorbestimmte Bruchteil in der Größenordnung von 0,2 virtuellen Übersetzungen liegen, obwohl in anderen Ausführungsformen unterschiedliche Größen oder Grade eingesetzt werden können. Außerdem kann die vorbestimmte Menge durch den Bediener einstellbar sein. Für das vorgesehene Beispiel kann der Bruchteil-Inkrementierungsschritt 310, wenn der Bediener den Schiebeschalter 244 in die zweite Position 262 bewegt, von der virtuellen Übersetzung (3,0) auf die virtuelle Übersetzung (3,2) hochschalten. In weiteren Ausführungsformen kann der Bruchteil-Inkrementierungsschritt 310 ein finites Ereignis sein, oder er kann unter bestimmten Umständen wiederholt auftreten. Zum Beispiel kann der Bediener nach dem Verfahren einen Wunsch anzeigen, den vorbestimmten Bruchteil ein einziges Mal als ein isoliertes Ereignis zu inkrementieren, indem er den Schiebeschalter 244 umgehend in die neutrale erste Position 260 zurückbewegt. Die Bewegung des Schalters 244 in die neutrale erste Position 260 kann durch den ersten Schritt 312 zur Registrierung der Neutralposition registriert werden. In diesem Fall tritt keine weitere Inkrementierung auf.
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Jedoch kann der Bediener auch den Wunsch anzeigen, die virtuelle Übersetzung sequentiell zu erhöhen, indem er fortgesetzt den Bruchteil-Inkrementierungsschritt 310 aufruft. Um dies zu tun, kann der Bediener falls nötig auf erzwungene Weise den Schiebeschalter 244 in der zweiten Position 262 halten. Eine solche Positionierung kann ebenfalls durch den Schritt 312 zur Registrierung der neutralen ersten Position bestimmt werden, und das Verfahren kann zu dem Bruchteil-Inkrementierungsschritt 310 zurückkehren, um die virtuelle Übersetzung wieder um den vorbestimmten Bruchteil zu erhöhen. Dies kann wiederholt geschehen, so dass die ausgewählte virtuelle Übersetzung sich weiter um den vorbestimmten Betrag sequentiell erhöht, z. B., virtuelle Übersetzung (3.0) auf virtuelle Übersetzung (3.2) auf virtuelle Übersetzung (3.4), etc.
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Bestimmt der Positionsbestimmungsschritt 304 stattdessen, dass der Bediener den Schiebeschalter 244 in die dritte Position 264 bewegt hat, kann das Verfahren dies als eine Anweisung zur Erhöhung der virtuellen Übersetzung um eine relativ größere Größenordnung, zum Beispiel um eine ganzzahlige oder ganze Übersetzung interpretieren. Das Verfahren kann daher zu einem Ganzzahl-Inkrementierungsschritt 320 weitergehen, um die Inkrementierung um eine ganze virtuelle Übersetzung vorzunehmen, z. B. die virtuelle Übersetzung (4) auf die virtuelle Übersetzung (5). In einer weiteren bestimmten Ausführungsform kann der Ganzzahl-Inkrementierungsschritt 320 zu der nächsthöheren Ganzzahl weitergehen, z. B. die virtuelle Übersetzung (4,5) auf die virtuelle Übersetzung (5), um die Auswählbarkeit der verschiedenen virtuellen Übersetzungen in Fällen zu verbessern, in denen Bruchteile von virtuellen Übersetzungen verfügbar sind. Dieses Merkmal kann das Nachverfolgen der virtuellen Übersetzungen für den Bediener vereinfachen, der den Schiebeschalter 244 in die dritte Position 264 schieben und dadurch auf die nächste erkennbare ganze virtuelle Übersetzung schalten kann. In einer solchen Ausführungsform, wo der Inkrementierungsschritt 320 auf die nächste ganze virtuelle Übersetzung begrenzt ist, kann die tatsächliche Erhöhung in der Übersetzung der Erhöhung von einem Bruchteil-Inkrementierungsschritt 310 entsprechen, z. B. die virtuelle Übersetzung (3,8) auf die virtuelle Übersetzung (4,0). In anderen Ausführungsformen kann der Ganzzahl-Inkrementierungsschritt 320 die virtuelle Übersetzung um eine einzelne ganze Zahl erhöhen, unabhängig von dem Ausgangswert der Übersetzung, z. B. die virtuelle Übersetzung (3,5) auf die virtuelle Übersetzung (4,5).
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Um ein unabsichtliches Inkrementieren der ausgewählten virtuellen Übersetzung um ein übermäßiges oder dauerndes Maß zu verhindern, was passieren kann, wenn der Schiebeschalter 244 in der zweiten 262 oder dritten Position 264 hängen bleibt, kann das Verfahren eine Beendigungs-/Sperrroutine 330 umfassen. Nachdem zum Beispiel der Ganzzahl-Inkrementierungsschritt 320 erfolgreich die ausgewählte virtuelle Übersetzung auf den nächsthöheren ganzzahligen Wert inkrementiert hat, kann das Verfahren zu der Beendigungs-/Sperrroutine 330 weitergehen. Die Beendigungs-/Sperrroutine 330 kann ein weiteres Inkrementieren verhindern, bis der Bediener den Schiebeschalter 244 zurück in die neutrale erste Position 260 bewegt. Dies kann in einem zweiten Schritt 322 zur Registrierung der Neutralposition bestimmt werden. Stellt der Bediener den Schiebeschalter 244 nicht richtig in die neutrale erste Position 260 zurück, geht die Beendigungs-/Sperrroutine 330 weiter zu einem Sperrschritt 334, so dass das Verfahren Bedienereingabesignale von der dem Schiebeschalter zugeordneten Bedienereingabevorrichtung ignoriert bzw. nicht länger darauf reagiert. Der durch den Sperrschritt 334 implementierte Sperrzustand kann fortgesetzt werden, bis der Bediener den Schiebeschalter 244 zurück in die neutrale erste Position 260 bewegt und ein geeignetes Signal an das Steuergerät kommuniziert wird. Dadurch wird ein Ausreißzustand verhindert, in welchem die virtuelle Übersetzung kontinuierlich inkrementiert. Der Bediener kann jedoch wiederholt den Schiebeschalter 244 zwischen der ersten Position 260 und der dritten Position 264 auf bewusste und gesteuerte Weise hin- und herbewegen, um die ausgewählte virtuelle Übersetzung um ganzzahlige Werte zu erhöhen.
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Wenn das Verfahren den Bruchteil-Inkrementierungsschritt 310 implementiert, der eine wiederholte Inkrementierung der virtuellen Übersetzungen ermöglicht, kann das Verfahren sich der Beendigungs-/Sperrroutine 330 mit einem unterschiedlichen Ansatz nähern. Zum Beispiel kann der Bruchteil-Inkrementierungsschritt 310 mit einer vorbestimmten Anzahl von Wiederholungen wiederholt werden, bis der nächste ganzzahlige virtuelle Gangwert bzw. die nächste ganze virtuelle Übersetzung erreicht wird. (Z. B. die virtuelle Übersetzung (3,6) auf die virtuelle Übersetzung (3,8) auf die virtuelle Übersetzung (4,0), Stopp). Dies kann in einem Schritt 324 zur Bewertung des virtuellen Gangs bestimmt werden, der abfragt, ob die ausgewählte virtuelle Übersetzung einem ganzzahligen Wert gleichkommt, und wenn dies der Fall ist, kann das Verfahren zu der Beendigungs-/Sperrroutine 330 weitergehen, um ein weiteres Inkrementieren zu verhindern, bis der Bediener den Schiebeschalter zurück in die neutrale erste Position bewegt. Bestimmt stattdessen der Schritt 324 zur Bewertung des virtuellen Gangs, dass der Bruchteil-Inkrementierungsschritt 310 den nächsten ganzen virtuellen Übersetzungswert erst noch erreichen muss, kann das Verfahren weitergehen, um den Bruchteil-Inkrementierungsschritt 310 aufzurufen, um die ausgewählte virtuelle Übersetzung zu erhöhen. Somit kann der Bediener wiederholt die virtuellen Übersetzungen in vernünftigen Bruchteilen erhöhen, und das Verfahren kann dennoch unabsichtliche, dauernde Erhöhungen verhindern.
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Das Verfahren stellt einen Weg für einen Bediener bereit, um die für ein CVT ausgewählte virtuelle Übersetzung unter Verwendung unterschiedlicher Inkrementierungsraten zu erhöhen oder zu verringern. Dementsprechend kann die niedrigere oder Bruchteilrate verwendet werden, um die Übersetzungen fein abzustimmen, während die größeren oder ganzzahligen Raten eine wesentliche Erhöhung erlauben können, wo dies geeignet erscheint. Zusätzlich kann der Bediener in den Ausführungsformen, in denen die größere Rate auf die nächsthöhere Ganzzahl einer virtuellen Übersetzung inkrementiert, unabhängig von der anfänglichen und gegebenenfalls bruchanteiligen virtuellen Übersetzung in der Lage sein, eine bekannte oder gewohnte Übersetzung aus den nahezu unendlichen möglichen Verhältnissen einzulegen. In einer Ausführungsform können die erste Inkrementierungsrate und die zweite Inkrementierungsrate einstellbar sein. In ähnlicher Weise können die Raten und weitere Informationen über die ausgewählten virtuellen Übersetzungen an der visuellen Anzeige in der Bedienerstation dargestellt werden. Das Verfahren kann sowohl in den Vorwärts- als auch in den Rückwärtsrichtungen der Maschine anwendbar sein.
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Es versteht sich, dass die vorstehende Beschreibung nur Beispiele des offenbarten Systems bzw. der offenbarten Technik bietet. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass andere Implementierungen der Offenbarung sich im Detail von den vorstehenden Beispielen unterscheiden können. Alle Verweise auf die Offenbarung oder deren Beispiele sind als Verweis auf das speziell an dieser Stelle besprochene Beispiel zu verstehen und sollen keine Begrenzung des Umfangs der Offenbarung im Allgemeinen darstellen. Alle Formulierungen einer Unterscheidung und einer Herabsetzung bezüglich bestimmter Merkmale sollen eine geringere Bevorzugung für diese Merkmale angeben, jedoch diese nicht vom Bereich der Offenbarung ausschließen, falls nichts anderes angegeben ist.
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Die Verwendung der Begriffe „ein“, „eine“, „der/die/das“, „zumindest ein/e“ und ähnliche referierende Begriffe im Kontext der folgenden Ansprüche sind so auszulegen, dass sie sowohl Einzahl als auch Mehrzahl umfassen, sofern dies hierin nicht anders angezeigt wird oder dies nicht deutlich dem Kontext widerspricht. Die Verwendung des Begriffs „zumindest ein/e“ gefolgt von einer Auflistung von einem oder mehreren Punkten (zum Beispiel, „zumindest ein A und/oder B“) ist so auszulegen, dass dies entweder einen Punkt aus den aufgelisteten Punkten (A oder B) oder eine beliebige Kombination von zwei oder mehr der aufgelisteten Punkte (A und B) bedeutet, sofern dies hierin nicht anders angezeigt wird oder dies nicht deutlich dem Kontext widerspricht.
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Die Erwähnung von Wertebereichen soll hier nur als ein abgekürztes Verfahren dazu dienen, einzeln jeden getrennten Wert zu nennen, der in den Bereich fällt, außer wenn dies in anderer Weise hier angezeigt wird, und jeder getrennte Wert wird in die Beschreibung mit eingeschlossen, genauso wie wenn er einzeln hier genannt worden wäre. Alle hier beschriebenen Verfahren können in jedweder geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, falls hier nichts anderes angegeben ist oder es zum konkreten Zusammenhang nicht in einem klaren Widerspruch steht.
