FI126626B - Ajovoimansiirtojärjestelmä ja menetelmä - Google Patents

Description

AJOVOIMANSIIRTOJÄRJESTELMÄ JA MENETELMÄ

Keksinnön ala

Keksinnön kohteena on menetelmä ajovoimansiirtojärjestelmän ohjauksessa. Keksinnön kohteena on lisäksi ajovoimansiirtojärjestelmä.

Keksinnön taustaa

Liikkuva raskas kalusto, jota edustavat erilaiset mobiilit työkoneet, hyödyntää usein hydrostaattista ajovoimansiirtoa, jota myös voidaan kutsua HST-järjestelmäksi (HST, hydrostatic transmission). HST-järjestelmän avulla tuotetaan tarvittava teho raskaan kaluston ajamiseksi ja saavutetaan jatkuva nopeuden ohjaus ja korkea vääntömomentti.

Hydrostaattista ajovoimansiirtoa pyritään ohjaamaan eri ohjaustavoilla niin, että se toimii aina optimaalisella hyötysuhteella ja suorituskyky pysyy hyvänä. Eri ohjaustavoissa ohjataan erityisesti säätötilavuuspumpun ja säätötila-vuusmoottorin kierrostilavuutta, minkä avulla tuotetaan haluttu työkoneen ajonopeus.

Hydrostaattisen ajovoimansiirron ohjauksessa hyödynnetään usein myös elektronista ohjausyksikköä (ECU, electronic control unit), joka ohjaa säätötilavuuspumpun ja säätötilavuusmoottorin kierrostilavuuksien asetuksia ja tarvittaessa myös moottorin asetuksia sekä mittaamaan esim. anturien avulla pumpun painetta ja kierrosnopeutta, tarvittaessa myös moottorin nopeutta. Elektroninen ohjausyksikkö voi olla myös yhteydessä työkoneen ohjaussauvaan tai pedaaliin, jonka avulla operaattori hallitsee työkoneen ajonopeutta.

Mobiilit työkoneet liikkuvat myös maastossa ja ylittävät maassa olevia painaumia, kuoppia, ojia, kohoumia, mättäitä, kaatuneiden puiden runkoja, kiviä, kantoja ja muita vastaavia esteitä. Esteiden ylittämistä varten ja kuormituksen muuttuessa on ajovoimansiirron tuotettava riittävästi tehoa ja lisäksi teho on oltava käytettävissä nopeasti, jotta työkone ei pysähdy tai sen nopeus ei putoaisi tarpeettomasti. Mikäli työkone kuljettaa erilaisia kuormia, niin kuormitus ja tehontarve on tavanomaista suurempi ja sen vaihtelu on tavanomaista suurempaa. Toisaalta, tiellä kuljettaessa kuormitus ja tehontarve ovat pienempiä mutta nopeus on suurempi.

Eräitä tunnettuja mobiileja työkoneita ovat metsätyökoneet, kuten erilaiset harvesterit ja kuormatraktorit. Puunkorjuun suorittamiseksi harvesterin nivel-puomiston päähän on sovitettu puunkorjuulaitteisto, joka on kaatopää tai har-vesteripää, jolla pystyssä kasvava puunrunko katkaistaan, kaadetaan, karsitaan tai sahataan halutun mittaisiksi osiksi. Sahatut puunrungot kerätään kuormatraktorilla, joka on varustettu nivelpuomiin kiinnitetyllä kuor-mainkouralla ja jonka kuormatilassa puunrungot kuljetetaan pois.

Julkaisussa EP-2540550-A2 on esitetty eräs harvesteri, jonka nivelpuomiin on kiinnitettynä puunkorjuulaitteisto. Eräs kuormatraktori on esitetty julkaisussa EP-1923289-A2, käsittäen kaksi nivelen avulla toisiinsa kytkettyä runkoa. Takarunko on varustettu nivelpuomilla ja kuormatilalla, johon puunrungot kerätään. Eturunkoon on sovitettu ohjaamo ja polttomoottori. HST-järjestelmän hyötysuhde riippuu komponenttien pyörimisnopeuksista, tilavuusvirrasta ja paineesta. Komponenttien hyötysuhde on usein parempi nimellispaineessa kuin sitä alhaisemmilla paineilla. Perinteisissä HST-järjestelmissä ajonopeutta on hallittu pyrkimällä haluttuun nopeussuhteeseen (esim. Gear ratio -arvo). Tällöin pumpun ja moottorin kierrostilavuutta on ohjattu tiettyjen painerajojen sisällä siten, että kaikilla nopeussuhteilla on saavutettu maksimaalinen moottorin vääntömomentti. Tähän on päästy ohjaamalla pumpun ja moottorin kierrostilavuudet aina maksimiinsa. Tämän lisäksi hydrauliset komponentit on mitoitettu toimimaan hyvällä hyötysuhteella maksimitehon ja maksimivääntömomentin vallitessa ja HST-järjestelmän hyötysuhde ei ole optimaalinen alhaisen kuormituksen alueella ja käyttäen perinteistä ohjaustapaa. Toisaalta, toimilaitteiden epäideaalisuu-det dynaamisen kuorman tilanteissa estää HST-järjestelmän nopeuden vapaan optimoinnin.

Eräs perinteinen hydrostaattisen ajovoimansiirron ohjaustapa on esitetty julkaisussa "Optimization of the efficiency of hydrostatic drives" (B. Vanwalle-ghem, C. Dousy, G. Pinte, B. Vanseveren, 8th International Fluid Power Conference, Dresden, Germany, March 26-28 2012).

Eräs elektroninen ohjausyksikkö on esitetty julkaisussa ”SmartDrive Easy System, Hydrostatic transmission” (Technical Catalog, Poclain Hydraulics, 31/10/2013).

Julkaisussa US-2007/068152-A1 esitetyssä ajovoimansiirtojärjestelmässä on säätötilavuuspumppu, jonka tuottamaa tilavuusvirtaa ohjataan järjestelmän kuormituksesta riippuen. Muita julkaisuja ovat US-2013/168179-A1 ja US-2006/182636-A1, joissa myös on esitetty ajovoimansiirtojärjestelmä, joka perustuu hydrostaattiseen ajovoimansiirtoon.

Keksinnön yhteenveto

Keksinnön mukainen menetelmä ajovoimansiirtojärjestelmän ohjauksessa on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukainen ajovoimansiirtojärjestelmä on esitetty patenttivaatimuksessa 9.

Esitetyssä uudessa ohjaustavassa on kyseessä menetelmä ajovoimansiirtojärjestelmän ohjauksessa. Ajovoimansiirtojärjestelmä käsittää hydrostaattisen ajovoimansiirron, jota ohjaa ohjausjärjestelmä ja jossa on säätötilavuusmoot-tori ja voimanlähteen ajama säätötilavuuspumppu, joka tuottaa säätötila-vuusmoottorille syötettävää tilavuusvirtaa. Menetelmässä ohjataan mainittua tilavuusvirtaa riippuvaisena hydrostaattisen ajovoimansiirron ja/tai voimanlähteen määritellystä kuormituksesta kullakin hetkellä.

Erään esimerkin mukaisesti voimanlähteen kuormitus määritetään voimanlähteen ohjausyksikön antamien signaalien perusteella. Ajovoimansiirron kuormitus määritetään esim. hydrostaattisen ajovoimansiirron paineen perusteella tai ohjausjärjestelmän ohjaussignaalien perusteella tai ajonopeuden ohjausarvon avulla.

Esitetyssä ratkaisussa on lisäksi kyseessä ajovoimansiirtojärjestelmää, joka käsittää hydrostaattisen ajovoimansiirron, jota ohjaa ohjausjärjestelmä ja jossa on säätötilavuusmoottori ja voimanlähteen ajama säätötilavuuspumppu, joka tuottaa säätötilavuusmoottorille syötettävää tilavuusvirtaa. Ohjausjärjestelmä on sovitettu ohjaamaan ajovoimansiirtojärjestelmää siten, että ohjataan mainittua tilavuusvirtaa riippuvaisena hydrostaattisen ajovoimansiirron ja/tai voimanlähteen määritellystä kuormituksesta kullakin hetkellä.

Erään esimerkin mukaisesti ohjausjärjestelmä käsittää elektronisen ohjausyksikön, joka on sovitettu ohjaamaan sekä säätötilavuusmoottorin että säätö-tilavuuspumpun kierrostilavuutta perustuen antureilta saataviin mittaustietoihin ja tallennettuun säätöalgoritmiin.

Esitetyn uuden ohjaustavan avulla on mahdollista lisätä HST-järjesteimän hyötysuhdetta tietyllä nopeusalueella ja sen toimintapisteissä siten, että tilavuusvirtaa pienennetään ja sama ulostuloteho tuotetaan korkeammalla paineella verrattuna perinteiseen ohjaustapaan. HST-järjestelmän toimintaa ohjataan perustuen ajovoimansiirron mitattuun tehoon ja haluttuun pumpun ja moottorin nopeuksien suhteeseen. Mitattu teho on eräs tapa määritellä em. kuormitus, joka kohdistuu HST-järjestelmään tai sitä ajavaan voimanlähteeseen. Toisin sanoen, HST-järjestelmän korkeamman tehon alueella HST-järjestelmää ohjataan em. perinteisen ohjaustavan mukaisesti. HST-järjestelmän alhaisemman tehon alueella ja ennaltamäärätyn nopeussuhteen alueella HST-järjestelmää ohjataan siten, että pumpun kierrostilavuutta rajoitetaan ja vastaavasti moottorin kierrostilavuutta pienennetään, jotta ylläpidetään haluttu nopeussuhde. HST-järjestelmän elektroninen ohjausyksikkö ohjaa säätötilavuuspumpun kierrostilavuuden asetusta.

Edellä mainittu teho on eräs tapa kuvata HST-järjestelmän kuormitusta, joka on samalla voimanlähteeseen kohdistuva kuormitus, koska kaikki tarvittava energia saadaan voimalähteestä, esim. polttomoottorista. HST-järjestelmä, ja samalla koko ajovoimansiirtojärjestelmän ja voimanlähteen kuormitus voidaan määritellä myös muilla tavoin kuin edellä on esitetty.

Voimanlähteen kuormitus voidaan määritellä moottorin ohjausyksikön antamien signaalien perusteella, esim. polttomoottorin kierrosnopeuden ja vään-tömomentin perusteella. Ajovoimansiirron ja HST-järjestelmän kuormitus voidaan määritellä myös perustuen HST-järjestelmän paineeseen, operaattorin antamiin ohjausarvoihin, kuten nopeuden ohjausarvoon, tai muihin työkoneen ohjausjärjestelmän antamiin signaaleihin tai mittausarvoihin.

Ohjaustapa ottaa huomioon myös tiettyjä tilanteita ja HST-järjestelmän tiloja, jolloin esitetyn uuden ohjaustavan sijaan käytetään em. perinteistä ohjaustapaa.

Ohjaustavassa lisäksi ajovoimansiirron mitattua tehoa suodatetaan, minkä avulla vältetään epästabiiliutta, joka johtuu esim. paineen värähtelystä ja toimilaitteiden epäideaalisuuksista. Erään esimerkin mukaisesti suodatus tapahtuu käyttäen EWMA-suodatusta (EWMA, exponentially weighted moving average). Suodatuksen käyttämien parametrien arvot ovat erilaiset riippuen siitä, onko HST-järjestelmän mitattu teho nouseva vai laskeva. Tällöin elektroninen ohjausyksikkö kykenee nousevan tehon yhteydessä reagoimaan nopeasti ja pehmeästi.

Erään esimerkin mukaisesti, ja johtuen toimilaitteiden epäideaalisuuksista, elektroninen ohjausyksikkö lisäksi korjaa pumpun kierrostilavuuden asetusta siten, että päästään samaan nopeussuhteeseen sekä HST-järjestelmän alhaisemman tehon että korkeamman tehon alueille. Korjaus tehdään niin, että pumpun tuottamaa tilavuusvirtaa korjataan alhaisemman tehon alueella käyttäen elektronisessa ohjausyksikössä esim. nopeuskorjauskerrointa. Kolauksen yhteydessä tilavuusvirtaa tyypillisesti kasvatetaan.

Esitettyä uutta ohjaustapaa voidaan soveltaa HST-järjestelmissä, joissa on säätötilavuuspumppu ja säätötilavuusmoottori. Sopivimmin on lisäksi niin, että HST-järjestelmän komponentit valitaan niin, että niiden nimellispaine ja nimellistilavuusvirta ovat suuremmat kuin perinteistä ohjaustapaa käyttäen. Ohjaustapaa voidaan soveltaa käyttäen em. elektronista ohjausyksikköä, joka on ohjelmoitu ja konfiguroitu suorittamaan kyseistä ohjaustapaa noudattava ohjausalgoritmi.

Edellä esitettyä HST-järjestelmää ja ohjaustapaa voivat soveltaa mobiilit työkoneet, jotka ovat esim. rakennuskoneita, maatalouskoneita, traktoreita tai metsätyökoneita.

Työkoneena on esimerkiksi puita kaatava harvesteri tai puita kuljettava kuormatraktori tai muu puita käsittelevä metsätyökone.

Esitetyn uuden ohjaustavan avulla voidaan pienentää työkoneen polttoaineen kulutusta, kun kuormitus on alhaisemmalla tasolla ja tuotetaan vähemmän tilavuusvirtaa.

Piirustuksien lyhyt kuvaus

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkkisen avulla ja viittaamalla samalla oheisiin piirustuksiin, joissa: kuva 1 esittää erästä mobiilia työkonetta, joka on metsätyökone ja kuorma-traktori ja jonka ajovoimansiirrossa voidaan soveltaa esitetty ratkaisua, kuva 2 esittää erästä toista mobiilia työkonetta, joka on metsätyökone ja harvesteri ja jonka ajovoimansiirrossa voidaan soveltaa esitetty ratkaisua kuva 3 esittää kaaviokuvana erään esimerkin mukaisen ajovoimansiirron laitteita ja HST-järjestelmää, joita voidaan soveltaa kuvien 1 ja 2 työkoneissa, kuva 4 esittää kaaviokuvana tarkemmin kuvan 2 HST-järjestelmää, kuva 5 esittää HST-järjestelmän perinteistä ohjaustapaa, kuva 6 esittää esitetyn ratkaisun mukaista uutta ohjaustapaa sovellettuna HST-järjestelmän säätötilavuuspumpun kierrostilavuuden ohjauksessa, kuva 7 esittää esitetyn ratkaisun mukaista uutta ohjaustapaa sovellettuna HST-järjestelmän säätötilavuuspumpun ja säätötilavuusmoottorin kierrostilavuuden ohjauksessa kun kyseessä on korkeamman tehon alue, kuva 8 esittää esitetyn ratkaisun mukaista uutta ohjaustapaa sovellettuna HST-järjestelmän säätötilavuuspumpun ja säätötilavuusmoottorin kierrostilavuuden ohjauksessa kun kyseessä on alemman tehon alue, kuva 9 esittää esitetyn ratkaisun mukaista uutta ohjaustapaa sovellettuna HST-järjestelmän säätötilavuuspumpun kierrostilavuuden ohjauksessa ja käyttäen kierrostilavuuden korjausta, ja kuva 10 esittää työkoneen nopeutta kuvan 9 ohjaustapaa käyttäen.

Keksinnön tarkempi kuvaus

Kuvassa 1 on esitetty eräs mobiili työkone, joka on kuormatraktori ja jossa esitetyn mukaista ratkaisua voidaan soveltaa. Kuvassa 2 on esitetty eräs toinen mobiili työkone, joka on harvesteri ja jossa esitetyn mukaista ratkaisua voidaan soveltaa. Työkone käsittää eturungon 10 ja takarungon 12, jotka on kytketty toisiinsa esim. nivelellä 14 ja joihin hydrostaattisen ajovoimansiirron laitteet ja komponentit (HST-järjestelmä) on sijoitettuna. Kuormatraktorin etu-rungossa 10 on ohjaamo 16 sekä moottori 17 ja takarungossa 12 on kuoma-tila 22 ja nivelpuomi 18, jossa on kuormainkoura 20. Harvesterin takarungossa 12 on ohjaamo 16 sekä moottori 17 ja eturungossa 12 on nivelpuomi 18, jossa on puunkorjuulaitteisto 11, esim. harvesteripää tai kaatopää. Moottorina 17 on polttomoottori (ICE, internal combustion engine), esim. dieselmoottori. Kukin runko käsittää 2-pyöräisen keinuvan akselin, kuten kuvan 1 kuormatraktori, mutta vaihtoehtoisesti voidaan käyttää myös tavallista 1-pyöräistä akselia, kuten kuvan 2 harvesterissa.

Kuvaan 3 viitaten tarkastellaan seuraavaksi mobiilin työkoneen ajovoimansiirron laitteita, joihin kuuluu mm. polttomoottori, hydrostaattisen ajovoimansiirto ja mekaanisen ajovoimansiirron laitteita, jotka ajavat työkonetta. Kyseisiä ajovoimansiirron laitteita voidaan soveltaa kuvien 1 ja 2 työkoneissa.

Kuvan 3 mukaisesti moottori 24, sopivimmin polttomoottori, tuottaa kullakin hetkellä ajovoimansiirron tarvitseman tehon, joka vaaditaan työkoneen liikutteluun ja ajamiseen erilaisissa olosuhteissa. Moottorin 24 ulostuloakselilleen tuottama pyörimisnopeus ja vääntömomentti sekä mekaaninen teho muunnetaan hydrauliseksi tehoksi pumpussa 26, jolloin teho on verrannollinen pumpun 26 tuottamaan paineeseen ja tilavuusvirtaan. Pumppu 26 on säädettävä, jolloin tuotettua tilavuusvirtaa voidaan vaihdella. Hydraulinen teho hyödynnetään moottorissa 28, joka puolestaan tuottaa ulostuloakselilleen halutun vääntömomentin ja halutun pyörimisnopeuden. Pumpun 26 tuottama paine riippuu moottorin 28 kuormituksesta ja tehontarpeesta. Moottorin 28 pyörimisnopeus riippuu pumpun 26 tuottamasta tilavuusvirrasta ja moottorin 28 kierrostilavuuden asetuksesta, kun moottori 28 on säädettävä. Moottori 28 on puolestaan kytketty esim. vaihteeseen 30 (valittavissa esim. nopea tai hidas kytkentä), jonka välityksellä mekaaninen teho siirretään työkoneen pyöriin 32, esimerkiksi kardaanivälityksen 34 ja differentiaaliakseleiden 36 avulla 2-pyöräisiin keinuviin akseleihin tai teleihin 38, joissa on työkoneen pyörät 32, jotka on kiinnitetty pyöriviin pyörännapoihin 40. Ajovoimansiirron laitteita ohjataan elektronisella ohjausyksiköllä 42 (ECU, electronic control unit) tai työkoneen ohjausjärjestelmällä 43, jotka ohjaavat myös moottoria 24 esim. moottorin ohjausyksikön 45 välityksellä. Moottorin ohjausyksikkö 45 ohjaa ja valvoo moottorin 24 toimintoja. Elektroninen ohjausyksikkö 42 voi olla osa työkoneen ohjausjärjestelmää 43. Elektroninen ohjausyksikkö 42 voi myös olla erillinen laite, joka on yhteydessä työkoneen ohjausjärjestelmään 43 ja ainakin HST-järjestelmän laitteisiin.

Työkoneen ajonopeuden määrää kuljettajan antama ohjausarvo, joka annetaan tyypillisesti pedaalin 46 avulla. Pedaali tuottaa esim. anturin 48 avulla asetussignaalin 50, joka on pedaalin 46 asennosta riippuvainen ja joka syötetään ohjausyksikölle 42. Ohjausarvon antamiseen voidaan käyttää muitakin tapoja, esim. ohjaussauvaa. Tyypillistä on, että mitä suurempi pedaalin asennon siirtymä tai ohjausarvo on, sitä suurempi ajonopeus saavutetaan. Pedaalin 46 painaminen aikaansaa tarvittaessa myös työkoneen työjarrun avautumisen, minkä jälkeen ohjausyksikkö 42 ohjaa pumppua 26 ohjaussignaalilla, jolla on ennalta määrätty minimitaso tai -arvo. Tyypillisesti ohjaussignaalina on virtasignaali, josta pumpun 26 tuottama tilavuusvirta riippuu.

Kuvassa 4 on esitetty kuvan 3 ajovoimansiirron laitteet tarkemmin HST-järjestelmän osalta. Tässä esimerkissä kyseessä on suljettu piiri ja 1-piirijärjestelmä, erityisesti 1-moottorijärjestelmä. Kuvan 4 eri laitteiden toiminta ja numerointi vastaa kuvassa 3 esitettyä numerointia ja siihen liittyvää selostusta.

Pumppu 26 on säätötilavuuspumppu, joka on esimerkiksi kierrostilavuudel-taan (Vg) säätyvä aksiaalimäntäpumppu, jossa tilavuusvirran suuntaa ja edelleen sen avulla moottorin pyörimissuuntaa ja työkoneen ajosuuntaa voidaan vaihtaa kääntämällä pumpun vinolevyä molemmille puolille neutraalia keskiasentoa. Moottori 28 on säätötilavuusmoottori, joka on esimerkiksi kier-rostilavuudeltaan (Vg) säätyvä aksiaalimäntämoottori, joka on tyyppiä vinole-vy tai vinoakseli, tai radiaalimäntämoottori. Säätyvässä moottorissa on esim. käännettävä moottorin vinolevy.

Työkoneen ohjausjärjestelmä 43 valvoo ajovoimansiirron laitteita, HST-järjestelmää ja kaikkia niihin liittyviä aputoimintoja, sekä usein myös voimanlähteen ohjausta. Kyseinen ohjausjärjestelmä perustuu sopivimmin prosesso-ripohjaiseen käyttöympäristöön. Työkoneen ohjausjärjestelmän 43 varusteet on sijoitettu ohjaamoon operaattorin saataville. Ohjausjärjestelmän ohjausautomatiikka perustuu ohjainväylän osalta esim. CAN-väyläratkaisuun, jossa tieto kulkee digitaalisesti.

Ohjausjärjestelmän varusteet käsittävät erään esimerkin mukaisesti näyttö-moduulin, näppäimistön, hiiren, keskusyksikön prosessoreineen ja muistei-neen, ja usein myös tulostimen, sekä ohjausjärjestelmän moduuleja. Varusteisiin kuuluu myös yksi tai useampi ohjauspaneeli, jonka näppäimien, painikkeiden ja ohjaussauvan avulla vaikutetaan ohjausjärjestelmään. Tässä esimerkissä työkoneen ohjausjärjestelmään 43 on kytketty useita antureita (esim. kuvan 4 anturit 52-54) tai mittalaitteita, jotka on kytketty ajovoimansiirron laitteisiin ja joiden antamat signaalit ovat verrannollisia ajovoimansiirron joidenkin toiminnallisten suureiden arvoihin.

Anturit 52-54 on kytketty HST-järjestelmään. Työkoneen ohjausjärjestelmässä 43 tai elektronisessa ohjausyksikössä 42 on esim. ennalta määrätty parametri, jonka arvo on riippuvainen anturin mittaamasta suureesta. Kyseistä suuretta voidaan mitata jatkuvasti halutulla näytteenottotaajuudella. Mitattava suure on esimerkiksi paine, esimerkiksi moottorin 28 ylitse vaikuttava paine (paineanturi 52). Toinen mitattava suure on esim. moottorin 24 tai pumpun 26 pyörimisnopeus (nopeusanturi 54). Mitattava suure on myös pedaalin 46 asento (asentoanturi 48). Työkoneen ohjausjärjestelmä 43 tai elektroninen ohjausyksikkö 42 generoi ohjausalgoritmin perusteella ohjaussignaalit, joiden avulla voidaan ohjata pumpun 26 ja moottorin 28 kierrostilavuuksia.

Esitetyn ratkaisun mukaisen ohjaustavan ja sen ohjausalgoritmin toteuttamiseksi vaadittava sovellus ja sen sisältämä ohjelmisto on asennettuna ohjausjärjestelmän 42 tai ohjausyksikön 42 prosessoripohjaiseen keskusyksikköön, jossa on tarvittava RAM- ja massamuisti ja joka hyödyntää käyttöjärjestelmää, jonka alaisuudessa sovellusta ajetaan. Käyttöjärjestelmässä on tarvittavat sovellukset ja protokollavälineet tiedonsiirtoon muiden laitteiden kanssa.

Työkoneen tiedonsiirto perustuu esim. CAN-väylätekniikkaan (controller area network) ja hajautettuun ohjaukseen. Ohjausjärjestelmä voi koostua erillisistä laitteista tai itsenäisistä älykkäistä moduuleista, jotka keskustelevat CAN-väylän välityksellä. Ohjausjärjestelmä huolehtii polttomoottorin ja ajovoimansiirron sekä niihin liittyvien aputoimintojen ohjauksesta ja tiedonkulusta, sekä ohjaa pumpun ja moottorin kierrostilavuutta.

Kuvan 5 mukaisesti HST-järjestelmän ohjaus perinteisellä tavalla tapahtuu esim. siten, että pedaalin maksimiasennolla (ks. skaalattu Pedal-vaaka-akseli) on saavutettavissa työkoneen maksimi ajonopeus, jolloin pedaalin vapaassa asennossa nopeus on nolla. Kuvassa on kuvattu pumpun (käyrä 100) ja moottorin (käyrä 102) kierrostilavuuden (Vg) käyttäytyminen pedaalin eri asennoissa, kun kyseessä on kuvan 4 mukainen suljettu järjestelmä. Työkoneen lähtiessä liikkeelle polttomoottorilla on nimelliskierrosnopeus ja moottorin kierrostilavuus on asetettu maksimiinsa (Max,m) ja pumpun kierrostila-vuus on asetettu minimiinsä. Jos tarvitaan lisää nopeutta, kasvatetaan pumpun kierrostilavuutta, tarvittaessa sen maksimiin (Max, p) asti. Mikäli nopeutta tarvitaan edelleen lisää, aletaan pienentää moottorin kierrostilavuutta, tarvittaessa sen minimiin asti. Usein työkoneen nopeutta on mahdollista lisätä myös tämän jälkeenkin, mikä tapahtuu polttomoottorin kierrosnopeutta kasvattamalla. HST-järjestelmän hyötysuhde on riippuvainen moottorin nopeudesta ja tehosta. Edellä kuvatulla ohjaustavalla maksimoidaan moottorin ulostulon vääntö-momenttia eri nopeuksilla.

Ratkaisun mukaisella uudella ohjaustavalla voidaan polttomoottorin polttoai-netaloutta tehostaa erityisesti sellaisissa toimintapisteissä, joissa on kyseessä alhainen teho ja ennaltamäärätty HST-järjestelmän nopeusalue. Ohjaustavalle on tyypillistä, että HST-järjestelmän tilavuusvirta pidetään alhaisella tasolla ja paine pidetään korkealla tasolla. Ohjaustavassa mitataan HST-järjestelmän teho ja nopeussuhde, ns. Gear Ratio -arvo, kussakin toimintapisteessä, minkä perusteella päätellään onko pumpun tuottamaa tilavuusvir-taa rajoitettava johonkin ennaltamäärättyyn maksimiarvoon. Rajoittaminen tapahtuu sopivimmin niin, että rajoitetaan pumpun saamaa ohjausarvoa tai ohjaussignaalia, joka määrää kierrostilavuuden asetuksen ja jonka avulla työkoneen ohjausjärjestelmä tai elektroninen ohjausyksikkö ohjaa pumppua. HST-järjestelmässä em. nopeussuhde voidaan ilmaista esim. ns. Gear Ratio -arvon avulla.

Edellä mainitussa ohjaustavassa rajoittaminen tapahtuu silloin, kun teho on ennaltamäärätyllä alueella, esim. ennaltamäärättyä tehoarvoa pienempi (ks. kuva 6, raja-arvo 104), ja Gear Ratio -arvo on ennaltamäärätyllä alueella, esim. ennaltamäärättyä Gear Ratio -arvoa pienempi (ks. kuva 8, raja-arvo 106). Haluttu Gear ratio -arvo on esim. oltava saavutettavissa käytetyillä pumpun ja moottorin kierrostilavuuksilla.

Seuraavassa esitellään työkoneen ohjausjärjestelmän 43 tai elektronisen ohjausyksikön 42 hyödyntämää algoritmiä, joka toteuttaa halutun ohjaustavan. Uudessa ratkaisun mukaisessa ohjaustavassa määritetään HST-järjestelmän teho (P) kullakin hetkellä, ts. toimintapisteessä, kun tiedetään polttomoottorin 24 kierrosnopeus (N), esim. RPM-yksiköllä ilmaistuna, pumpun 26 kierrostilavuuden maksimi (Vpump), pumpun kierrostilavuuden asetus (Pump_ctrl, esim. skaalattuna välille 0-1), ja paine (delta_p, esim. absoluuttiarvona ja bar-yksiköllä ilmaistuna). Laskentakaavana on esim.: (1)

jossa ”*” kuvaa kertolaskua ja 7” kuvaa jakolaskua.

Laskettua tehoa (P) voidaan käsitellä suodatinfunktion avulla, jotta voidaan poistaa paineen värähtelyn ja toimilaitteen ei-ideaalisuuden vaikutus ohjaustapaan ja vältetään epästabiiliutta. Suodatinfunktio perustuu sopivimmin ns. EWMA-suodattimeen (exponentially weighted moving average). Laskentakaavana on esim.: (2)

jossa kerroin ewma_a lasketaan ns. half-life -parametrin t05 ja näytteenotto-ajan Ts avulla, esim. alfa=2/(t05/ts*2.89+1) ja ewma_a=(1 -alfa)*1024.

Erilaista half-life -parametria voidaan käyttää esim. riippuen siitä, onko laskettu teho (P) kasvamassa tai vähenemässä. Ohjaustavan on reagoitava nopeasti kasvavaan tehotarpeeseen siten, että suodatus on vähäisempää. Käytet- ty half-life -parametri on asetettuna esim. ohjausjärjestelmän FLOW_LIMIT_EWMA_HALF_TIME_INC -parametriin, jota ohjausalgoritmi hyödyntää. Ohjaustavan on reagoitava mahdollisimman pehmeästi vähentyvään tehotarpeeseen siten, että suodatus on voimakkaampaa ja käytetty half-life -parametri on asetettuna esim. FLOW_LIMIT_EWMA_HALF_TIME_DEC -parametriin.

Pumpun kierrostilavuus rajoitetaan em. määritellyn tehon (P) perusteella. Pumpun kierrostilavuus (Vg,p) rajoitetaan arvoon, jota kuvaa tehosta riippuvainen funktio.

Kuvassa 6 on esitetty pumpun kierrostilavuuden (Vg,p) rajoittaminen kun teho on ennaltamäärätyllä alueella, esim. ennaltamäärättyä raja-arvoa 104 pienempi. Tällöin pumpun kierrostilavuus on korkeintaan ennaltamäärätyllä tasolla, jota kuvaa raja-arvo 110, esim. normalisoitu arvo 0.6 kierrostilavuuden maksimin ja minimin välissä. Tätä suuremmilla tehoilla kierrostilavuutta ei ole rajoitettu, vaan se voi saavuttaa maksimiarvonsa (ks. normalisoitu arvo 1). Sopivimmin on kuitenkin niin, että kierrostilavuuden (Vg,p) maksimiaro saavutetaan tehoilla, jotka ovat esim. ennaltamäärättyä raja-arvoa 108 suurempia. Kierrostilavuuden (Vg,p) maksimin sallitaan muuttuvan em. raja-arvojen 106 ja 108 välillä jonkin funktion mukaisesti, jonka avulla siirtymä raja-arvosta 110 maksimiin ei ole äkillinen tai askelmainen. Raja-arvo 104 vastaa esim. sellaista Gear Ratio -arvoa ja raja-arvoa 106, jota suuremmilla arvoilla moottorin kierrostilavuus saavuttaa maksimiarvonsa.

Erään esimerkin mukaisesti pumpun kierrostilavuuden (Vg,p) rajoittaminen ilmaistaan funktiona pu m p_ctrl_l i m it_by_power. Funktio pump_ctrl_limit_by_power saa arvon 1, kun teho (P) on suurempi kuin parametriin FLOW_LIMIT_POWER_MAX (vrt. raja-arvo 108) asetettu arvo, joten pumpun kierrostilavuutta (Vg,p) ja sen tuottamaa tilavuusvirtaa ei rajoiteta. Funktio pu m p_ctrl_l i m it_by_power saa puolestaan parametriin FLOW_LIMIT_PUMP_REDUCTION asetetun arvon, kun teho on pienempi kuin parametriin FLOW_LIMIT_POWER_MIN (vrt. raja-arvo 104) asetettu arvo, joten pumpun kierrostilavuutta (Vg,p) ja tuottamaa tilavuusvirtaa tarvittaessa rajoitetaan.

Toisin sanoen, pumpun kierrostilavuutta ja tuottamaa tilavuusvirtaa rajoitetaan sallitusta maksimistaan vain silloin, kun teho on ennaltamäärättyä arvoa pienempi (vrt. normalisoitu arvo 0.6). Kyseistä ennaltamäärättyä arvoa suuremmilla tehoilla (ks. raja-arvo 104 tai 108) pumpun on sallittu saavuttaa en-naltamäärätty kierrostilavuuden maksimiarvo, joka on tyypillisesti vakio (vrt. normalisoitu arvo 1). Erään esimerkin mukaisesti pumpun kierrostilavuus on rajattu arvoon 40%-80% maksimikierrostilavuudesta ja erään toisen esimerkin mukaisesti se on rajattu arvoon 50%-70% tai sopivimmin arvoon 55%-65%, tai kuten edellä, arvoon 60% (normalisoitu arvo 0.6).

Edellä esitetyssä esimerkissä pumpun kierrostilavuus on rajoitettu ennalta-määrättyyn arvoon, joka on vakio (esim. normalisoitu arvo 0.6) ja talletettu parametriin FLOW_LIMIT_PUMP_REDUCTION. Erään toisen esimerkin mukaisesti em. ennaltamäärätty arvo rajoitusta varten ei ole vakio, vaan se voidaan ilmaista esim. suoran, käyrän tai jonkin funktion avulla, tai vaihtoehtoisesti se valitaan taulukoinnin avulla perustuen määritettyyn tehoon (P).

Kun laskettu teho on arvojen F LOW_L IM IT_PO WE R_M IN ja FLOW_LIMIT_POWER_MAX välissä, saa funktio pump_ctrl_limit_by_power arvon esim. lineaarisen interpolation avulla. Tässä esimerkissä funktion pump_ctrl_limit_by_power arvo kasvaa lineaarisesti arvosta, joka on asetettuna parametriin FLOW_LIMIT_PUMP_REDUCTION, arvoon 1, joka kuvaa pumpun kierrostilavuuden (Vg,p) maksimia. Myös muita tapoja voidaan käyttää, esim. em. funktioita tai taulukointia.

Esitetyssä ohjaustavassa on huomioitava eräitä erityistilanteita ja HST-järjestelmän tiloja, jolloin pumpun kierrostilavuutta ei rajoiteta. Tällöin pumpun kierrostilavuuden maksimi voidaan saavuttaa tai on sallittua ylittää pumpun kierrostilavuuden se raja-arvo (vrt. raja-arvo 110), johon pumpun kierros-tilavuus on käytetyn tehon perusteella laskennallisesti rajoitettava.

Esimerkiksi, työkoneen lähtiessä pysähdyksistä liikkeelle on em. rajoittaminen sallittu vain ennaltamäärätyn aikaviiveen jälkeen. Kyseinen aikaviive voidaan asettaa esimerkiksi parametriin FLOW_LIMIT_ENTRY_DELAY. Erään toisen esimerkin mukaisesti, työkoneen muuttaessa ajosuuntaa, on em. rajoittaminen sallittu vain ennaltamäärätyn aikaviiveen jälkeen. Kyseinen aikaviive voidaan asettaa esimerkiksi parametriin FLOW_LIMIT_ENTRY_DELAY.

Se, että työkone on tilassa, jossa em. rajoittaminen ei ole sallittu, voidaan ilmaista esim. asettamalla parametri pump_ctrl_limit_by_state arvoon 1 (ja muutoin se on esim. arvossa 0). Työkoneen ohjausjärjestelmällä on tieto siitä, onko työkone pysähdyksissä tai kääntymässä tai se voi päätellä työkoneen tilan operaattorin antamien ohjaussignaalien perusteella. Ohjausjärjestelmä voi päätellä työkoneen tilan myös ajovoimansiirron laitteiden toiminnan tai niihin liittyvien anturien antamien mittaussignaalien perusteella.

Erään kolmannen esimerkin mukaisesti työkoneen ohjausjärjestelmän on huolehdittava siitä, että pumpun tuottamaa tilavuusvirtaa ei rajoiteta ennalta-määrättyä arvoa pienemmäksi ja saavutetaan vähintään ennaltamäärätty Gear Ratio -arvo. Gear ratio -raja-arvoa kuvaa esimerkiksi GR-parametri ja pumpun kierrostilavuuden (Vg,p) asetus on oltava vähintään funktion Pump_required antaman arvon mukainen esim. seuraavan laskentakaavan mukaisesti: (3) Pump_required=(GR*(MR-1 )+GR)/MR, jossa parametri MR kuvaa moottoria ja joka saadaan moottorin kierrostilavuuden minimin ja maksimin suhteesta kaavalla MR=V_MOTOR_MIN/ V_MOTOR_MAX.

Kuvassa 7 on esitetty edellä kuvatun HST-järjestelmän pumpun ohjaustapa, jossa pumpun kierrostilavuutta ei ole rajoitettu vaan HST-järjestelmää ohjataan perinteisellä tavalla, jossa pumpun kierrostilavuutta (Vg,p) kasvatetaan ensin. Kun pumpun kierrostilavuus on saavuttanut nimellisen maksimiarvonsa (Max,p), aletaan kasvattaa moottorin kierrostilavuutta (Vg,m) minimiarvostaan, jotta työkoneen ajonopeutta voidaan kasvattaa.

Kun rajoittaminen ei ole käytössä, saavutetaan haluttu Gear Ratio -arvo esim. ensisijaisesti pumpun kierrostilavuutta (Vg,p) muuttamalla (kasvattamalla). Kun pumpun kierrostilavuus on maksimiarvossaan (Max,p), aletaan ensijaisesti muuttaa (kasvattaa) moottorin kierrostilavuutta kuvan 7 mukaisesti.

Kuvassa 8 on esitetty edellä kuvatun HST-järjestelmän pumpun ohjaustapa, jossa pumpun kierrostilavuutta rajoitetaan ja HST-järjestelmää ohjataan esi tetyllä uudella ohjaustavalla, jossa pumpun kierrostilavuutta (Vg,p) kasvatetaan ensin sallittuun maksimiarvoonsa, jota kuvaa raja-arvo 110. Kun pumpun kierrostilavuus on saavuttanut sallitun maksimiarvonsa (ks. raja-arvo 110), aletaan kasvattaa moottorin kierrostilavuutta (Vg,m) minimiarvostaan, jotta työkoneen ajonopeutta voidaan kasvattaa. Kun moottorin kierrostilavuus on saavuttanut nimellisen maksimiarvonsa (Max,m), aletaan uudestaan kasvattaa pumpun kierrostilavuutta (Vg,p), jotta työkoneen ajonopeutta voidaan kasvattaa.

Kun rajoittaminen on käytössä, saavutetaan haluttu Gear Ratio -arvo esim. ensisijaisesti pumpun kierrostilavuutta (Vg,p) muuttamalla (kasvattamalla) ja sen jälkeen ensisijaisesti moottorin kierrostilavuutta (Vg,m) muuttamalla (kasvattamalla), kun pumpun kierrostilavuus on sallitussa maksimiarvossaan. Kun moottorin kierrostilavuus on maksimiarvossaan, aletaan ensisijaisesti muuttaa (kasvattaa) pumpun kierrostilavuutta kuvan 8 mukaisesti.

Edellä mainitut erityistilanteet ja HST-järjestelmän eri tilat voidaan ottaa huomioon esim. laskukaavalla: (4) pump_control_limit“max([pump_control_limit_by_power, Pump_required, pump_control_limit_by_statej), joka kuvaa erityistilanteiden ja tilojen yhteisvaikutusta siihen, onko pumpun kierrostilavuutta (Vg,p) rajoitettava johonkin ennaltamääärättyyn arvoon, jota voidaan kuvat funktion pump_control_limit avulla. Kyseessä on esim. pumpun kierrostilavuuden sallitun maksimin asetus, esim. skaalattuna välille 0-1. Kyseisen funktion tuottaman arvon avulla työkoneen ohjausjärjestelmä ohjaa asetussignaalien avulla mm. HST-järjestelmän pumppua 26 ja moottoria 28, jotka on esitetty kuvissa 3 ja 4.

Laskettua pumpun kierrostilavuuden rajoitettua arvoa voidaan käsitellä suodatinfunktion avulla. Suodatinfunktio perustuu sopivimmin ns. EWMA-suodattimeen (exponentially weighted moving average) ja siinä voidaan tarvittaessa ottaa huomioon em. parametrit FLOW_LIMIT_EWMA_HALF_TIME_INC ja FLOW_LIMIT_EWMA_HALF_TIME_DEC. Suodatettua arvoa kuvaa esimerkiksi parametri pump_control_limit_filtered.

Pumpun kierrostilavuuden asetusarvo saadaan ottamalla huomioon ainakin käytettävä teho, HST-järjestelmän tila sekä pumpun ja moottorin keskinäinen toiminta sekä tarvittaessa myös muita olosuhteista johtuvia seikkoja.

Erään esimerkin mukaisesti voidaan toimilaitteiden, erityisesti pumpun ja moottorin epälineaarisuus ottaa huomioon kompensoinnilla. Epälineaarisuus johtuu esimerkiksi pumpun tai moottorin vinolevyn asetuksen epätarkkuudesta tai niiden sisäisistä vuodoista, jotka kasvavat paineen kasvaessa. Seurauksena on erityisesti työkoneen ajonopeuden putoaminen suunniteltu pienemmäksi. Korjaustoimenpiteenä on erityisesti pumpun kierrostilavuuden kasvattaminen siitä arvosta, johon se edellä kuvatulla ohjaustavalla on asetettu.

Ajonopeuden korjauskerroin on esimerkiksi prosenttiarvo, joka on asetettuna parametriin FLOW_LIMIT_SPEED_CORRECTION ja on arvoltaan esim. 0%-20%. Lopullinen pumpun kierrostilavuuden asetusarvo Pump_ctrl saadaan esim. kaavalla: (5)

Pump_ctrl=(FLOW_LIMIT_SPEED_CORRECTION)/100*Pump_ctrl_normal + (100- FLOW_LIMIT_SPEED_CORRECTION)/100*Pump_cntr, jossa parametri Pump_control_normal on pumpun normaali ohjausarvo (arvona 1) ja joka pätee, kun Pump_control on pienempi kuin Pump_control_normal.

Kuvassa 9 on esitetty pumpun kierrostilavuuden (Vg,p) käyttäminen käyrän 112 mukaisessa tilanteessa, jossa esitetyn ohjaustavan mukainen rajoittami-ne ei ole käytössä, jolloin pumpun kierrostilavuus kasvaa maksimiinsa. Käyrän 116 mukaisessa tilanteessa pumpun kierrostilavuutta, joka on jo ehtinyt kasvaa maksimiarvoonsa, on ryhdytty rajoittamaan tietyllä ajanhetkeliä (T) ja se muuttuu kohti ennaltamäärättyä raja-arvoa. Käyrän 114 mukaisessa tilanteessa on käytössä käyrän 116 mukainen ohjaustapa, joka rajoittaa pumpun kierrostilavuutta, mutta lisäksi pumpun kierrostilavuuden asetusarvoa on rajattu edellä esitetyllä tavalla, käyttäen esim. em. korjauskerrointa ja kasvattamalla tilavuusvirtaa.

Kuvassa 10 on esitetty edellä kuvatun korjauksen vaikutus työkoneen ajonopeuteen (v). Käyrän 122 mukainen ajonopeus saavutetaan, kun esitetyn ohjaustavan mukainen rajoittaminen ei ole käytössä (vrt. käyrä 112 kuvassa 9). Käyrän 120 mukainen ajonopeus saavutetaan, kun pumpun kierrostilavuutta on ryhdytty rajoittamaan tietyllä ajanhetkellä (t) (vrt. käyrä 116 kuvassa 9). Käyrän 118 mukainen nopeus saavutetaan, kun pumpun kierrostilavuuden asetusarvoa on korjattu edellä esitetyllä tavalla (vrt. käyrä 114 kuvassa 9). Käyrästä 118 havaitaan, että saavutettu ajonopeus vastaa hyvin tilannetta, jossa esitetty uusi ohjaustapa ei ole käytössä, joten työkoneen toiminta on johdonmukaista eri tilanteissa.

Moottorin kierrostilavuus saadaan laskettua pumpulle valitun kierrostilavuuden perusteella. Kun pumpulle on valittu tietty kierrostilavuus, joka on pumpun maksimiarvo tai rajoitettu arvo, saadaan pumpun tuottama tilavuusvirta kun tiedetään myös polttomoottorin pyörimisnopeus ja samalla voidaan ottaa huomioon pumpun volymetrinen hyötysuhde. Kun tiedossa on käytössä oleva tilavuusvirta, voidaan moottorille valittava kierrostilavuus määrittää moottorin halutun pyörimisnopeuden tai työkoneen halutun nopeuden perusteella ja samalla voidaan ottaa huomioon moottorin volymetrinen hyötysuhde.

Moottorin yli vallitseva paine-ero, jota kuvaa HST-järjestelmän tai pumpun paine, voidaan määrittää moottoriin kohdistuvan kuormituksen ja moottorin kierrostilavuuden perusteella ja samalla voidaan ottaa huomioon moottorin mekaaninen hyötysuhde. Moottorilla on oltava kyky muodostaa ulostuloakse-lille vääntömomentti, joka vastaa kuormitusta. Pumpun on kyettävä tuottamaan edellä mainittu paine. Vääntömomentti, jonka polttomoottorin on tuotettava pumpun sisääntuloakselille, jotta pumppu voi tuottaa tarvittavan paineen, on riippuvainen pumpun kierrostilavuudesta, paineesta ja pumpun mekaanisesta hyötysuhteesta.

Keksintöä ei ole rajoitettu pelkästään edellä olevassa selostuksessa esitettyihin esimerkkeihin ja vaihtoehtoihin tai kuvissa esitettyihin esimerkkeihin vaan sitä voidaan soveltaa oheisten patenttivaatimuksien määrittelemissä puitteissa.

Claims (11)

1. Menetelmä ajovoimansiirtojärjestelmän ohjauksessa, joka ajovoimansiirto-järjestelmä käsittää hydrostaattisen ajovoimansiirron, jota ohjaa ohjausjärjestelmä (43) ja jossa on säätötilavuusmoottori (28) ja voimanlähteen (24) ajama säätötilavuuspumppu (26), joka tuottaa säätötilavuusmoottorille syötettävää tilavuusvirtaa, ja jossa menetelmässä: - ohjataan mainittua tilavuusvirtaa riippuvaisena hydrostaattisen ajovoimansiirron ja voimanlähteen (24) määritellystä kuormituksesta kullakin hetkellä, tunnettu siitä, että menetelmässä: - ohjataan mainittua tilavuusvirtaa säätötilavuusmoottorin (28) pyörimisnopeuden ohjaamiseksi, - rajoitetaan mainittua tilavuusvirtaa rajoittamalla säätötilavuuspumpun (26) kierrostilavuus maksimissaan ennaltamäärätylle tasolle (110), kun mainittu kuormitus on ennaltamäärättyä tasoa (104) pienempi, ja - sallitaan mainitun tilavuusvirran kasvattaminen säätötilavuuspumpun (26) kierrostilavuutta kasvattamalla mainittua ennaltamäärättyä tasoa (110) suuremmaksi, kun mainittu kuormitus on ennaltamäärättyä tasoa (104) suurempi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säätötilavuusmoottorin (28) nopeuden ylläpitämiseksi ohjataan säätötilavuusmoottorin kierrostilavuutta, kun säätötilavuuspumpun (26) kierrostilavuus on rajoitettuna mainitulle ennaltamäärätylle tasolle (110), joka on säätötilavuuspumpun kier-rostilavuuden nimellistä maksimiarvoa pienempi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kun mainittu kuormitus kasvaa mainittua ennaltamäärättyä tasoa (104) suuremmaksi, sallitaan säätötilavuuspumpun (26) kierrostilavuuden kasvattaminen tasolta (110), joka vastaa em. rajoittamista, tasolle, joka vastaa säätötilavuuspumpun kierrostilavuuden nimellistä maksimiarvoa, jolloin mainittu kasvattaminen tapahtuu ennaltamäärätyllä tavalla.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään ajovoimansiirron tai voimanlähteen (24) kuormitus perustuen voimanlähteen mitattuun kierrosnopeuteen ja hydrostaattisen ajovoiman siirron mitattuun paineeseen ja niistä laskettuun tehoon, ja verrataan määritettyä kuormitusta ennaltamäärättyyn tehon tasoon (104), minkä jälkeen valitaan joko mainittu kierrostilavuuden rajoittaminen tai sen rajoittamatta jättäminen.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan mainittua tilavuusvirtaa rajoittamalla, riippuen ajovoimansiirron tai voimanlähteen (24) kuormituksesta, mikäli säätötilavuuspumpun (26) ja säätötilavuusmoottorin nopeuksia kuvaava nopeussuhde on ennaltamäärätyl-lä tasolla (106), ja poistetaan em. rajoittaminen, mikäli em. nopeussuhde poikkeaa mainitusta, ennaltamäärätystä tasosta.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään voimanlähteen (24) kuormitus voimanlähteen ohjausyksikön (45) antamien signaalien perusteella.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään ajovoimansiirron kuormitus hydrostaattisen ajovoimansiirron paineen perusteella tai ohjausjärjestelmän (43) ohjaussignaalien perusteella tai ajonopeuden ohjausarvon (50) avulla.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä käsittää elektronisen ohjausyksikön (42), joka on sovitettu ohjaamaan sekä säätötilavuusmoottorin (28) että säätötilavuuspumpun (26) kierrostilavuutta perustuen antureilta (48, 52, 54) saataviin mittaustietoihin ja tallennettuun säätöalgoritmiin.

9. Ajovoimansiirtojärjestelmä, joka käsittää hydrostaattisen ajovoimansiirron, jota ohjaa ohjausjärjestelmä (43) ja jossa on säätötilavuusmoottori (28) ja voimanlähteen (24) ajama säätötilavuuspumppu (26), joka tuottaa säätötila-vuusmoottorille syötettävää tilavuusvirtaa, ja joka ohjausjärjestelmä (43) on sovitettu ohjaamaan ajovoimansiirtojärjestelmää siten, että: - ohjataan mainittua tilavuusvirtaa riippuvaisena hydrostaattisen ajovoimansiirron ja voimanlähteen (24) määritellystä kuormituksesta kullakin hetkellä, tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä on sovitettu ohjaamaan ajovoimansiirtojärjestelmää siten, että: - ohjataan mainittua tilavuusvirtaa säätötilavuusmoottorin (28) pyörimisnopeuden ohjaamiseksi, - rajoitetaan mainittua tilavuusvirtaa rajoittamalla säätötilavuuspumpun (26) kierrostilavuus maksimissaan ennaltamäärätylle tasolle (110), kun mainittu kuormitus on ennaltamäärättyä tasoa (104) pienempi, ja - sallitaan mainitun tilavuusvirran kasvattaminen säätötilavuuspumpun (26) kierrostilavuutta kasvattamalla mainittua ennaltamäärättyä tasoa (110) suuremmaksi, kun mainittu kuormitus on ennaltamäärättyä tasoa (104) suurempi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen ajovoimansiirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä käsittää elektronisen ohjausyksikön (42), joka on sovitettu ohjaamaan sekä säätötilavuusmoottorin (28) että säätötilavuuspumpun (26) kierrostilavuutta perustuen antureilta (48, 52, 54) saataviin mittaus-tietoihin ja tallennettuun säätöalgoritmiin.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen ajovoimansiirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että ajovoimansiirtojärjestelmä on sovitettuna mobiiliin työkoneeseen, esimerkiksi metsätyökoneeseen, harvesteriin, kuormatraktoriin, maatalouskoneeseen, traktoriin tai rakennuskoneeseen. Patentkrav