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Die
Erfindung betrifft Fahrzeuge zur industriellen und landwirtschaftlichen
Nutzung, wie zum Beispiel Nutztraktoren. Insbesondere betrifft die
Erfindung eine Motorgetriebesteuerung eines Nutzfahrzeugs zur Vermeidung
eines Motorabwürgens,
das ein hydrostatisches Getriebe als eine vom Fahrzeugführer gesteuerte
Geschwindigkeitseinstellkomponente des Fahrzeugantriebsstrangs enthält.
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Kompaktnutztraktoren
mit hydrostatischen Getrieben werden gemeinhin von Kunden erworben, die
mit der Bedienung von Traktoren nicht viel Erfahrung haben, und
werden für
Arbeiten, wie zum Beispiel Materialhandhabung mit Frontladern, verwendet,
bei denen an den Traktor plötzlich
eine Last angelegt wird. Bei unerfahrenen Fahrern kann es zu einem
Abwürgen
des Motors kommen, wodurch der Fahrzeugführer frustriert wird und er
empfindet, dass es dem Traktor an Motorleistung mangelt. Dieses Problem
wird mit der Fußpedalsteuerung
des hydrostatischen Getriebes noch verstärkt, weil der Fahrzeugführer zur
Vermeidung eines Abwürgens
des Motors die Pedalbetätigung
eigentlich reduzieren muss, um den Hub der hydrostatischen Pumpe
zu verringern. Dies steht im Gegensatz zu der normalerweise auf
Fußgashebel
in Autos und Lastwagen ausgeübten
Handlung, um ein Abwürgen
eines Motors unter Last zu verhindern.
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Einige
Kettenfahrzeuge von John Deere (John Deere-Broschüre, „700H" Crawler, DKA700H, 01–09, USA)
verwenden ein System zur Vermeidung eines Motorabwürgens, das
zwei Eingänge,
Motordrehzahlbefehl-U/min und Istmotordrehzahl-U/min, und einen
Ausgang von der Motorabwürgungsvermeidungsfunktion,
Motorabwürgungsvermeidungsausgabe-Prozent,
enthält.
Die Motorabwürgungsvermeidungsfunktion
vergleicht die Befehlsmotordrehzahl mit der tatsächlich gemessenen Istmotordrehzahl.
Im Beharrungszustand wird der Befehl des hydrostatischen Ge triebes
mit keiner Änderung
beaufschlagt, wenn die Istmotordrehzahl über dem Motordrehzahlsollbefehl
liegt. Wenn der Motor belastet ist, nimmt die Istdrehzahl ab, was
zu einer Reduzierung des Befehls des hydrostatischen Getriebes führt. Der Motordrehzahlfehler
wird durch einen lead-lag-Filter geleitet, und die Ausgabe dieses
lead-lag-Filters wird an die Stationär-Motorabwürgungsverhinderungskurve gegeben.
Der lead-lag-Filter
antizipiert Motordrehzahlverzögerungen,
die zu einer schnellen Reduzierung der Motorabwürgungsvermeidungsausgabe führt, wenn
Motorlasten angelegt sind, und die Motorabwürgungsvermeidungsausgaberückgewinnung
verlangsamt, wenn Motorlasten verringert werden.
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Die
US-A-5,996,342 offenbart den Oberbegriff von Anspruch 1 und 6 und
zeigt eine Motorabwürgungsvermeidung-
und -vorspannungssteuerung für
ein hydrostatisches Antriebsstrangsystem. Das System wird an einem
einen hydrostatischen Antrieb aufweisenden Fahrzeug mit einem mit
einer ersten und einer zweiten hydraulischen Pumpe verbundenen Motor
eingesetzt. Die erste und die zweite hydraulische Pumpe sind mit
dem ersten und dem zweiten Antriebsmotor verbunden, die Räder des
Fahrzeugs antreiben. Die Leistung zu den Antriebsmotoren wird durch
eine Steuereinheit gesteuert, die zur Sollleistungsausgabe von den
Motoren proportionale Signale ausgibt. Ein Motordrehzahlsensor ermittelt die
Drehzahl des Motors. Die Steuerschaltung liest die Motordrehzahl
und ermittelt, ob sich der Motor in einem Abwürgungszustand befindet.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung
und ein verbessertes Verfahren zur Verhinderung eines Abwürgens des
Motors in einem Nutzfahrzeug mit einem hydrostatischen Getriebe
bereitzustellen.
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Dies
wird dadurch erreicht, dass der Hub der hydrostatischen Getriebepumpe
und somit die Fahrzeuggeschwin digkeit automatisch reduziert werden, wenn
die Motordrehzahl unter einen vorbestimmten Schwellwert abfällt.
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Die
Vorrichtung und Verfahren der Erfindung verhindern effektiv ein
Motorabwürgen
in einem Traktor mit einer Steuerung für ein hydrostatisches Getriebe.
Die Vorrichtung und das Verfahren können ein Abwürgen des
Motors verhindern, wenn das Fahrzeug entweder in einer Vorwärts- oder
in einer Rückwärtsrichtung
betrieben wird.
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Die
Vorrichtung enthält
ein hydrostatisches Getriebe, einen Motordrehzahlsensor, einen Drosselpositionssensor
und eine Steuerung, wie zum Beispiel eine Mikrosteuerung. Ein gegen
eine Zentrierfeder wirkender Servokolben wird zur Einstellung der Förderleistung
der Pumpe in dem hydrostatischen Getriebe bewegt. Die Position des
Servokolbens wird durch elektro-hydraulische Proportionaldruckreduzierventile
gesteuert, die den an den Servokolben angelegten Druck regulieren.
Bei Normalbetrieb des Fahrzeugs drückt der Fahrzeugführer ein
Fußpedal nieder.
Ein Potentiometer erfasst die Position des Fußpedals und sendet ein Spannungssignal
an die Steuerung. Die Steuerungssoftware berechnet einen Befehlsstrom
aus dem Signal und treibt die Druckreduzierventile mit dem Strom
an. Je größer der
Strom, desto größer die
Pumpenhübe
und desto schneller die Drehung der Traktorräder.
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Wenn
der Traktor unter Last kommt, beginnt die Motordrehzahl abzufallen.
Die Mikrosteuerungssoftware überwacht
fortwährend
die Motordrehzahl von einer Impulsaufnahmeeinheit aus und vergleicht die
Motordrehzahl mit der geschätzten,
unbelasteten Motordrehzahl, die auf der durch den Drosselpositionssensor
gemessenen Position des Drosselklappenhebels basiert. Die Motordrehzahl
kann um einen durch einen Softwareparameter spezifizierten Betrag abfallen.
Wenn der Motordrehzahlabfall einen Schwellwert übertrifft, dann reagiert die
Mikrosteuerung durch Reduzierung des Strombefehls an die Druckreduzier ventile,
wodurch die Pumpenförderleistung
und die Traktorradgeschwindigkeit reduziert werden. Der Betrag der
Stromreduzierung wird durch Verwendung eines PID-Algorithmus unter Verwendung des Fehlers
zwischen der von dem Drosselpositionssensor geschätzten unbelasteten
Drehzahl und der Istmotordrehzahl berechnet.
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Als
weiterer Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Reduzierung
der Kosten für
die Implementierung der Motorabwürgungsvermeidung
in Nutzfahrzeugen bereitgestellt. Bei dem erfindungsgemäßen System
kann auf einen Drosselpositionssensor verzichtet werden, wodurch
die Gesamtkosten des Systems verringert werden.
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Der
weitere Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zur Vorhersage
der unbelasteten Motordrehzahl für
die Motorabwürgungsvermeidungssteuerung
aus einer Motordrehzahlmessung, während sich die Getriebesteuerungen
des Fahrzeugs in Neutralstellung befinden, bereit.
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Der
weitere Aspekt der Erfindung verwendet einen Motordrehzahlsensor,
wie zum Beispiel eine Impulsaufnahmeeinheit, Geschwindigkeitssteuerungsfußpedale
oder eine andere manuelle Richtungssteuerung, und eine Mikrosteuerung
mit Software. Die Software überwacht
kontinuierlich die Motordrehzahl und die Fußpedalgeschwindigkeitssteuerungen.
Wenn sich die Fußpedale
in Neutralstellung befinden, das heißt weder das Vorwärts- noch
das Rückwärtspedal
niedergedrückt
wird, und sich das Fahrzeug nicht bewegt, erfasst die Software die
Motordrehzahl und speichert sie in einem Mikrosteuerungsspeicher.
Hierbei handelt es sich um eine genaue Schätzung der unbelasteten Motordrehzahl. Wenn
der Fahrzeugführer
eine Bewegung des Fahrzeugs einleitet, fällt die Motordrehzahl in Abhängigkeit
von der Lasthöhe
ab. Wenn der Motordrehzahlabfall einen spezifischen Wert im Vergleich
mit der unbelasteten Motordrehzahl übertrifft, wird ein Steuerungsbefehl
von der Mikrosteuerung an das Getriebe gesendet, um die Fahrzeuggeschwindigkeit
proportional zum Ausmaß des
Motorabfalls und somit die erforderliche Leistung zu reduzieren.
Wenn der Fahrer über
das Fußpedal
die Richtung ändert,
erholt sich die Motordrehzahl schnell, wodurch eine von dem Mikrosteuerungsspeicher
zu erfassende aktualisierte Messung der unbelasteten Motordrehzahl
gestattet wird.
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Dieser
Prozess funktioniert am Besten, wenn die Drosselposition des Motors
während
des Fahrzeugbetriebs unverändert
bleibt, funktioniert aber auch erfolgreich, wenn der Fahrzeugführer die
Drosselposition ändert,
wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt.
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Dieser
weitere Aspekt der Erfindung ist besonders auf Fahrzeugbetriebe
anwendbar, bei denen die Richtung regelmäßig geändert wird, wie zum Beispiel
beim Bewegen von Materialien mit einem Frontlader. Da der Fahrer
das Getriebe regelmäßig durch Neutral
schaltet, wenn er die Richtung ändert,
kann die Mikrosteuerung ihre Messung der unbelasteten Motordrehzahl
regelmäßig und
genau aktualisieren, ohne dass ein Drosselpositionssensor erforderlich ist.
Dieser weitere Aspekt der Erfindung gestattet die Durchführung von
Motorabwürgungsvermeidung
zu reduzierten Kosten.
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Ein
Verfahren zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Nutzfahrzeugs,
wobei das Fahrzeug einen ein hydrostatisches Getriebe (26)
antreibenden Motor aufweist, wobei das hydrostatische Getriebe (26)
einen Antriebsstrang antreibt, wobei der Antriebsstrang zum Antrieb
eines getriebenen Rads (28) angeordnet ist, kann folgende
Schritte umfassen: kontinuierliches Erfassen der Drehzahl des Motors;
Betreiben des Fahrzeugs vorwärts
und rückwärts; Erfassen
der Drehzahl des Motors zwischen vorwärts und rückwärts als eine unbelastete, eingestellte
Drehzahl und Speichern der unbelasteten, eingestellten Drehzahl
im Speicher; danach Ändern
der Ausgabe des hydrostatischen Getriebes zur Verringerung der Diffe renz,
wenn sich die Drehzahl des Motors von der unbelasteten, eingestellten
Drehzahl unterscheidet.
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Bei
solch einem Verfahren kann das hydrostatische Getriebe eine verstellbare
Verdrängerpumpe
enthalten, die ein Schrägscheibe,
welche zur Einstellung der Ausgabe des hydrostatischen Getriebes winkelförmig eingestellt
werden kann, und ein Proportionalsteuerventil enthält, das
zur Einstellung des Schrägscheibenwinkels
signalverbunden ist, wobei der Schritt der Änderung der Ausgabe des hydrostatischen
Getriebes weiterhin durch den Schritt der Änderung eines Antriebssignals
an das Proportionalsteuerventil zur Änderung des Winkels der Schrägscheibe
in der verstellbaren Verdrängerpumpe
(30) des hydrostatischen Getriebes definiert wird.
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Solch
ein Verfahren kann folgenden weiteren Schritt umfassen: Bereitstellung
einer eingestellten Drehzahl, die von einem Drosselhebelpositionssensor
geschätzt
wird, als eine unbelastete, eingestellte Motordrehzahl.
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Zahlreiche
andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus
der folgenden ausführlichen
Beschreibung der Erfindung und deren Ausführungsformen, den Ansprüchen und
den beigefügten
Zeichnungen leicht hervor.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm des Verfahrens für das Nutzfahrzeugdrehzahlsteuerungssystem
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine schematische Schnittansicht des in einem hydrostatischen Getriebe
von 1 verwendeten Servosteuersystems;
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3 ist
eine auseinander gezogene, fragmentarische perspektivische Ansicht
des Servosteuersystems von 2;
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3A ist
eine schematische Schnittansicht eines Proportionaldruckreduzierventils
des Systems von 3;
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4 ist
eine schematische Schnittansicht eines hydrostatischen Getriebes;
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5 ist
ein Blockdiagramm der Drehzahlsteuerungsalgorithmusschritte der
vorliegenden Erfindung;
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6 ist
ein Blockdiagramm eines in der vorliegenden Erfindung enthaltenen
Motordrehzahlsteuerungsalgorithmus; und
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7 ist
ein Proportionalventildiagramm, das den Betrieb der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden
kann, werden bestimmte Ausführungsformen
davon in den Zeichnungen gezeigt und hier ausführlich beschrieben, wobei die
vorliegende Offenbarung natürlich
nur als Veranschaulichung der Grundzüge der Erfindung betrachtet
werden soll und die Erfindung nicht auf die bestimmten dargestellten
Ausführungsformen
einschränken
soll.
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1 zeigt
in Blockdiagrammform ein Fahrzeug 20, das ein Drehzahlsteuerungssystem 24 der vorliegenden
Erfindung einer bevorzugten Ausführungsform
enthält.
Das Fahrzeug enthält
ein hydrostatisches Getriebe 26 und ein Gruppengetriebe 27, wie
zum Beispiel ein Mehrganggetriebe, zur Übertragung von Kraft über ein
(nicht gezeigtes) Differential auf ein oder mehrere angetriebene
Räder 28.
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Das
hydrostatische Getriebe 26 enthält eine verstellbare Verdrängerpumpe 30 und
einen Hydraulikmotor 34. Die verstellbare Verdrängerpumpe 30 wird
durch einen Motor 35 drehangetrieben. Der Hydraulikmotor
treibt den zwischen dem Hydraulikmotor 34 und dem angetriebenen
Rad 28 angeordneten Mehrganggetriebeantrieb 27 an.
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Das
Steuersystem 24 enthält
eine Steuerung 52, wie zum Beispiel eine auf einem Mikroprozessor basierende
Mikrosteuerung, die mit einem mit einem Motordrosselhebel 57 in
Verbindung stehenden Motordrosselpositionssensor 56 in
Signalverbindung steht. Die Mikrosteuerung 52 steht auch
mit einem Motordrehzahlsensor 64 in Signalverbindung, der sich
in unmittelbarer Nähe
eines rotierenden Teils des Motors 35, wie zum Beispiel
rotierender Zähne oder
Ziele am Motorschwungrad 65, befindet. Vorzugsweise handelt
es sich bei dem Sensor 64 um einen Hall-Effekt-Sensor. Der Sensor 64 ist
so konfiguriert, dass er entweder der Mikrosteuerung oder einer zugehörigen Komponente
ein Drehzahlsignal oder einen Impulsstrom sendet, wobei die Mikrosteuerung die
Motordrehzahl mit der Frequenz der Impulse korreliert.
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Das
Steuersystem 24 enthält
ein Vorwärtspedal 72 und
ein Rückwärtspedal 74.
Das Vorwärtspedal 72 steht
mit einem Potentiometer 82 in Wirkeingriff, um ein Vorwärtspedalpositionssignal
zu erzeugen, und ein Rückwärtspedal 74 steht
mit einem Potentiometer 84 in Wirkeingriff, um ein Rückwärtspedalpositionssignal
zu erzeugen. Die Potentiometer 82, 84 sind mit
der Steuerung 52 signalverbunden.
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Die
Steuerung 52 ist durch eine (nicht gezeigte) geeignete
Signalkonditionierungs- und -verstärkungsschaltungsanordnung mit
einem Elektromagneten 106a eines Vorwärtsantriebsproportionalsteuerventils 106 und
mit einem Elektromagneten 108a eines Rückwärtsantriebsproportionalsteuerventils 108 signalverbunden.
Der Ausgangsstrom zur Erregung des Vorwärts- oder Rückwärtssteuerventilelektromagneten 106a, 108a ist
zum ent sprechenden Pedalpositionssignal im Wesentlichen proportional.
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Die 2 und 3 zeigen
ausführlicher
die Servosteuerung des hydrostatischen Getriebes. Bei einer gegebenen
Motorantriebsdrehzahl und einem Gruppengetriebe oder Achsantriebsgangwahl
stellt das hydrostatische Getriebe durch Betätigung der Fußpedale 72, 74 eine
stufenlos verstellbare Geschwindigkeitssteuerung, vorwärts und
rückwärts, bereit.
Jedes Ventil 106, 108 ist mit einer Quelle von druckbeaufschlagtem
Hydraulikfluid S und einem Rückführkanal
R auf einem reduziertem Hydraulikdruck verbunden. Vorzugsweise wird
Hydraulikfluid durch den Rückführkanal
R zum Hydraulikreservoir des Fahrzeugs zurückgeführt.
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Durch
Niederdrücken
des Vorwärtsfußpedals 72 wird
ein elektrisches Ausgangssignal oder eine Spannung des Potentiometers 82 verursacht, die
zur Steuerung 52 übertragen
werden soll. Die Steuerung 52 erzeugt durch Software eine
vorgewählte
Stromrampenausgabe, um den Elektromagneten 106a des Vorwärtsantriebsproportionalventils 106 zu
erregen. Das Proportionalventil 106 ist gemäß der Rampenausgabe
geöffnet
und gestattet so, dass aus der Quelle S in den Einlass 107 des
Ventils 106 geleitetes druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid
durch das Ventil 106 strömt. Das druckbeaufschlagte
Hydraulikfluid wird in einen Servozylinder 114 auf einer Seite
eines verschiebbar im Zylinder 114 untergebrachten Servokolbens 112 geleitet
und beaufschlagt diesen Servozylinder mit Druck. Das andere Ventil 108 gestattet,
dass Fluid von innerhalb des Zylinders 114 von einer gegenüberliegenden
Seite des Servokolbens 112 zum Rückführkanal R strömt.
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Der
Kolben 112 weist eine Kerbe 115 auf, die einen
Kolbenfolger 116 festhält
(3). Der Kolbenfolger 116 steuert die
Bewegung einer Nockenplatte oder Schrägscheibe 118 einer
verstellbaren Verdrängerpumpe.
Die Bewegung des Kolbens 112 bewirkt eine Drehung der Schräg scheibe 118 in
der Hydraulikpumpe aus der Neutralstellung heraus. Eine maximale
Verdrängung
der Pumpe 30 wird erreicht, wenn der Servokolben 112 in
seine Endposition bewegt wird. Die Schrägscheibe 118 kann
in einem durch das Vorwärtsfußpedal 72 gewählten Positionsbereich positioniert
werden.
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Wenn
das Rückwärtspedal 74 gedrückt wird, sendet
das Potentiometer 84 der Steuerung 52 ein elektrisches
Ausgangssignal oder eine Spannung. Die Steuerung 52 erzeugt
durch Software eine vorgewählte
Stromausgangsrampe zur Erregung des Elektromagnettreibers 108a des
Rückwärtsantriebsproportionalventils 108.
Das Rückwärtsantriebsproportionalventil 108 wird
gemäß der Rampenausgabe
geöffnet,
damit von der Quelle S in einen Einlass 119 des Ventils 108 geleitetes
druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid durch das Ventil 108 strömen kann.
Das druckbeaufschlagte Hydraulikfluid wird in den Servozylinder 114 auf
einer gegenüberliegenden
Seite des Servokolbens 112 in dem Zylinder 114 geleitet
und beaufschlagt den Servozylinder mit Druck. Das andere Ventil 106 gestattet
einen Fluidstrom von innerhalb des Zylinders 114 von einer
Seite des Servokolbens 112 zum Rückführkanal R.
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Vorzugsweise
werden die Ventilelektromagnete 106a, 108a durch
Impulsbreitenmodulations-Ströme,
die den Ausgangsdruck proportional zur gesteuerten Breite von Stromschrittimpulsen
regulieren, an den Treiber angelegt. Obgleich die Frequenz der Impulse
im Wesentlichen gleich bleibt, werden die Impulsbreiten zur Regulierung
der Ventile geändert.
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Das
hydrostatische System ist vorzugsweise ein Hydrauliksystem mit geschlossenem
Kreislauf, das aus einer (nicht gezeigten) Füllpumpe und der verstellbaren
Verdrängerpumpe 30,
die durch eine mit dem Motorschwungrad verbundene (nicht gezeigte)
Anordnung aus einer flexiblen Platte und einem Dämpfer angetrieben wird, besteht.
Die Füllpumpe
liefert druckbeaufschlagtes Fluid an die Proportionalventileinlässe 107, 119.
Rückkehrendes
Fluid von der Servosteuereinheit wird zum Reservoir des Traktorhydrauliksystems
geleitet.
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Ein
Veranschaulichungsbeispiel eines Steuerventils, wie zum Beispiel
des Steuerventils 106, wird in 3A gezeigt.
Der Elektromagnet 106a enthält einen (schematisch gezeigten)
Tauchanker 120, der durch die (schematisch gezeigte) Magnetspule 121 angetrieben
wird. Der Tauchanker 120 treibt einen Ventilkolben 122 in
einem Gehäuse 123 an.
Das Gehäuse
stellt dem Hydraulikfluidreservoir den Einlass 107 für druckbeaufschlagtes
Hydraulikfluid in Form von mehreren Öffnungen und einen Auslass 124 in
Form mehrerer Öffnungen
bereit. Ein Steuerdruckauslass 125 leitet Hydraulikfluid
mit einem regulierten Druck zum Servozylinder 114, wie
in 2 gezeigt. Die Magnetspule 121 treibt
den Tauchanker 120 (in 3A) nach
unten, um den Einlass 107 durch einen ringförmigen Kanal 122a zum
Auslass 125 zu öffnen.
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Der
Kanal 122a ist zu einer länglichen Öffnung 122b durch
den Ventilkolben 122 offen, um Fluid in ein Inneres 122c des
Ventilkolbens 122 zu leiten. Das Innere des Ventilkolbens
ist zum Auslass 125 offen. Der Druck des Hydraulikfluids
am Steuerauslass 125 ist im Wesentlichen proportional zu
der durch den Tauchanker an den Ventilkolben angelegten Kraft, und
liegt zwischen dem Reservoirdruck, dem Druck am Auslass 125 bei
geschlossenem Einlass 107, wie in 3A gezeigt,
bis zum Versorgungsdruck des druckbeaufschlagten Hydraulikfluids,
wobei der Ventilkolben 122 zum Schließen des Auslasses 124 und Öffnen des
Einlasses 107 nach unten bewegt wird.
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Der
Einlass 107 und der Auslass 125 können mit
einer ringförmigen
Blende 107a bzw. einer kreisförmigen Blende 125a versehen
werden.
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Das
Steuerventil 108 kann genauso wie oben für das Steuerventil 106 beschrieben
konfiguriert sein.
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4 zeigt
ausführlicher
das hydrostatische Getriebe 26. Die dargestellte hydrostatische
Pumpe 30 ist eine servogesteuerte Kolbenpumpe mit variabler
Verdrängung
mit Axialkolben. Eingangskeilwellen 126 werden über eine
(nicht gezeigte) mit dem (nicht gezeigten) Motorschwungrad verschraubte
flexible Platte angetrieben.
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Fluidstrom
durch die Pumpe 30 wird durch Änderung des Winkels der Schrägscheibe 118 gesteuert.
Die exzentrische Position der Schrägscheibe steuert die Strecke,
die die Kolben 130 in den Kolbenbohrungen 132 der
rotierenden Anordnung zurücklegen.
Die Richtung, in der die Schrägscheibe von
der Mitte gedreht wird, bestimmt die Fluidstromrichtung, vorwärts oder
rückwärts. Die
Gradzahl, die die Schrägscheibe
durchgebogen wird, bestimmt, wie viel Fluid verdrängt wird,
wodurch die Getriebedrehzahl gesteuert wird.
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Die
hydrostatische Pumpe 30 liefert Hydraulikfluid an den hydrostatischen
Motor 34 durch die Rückplatte 138.
Hydraulikfluid im Antriebsstrang zirkuliert in einem geschlossenen
Kreislauf. Fluid verlässt
die hydrostatische Pumpe 30, strömt durch den hydrostatischen
Motor 34 und wird zur hydrostatischen Pumpe zurückgeführt. Fluid,
das diesen geschlossenen Kreislauf, wie zum Beispiel an den Gehäuseablauf,
verlässt,
wird durch Fluid aus der Füllpumpe
wieder aufgefüllt.
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Der
hydrostatische Motor 34 ist ein Axialkolbenmotor. Der Motor
befindet sich rückwärtig der Rückplatte.
Der hydrostatische Motor treibt eine mit dem Gruppengetriebe 27 verbundene
Ausgangswelle an, die Kraft auf die Räder überträgt. Das Gruppengetriebe 27 kann
ein Mehrganggruppengetriebe, wie zum Beispiel ein Dreigang- oder
Viergang-Getriebe sein.
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Ein
Verfahren zur Verhinderung eines Motorabwürgens in einem Nutzfahrzeug
wird in 5 aufgeführt. Das Ver fahren umfasst
die folgenden Schritte: Schritt 300: kontinuierliches Erfassen
der Drehgeschwindigkeit eines rotierenden Teils in einem Motor des
Fahrzeugs; Schritt 304: Betreiben des Fahrzeugs vorwärts und
rückwärts; Schritt 306:
Aufzeichnen der Drehgeschwindigkeit des Teils, wenn sich das Getriebe
in Neutral als die unbelastete Motordrehzahl befindet, oder als
Alternative kontinuierliches Überwachen
der Position des Drosselhebels; Schritt 310: Erstellen
eines Drehzahlabfallschwellwerts; Schritt 316: Vergleichen
der Drehgeschwindigkeit des Teils mit der unbelasteten Motordrehzahl; Schritt 318:
Ermitteln einer Differenz zwischen der unbelasteten Motordrehzahl
und der Drehgeschwindigkeit des Teils; Schritt 320: wann
immer die Motordrehzahl unter den Schwellwert abfällt, proportionales
Reduzieren des Erregerstroms zu den Proportionalsteuerventilen,
um die Ausgabe des hydrostatischen Getriebes zu reduzieren und so
den Motor zu entlasten.
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Die
unbelastete Motordrehzahl kann durch den Drosselhebelpositionssensor 56 oder
als Alternative durch Aufzeichnen der Motordrehzahl jedes Mal dann,
wenn das Getriebe die Neutralstellung durchläuft, das heißt wenn
weder das Vorwärts-
noch das Rückwärtspedal
niedergedrückt
und das Fahrzeug stationär
ist, ermittelt werden. Der Schwellwertmotorabfallbetrag kann ein
vorgewählter
Betrag sein oder auf Grundlage einer Prozentzahl der unbelasteten
Motordrehzahl berechnet werden.
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6 zeigt
eine Steueralgorithmusroutine der Software der Mikrosteuerung 52,
die die durch die Hall-Effekt-Aufnahmeeinheit 64 erfasste
Motordrehzahl mit der unbelasteten Motordrehzahl vergleicht, die
PID-Rückkopplungsteuermathematik (PID:
Proportional, Integral, Differential) zur Verringerung der Differenz
durch Steuerung der Drehzahlausgabe des hydrostatischen Getriebes
verwendet. Die Routine ändert
proportional das Ausgangssignal von der Mikrosteuerung an die Proportio nalsteuerventile, um
die Drehzahlausgabe des hydrostatischen Getriebes zu verringern
oder zu erhöhen.
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7 zeigt
die proportionale Beziehung zwischen den Motordrehzahlabfällen und
dem Proportionalventilstromsignal von der Mikrosteuerung. Der Drehzahlabfall
wird als die unbelastete Motoristdrehzahl minus der gemessenen Motoristdrehzahl
definiert. Zum effektiven Betrieb ist ein bestimmter Motordrehzahlabfall
unter Last erforderlich. Dies wird als ein Drehzahlabfallschwellwert
ST bezeichnet. In dem in 7 gezeigten Beispiel kann die
Motordrehzahl um 200 U/min abfallen, bevor der Proportionalsteuerventilstrom
von der Mikrosteuerung geändert
wird. Nach Erreichen des Schwellwerts ST verringert ein weiterer
Abfall der Motor-U/min den Proportionalventilstrom im Wesentlichen
linear während
einer Abwärtsrampenphase
RDP (ramp down phase), bis bei einem bestimmten Motordrehzahlabfall
keine weitere Stromverringerung erforderlich ist, um ein Abwürgen des
Motors zu verhindern.