DE19948627A1

DE19948627A1 - Überdrehzahlsteuersystem für ein hydromechanisches Antriebssystem

Info

Publication number: DE19948627A1
Application number: DE19948627A
Authority: DE
Inventors: Brian D Kuras
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2000-06-21
Also published as: JP2000145924A; US5996343A

Abstract

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Steuerung der negativen Last auf einen Antriebsmotor offenbart. Der Antriebsmotor ist treibend mit einem hydromechanischen Antriebssystem verbunden, welches eine Pumpe und einen Motor mit variabler Verdrängung aufweist. Ein Antriebsmotordrehzahlsensor fühlt die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors ab und erzeugt ein Ist-Antriebsmotordrehzahlsignal, welches die Antriebsmotordrehzahl anzeigt. Ein Fahrgeschwindigkeitssensor fühlt die Fahrgeschwindigkeit der Maschine ab und erzeugt ein Ist-Fahrgeschwindigkeitssignal, welches die Maschinenfahrgeschwindigkeit anzeigt. Eine Überdrehzahlsteuervorrichtung vergleicht das Ist-Antriebsmotordrehzahlsignal mit einer proportionalen und integralen Schwelle, erzeugt ein proportionales und integrales Fehlersignal, welches die Differenz zwischen der Ist-Antriebsmotordrehzahlsignalgröße und den entsprechenden Schwellen anzeigt, berechnet ein Proportional- und Integralsteuersignal aus den entsprechenden Fehlern, kombiniert die Proportional- und Integralsteuersignale und erzeugt darauf ansprechend ein Befehlssignal. Eine Verdrängungssteuervorrichtung empfängt das Befehlssignal und steuert entsprechend ein Teil der variablen Pumpe und des variablen Motors, um die negative Antriebsmotorlast zu regeln, um die Verzögerungsleistung des Antriebsmotors zu optimieren, ohne den Antriebsmotor oder den Antriebsstrang mit Überdrehzahl zu belasten.

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Steuersy stem für ein hydromechanisches Antriebssystem und insbe sondere auf ein Steuersystem für ein hydromechanisches Antriebssystem, um zu verhindern, daß das Antriebssystem Überdrehzahl zeigt.

Technischer Hintergrund

Viele Maschinen, insbesondere Erdbewegungsmaschinen, ver wenden ein hydrostatisches Antriebssystem, um die Trakti onsräder oder die Raupen der Maschine anzutreiben. Die Maschinengeschwindigkeit kann geregelt werden durch Steuerung der Verdrängungen von zwei hydraulischen Ele menten des hydrostatischen Antriebssystems.

Ein übliches Problem bei Erdbewegungsmaschinen, die hy drostatische oder hydromechanische Getriebe verwenden, ist, daß die Maschine in einem Motorüberdrehzahlzustand betrieben werden kann. Ein Überdrehzahlzustand tritt auf, wenn die Maschine schnell bremst oder die Maschine eine Neigung herunterfährt, wobei es eine Umkehrung des Drehmomentes im Antriebsstrang gibt, so daß der Motor und der Antriebsstrang eine Widerstandslast für das System bieten. Bei einem hydrostatischen Getriebe wird der Hy draulikmotor wie eine Pumpe wirken und die Hydraulikpumpe wird wie ein Motor wirken. Dies kann unerwünschte Span nungen auf den Antriebsstrang und den Motor aufbringen. Ein Überdrehzahlzustand kann somit einen schweren Schaden an der Pumpe, am Motor und am Verbrennungsmotor bewirken, und zwar durch Überschreitung der Auslegungsbetriebsdreh zahl der Komponenten.

Ein Versuch, dieses Problem zu überwinden, ist die Über wachung der Motordrehzahl und die Einstellung der Ver drängungen der Pumpe und des Motors, um den Überdrehzahl zustand zu verhindern. Jedoch reagieren solche Systeme manchmal zu spät auf einen Überdrehzahlzustand und schä digen somit gewisse Antriebsstrangkomponenten. Während auch diese Steuerungsschemata (open-loop) einen Überdreh zahlzustand verhindern, steuern sie nicht direkt die Mo torabbremsung, um die Energiediszipation bzw. -ableitung zu optimieren, die von einer Motorreibungskurve vorgese hen wird. Eine solche Motorreibungskurve ist in Fig. 4 gezeigt, wo das Motordrehmoment gegenüber der Motordreh zahl aufgezeichnet ist.

Einige Systeme versuchen, einen Überdrehzahlzustand vor herzusagen, indem sie die Ableitung oder Veränderung der Motordrehzahl berechnen und auf diesen berechneten Aus druck reagieren. Jedoch kann oftmals ein Ableitungsaus druck ein verrauschter Parameter sein, der als Rückkoppe lungssignal schwierig zu verwenden ist. Einige Systeme versuchen, die Ableitungsberechnung zu filtern, jedoch kann der Filter eine Verzögerung mit sich bringen, die der Ableitungsausdruck ursprünglich zu entfernen versuch te.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, beide der oben dargelegten Probleme zu überwinden.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Steuerung des Antriebsmotors und des An triebsstrangs gegen einen Überdrehzahlzustand offenbart. Der Antriebsmotor ist treibend mit einem hydromechani schen Antriebssystem verbunden, welches eine Pumpe mit variabler Verdrängung und einen Motor mit variabler Ver drängung aufweist. Ein Antriebsmotordrehzahlsensor fühlt die Drehzahl des Antriebsmotors ab und erzeugt ein Ist- Antriebsmotordrehzahlsignal, welches die Antriebsmotor drehzahl zeigt. Ein Fahrgeschwindigkeitssensor fühlt die Fahrgeschwindigkeit der Maschine ab und erzeugt ein Ist- Fahrgeschwindigkeitssignal, welches die Maschinenfahrge schwindigkeit anzeigt. Eine Überdrehzahlsteuervorrichtung vergleicht das Ist-Antriebsmotordrehzahlsignal mit einer proportionalen und integralen Schwelle, erzeugt ein pro portionales und integrales Fehlersignal, welches die Dif ferenz zwischen der Ist-Antriebsmotordrehzahlsignalgröße und den entsprechenden Schwellen anzeigt, erzeugt ein proportionales und integrales Steuersignal aus den ent sprechenden Fehlern, kombiniert die Steuersignale und er zeugt darauf ansprechend ein Befehlssignal. Eine Verdrän gungssteuervorrichtung empfängt das Befehlssignal und steuert ansprechend darauf die variable Verdrängung der Pumpe oder des Motors, um die auf dem Antriebsmotor auf gebrachte negative Last zu steuern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, in denen die Figuren folgendes darstellen:

Fig. 1 veranschaulicht eine diagrammartige Darstellung eines hydromechanischen kontinuierlich varia blen Getriebes, welches die vorliegende Erfin dung verwendet;

Fig. 2 veranschaulicht eine Überdrehzahlsteuerung, die eine Proportional-Integral-Rückkoppelungs steuervorrichtung bzw. -Regelungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt;

Fig. 3 veranschaulicht eine dreidimensionale Integral verstärkungszeittabelle;

Fig. 4 veranschaulicht eine typische Antriebsmotor drehzahlkurve und eine ideale Stelle zum Be trieb des Antriebsmotors während eines Über drehzahlzustandes und

Fig. 5 veranschaulicht eine Motordrehzahlkurve mit Be zug auf den Betrieb der Überdrehzahlsteuerung.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Ein Getriebesystem 10 ist zur Anwendung in einer (nicht gezeigten) Maschine mit einem Motor 12 gezeigt. Das ver anschaulichte Getriebesystem 10 ist von der kontinuier lich variablen Bauart und weist ein mechanisches Getriebe 14, ein kontinuierlich variables Getriebe 16, eine mikro prozessorbasierte Steuervorrichtung 18, die auch als Überdrehzahlsteuervorrichtung bekannt ist, eine Ab fühlanordnung 20 und eine Befehlseingabeanordnung 22 auf. Obwohl das veranschaulichte Getriebesystem 10 als ein kontinuierlich variables Getriebe gezeigt ist, ist die Erfindung genauso auf nahezu irgendeine Bauart eines kon tinuierlich variablen Getriebes anwendbar, wie beispiels weise ein hydromechanisches, ein hydrostatisches Getrie besystem oder ähnliches. Ein Arbeitssystem 24 ist mit dem Getriebe 10 durch eine Antriebswelle 26 verbunden.

Das mechanische Getriebe 14 und eine assoziierte Kupp lungssteueranordnung 28 sind betriebsmäßig mit dem An triebsmotor 12 durch eine Zahnradanordnung 30 verbunden. Das mechanische Getriebe 14 weist eine Zusammenfassungs planetenanordnung 32 auf, die betriebsmäßig sowohl mit dem Antriebsmotor 12 durch die Getriebeanordnung 30 als auch mit dem hydrostatischen Getriebe 16 durch eine Mo torausgangswelle 34 verbunden ist. Der Ausgang der Zusam menfassungsplanetenanordnung 32 ist mit der Antriebswelle 26 verbunden. Das mechanische Getriebe 14 weist auch Richtungshochgeschwindigkeitskupplungen 36, 38 und eine Niedergeschwindigkeitskupplung 40 auf. Die Kupplungssteu eranordnung 28 ist mit einer Quelle von unter Druck ge setztem Vorsteuerströmungsmittel verbunden, wie bei spielsweise mit einer Vorsteuerpumpe 42, und mit der Steuervorrichtung 18 und ist ansprechend auf elektrische Signale von der Steuervorrichtung 18 betreibbar, um das Einrücken und Ausrücken der jeweiligen Drehzahl- bzw. Ge schwindigkeitskupplungen 36, 38 und 40 zu steuern.

Das hydrostatische Getriebe 16 und die assoziierte, hydro statische Steueranordnung, die auch als Verdrängungssteu ervorrichtung 44 bekannt ist, ist betriebsmäßig mit dem Antriebsmotor 12 durch eine Pumpeneingangsantriebswelle 46 verbunden. Das hydrostatische Getriebe 16 weist eine Pumpe 48 mit variabler Verdrängung auf, eine Pumpenver drängungsbetätigungsvorrichtung 50, einen Motor 52 mit variabler Verdrängung, der strömungsmittelmäßig mit der Pumpe 48 mit variabler Verdrängung durch Leitungen 54, 56 verbunden ist, und eine Motorverdrängungsbetätigungsvor richtung 58. Die hydrostatische Steueranordnung 44 ist mit der Vorsteuerpumpe 42 und der Steuervorrichtung 18 verbunden, und ist ansprechend auf elektrische Signale von der Steuervorrichtung 18 betreibbar, um die Bewegung der jeweiligen Pumpen- und Motorverdrängungsbetätigungs vorrichtungen 50, 58 zu steuern.

Die Befehlseingabeanordnungen 22 weisen einen Geschwin digkeitseingabemechanismus 60 mit einem Geschwindigkeits- bzw. Gaspedal 62 auf, welches von einer Position für eine Geschwindigkeit von 0 auf eine Position für maximale Ge schwindigkeit bewegbar ist, um ein Soll-Maschinenge schwindigkeitssignal zu erzeugen, weiter einen Richtungs steuermechanismus 64 mit einem Richtungssteuerhebel 66, der selektiv aus einer Neutralposition in eine Vorwärts- oder Rückwärtsposition bewegbar ist, und einen Geschwin digkeitsbereichssteuermechanismus 68 mit einem Geschwin digkeits- bzw. Ganghebel 70, der selektiv zwischen einer ersten Position und einer vierten Position bewegbar ist. Der Antriebsmotor weist einen RAM bzw. Arbeitsspeicher und einen ROM bzw. Lesespeicher (nicht gezeigt) auf, die Motorsteuerungsprogramme speichern. Im bevorzugten Aus führungsbeispiel weisen die Programme einen Wert für die Motorregelungsvorrichtungseinstellung auf, die eine Soll- Antriebsmotordrehzahl darstellen. Basierend auf der Soll- Antriebsmotordrehzahl bestimmt die mit der vorliegenden Erfindung assoziierte Überdrehzahlsteuerung eine Propor tionalschwelle und eine Integralschwelle, die für die Überdrehzahlberechnung verwendet werden.

Die Abfühlanordnung 20 weist einen Antriebsmotordrehzahl sensor 76 auf, der betreibbar ist, um die Drehzahl der Pumpeneingangswelle 46 abzufühlen und ein Antriebsmotor drehzahlsignal, welches die Drehgeschwindigkeit des An triebsmotors 12 darstellt, an die Steuervorrichtung 18 zu liefern. Ein Getriebedrehzahlsensor 78 ist betreibbar, um die Drehzahl der Motorausgangswelle 34 abzufühlen und ein Motorausgangsdrehzahlsignal, welches die Motorausgangs drehzahl darstellt, an die Steuervorrichtung 18 zu lei ten. Ein Fahrgeschwindigkeitssensor 80 ist betreibbar, um die Drehzahl der Ausgangsantriebswelle 26 abzufühlen und ein Maschinenfahrgeschwindigkeitssignal, welches die Ma schinenfahrgeschwindigkeit darstellt, an die Steuervor richtung 18 zu liefern.

Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben, die ein Logikblockdiagramm eines Aspektes der vorliegenden Erfindung zeigt, welches sich auf eine Antriebsmotorüberdrehzahlsteuerung 100 bezieht. Die An triebsmotorüberdrehzahlsteuerung wird in Software bzw. Programmen verkörpert, die in der Steuervorrichtung 18 vorhanden sind. Die Antriebsmotorüberdrehzahlsteuerung 100 weist eine Proportionalrückkoppelungssteuervorrich tung 105 und eine Integralrückkoppelungssteuervorrichtung 110 auf.

Die Proportionalsteuervorrichtung 105 empfängt eine Pro portionalschwelle (die eine vorbestimmte Motordrehzahl von beispielsweise 1950 U/min darstellt), vergleicht die Schwelle mit der Ist-Antriebsmotordrehzahl und erzeugt einen Proportionalfehler im Block 115. Der Proportional fehler wird mit einem Proportionalverstärkungswert bzw. Proportional-Gain-Wert (P_Gain) multipliziert, um ein Proportionalsteuersignal (P_Term) im Block 120 zu erzeu gen. Die Integralsteuervorrichtung 110 empfängt eine In tegralschwelle (die eine vorbestimmte Antriebsmotordreh zahl von beispielsweise 2200 U/min. darstellt), ver gleicht die Schwelle mit der Ist-Antriebsmotordrehzahl und erzeugt einen Integralfehler im Block 125. Eine Inte gralberechnung wird am Integralfehler am Block 130 ausge führt, und zwar ansprechend auf die Integration des Inte gralfehlers. Die Integralberechnung wird mit einem Inte gralverstärkungswert bzw. Integralgainwert (I_Gain) mul tipliziert, um ein Integralsteuersignal (I_Term) im Block 135 zu erzeugen.

Die Proportional- und Integralsteuersignale werden im Block 140 kombiniert und mit einer Schleifenverstärkung (Loop Gain) multipliziert, um ein Überdrehzahlsignal zu erzeugen. Die Additionsverbindung 145 kombiniert das Überdrehzahlsignal mit einem Signal, welches eine Soll- Maschinengeschwindigkeit anzeigt, um ein Befehlssignal zu erzeugen. Das Befehlssignal wird an die Verdrängungssteu ervorrichtung 44 geliefert, die die Verdrängungsbetäti gungsvorrichtungen 50, 58 regelt, um die Verdrängung der jeweiligen Pumpe und des Motors 48, 52 zu steuern. Somit steuert das Befehlssignal die Verlangsamungsrate der Ma schine, um die negative Last auf dem Antriebsmotor 12 zu verringern, um einen Überdrehzahlzustand des Antriebs strangs und des Antriebsmotors zu verhindern.

Es sei bemerkt, daß die Proportionalverstärkung, das heißt P_Gain, und die Schleifenverstärkung vorbestimmte Verstärkungswerte darstellen, und daß die Integralver stärkung, das heißt I_Gain unten besprochen wird.

Vorteilhafterweise bestimmt die Antriebsmotorüberdreh zahlsteuerung 100 der vorliegenden Erfindung den Inte gralverstärkungswert ansprechend auf zwei Variablen: Ma schinengeschwindigkeit und Überdrehzahlintegralfehler. Beispielsweise kann der Integralverstärkungswert eine Funktion der Maschinengeschwindigkeit und des Überdreh zahlintegralfehlers sein, wie in Fig. 3 gezeigt.

Obwohl der Integralverstärkungswert als eine hyperboli sche Funktion der Maschinengeschwindigkeit gezeigt ist, kann der Integralverstärkungswert eine Vielzahl von For men annehmen, wobei relativ hohe Integralverstärkungswer te für eine relativ geringe Maschinenfahrgeschwindigkeit verwendet werden, und wobei relativ geringe Integralver stärkungen für eine relativ hohe Maschinenfahrgeschwin digkeit verwendet werden. Obwohl auch der Integralver stärkungswert mit einer steilen Neigung als eine Funktion des Überdrehzahlintegralfehlers gezeigt ist, wie in Fig. 3 gezeigt, kann der Integralverstärkungswert eine Viel zahl von Formen annehmen, wobei relativ hohe Integralver stärkungen für einen Nicht-Überdrehzahlzustand verwendet werden (positiver Integralsteuerfehler) und wobei relativ geringe Integralverstärkungen für einen Überdrehzahlzu stand verwendet werden (negativer Integralsteuerfehler). Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine dreidimen sionale Nachschautabelle einer in der Technik wohl be kannten Art verwendet, um die Integralverstärkungswerte zu speichern. Die jeweilen Koeffizienten für jede der Proportional- und Integralkomponenten werden unter Ver wendung von herkömmlichen Steuerauslegungsverfahren be stimmt.

Wenn somit die vorliegende Erfindung insbesondere mit Be zugnahme auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel oben ge zeigt und beschrieben worden ist, wird es dem Fachmann verständlich sein, daß verschiedene zusätzliche Ausfüh rungsbeispiele in Betracht gezogen werden können, ohne vom Kern und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuwei chen.

Industrielle Anwendbarkeit

Die vorliegende Erfindung bestimmt, ob der Motor eine Überdrehzahl zeigt und vergrößert bzw. verkleinert ent sprechend dem Hub der Pumpe 48 und des Motors 52, um die Maschinenabbremsungsrate zu steuern, um zu verhindern, daß der Antrieb zum Motor und der Antriebsstrang eine Überdrehzahl zeigen, und um zu gestatten, daß sich die Antriebsmotordrehzahl auf einer optimalen Drehzahl ein pendelt, um die Verzögerungsfähigkeit des Antriebsmotors zu verwenden. Dieser Zustand ist in Fig. 4 zu sehen. Ein Beispiel für eine ideale Einstell- bzw. Ruhedrehzahl für den Antriebsmotor ist in Punkt B gezeigt. Der Punkt B stellt den Antriebsmotorbetriebszustand dar, wo der An triebsmotor eine natürliche Verzögerungskraft liefert. Es sei bemerkt, daß beim Punkt C, der eine übliche Antriebs motorbetriebsdrehzahl darstellt, während eines Überdreh zahlzustandes wenig natürliche Verzögerung vom Motor bie tet. Der Punkt A stellt eine Position dar, wo ein Über drehzahlschaden am Antriebsstrang auftritt.

Ansprechend auf einen Überdrehzahlzustand des Antriebsmo tors verwendet die Steuervorrichtung 18 aggressive Inte gralverstärkungswerte, um die negative Last auf den An triebsmotor zu verringern, wenn die Maschinenfahrge schwindigkeit relativ gering ist, und verwendet moderate Integralverstärkungswerte, wenn die Maschinengeschwindig keit relativ hoch ist. Auch verwendet die Steuervorrich tung 18 aggressive Integralverstärkungswerte, wenn die Antriebsmotordrehzahl geringer ist als der natürliche Verzögerungspunkt des Antriebsmotors (durch Punkt B dar gestellt) und verwendet moderate Integralverstärkungswer te, wenn die Antriebsmotordrehzahl zwischen den Punkten A und B ist. Wenn die Antriebsmotorbetriebsdrehzahl größer ist als die Integralschwelle, wird eine moderate Inte gralverstärkung verwendet, um langsam die effektive Ver langsamungsrate einzustellen, was das negative Drehmoment des Motors verringert, um die Antriebsmotordrehzahl zu rück auf die Integralschwelle zu zwingen. Wenn die An triebsmotordrehzahl geringer ist als die Integralschwelle wird eine aggressive Integralverstärkung verwendet, um die effektive Verlangsamungsrate zu steigern, um zu ge statten, daß die Verlangsamung näher der erwünschten Ma schinengeschwindigkeit folgt, und zwar durch Verwendung der Verzögerungscharakteristiken des Antriebsmotors. Die Rate, mit der das negative Antriebsmotordrehmoment verän dert wird, was eine Funktion der Überdrehzahlintegralver stärkung ist, wird für Stabilität und leichtes Ansprechen eingestellt.

Es sei nun Bezug genommen auf Fig. 5, die ein Beispiel des Betriebs der Überdrehzahlsteuerung zeigt, die mit der vorliegenden Erfindung assoziiert ist, und zwar im Ver gleich zur Soll-Maschinengeschwindigkeit, zum Befehls signal, zur Ist-Antriebsmotordrehzahl, zum Überdrehzah lintegralausdruck und zum Überdrehzahlproportionalaus druck. Die beschriebene Überdrehzahlsteuerung arbeitet intermittierend und wird ansprechend darauf aktiviert, daß einer von zwei Zuständen erfüllt wird: (1) Der Über drehzahlzustand des Antriebsmotors, d. h. der Antriebsmo tor ist über der Proportionalüberdrehzahlschwelle, oder (2) der Integralausdruck der Integralrückkoppelungssteue rungsvorrichtung ist ein Wert ungleich Null. In Bezug auf den Teil der Kurve von den Punkten A-B in Fig. 5 ist die Überdrehzahlsteuerung als deaktiviert gezeigt. Sobald je doch die Antriebsmotordrehzahl über die Proportionalüber drehzahlschwelle steigt (als Punkt B gezeigt) wird ge sagt, daß der Antriebsmotor einen Überdrehzahlzustand zeigt, da eine negative Last auf den Antriebsmotor wirkt und die Überdrehzahlsteuerung aktiviert ist. Von den Punkten C und D "schwingt sich der Integralausdruck auf", wenn die Antriebsmotordrehzahl über der Integralüberdreh zahlschwelle ist. Von den Punkten D und E "schwingt sich die Überdrehzahlsteuerung ab" in einem Versuch, die Mo tordrehzahl nahe ihres natürlichen Verzögerungspunktes zu halten. Soweit die Maschinendrehzahl das erwünschte Ni veau erreicht, wird dann die Überdrehzahlsteuerung deak tiviert, wie in Punkt E gezeigt.

Vorteilhafterweise verwendet die Überdrehzahlsteuerung unabhängige Schwellen für die Proportional- und Integral ausdrücke der Proportional-Integral-Rückkoppelungssteue rungsvorrichtung bzw. Regelung. Beispielsweise wird der Proportionalausdruck der Überdrehzahlsteuerung aktiviert, wenn die Antriebsmotordrehzahl über die Proportionalüber drehzahlschwelle steigt, wie in Fig. 5 zu sehen, während der Integralausdruck aktiviert wird, wenn die Antriebsmo tordrehzahl über die Integralüberdrehzahlschwelle steigt, wobei die Proportionalüberdrehzahlschwelle eine geringere Antriebsmotordrehzahl ist als die Integralüberdrehzahl schwelle. Der Vorteil, daß man unabhängige Schwellenwerte hat, ist, daß der Proportionalausdruck angewandt wird, soweit der Antriebsmotor einen Überdrehzahlzustand zeigt, um dabei zu helfen, weit übersteuernde Antriebsmotordreh zahlsteuerzustände zu verhindern. Jedoch versucht der In tegralausdruck, einen Null-Stetigkeitsfehler (zero steady state error) bei der Motordrehzahl zu verhindern. Somit kann die Integralüberdrehzahlschwelle konfiguriert wer den, um den Antriebsmotor zu zwingen, nahe seines natür lichen Verzögerungspunktes zu bleiben, ohne irgendwelche Komponenten zu schädigen.

Andere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Er findung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Of fenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung der negativen Last auf ei nen Antriebsmotor, der mit einem hydromechanischen Antriebssystem assoziiert ist, die folgendes auf weist:
eine Pumpe und einen Motor mit variabler Verbren nung, die drehbar durch den Antriebsmotor angetrie ben werden;
einen Antriebsmotordrehzahlsensor, der geeignet ist, um die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors abzu fühlen, und um ein Ist-Antriebsmotordrehzahlsignal zu erzeugen, welches die Antriebsmotordrehgeschwin digkeit anzeigt;
einen Fahrgeschwindigkeitssensor, der geeignet ist, um die Fahrgeschwindigkeit der Maschine abzufühlen, und ein Ist-Fahrgeschwindigkeitssignal zu erzeugen, welches die Maschinenfahrgeschwindigkeit anzeigt;
eine Überdrehzahlsteuervorrichtung, die geeignet ist, um das Ist-Antriebsmotordrehzahlsignal mit ei ner proportionalen und einer integralen Schwelle zu vergleichen, weiter um ein Proportional- und Inte gralfehlersignal zu erzeugen, welches die Differenz zwischen der Ist-Antriebsmotordrehzahlsignalgröße und den entsprechenden Schwellen anzeigt, weiter um ein Proportional- und Integralsteuersignal zu erzeu gen, und zwar ansprechend auf die entsprechenden Fehler, weiter die Proportional- und Integralsteuer signale zu kombinieren und entsprechend ein Befehls signal zu erzeugen; und
eine Verdrängungssteuervorrichtung, die geeignet ist, um das Befehlssignal zu empfangen und darauf ansprechend eine der variablen Verdrängungen der Pumpe und des Motors zu steuern, um die negative An triebsmotorlast zu regeln.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Überdrehzahl steuervorrichtung eine Proportionalsteuervorrichtung aufweist, um die Proportionalschwelle zu empfangen, um die Schwelle mit der Ist-Antriebsmotordrehzahl zu vergleichen, und um ein Proportionalfehlersignal zu erzeugen, und um das Proportionalfehlersignal mit einem Proportionalverstärkungswert zu multiplizie ren, um ein Proportionalsteuersignal zu erzeugen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Überdrehzahl steuerung eine Integralsteuerung aufweist, um die Integralschwelle zu empfangen, um die Schwelle mit der Ist-Antriebsmotordrehzahl zu vergleichen, und um ein Integralfehlersignal zu erzeugen, um eine Inte gralberechnung am Integralfehler auszuführen, um das Integralberechnungssignal mit einem Integralverstär kungswert zu multiplizieren, um ein Integralsteuer signal zu erzeugen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, die Mittel aufweist, um die Proportional- und Integralsteuersignale zu kom binieren und die Kombination mit einem Verstärkungs wert zu multiplizieren, um ein Überdrehzahlsignal zu erzeugen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, die Mittel aufweist, um das Überdrehzahlsignal mit einem Signal zu kombinie ren, welches eine Soll-Maschinengeschwindigkeit an zeigt, um das Befehlssignal zu erzeugen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, die Mittel aufweist, um relativ hohe Integralverstärkungswerte für eine re lativ geringe Maschinenfahrgeschwindigkeit zu ver wenden, und um relativ geringe Integralverstärkungs werte für eine relativ hohe Maschinenfahrgeschwin digkeit zu verwenden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, die Mittel aufweist, um hohe Integralverstärkungswerte für einen Nicht-Über drehzahlzustand zu verwenden, und um niedrige Inte gralverstärkungswerte für einen Überdrehzahlzustand zu verwenden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Proportional steuervorrichtung ansprechend darauf aktiviert wird, daß die Antriebsmotordrehzahl über die Proportional schwelle steigt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Integralsteu ervorrichtung ansprechend darauf aktiviert wird, daß die Antriebsmotordrehzahl über die Integralschwelle steigt, wobei die Integralschwelle eine höhere An triebsmotordrehzahl als die Proportionalschwelle darstellt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ein kontinuierlich variables Getriebe mit einem hydromechanischen Ge triebe aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuervorrichtung die Verdrängung der Pumpe und des Motors mit variabler Verdrängung reguliert, um die Maschinenfahrgeschwindigkeit zu steuern, um die ne gative Antriebsmotorlast zu regeln.

12. Verfahren zur Steuerung der negativen Last eines An triebsmotors, der mit einem hydromechanischen An triebssystem mit einer Pumpe und einem Motor mit va riabler Verdrängung assoziiert ist, die drehbar von dem Antriebsmotor angetrieben werden, wobei das Ver fahren folgende Schritte aufweist:
Erzeugung eines Ist-Antriebsmotordrehzahlsignals, welches die Antriebsmotordrehgeschwindigkeit an zeigt;
Erzeugung eines Ist-Fahrgeschwindigkeitssignals, welches die Maschinenfahrgeschwindigkeit anzeigt;
Vergleich des Ist-Antriebsmotordrehzahlsignals mit einer proportionalen und integralen Schwelle, Erzeu gung eines proportionalen und integralen Fehlersig nals, welches die Differenz zwischen der Ist- Antriebsmotordrehzahlsignalgröße und den entspre chenden Schwellen anzeigt, Berechnung des Proportio nalwertes und des Integralwertes basierend auf den entsprechenden Fehlern, in Kombination der Propor tional- und Integralsteuerwerte und darauf anspre chende Erzeugung eines Befehlssignals; und
Empfang des Befehlssignals und darauf ansprechende Steuerung von einem Teil der variablen Pumpe und des variablen Motors, um die negative Antriebsmotorlast zu steuern.

13. Verfahren nach Anspruch 12, welches die Schritte aufweist, die Proportionalschwelle zu empfangen, die Schwelle mit der Ist-Antriebsmotordrehzahl zu ver gleichen und ein Proportionalfehlersignal zu erzeu gen, und das Proportionalfehlersignal mit einem Pro portionalverstärkungswert zu multiplizieren, um ein Proportionalsteuersignal zu erzeugen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, welches die Schritte aufweist, die Integralschwelle zu empfangen, die Schwelle mit der Ist-Antriebsmotordrehzahl zu ver gleichen und ein Integralfehlersignal zu erzeugen, eine Integralberechnung am Integralfehler auszufüh ren, und das Integralberechnungssignal mit einem In tegralverstärkungswert zu multiplizieren, um ein In tegralsteuersignal zu erzeugen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, welches die Schritte aufweist, die Proportional- und Integralsteuersigna le zu kombinieren und die Kombination mit einem Ver stärkungswert zu multiplizieren, um ein Überdreh zahlsignal zu erzeugen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, welches die Schritte aufweist, das Überdrehzahlsignal mit einem Signal zu kombinieren, welches eine Soll-Maschinengeschwindig keit anzeigt, um das Befehlssignal zu erzeugen.