DE102005055318A1

DE102005055318A1 - Herunterschaltungsvorgang in einer Arbeitsmaschine mit hydrostatischem Antrieb

Info

Publication number: DE102005055318A1
Application number: DE102005055318A
Authority: DE
Inventors: Vaibhav H. Peoria Shah
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2006-07-20
Also published as: US7247122B2; JP2006194443A; US20060150767A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung sieht eine Arbeitsmaschine mit hydrostatischem Antrieb und ein Verfahren und ein Steuermodul mit einem Steueralgorithmus vor, um ein Herunterschaltungsereignis in der Arbeitsmaschine auszuführen. Das Verfahren weist den Schritt auf, einen Verzögerungsbetriebszustand in der Arbeitsmaschine einzuleiten, wenn bei der Anweisung eines Herunterschaltungsvorgangs die Arbeitsmaschine nicht in einem Verzögerungsbetriebszustand ist. Das Verfahren weist weiter die Schritte auf, eine Verdrängung von sowohl einer Pumpe mit variabler Verdrängung als auch eines Motors mit variabler Verdrängung in einem hydrostatischen Antrieb der Arbeitsmaschine einzustellen und den Druck auf einer niedrigen Kupplung der Arbeitsmaschine zu vergrößern. Der Steueralgorithmus 100 weist Mittel auf, um einen Verzögerungsbetriebszustand in der Arbeitsmaschine einzuleiten, wenn die Arbeitsmaschine bei der Anweisung eines Herunterschaltungsvorgangs nicht in einem Verzögerungsbetriebszustand ist, und zwar mit einem Motor mit variabler Verdrängung und/oder einer Pumpe mit variabler Verdrängung in einem hydrostatischen Antrieb der Arbeitsmaschine.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Arbeitsmaschinen mit hydrostatischem Antrieb, und sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und einen Software-Steueralgorithmus zum Herunterschalten in einer solchen Maschine.

Hintergrund

Ein hydrostatischer Antrieb oder "Hystat-Antrieb" bezieht sich allgemein auf einen Antriebsstrang oder einen Teil eines Antriebsstrangs in einer Arbeitsmaschine, der hydraulisches Strömungsmittel verwendet, welches durch die Motordrehung unter Druck gesetzt wird, und zwar als Bewegungskraft zum Antrieb der Arbeitsmaschine. Bei einer typischen Konstruktion wird eine Pumpe mit einer Ausgangswelle des Motors angetrieben und liefert unter Druck gesetztes hydraulisches Strömungsmittel zu einem Hydraulikmotor, der wiederum mit einer oder mit mehreren Achsen der Arbeitsmaschine gekoppelt ist. Üblicherweise haben sowohl die Pumpe als auch der Motor eine variable Verdrängung, was gestattet, dass das relative Drehmoment und die Drehzahl, die auf eine Antriebswelle der Arbeitsmaschine aufgebracht wird, und wiederum auf deren Räder oder Raupen, variiert wird.

Wo beispielsweise ein Arbeitsmaschinenbediener ein relativ hohes Drehmoment an die Räder oder Raupen der Arbeitsmaschine liefern möchte, wird die Verdrängung des Motors relativ groß sein, so dass bei einem vorgegebenen hydraulischen Druck von der Pumpe eine relativ große Kraft auf die Räder oder Raupen bei jedem Hub des Motors übertragen wird. Wo ein relativ niedriges Drehmoment erwünscht ist, beispielsweise wenn man die Arbeitsmaschine mit einer vergleichsweise höheren Geschwindigkeit betreibt, kann die relative Verdrängung des Motors verringert werden, und seine Hub geschwindigkeit kann durch Steigerung der Pumpenverdrängung vergrößert werden.

Während die Kombination einer Pumpe mit variabler Verdrängung und eines Motors mit variabler Verdrängung in einer Arbeitsmaschine mit hydrostatischem Antrieb eine besonders hohe Flexibilität im Betrieb erzeugt, gibt es Raum zur Verbesserung. Bei vielen bekannten Konstruktionen wird der Wirkungsgrad und das sanfte Verhalten von verschiedenen Betriebsvorgängen in dem hydrostatischen Antriebssystem durch die physischen Fähigkeiten des Arbeitsmaschinenbedieners beschränkt, genauso wie durch Beschränkungen der verschiedenen Systemkomponenten. Insbesondere kann eine Verlangsamung und eine Beschleunigung der Arbeitsmaschine relativ rau oder ineffizient sein, wenn der Bediener nicht gut für die Einstellung der Pumpe und des Motors ausgebildet ist.

Wenn ein Bediener in ungeschickter Weise die Verdrängung einer Pumpe oder eines Motors zu schnell einstellt, kann die relativ schnelle Veränderung des Drehmomentes, die vom Motor an die mit dem Boden in Eingriff stehenden Räder oder Raupen geliefert wird, problematisch sein. Übermäßig hohes Drehmoment oder Veränderungen des Drehmomentes können bei der Arbeitsmaschine eine übermäßig große Beschleunigung oder Abbremsung mit sich bringen, oder können diese vergrößern oder verringern, was in der Technik als "Ruck" (jerk) bekannt ist. Der Betrieb der Arbeitsmaschine kann somit nicht nur unbequem für den Bediener sein, sondern kann auch das Risiko mit sich bringen, die Maschine zu kippen oder darauf geladenes Material abzuwerfen. Wenn ein Bediener den Motor oder die Pumpe zu langsam einstellt, riskiert er im Gegensatz dazu, dass die Arbeitsmaschine abstirbt, oder zumindest die Leistung von verschiedenen Aufgaben in unnötiger Weise verlangsamt.

Gut ausgebildete Bediener können typischerweise verschiedene Arbeitsmaschinenbetriebsvorgänge relativ schnell und sanft ausführen. Jedoch haben viele moderne hydrostatische Systeme einfach zu viele variable Komponen ten, als dass ein einziger Bediener optimal eine sich verändernde Pumpenverdrängung, eine Motorverdrängung, eine Drossel- bzw. Gaspedalsposition und andere Funktionen steuern oder überwachen kann. Konstrukteure haben verschiedene Systeme entwickelt, bei denen eine elektronische Steuervorrichtung einen oder mehrere Teile des hydrostatischen Antriebs überwacht und einstellt. Während diese Systeme einige Verbesserungen gegenüber früheren Konstruktionen gezeigt haben, ist der Bediener immer noch typischerweise verantwortlich für die Steuerung von gewissen Komponenten, so dass ein sanfter Betrieb und ein guter Wirkungsgrad immer noch in vielen Situationen beeinträchtigt sein kann.

Das ebenfalls zu eigene US-Patent 5 624 339 zeigt ein Verfahren zur Steuerung von Schaltungspunkten in einem kontinuierlich variablen Getriebe, welches einen hydrostatischen Antriebspfad oder einen kombinierten Antriebspfad mit hydrostatischem und mechanischem Getriebe zeigt. Das mechanische Getriebe weist eine Planetenzusammenfassungsanordnung auf, die einen sanften Schaltungsvorgang ohne Unterbrechung des Drehmomentes gestatten soll. Obwohl diese Strategie und Struktur vielversprechend erscheinen, bleibt immer Raum zur Verbesserung der Gesamtkombination des Arbeitswirkungsgrades zusammen mit Komfort für den Fahrer.

Die vorliegende Offenbarung ist auf eines oder mehrere der Probleme oder Nachteile gerichtet, die oben dargelegt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Aspekt sieht die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Herunterschalten in einer hydrostatischen Arbeitsmaschine vor. Das Verfahren weist den Schritt auf, einen Verzögerungsbetriebszustand darin einzuleiten, wenn bei der Anweisung einer Herunterschaltung in der Arbeitsmaschine die Arbeitsmaschine nicht in einem Verzögerungsbetriebszustand ist. Das Verfahren weist weiter die Schritte auf, eine Verdrängung von sowohl einer Pumpe mit variabler Verdrängung als auch einen Motor mit variabler Ver drängung in einem hydrostatischen Antrieb der Arbeitsmaschine einzustellen, und den Druck auf einer niedrigen Kupplung bzw. langsamen Kupplung (Kupplung des niedrigen Ganges) der Arbeitsmaschine zu steigern.

Gemäß einem weiteren Aspekt sieht die vorliegende Offenbarung eine Vorrichtung mit einem computerlesbaren Medium mit einem darauf aufgezeichneten Steueralgorithmus vor. Der Steueralgorithmus weist Mittel auf, um einen Verzögerungsbetriebszustand in einem hydrostatischen Antrieb einer Arbeitsmaschine einzuleiten, die einen Motor mit variabler Verdrängung und eine Pumpe mit variabler Verdrängung aufweist, falls beim Anweisen eines Herunterschaltens der Arbeitsmaschine diese nicht in einem Verzögerungsbetriebszustand ist.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt sieht die vorliegende Offenbarung eine Arbeitsmaschine mit hydrostatischem Antrieb vor. Die Arbeitsmaschine mit hydrostatischem Antrieb weist eine Pumpe mit variabler Verdrängung und einen Motor mit variabler Verdrängung auf, der mit der Pumpe gekoppelt ist. Die Arbeitsmaschine mit hydrostatischem Antrieb weist weiterhin ein Getriebe auf, welches mit dem Motor gekoppelt ist. Die Arbeitsmaschine mit hydrostatischem Antrieb weist weiter ein elektronisches Steuermodul mit einem computerlesbaren Medium mit einem darauf aufgezeichneten Steueralgorithmus auf. Der Steueralgorithmus weist Mittel auf, um die Arbeitsmaschine mit dem Motor und/oder der Pumpe zu verzögern, wenn die Arbeitsmaschine nicht bei der Anweisung eines Herunterschaltungsvorgangs in einem Verzögerungsbetriebszustand ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine diagrammartige Seitenansicht einer Arbeitsmaschine mit hydrostatischem Antrieb gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine schematische Ansicht eines hydrostatischen Antriebs und eines elektronischen Steuersystems, die zur Anwendung bei der Arbeitsmaschine der 1 geeignet sind;
3 ist eine Kurvendarstellung, die ein Herunterschaltereignis gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
4 ist eine Kurvendarstellung, die ein Herunterschaltereignis gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
5 ist eine Kurvendarstellung, die ein Herunterschaltereignis gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
6 ist eine Kurvendarstellung, die ein Herunterschaltereignis gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
7a ist ein Flussdiagramm, welches einen Teil eines Herunterschaltungsvorgangs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
7b ist ein Flussdiagramm, welches einen weiteren Teil eines Herunterschaltungsvorgangs gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
7c ist ein Flussdiagramm, welches einen weiteren Teil eines Herunterschaltungsvorgangs gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
7d ist ein Flussdiagramm, welches einen weiteren Teil eines Herunterschaltungsvorgangs gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
7e ist ein Flussdiagramm, welches einen weiteren Teil eines Herunterschaltungsvorgangs gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
7f ist ein Flussdiagramm, welches einen weiteren Teil eines Herunterschaltungsvorgangs gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung
Mit Bezug auf 1 ist eine Arbeitsmaschine 10 mit hydrostatischem Antrieb gezeigt. Die Arbeitsmaschine 10 weist ein hydrostatisches Antriebssystem 11 auf, welches darin angeordnet ist, welches einen Motor 12, eine Pumpe 14 mit variabler Verdrängung, einen Motor 16 mit variabler Verdrängung und ein Getriebe 18 mit mindestens zwei Gängen aufweist, beispielsweise einen niedrigen Gang 18a und einen hohen Gang 18b. Ein elektronisches Steuermodul 20 ist weiterhin vorgesehen, und es ist betreibbar, um elektronisch die Verdrängung der Pumpe 14 und des Motors 16 und den Eingriff der Zahnräder bzw. Gänge 18a oder 18b während des Herunterschaltens der Arbeitsmaschine 10 zu steuern, wie hier beschrieben. Die Arbeitsmaschine 10 ist als ein Front-Schaufellader mit einer Schaufel 13 veranschaulicht; es sei jedoch bemerkt, dass die in 1 gezeigte Konstruktion nur beispielhaft ist, und dass die Arbeitsmaschine 10 irgendeine von einer großen Vielzahl von anderen Arbeitsmaschinen mit hydrostatischem Antrieb sein könnte, wobei viele davon in der Technik bekannt sind.
Die Arbeitsmaschine 10 kann mit einem Satz von Steuerungen ausgerüstet sein, die einem Bediener gestatten, eine Motordrossel einzustellen und die Fahrtrichtung mit einem herkömmlichen Steuerhandgriff oder Steuerhebel zu steuern. In einem Ausführungsbeispiel wird der Bediener den Steuerhandgriff nach vorne drücken, um die Arbeitsmaschine 10 in einer Vorwärts-Richtung zu bewegen, und wird den Handgriff zurückziehen, um die Arbeitsmaschine 10 in einer Rückwärts-Richtung zu bewegen. Um die Arbeitsmaschine 10 auf neutral zu stellen, kann der Bediener den Steuerhandgriff in eine mittlere Position bewegen. In gewissen in Betracht gezogenen Ausführungsbeispielen werden zusätzliche Steuerhebel oder Knöpfe beispielsweise dem Bediener ermöglichen, selektiv verschiedene der Arbeitsmaschinenkomponenten einzustellen, was eine oder mehrere der Komponenten des hydrostatischen Antriebs 11 mit einschließt, wie hier beschrieben. Das Heraufschalten und das Herunterschalten der Arbeitsmaschine 10 kann durch den Bediener angewiesen werden, beispielsweise durch Bewe gung eines Steuerhebels zwischen einer Position für einen hohen Gang und einer Position für einen niedrigen Gang, oder durch Herunterdrücken von einem oder mehreren Knöpfen. Das elektronische Steuermodul 20 kann auch konfiguriert sein, um automatisch die Arbeitsmaschine 10 basierend auf solchen Faktoren herauf zu schalten oder herunter zu schalten, wie beispielsweise basierend auf der Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine oder basierend auf der Getriebeausgangsdrehzahl.
Es wird weiter in Betracht gezogen, dass das elektronische Steuermodul 20 betreibbar sein wird, um elektronisch alle Komponenten des hydrostatischen Antriebs 11 zu steuern, wenn die Gänge ohne irgendeine Eingabe vom Bediener geschaltet werden. Für gewisse Anwendungen kann es jedoch wünschenswert sein, dass der Bediener eine manuelle Steuerung über eine oder mehrere der Komponenten des hydrostatischen Antriebs 11 während des Schaltens hat. Entsprechend können die Bedienersteuerungen so ausgelegt sein, dass eine Eingabe vom Bediener das elektronische Steuermodul 20 überstimmen bzw. übersteuern wird. Der Bediener kann wünschen, die verschiedenen Einstellungen im hydrostatischen Antrieb 11 in Erwartung eines Schaltungsvorgangs zu verzögern, zu unterbrechen oder zeitweise anzuhalten. In ähnlicher Weise kann der Bediener wünschen, selektiv herunter zu schalten, beispielsweise wenn das elektronische Steuermodul 20 anderenfalls nicht einen Herunterschaltungsvorgang aufrufen würde.
Wenn die Arbeitsmaschine 10 sich einem Abhang nähert, kann der Bediener beispielsweise wünschen, die Arbeitsmaschine 10 herunter zu schalten, um ihre Fahrt zu verzögern, auch wenn die Betriebsbedingungen noch nicht einen automatischen Herunterschaltungsbefehl vom elektronischen Steuermodul 20 erzeugen würden. Die Arbeitsmaschine 10 kann weiter mit Betriebs- bzw. Rad- oder Motorbremsen ausgerüstet sein, die, wenn sie aktiviert sind, Aktionen übersteuern oder unterstützen können, die von dem elektronischen Steuermodul 20 ausgeführt werden. Beispielsweise könnte das elektronische Steuermodul 20 automatisch einen elektronisch gesteuerten Herunterschaltungsvorgang einleiten, wenn der Bediener die Radbremsen bzw. Betriebsbremsen betätigt, wenn er in einem hohen Gang fährt.
Ebenfalls mit Bezug auf 2 ist dort eine schematische Darstellung des hydrostatischen Antriebssystems 11 gezeigt. Das elektronische Steuermodul 20 ist mit einer Drosselbetätigungsvorrichtung 32 über eine Kommunikationsleitung 33 verbunden und in steuernder Verbindung damit. In einem Ausführungsbeispiel ist das elektronische Steuermodul 20 betreibbar, um eine Position und/oder eine Veränderungsrate der Position einer Motordrossel bzw. eines Gaspedals durch die Einstellung der Betätigungsvorrichtung 32 einzustellen. Das elektronische Steuermodul 20 kann somit die Brennstoffzufuhr und die Drehzahl des Motors 12 oder Veränderungsraten davon steuern. Die Arbeitsmaschine 10 kann weiter mit einer herkömmlichen Drosselsteuerung ausgerüstet sein, wodurch der Bediener manuell die Drosselposition beispielsweise unter Verwendung eines Beschleunigungspedals bzw. Gaspedals einstellen kann.
Eine weitere Kommunikationsleitung 39 verbindet vorzugsweise das elektronische Steuermodul 20 mit einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung 38. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 38 wird typischerweise zwei Kupplungsbetätigungsvorrichtungen aufweisen, jeweils eine für jeden der Gänge 18a und 18b. Obwohl die Arbeitsmaschine 10 im Zusammenhang mit einem Zwei-Gang-Getriebe beschrieben wird, wird der Fachmann erkennen, dass Arbeitsmaschinen mit mehr als zwei Gängen als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung angesehen werden. Das elektronische Steuermodul 20 kann betreibbar sein, um die Drehzahl einer Ausgangswelle des Getriebes 18 zu bestimmen, oder einen Wert, der diese anzeigt, wie hier beschrieben.
Die Arbeitsmaschine 10 kann auch herkömmliche Kupplungspedale oder Steuerhebel aufweisen, so dass der Bediener selektiv die Kupplung in Eingriff bringen bzw. einrücken oder außer Eingriff bringen bzw. ausrücken kann, wie erwünscht. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann der Bediener manuell die Arbeitsmaschine 10 zwischen niedrigen und hohen Gängen umschalten, und zwar entweder in Vorwärts- oder Rückwärts-Fahrtrichtung. Auch wenn das elektronische Steuermodul 20 automatisch den Schaltungsvorgang im Getriebe 18 gesteuert, kann die Arbeitsmaschine 10 so konstruiert sein, dass der Bediener den elektronisch gesteuerten Schaltungsvorgang übersteuern kann, entweder einfach durch manuelle Einstellung der Kupplungen oder durch irgendwelche anderen Mittel, um die Steuerfunktionen des elektronischen Steuermoduls 20 auszuschalten.
Das elektronische Steuermodul 20 ist weiter mit einer Pumpenbetätigungsvorrichtung 34 über eine Kommunikationsleitung 35 verbunden und ist in steuernder Verbindung damit. Das Steuermodul 20 wird typischerweise betreibbar sein, um eine Position und/oder eine Veränderungsrate der Position der Pumpe 14 mit der Betätigungsvorrichtung 34 einzustellen. Manuelle Steuerungen können in der Arbeitsmaschine 10 vorgesehen werden, so dass der Bediener manuell die Pumpenverdrängung einstellen kann. Die Pumpe 14 kann eine bidirektionale bzw. in zwei Richtungen wirkende Taumelplattenpumpe mit variabler Verdrängung sein, wobei eine Einstellung der Orientierung eines Körpers der Pumpe 14 und der darin angeordneten Kolben relativ zur Taumelplatte deren Verdrängung in einer in der Technik wohlbekannten Weise einstellt.
Der Ausdruck "bidirektional" sollte so verstanden werden, dass er sich auf eine Pumpe bezieht, die hydraulisches Strömungsmittel in irgendeiner von zwei Richtungen pumpen kann. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann der Winkel der Taumelplatte der Pumpe 14 relativ zu einem Körper davon zwischen einer maximalen Verdrängung in einer ersten, beispielsweise positiven, Verdrängungsorientierung für eine Vorwärts-Fahrt der Arbeitsmaschine 10 und einer zweiten, beispielsweise negativen, Verdrängungsorientierung für einer Rückwärts-Fahrt der Arbeitsmaschine 10 variieren. Wenn die Taumelplatte auf einem Winkel von Null relativ zum Pumpenkörper ist, ist die Verdrängung Null, d. h. die Pumpe verdrängt kein Strömungsmittel, während sie sich dreht, und sie bringt eine minimale Belastung auf den Motor 12 auf. Wenn der relative Taumelplattenwinkel von einem Winkel von Null zu der Orientierung mit positiver Verdrängung eingestellt wird, verdrängt die Pumpe 14 eine zunehmende Strömungsmittelmenge zum Motor 16 in einer ersten Richtung. Wenn im Gegensatz dazu der relative Taumelplattenwinkel zu der negativen Verdrängungsorientierung hin eingestellt wird, verdrängt die Pumpe 14 eine zunehmende Strömungsmittelmenge zum Motor 16 in einer zweiten, umgekehrten Richtung. Die vorliegende Offenbarung zieht auch andere Pumpenarten mit der Fähigkeit, in zwei Richtungen durch andere in der Technik bekannte Mittel zu wirken in Betracht.
Die Strömungsmittelkupplung der Pumpe 14 mit dem Motor 16 gestattet, dass ein relativer Taumelplattenwinkel der Pumpe 14 die Richtung und die Flussrate des Strömungsmittels bestimmt, das in den Motor 16 gepumpt wird. Somit kann das Bewegen der Pumpe 14 von der Orientierung mit positiver Verdrängung über die Orientierung mit einer Verdrängung von Null und schließlich zu der Orientierung mit negativer Verdrängung allmählich den Strömungsmittelfluss von einem Maximum in der ersten Richtung zu einem Maximum in der zweiten Richtung umschalten. In dieser Weise kann die Einstellung der Verdrängung der Pumpe 14 die Richtung umkehren, in der sich der Motor 16 dreht, und kann somit die Antriebsrichtung der Räder oder Raupen der Arbeitsmaschine 10 umkehren, und schließlich deren Fahrtrichtung. Das elektronische Steuermodul 20 kann die Pumpenverdrängung beispielsweise durch Überwachung einer Position der Pumpenbetätigungsvorrichtung 34 bestimmen.
Noch eine weitere Kommunikationsleitung 37 verbindet das elektronische Steuermodul 20 mit einer Motorbetätigungsvorrichtung 36, was gestattet, dass das elektronische Steuermodul 20 eine Position oder Veränderungsrate der Position des Motors 16 einstellt. Der Motor 16 wird typischerweise ein Motor mit variabler Verdrängung sein, und eine Einstellung der Motorbetätigungsvorrichtung 36 kann somit eine relative Verdrängung des Motors 16 einstellen. Das elektronische Steuermodul 20 wird typischerweise weiter betreibbar sein, um eine Verdrängung des Motors 16, beispielsweise basierend auf der Position der Betätigungsvorrichtung 36, zu bestimmen. Der Mo tor 16 ist dahingehend ähnlich wie die Pumpe 14, dass seine Verdrängung variiert werden kann durch Einstellung des relativen Winkels einer Antriebsplatte oder einer Taumelplatte, die damit assoziiert ist, und zwar relativ zu einer Vielzahl von Kolben, die in einem Pumpenkörper enthalten sind. Der Motor 16 kann zwischen einer Orientierung mit maximaler Verdrängung und einer Orientierung mit minimaler Verdrängung relativ Nahe an Null oder gleich Null einstellbar sein. Somit ist der Motor 16 nicht bidirektional, obwohl ein bidirektionaler Motor verwendet werden könnte, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Eine manuelle Motorsteuervorrichtung, beispielsweise ein Steuerhebel, könnte auch innerhalb der Reichweite des Bedieners in der Arbeitsmaschine 10 positioniert sein, so dass er die Motorbetätigungsvorrichtung 36 manuell steuern kann.
Das elektronische Steuermodul 20 weist ein computerlesbares Medium mit einem darauf aufgezeichneten Steueralgorithmus auf. Der Steueralgorithmus weist Mittel auf, um einen Verzögerungsbetriebszustand in den hydrostatischen Antrieb 11 der Arbeitsmaschine einzuleiten, wenn bei der Anweisung eines Herunterschaltungsvorgangs die Arbeitsmaschine 10 nicht in einem Verzögerungsbetriebszustand ist. Das Einleiten des Verzögerungsbetriebszustands bei der Arbeitsmaschine 10 wird dabei helfen, vor dem Herunterschalten abzubremsen, falls erwünscht. Wenn die Arbeitsmaschine 10 schon in einem Verzögerungsbetriebszustand bei der Anweisung des Herunterschaltungsvorgangs ist, kann das elektronische Steuermodul 20 darauf warten, den Herunterschaltungsvorgang einzuleiten, um zu gestatten, dass die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 zuerst abnimmt, oder das elektronische Steuermodul 20 kann sofort den Herunterschaltungsvorgang einleiten, falls erwünscht.
Der Ausdruck "Verzögerungsbetriebszustand" soll so verstanden werden, dass er sich auf einen Betriebszustand bezieht, wo die Summe der Verzögerungskräfte an der Arbeitsmaschine 10 größer als eine vorbestimmte Grenze ist. Anders gesagt, kann man annehmen, dass die Arbeitsmaschine 10 in einem Verzögerungsbetriebszustand ist, wenn ihre Fahrt durch die Netto- Kräfte behindert wird, die beispielsweise größer oder gleich der vorbestimmte Grenze sind, die eine Tendenz haben, die Arbeitsmaschine 10 um eine vorbestimmte Größe über eine vorbestimmte Zeitperiode zu verlangsamen. Die vorbestimmte Grenze, die die Verzögerungsbetriebszustandsschwelle definiert, kann im Wesentlichen willkürlich sein. Anders gesagt kann die relative Größe der Netto-Abbremsungskraft an der Arbeitsmaschine 10, bei der das elektronische Steuermodul 20 den Verzögerungsbetriebszustand einleiten wird, eine Frage der Vorliebe des Bedieners sein.
Wenn es besonders wünschenswert ist, die Lebensdauer der Rad- bzw. Betriebsbremse zu verlängern, kann beispielsweise die Schwelle zur Einleitung des Verzögerungsbetriebszustands relativ niedrig sein, so dass die eingeleitete Verzögerung der Arbeitsmaschine 10 bei der Verlangsamung der Arbeitsmaschine 10 vergleichsweise häufiger helfen wird. In ähnlicher Weise kann es wünschenswert sein, den Wirkungsgrad der Energieverwendung in der Arbeitsmaschine 10 zu maximieren, wo der Brennstoffwirkungsgrad von speziellem Interesse ist, und es kann wünschenswert sein, während des Herunterschaltens die Energie so oft wie möglich wieder aufzunehmen, die in Form von hydraulischem Druck in dem hydrostatischen System 11 gespeichert ist. In anderen Situationen oder Umgebungen kann die Schwelle zur Einleitung des Verzögerungsbetriebszustands relativ höher eingestellt sein.
Der Verzögerungsbetriebszustand kann beispielsweise durch Einstellung einer Verdrängung von der Pumpe 14 und/oder dem Motor 16 eingeleitet werden. Typischerweise wird der Verzögerungsbetriebszustand mit dem elektronischen Steuermodul 20 eingeleitet, und zwar durch Anweisung, dass der Hub des Motors 16 zu einer gesteigerten Verdrängung eingestellt wird und/oder dass der Hub der Pumpe 14 zu einer verringerten Verdrängung eingestellt wird. Sowohl die Pumpe 14 als auch der Motor 16, falls sie eingestellt werden, um den Verzögerungsbetriebszustand einzuleiten, werden typischerweise mit Raten eingestellt, die zumindest teilweise auf einer vorbestimmten Beschleunigungsgrenze und/oder einer vorbestimmten Ruckgren ze der Arbeitsmaschine 10 basieren.
Die vorbestimmte Beschleunigungsgrenze kann im Allgemeinen so verstanden werden, dass sie die maximale Rate ist, mit der es wünschenswert ist, die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 zu verändern, und zwar entweder durch Verlangsamung oder durch Beschleunigung. Während die vorbestimmte Beschleunigungsgrenze basierend auf zahlreichen Faktoren variieren kann, die hier beschrieben werden, ist herausgefunden worden, dass Spitzenbeschleunigungen von ungefähr +/– 0,2 g bei der Arbeitsmaschine 10 sowohl erreichbar als auch akzeptabel sind. Somit könnte bei einem Ausführungsbeispiel die vorbestimmte Beschleunigungsgrenze auf ungefähr 0,2 g eingestellt werden.
Ein Ruck ist die Veränderungsrate der Beschleunigung, und daher kann die Ruckgrenze im Allgemeinen als die maximale Rate angesehen werden, mit der es wünschenswert ist, die Beschleunigung der Arbeitsmaschine 10 zu vergrößern oder zu verringern. Es ist herausgefunden worden, dass Ruckwerte von ungefähr +/– 1,0 g/s oder weniger bei der Arbeitsmaschine 10 erreichbar und akzeptabel sind. Somit könnte in einem Ausführungsbeispiel die vorbestimmte Ruckgrenze auf ungefähr 1,0 g/s eingestellt werden. Der Fachmann wird erkennen, dass diese Zahlen zufriedenstellende Wahrnehmungen für die meisten Bediener für den größten Teil der Zeit widerspiegeln und nur beispielhaft sind. Es wird oft eine Minderheit von Bedienern geben, die aggressiver oder weniger aggressiv sind. Andere Überlegungen könnten verwendet werden, um diese vorbestimmten Grenzen zu erreichen. Beispielsweise könnten diese Grenzen durch eine Regierungsstelle geregelt werden.
Es sei bemerkt, dass es im Allgemeinen wünschenswert ist, dass der Herunterschaltungsvorgang in der Arbeitsmaschine 10 so schnell wie praktisch durchführbar stattfindet, ohne die vorbestimmten Beschleunigungs- und Ruckgrenzen zu überschreiten, obwohl dies nicht erforderlich ist. Somit werden die Motorverdrängung und die Pumpenverdrängung, wenn sie einge stellt werden, mit Raten verändert, die Veränderungen der Arbeitsmaschinengeschwindigkeit und der Arbeitsmaschinenbeschleunigung ergeben, die so nahe wie praktisch möglich an der vorbestimmten Beschleunigungsgrenze bzw. der Ruckgrenze liegen, ohne diese zu überschreiten.
Wie sie hier verwendet werden, sollten die Ausdrücke vorbestimmte Beschleunigungsgrenze und vorbestimmte Ruckgrenze weiter so verstanden werden, dass sie Größen aufweisen, die ohne Zwischenspeicherung, d. h. während des Betriebs berechnet, eingeführt oder abgeschätzt werden, genauso wie solche Größen durch Simulation oder durch eine oder eine kleine Anzahl von Testmaschinen bestimmt werden können und weithin auf eine Baureihe von ähnlichen oder identischen Arbeitsmaschinen angewandt werden können. Anders gesagt, könnten die vorbestimmte Beschleunigungsgrenze und die vorbestimmte Ruckgrenze bestimmt werden durch Berechnung von Grenzen, die für eine individuelle Arbeitsmaschine spezifisch sind, beispielsweise durch Test am Einsatzort, und dann durch Programmierung des Steuermoduls 20 in entsprechender Weise. Solche Parameter könnten weiter basierend auf unterschiedlichen Betriebsbedingungen in Echtzeit berechnet oder ausgewählt werden, beispielsweise bei unterschiedlichen Arten von Arbeitsmaschinen oder Arbeitsmaschinenschaufelbelastungen. Eine Oberfläche mit relativ hoher Reibung, wie beispielsweise ein Pflaster, könnte eine andere Beschleunigungsgrenze oder Ruckgrenze erfordern, als eine Oberfläche mit relativ niedriger Reibung, wie beispielsweise Eis oder Schnee.
Wo es wünschenswert ist, eine Vielzahl von Steuermodulen vor zu programmieren, bevor sie mit einer Vielzahl von jeweiligen Arbeitsmaschinen montiert werden, kann alternativ jedes Steuermodul mit vorprogrammierten Beschleunigungs- und Ruckgrenzen programmiert werden, die weithin auf mehr als eine Arbeitsmaschine anwendbar sind, und zwar ungeachtet von kleineren Unterschieden bei den Komponenten oder im Betrieb und ungeachtet von Betriebs- oder Umgebungsbedingungen.
Es wird in Betracht gezogen, dass der letztere Fall, d. h. eine Vorprogrammierung der elektronischen Steuermodule der Vielzahl von Arbeitsmaschinen basierend auf zuvor existierenden Daten, eine praktische Strategie zur Einrichtung sein wird. Die speziellen Betriebsparameter können durch tatsächliche Tests an einer Maschine bestimmt werden, beispielsweise unter Verwendung von einem oder mehreren Beschleunigungsmessern und durch Vorsehen der bestimmten Grenzen in der Steuersoftware, oder durch eine Computersimulation, die verschiedene Betriebsbedingungen modelliert, oder durch eine Kombination von beiden Ansätzen.
In einem in Betracht gezogenen Ausführungsbeispiel werden die Beschleunigungs- und Ruckgrenzen durch einen Test mit ausgebildeten Bedienern bestimmt. Im Verlauf von vielen Stunden der Erfahrung im Arbeitsmaschinenbetrieb können Bediener relativ wiederholbare Schaltungsverfahren basierend im Allgemeinen auf ihren eigenen Vorlieben entwickeln. Um eine Grenze, wie beispielsweise eine Beschleunigungs- oder Ruckgrenze zu bestimmen, wird ein Bediener eine spezielle Aufgabe ausführen, wie beispielsweise, eine Arbeitsmaschine so schnell wie möglich anzuhalten, so wie er es möchte, oder so schnell wie es komfortabel ist. Die Arbeitsmaschine kann mit verschiedenen Überwachungsvorrichtungen ausgerüstet sein, wie beispielsweise Beschleunigungsmessern, um zu gestatten, dass die Betriebsparameter von jedem Ereignis aufgezeichnet werden. Numerische Werte für eine maximale wünschenswerte Beschleunigung und/oder einen maximalen wünschenswerten Ruck können somit bestimmt werden und später in das elektronische Steuermodul 20 einprogrammiert werden.
Es wird weiter in Betracht gezogen, dass der Test durch einen ausgebildeten Bediener verwendet werden könnte, um eine Schwelle zum Einleiten des Verzögerungsbetriebszustands zu erhalten. Beispielsweise können Bediener die Aufgabe haben, eine Arbeitsmaschine unter verschiedenen Verzögerungsbedingungen herunter zu schalten. In ähnlicher Weise wie bei dem Prozess der Bestimmung der Beschleunigungs- und Ruckgrenzen werden die Bediener viele Male einen Herunterschaltungsvorgang ausführen, und zwar variiert zwischen jenen Fällen, wo ein Verzögerungsbetriebszustand eingeleitet ist, und jenen, wo ein Verzögerungsbetriebszustand nicht eingeleitet ist. Die Betriebsbedingungen können weiter variiert werden, beispielsweise durch Veränderung der Arbeitsoberfläche, um die Netto-Verzögerungskräfte auf die Arbeitsmaschine 10 zu variieren. Numerische Werte für die Schwelle der Netto-Verzögerungskräfte können dann bestimmt werden und später in das elektronische Steuermodul 20 programmiert werden.
Weiterhin kann es bei gewissen Rechtslagen erforderlich sein, dass Rucken und eine übermäßig große Beschleunigung einer Arbeitsmaschine und ihres Bedieners zu begrenzen. Somit können von außen vorgegebene Grenzen in Verbindung mit der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, um die Beschleunigungs- und Ruckgrenzen zu bekommen, die in dem Steueralgorithmus des elektronischen Steuermoduls 20 programmiert sind. In ähnlicher Weise könnten Anforderungen des Kunden oder des Bedieners nach einem vergleichsweise aggressiveren oder weniger aggressiven Schaltungsvorgang in der Steuersoftware vorgesehen sein, auch wenn ein gewisser Grad von sanftem Verhalten oder Wirkungsgrad dafür geopfert werden muss. Während es in Betracht gezogen wird, dass eine Ausgeglichenheit von sanftem Verhalten und Wirkungsgrad gesucht wird, wenn man die vorbestimmten Beschleunigungs- und Ruckgrenzen einstellt, genauso wie auch die Schwelle zur Einleitung des Verzögerungsbetriebszustands, sollte es somit bemerkt werden, dass diese Ausgeglichenheit abhängig von vielen unterschiedlichen Faktoren variieren kann, wie hier beschrieben.
Mit Rückbezug auf dem Steueralgorithmus des elektronischen Steuermoduls 20 kann der Steueralgorithmus weiter Mittel aufweisen, um einen hohen Kupplungsdruck zu verringern, und darauf folgend einen niedrigen Kupplungsdruck in der Arbeitsmaschine 10 zu vergrößern. In den meisten Ausführungsbeispielen kann der auslaufende oder hohe Kupplungsdruck mit einer vorbestimmten Rate verringert werden. Wenn der auslaufende Kupplungsdruck zu schnell verringert wird, kann das Drehmoment, dass dorthin vom Motor 16 geliefert wird, bewirken, dass die hohe Kupplung bzw. Kupplung des hohen Ganges durchrutscht, was ein Zeitfenster erzeugt oder vergrößert, in dem wenig oder kein Drehmoment zwischen dem Getriebe 18 und dem Motor 16 übertragen wird, und im Endeffekt wenig oder keine Verzögerungskraft auf die Arbeitsmaschine 10 aufgebracht wird. Wenn der Druck der auslaufenden Kupplung zu langsam reduziert wird, kann die Dauer des Herunterschaltungsvorgangs unnötiger Weise verlängert werden. Die Steigerungsrate des Drucks der anlaufenden Kupplung wird typischerweise so schnell stattfinden, wie praktisch möglich. Es sei bemerkt, dass jedoch eine zu schnelle Steigerung des Drucks der anlaufenden Kupplung in manchen Fällen einen Ruck oder eine übermäßig große Abbremsung der Arbeitsmaschine 10 verursachen könnte, wenn die niedrige Kupplung bzw. Kupplung des niedrigen Ganges zu schnell eingreift. Eine zu langsame Steigerung des Drucks der anlaufenden Kupplung könnte wiederum in unnötiger Weise den Herunterschaltungsvorgang verlängern.
Die Mittel zur Einleitung des Verzögerungsbetriebszustandes werden diesen im Allgemeinen für eine vorbestimmte Zeitperiode einleiten, was gestattet, dass die Arbeitsmaschine 10 sich wie erwünscht verlangsamt, bevor tatsächlich die Arbeitsmaschinenkupplungen in Eingriff oder außer Eingriff gebracht werden. Wenn der Verzögerungsbetriebszustand eingeleitet wird, werden somit die Pumpe 16 und der Motor 14 typischerweise auf ihre verringerten bzw. vergrößerten Verdrängungen eingestellt, was die Arbeitsmaschine 10 so weit wie möglich verlangsamt, bevor die Einstellung der Kupplungen und der Herunterschaltungsvorgänge der Arbeitsmaschine 10 beginnt.
Der Steueralgorithmus weist weiter vorzugsweise Mittel auf, um zu bestimmen, ob die Arbeitsmaschine 10 in einem Verzögerungsbetriebszustand ist, und zwar zumindest teilweise basierend auf einer Drosseleinstellung bzw. Gaspedalseinstellung, beispielsweise einer Drossel- bzw. Gaspedalposition, basierend auf einer Getriebeausgangsdrehzahl und der Motorverdrängung. Der Fachmann wird erkennen, dass viele andere Faktoren dahingehend eingegeben werden können, ob die Arbeitsmaschine 10 in einem Verzöge rungsbetriebszustand ist, was die Art der Arbeitsoberfläche, die Neigung, die innere Reibung in der Arbeitsmaschine 10 usw. mit einschließt. Es ist jedoch herausgefunden worden, dass eine Bestimmung der Getriebeausgangsdrehzahl, der Drosseleinstellung und der Motorverdrängung eine durchführbare Einrichtungsstrategie zur allgemeinen Bestimmung vorsieht, ob die Arbeitsmaschine 10 in einem Verzögerungsbetriebszustand ist. Die relativen Größen dieser Faktoren können weiterverwendet werden, um unter unterschiedlichen verfügbaren Herunterschaltungsstrategien auszuwählen. Sobald bestimmt wird, dass die Arbeitsmaschine 10 in einem Verzögerungsbetriebszustand ist, kann das elektronische Steuermodul 20 unter mindestens vier Herunterschaltungsarten auswählen, wobei jede von dem Steueralgorithmus eingerichtet werden kann, der in dem elektronischen Steuermodul 20 aufgezeichnet ist.
Eine erste Herunterschaltungsart, oder Schaltungsart I kann ausgewählt werden, wenn die Getriebeausgangsdrehzahl größer als eine vorbestimmte Drehzahl ist, wenn eine Gaspedal- bzw. Drosseleinstellung über einer vorbestimmten Grenze ist, und wenn die Motorverdrängung geringer als eine vorbestimmte Motorverdrängung ist. Die Schaltungsart I wird typischerweise ausgewählt, wenn die Arbeitsmaschine 10 mit einer relativ großen bzw. hohen Drosselstellung arbeitet und nicht in einem Verzögerungsbetriebszustand ist. Die Schaltungsart I wird typischerweise aufweisen, den Verzögerungsbetriebszustand in der Arbeitsmaschine 10 einzuleiten, in dem der Hub des Motors 16 herauf geregelt wird und der Hub der Pumpe 14 herunter geregelt wird, wie hier beschrieben. Vom Konzept her kann man die Schaltungsart I als in einer Situation wünschenswert ansehen, wo die Arbeitsmaschine relativ schnell fährt, und zwar mit einer großen Drosselstellung, jedoch relativ geringe Verzögerungskräfte ihren Weg behindern.
Wenn die vorangegangenen Bedingungen erfüllt werden, kann es somit vor dem Herunterschalten wünschenswert sein, die Arbeitsmaschine 10 zuerst zu verlangsamen, und zwar durch Einleitung eines Verzögerungsbetriebszustands. Bei einem Szenario mit der Schaltungsart I wird die relativ hohe Ge schwindigkeit der Arbeitsmaschine 10, wie sie beispielsweise dadurch widergespiegelt wird, dass die Getriebeausgangsdrehzahl über der vorbestimmten Drehzahl ist, im Allgemeinen bedeuten, dass die Arbeitsmaschine 10 ein relativ großes Moment hat. Die relativ geringe Motorverdrängung vor dem Heraufschaltungsvorgang in einem Szenario mit der Schaltungsart I wird einen relativ geringen Effekt bei der Verzögerung der Arbeitsmaschine haben, außer wenn dies eingestellt wird. Mit einer relativ hohen Gaspedal- bzw. Drosseleinstellung wird der Motor 12 typischerweise relativ schnell laufen, was weiter die Schwierigkeit steigert, die Arbeitsmaschine 10 zu verlangsamen. Diese Faktoren können kombiniert sein, um eine Situation zu erzeugen, wo es vorteilhaft und wirkungsvoll ist, das hydrostatische Getriebe 11 zu verwenden, um die Arbeitsmaschine 10 vor dem Herunterschaltungsvorgang zu verlangsamen.
Mit Bezug auf 3 ist dort eine Kurvendarstellung gezeigt, die ein beispielhaftes Herunterschaltungsereignis gemäß der Schaltungsart I veranschaulicht. In 3 stellt die "X-Achse" relative Signalwerte der verschiedenen Sensoren, Betätigungsvorrichtungen usw. dar, die mit den verschiedenen Komponenten des hier beschriebenen hydrostatischen Getriebes 11 assoziiert sind, während die "Y-Achse" die vergangene Zeit widerspiegelt. "A" veranschaulicht ein Getriebesignal bzw. Gangsignal, beispielsweise ein Signal, welches von dem elektronischen Steuermodul 20 zur Betätigungsvorrichtung 38 gesandt wird. B" stellt einen Druck der hohen oder auslaufenden Kupplung dar, während "C" einen Druck der niedrigen oder auslaufenden Kupplung darstellt. "D" veranschaulicht eine Pumpenverdrängung, während "E" eine Motorverdrängung darstellt. "F" stellt die Arbeitsmaschinengeschwindigkeit dar.
Ein Herunterschaltungsgetriebesignal ist in 3 als ein im Wesentlichen sofortiger Abfall des Signalwertes des Getriebesignals A veranschaulicht, was eine Zeitperiode t₁ einleitet. Die Zeitperiode t₁ stellt eine Dauer dar, in der der Motor 16 und die Pumpe 14 eingestellt sind, um die Arbeitsmaschine 10 zu verlangsamen. Anders gesagt wird bei einer Schaltungsart I ein verzö gerter Betriebszustand in der Arbeitsmaschine 10 zum Beginn der Zeitperiode t₁ eingeleitet. Diese Periode kann beispielsweise abhängig von der Relativen Fahrtgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 bei der Anweisung eines Herunterschaltungsvorgangs und abhängig von der Getriebeübersetzung zwischen dem hohen Gang 18b und dem niedrigen Gang 18a variieren. Wenn die Getriebeübersetzung relativ groß ist, kann es beispielsweise wünschenswert sein, die Arbeitsmaschine 10 für eine beträchtliche Zeitdauer vor der Umschaltung der Gänge zu verlangsamen. Darüber hinaus kann die Größe der Komponenten eine Rolle bei der Bestimmung der Länge von t₁ spielen. Mit einer relativ großen Pumpe und einem relativ großen Motor kann die Arbeitsmaschine 10 schneller abbremsen als mit einer kleineren Pumpe und einem kleineren Motor.
Wenn das elektronische Steuermodul 20 die Schaltungsart I ausgewählt, wird die Motorverdrängung E typischerweise mit der hier beschriebenen Rate gesteigert, und zwar zu einer vergrößerten Verdrängung hin. Die vergrößerte Motorverdrängung E wird immer weiter die Arbeitsmaschine 10 verzögern. Ungefähr zu dem Zeitpunkt, wo die Motorverdrängung E eine maximale Verdrängung erreicht, wird die Pumpenverdrängung D beginnen, zu einer verringerten Verdrängung abzufallen, und zwar auf typischerweise mit der hier beschriebenen Rate. In der Zwischenzeit nimmt die Arbeitsmaschinegeschwindigkeit F zumindest teilweise auf Grund der Verzögerungskräfte ab, die an den Motor 16 und die Pumpe 14 geliefert werden.
Ungefähr zu dem Zeitpunkt, wo die Pumpenverdrängung ihre verringerte Verdrängung erreicht, wird t₁ enden und t₂ wird beginnen. Während t₂ wird der Druck der hohen oder auslaufenden Kupplung verringert, und zwar mit der hier beschriebenen Rate. Folgend auf t₂ wird t₃ beginnen. Die Zeitperiode t₃ stellt eine Periode dar, wo die relative Geschwindigkeit der niedrigen Kupplung abnimmt. Sobald die relative Geschwindigkeit der niedrigen Kupplung ungefähr 0 erreicht, wird der Druck der niedrigen Kupplung mit der hier beschriebenen Rate zu einem obersten Druck gesteigert. Während t₃ und zuvor, falls erwünscht, können die Pumpe 14 und der Motor 16 auf Verdrän gungen eingestellt werden, die abgeschätzt wurden oder als geeignet berechnet wurden, sobald die niedrigen Kupplungen in Eingriff kommen. Es sei bemerkt, dass die Umschaltung der Getriebeübersetzung zwischen dem hohen Gang 18b und dem niedrigen Gang 18a die wünschenswerten relativen Verdrängungen für die Pumpe 14 und den Motor 16 beeinflussen wird, sobald die niedrige Kupplung in Eingriff kommt. Die Drehmomentanforderungen für den niedrigen Gang 18a werden relativ geringer sein als die Drehmomentanforderungen im hohen Gang 18b, und entsprechend können die Motor- und Pumpenverdrängungen E bzw. D auf Verdrängungen eingestellt werden, von denen vorhergesehen wurde, dass sie das erwünschte Drehmoment liefern, und zwar bevor die niedrige Kupplung tatsächlich in Eingriff gebracht wurde. Durch Einstellung des Motors 16 und/oder der Pumpe 14, während der Druck der niedrigen Kupplung eingestellt wird, oder während man darauf wartet, dass die relative Geschwindigkeit der niedrigen Kupplung 0 erreicht, wird wenig oder keine Verzögerung erforderlich sein, um das Drehmoment auf ein erwünschtes Niveau einzustellen, sobald die niedrige Kupplung in Eingriff kommt. Sobald die niedrige Kupplung in Eingriff ist, ist das Herunterschaltungsereignis vollendet.
Eine zweite Herunterschaltungsart oder Schaltungsart II kann ausgewählt werden, wenn die Getriebeausgangsdrehzahl über der vorbestimmten Drehzahl ist, und wenn die Gaspedal- bzw. Drosseleinstellung über der vorbestimmten Grenze ist, jedoch die Motorverdrängung größer ist als die vorbestimmte Verdrängung. Die Schaltungsart II wird typischerweise ausgewählt, wo die Arbeitsmaschine 10 mit einer relativ großen Drosselstellung arbeitet, wobei sie jedoch schon in einem Verzögerungsbetriebszustand bei der Anweisung des Herunterschaltungsvorgangs ist. Vom Konzept her kann man die Schaltungsart II als in einer Situation wünschenswert ansehen, wo die Arbeitsmaschine 10 relativ schnell fährt, und zwar mit relativ großer Drosselstellung, wobei jedoch der Motor 16 verfügbar ist, um die Arbeitsmaschine 10 bei der Anweisung des Herunterschaltungsvorgangs zu verzögern. Es kann wünschenswert sein, die Arbeitsmaschine 10 vor dem Herunterschaltungsvorgang zu verlangsamen, weil sich jedoch die Arbeitsmaschine 10 schon in einem Verzögerungsbetriebszustand befindet, wird typischerweise keine Einstellung des Motors 16 oder der Pumpe 14 stattfinden. Alternativ kann der Herunterschaltungsvorgang ohne irgendeine Verzögerung stattfinden.
Mit Bezug auf 4 ist dort eine Kurvendarstellung gezeigt, die ein beispielhaftes Herunterschaltungsereignis gemäß der Schaltungsart II veranschaulicht. In 4 werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um sich auf gleiche Merkmale und Komponenten wie jene zu beziehen, die in 3 gezeigt sind. Die Schaltungsart II wird typischerweise stattfinden, ohne einen Verzögerungsbetriebszustand in der Arbeitsmaschine 10 einzuleiten. Entsprechend wird die Arbeitsmaschine 10 typischerweise in einem stetigen Zustand oder in einem Zustand ohne Schaltung vor t₂ sein. Sobald die geeignete Veränderung des Gangsignals A auftritt, kann der Druck B der hohen Kupplung beginnen, im Wesentlichen sofort abzufallen, typischerweise mit einer konstanten linearen Rate. Während der Druck B der hohen Kupplung abfällt, wird das elektronische Steuermodul 20 beginnen, die anlaufende niedrige Kupplung C zu füllen. Folgend auf das Abfallen des hohen Kupplungsdruckes B wird t₃ beginnen, wobei die relative Geschwindigkeit der niedrigen Kupplung auf 0 abfällt. Während die relative Geschwindigkeit der niedrigen Kupplung abfällt, kann die Arbeitsmaschinengeschwindigkeit F sich unter dem Verzögerungseinfluss des Motors 16 und der Pumpe 14 verlangsamen. Sobald die relative Geschwindigkeit der niedrigen Kupplung sich an Null annähert, wird der Druck der niedrigen Kupplung gesteigert, um vollständig die niedrige Kupplung in Eingriff zu bringen und de Herunterschaltungsvorgang zu vollenden.
Eine dritte Herunterschaltungsart oder Schaltungsart III kann ausgewählt werden, wenn die Getriebeausgangsdrehzahl größer als die vorbestimmte Drehzahl ist, wenn die Drosseleinstellung geringer als die vorbestimmte Grenze ist, und wenn die Motorverdrängung geringer als die vorbestimmte Verdrängung ist. Die Schaltungsart III ist ähnlich der Schaltungsart I, und zwar dahingehend, dass die Arbeitsmaschine 10 als nicht in einem Verzöge rungsbetriebszustand gesehen werden kann, und dahingehend, dass es wünschenswert ist, die Pumpe 14 und/oder den Motor 16 zur Verlangsamung der Arbeitsmaschine 10 vor dem Herunterschaltungsvorgang zu verwenden. Wegen der relativ niedrigeren Drosseleinstellung in einem Szenario mit der Schaltungsart III im Vergleich zu einem Szenario mit der Schaltungsart I wird es typischerweise relativ einfacher sein, die Arbeitsmaschine 10 zu verlangsamen, und entsprechend könnte nur der Motor 16 eingestellt werden, um den Verzögerungsbetriebszustand einzuleiten.
Mit Bezug auf 5 ist dort eine Kurvendarstellung gezeigt, die ein beispielhaftes Herunterschaltungsereignis gemäß der Schaltungsart III darstellt. Gleiche Bezugszeichen werden in 5 verwendet, um Merkmale von gleichen Komponenten zu bezeichnen, wie jene, die mit Bezug auf 3 beschrieben wurden. Die Schaltungsart III wird typischerweise ähnlich der Schaltungsart I sein, außer dahingehend, dass während t₁ nur die Motorverdrängung E eingestellt wird, um die Arbeitsmaschine 10 zu verlangsamen. Die Pumpenverdrängung D bleibt typischerweise relativ gleichmäßig. Folgend auf die Verlangsamung der Arbeitsmaschine 10 mit dem Motor 16 während t₁, wird t₂ beginnen, wobei die relative Geschwindigkeit der niedrigen Kupplung typischerweise Null erreichen wird, und die Motorverdrängung E auf einen Punkt verringert wird, der der vorhergesehen Drehmomentanforderung entspricht, sobald die niedrige Kupplung vollständig in Eingriff ist. Der Druck der niedrigen Kupplung kann zu einem maximalen Druck folgend auf t₂ gesteigert werden. Folgend auf t₂ wird der Druck C der niedrigen Kupplung zu seinem maximalen Druck gesteigert, und das Herunterschaltungsereignis wird beendet.
Eine vierte Herunterschaltungsart oder Schaltungsart IV kann ausgewählt werden, wenn die Getriebeausgangsdrehzahl geringer als die vorbestimmte Drehzahl ist, wenn die Gaspedal- bzw. Drosseleinstellung unter der vorbestimmten Grenze ist, und wenn die Motorverdrängung über der vorbestimmten Verdrängung ist. Die Schaltungsart IV ist ähnlich der Schaltungsart II, und zwar dahingehend, dass die Arbeitsmaschine 10 derart angesehen wer den kann, dass sie schon in einem Verzögerungsbetriebszustand bei der Anweisung eines Herunterschaltungsvorgangs ist, und eine Einstellung des Motors 16 und der Pumpe 14 wird typischerweise nicht stattfinden.
Mit Bezug auf 6 ist eine Kurvendarstellung gezeigt, die ein beispielhaftes Herunterschaltungsereignis entsprechend der Schaltungsart IV veranschaulicht. Gleiche Bezugszeichen in 6 werden verwendet, um Merkmale und Komponenten zu identifizieren, die ähnlich wie jene sind, die in den vorangegangenen 3–5 beschrieben werden. Die Schaltungsart IV wird typischerweise ähnlich der Schaltungsart II sein, jedoch mit einigen wichtigen unterschieden. Es sei daran erinnert, dass die Schaltungsart IV typischerweise ausgewählt wird, wenn die Getriebeausgangsdrehzahl und die Drosseleinstellung in der Arbeitsmaschine 10 beide relativ niedriger sind als unter den Umständen einer Schaltungsart II. Die relativ niedrigere Drosselposition und die relativ niedrigere Getriebeausgangsdrehzahl gestatten, dass der Druck B der auslaufenden Kupplung relativ schneller während einer Zeitperiode t₁ abgesenkt wird, als in einer Schaltungsart II. Dies ist so, weil bei einer relativ niedrigeren Getriebeausgangsdrehzahl und einer relativ niedrigeren Drosseleinstellung ein geringeres Risiko besteht, vorzeitig die auslaufende hohe Kupplung zu unterbrechen. Folgend auf t₁ kann die Relativgeschwindigkeit der niedrigen Kupplung Null erreichen dürfen, dann wird der Druck C der niedrigen Kupplung zu einem maximalen Druck hin gesteigert werden.
Das elektronische Steuermodul 20 kann betreibbar sein, um nicht nur eine spezielle Herunterschaltungsart auszuwählen, sondern kann auch betreibbar sein, um eine Einstellung der verschiedenen Komponenten des hydrostatischen Systems 11 anzuweisen, um den Herunterschaltungsvorgang zu bewirken. In einem Ausführungsbeispiel sind die Mittel zur Verzögerung der Arbeitsmaschine 10 erste Mittel, die betreibbar sind, um selektiv die Verdrängung des Motors 16 und/oder der Pumpe 14 während des Herunterschaltens einzustellen, und zwar in erster Linie basierend auf der Summe der Verzögerungskräfte auf der Arbeitsmaschine 10 auf die Anweisung eines Herunterschaltungsvorgangs hin. Zu diesem Zweck kann das elektronische Steuermodul 20 konfiguriert werden, um andere relative Verzögerungskräfte zu überwachen als jene, die dem hydrostatischen Antrieb 11 innewohnen, wie beispielsweise Reibung mit dem Boden, der Eingriff von Betriebs- bzw. Radbremsen oder Motorbremsen, eine Neigung der Arbeitsoberfläche, das Fahrzeuggewicht oder sogar die Überwindung des Luftwiderstandes.
Das elektronische Steuermodul 20 kann weiter zweite Mittel aufweisen, die betreibbar sind, um selektiv die Verdrängung des Motors 16 und der Pumpe 14 während des Herunterschaltungsvorgangs einzustellen, und zwar basierend in erster Linie auf einer relativen Getriebeübersetzung des niedrigen Gangs 18a und des hohen Gangs 18b. Es wird in Betracht gezogen, dass, sobald die Arbeitsmaschine 10 sich ausreichend verlangsamt hat, um herunter zu schalten, entweder in einem eingeleiteten Verzögerungsbetriebszustand, oder einfach auf Grund der Verzögerungskräfte darauf bei der Einleitung des Herunterschaltungsvorgangs, die Pumpe 14 und/oder der Motor 16 auf unterschiedliche Verdrängungen eingestellt werden, um unterschiedliche Drehmomentanforderungen oder -grenzen zu berücksichtigen, die bei der Umschaltung von Gängen vorkommen. Wenn die relative Getriebeübersetzung zwischen den Gängen 18a und 18b relativ groß ist, könnten somit die Pumpe 14 und/oder der Motor 16 auf ein vorhergesagtes anderes angefordertes Drehmoment in der Arbeitsmaschine 10 basierend auf einen bevorstehenden Herunterschaltungsvorgang eingestellt werden.
Das elektronische Steuermodul 20 kann weiter dritte Mittel aufweisen, um selektiv die Verdrängung des Motors 16 und der Pumpe 14 vor dem Herunterschaltungsvorgang oder folgend auf diesen einzustellen. Der Motor 16 und die Pumpe 14 können über die dritten Mittel eingestellt werden, und zwar in erster Linie basierend auf einer Arbeitsmaschinenfahrtgeschwindigkeit bzw. einer Gaspedal- bzw. Drosseleinstellung. Die Steuerung oder Einstellung des Motors 16 und der Pumpe 14 wird somit einen typischen Nicht-Schaltungszustand für die Arbeitsmaschine 10 darstellen. Wenn die Drossel bzw. Gaspedalstellung vergrößert oder verringert wird, oder die Fahrtge schwindigkeit sich ändert, kann ein vergrößertes oder verringertes Drehmoment oder eine Drehzahlanforderung an die Pumpe 14 und den Motor 16 gestellt werden, und die jeweiligen Komponenten können entsprechend eingestellt werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Der Herunterschaltungsvorgang wird typischerweise ausgeführt, wenn ein Bediener die Arbeitsmaschine 10 verlangsamen möchte. Es sei jedoch bemerkt, dass das Herunterschalten auch beispielsweise erwünscht sein könnte, wenn die Arbeitsmaschine 10 eine Steigung herunterfährt, und wenn der Bediener die Geschwindigkeit mit dem hydrostatischen System 11 und dem Motor 12 begrenzen möchte. Das Herunterschalten kann beispielsweise angewiesen werden, wenn ein Bediener einen Gangschaltungshebel oder Steuerhebel in eine Position für einen niedrigeren Gang bewegt. Alternativ könnte das elektronische Steuermodul 20 konfiguriert sein, um automatisch herunter zu schalten, wenn verschiedene Betriebsbedingungen erfüllt werden. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann es auch wünschenswert sein, gewisse Mittel für den Bediener vorzusehen, um einen Herunterschaltungsvorgang zu verhindern, falls erwünscht.
Mit Bezug auf die 7a–7f ist dort ein Flussdiagramm 100 gezeigt, welches einen beispielhaften Herunterschaltungsvorgang veranschaulicht, der den Steueralgorithmus des elektronischen Steuermoduls 20 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung einrichtet. Der Herunterschaltungsvorgang wird typischerweise bei einem Start beginnen, wie im Kasten 102 in 7a gezeigt, und zwar entsprechend einem Herunterschaltungsbefehl vom Bediener der Arbeitsmaschine 10, oder beispielsweise einem automatischen Herunterschaltungsbefehl vom elektronischen Steuermodul 20. Der Kasten 104 stellt Sample- bzw. Probeneingangsgrößen in das elektronische Steuermodul 20 vor und während dem Herunterschalten dar, was beispielsweise die Getriebeausgangsdrehzahl, die Motorverdrängung und die angewiesene Motorverdrängung im stetigen Zustand, die Pumpenverdrängung und die angewiesene Pumpenverdrängung im stetigen Zustand, die Motordrehzahl und niedrigen und hohen Kupplungsdrücke aufweist. Typischerweise wird die Steuernlogik für den stetigen Zustand oder für keine Schaltung während des Herunterschaltungsvorgangs aktiv bleiben, somit werden die verschiedenen Befehle für den stetigen Zustand weiter von dem elektronischen Steuermodul 20 aufgenommen werden, jedoch werden Ausführungsbeispiele in Betracht gezogen, wo nur während des Herunterschaltungsvorgangs die Schaltungslogik eingeschaltet ist. Während weiter in Betracht gezogen wird, dass das elektronische Steuermodul 20 den Betrieb während des Schaltungsvorgangs genauso wie im stetigen Zustand steuern kann, kann eine getrennte Schaltungssteuervorrichtung eingesetzt werden, falls erwünscht. Andere Sample- bzw. Aufnahmeeingangsgrößen in können den erwünschten Gang, die Drosselposition oder Drosseleinstellung, die relativen Geschwindigkeiten der hohen Kupplung und der niedrigen Kupplung, und einen Unterdrehzahlfaktor des Motors aufweisen.
Im Kasten 106 wird das elektronische Steuermodul 20 das Herunterschalten, das Einstellen oder das Anpassen der notwendigen Variablen initialisieren, um den Steuerprozess zu initialisieren und die Schaltungslogik zu aktivieren. Solche Variablen können beispielsweise einen Auslöser, einen Anfangsgang, einen Herunterschaltungspunkt, beispielsweise eine Getriebeausgangsdrehzahl, eine Verdrängung und/oder eine Veränderungsrate der Verdrängung der Pumpe 14 und der Verdrängung des Motors 16 und/oder der Veränderungsrate der Verdrängung des Motors 16 aufweisen. Eine Initialisierung der Variablen kann weiter die relativen Kupplungsdrücke oder Veränderungen daran aufweisen. Die Motordrehzahl und/oder die Drosselposition oder -einstellung und verschiedene maximale oder minimale zulässige Pumpen- und Motorverdrängungen können auch initialisiert werden müssen.
Folgend auf die Initialisierung wird der Prozess im Kasten 108 überprüfen, ob der anfängliche Gang der hohe Gang ist, beispielsweise der zweite Gang. Wenn stattdessen die Arbeitsmaschine 10 schon im niedrigen Gang ist, wird der Prozess beim Kasten 109 aufhören. Im Kasten 110 wird das elektronische Steuermodul 20 abfragen, ob der erwünschten Gang niedriger als der hohe Gang ist, was beispielsweise einen Herunterschaltungsbefehl vom Bediener darstellt. Ebenfalls wird das elektronische Steuermodul 20 im Kasten 110 abfragen, ob die Getriebeausgangsdrehzahl kleiner ist als eine Drehzahl zum automatischen Herunterschalten, was beispielsweise einen möglichen automatischen Herunterschaltungszustand darstellt. Wenn keiner diese Zustände vorherrscht, wird der Prozess im Kasten 111 aufhören.
Wenn einer der ausreichenden Zustände in dem Kasten 110 vorhanden ist, wird ein Herunterschaltungsvorgang detektiert, und ein erster Auslöser kann vorhanden sein. Folgend auf den Kasten 110 wird der Prozess zum Kasten 112 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 überprüfen wird, ob der erste Auslöser tatsächlich existiert. Wenn der erste Auslöser nicht existiert, kann der Prozess zum Kasten 116 voranschreiten, um sicherzustellen, ob ein zweiter Auslöser existiert, der hier beschrieben wird. Wenn der erste Auslöser im Kasten 112 existiert, kann der Prozess zum Kasten 114 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 zulässige niedrige Grenzen für die Pumpenverdrängung basierend auf der Drosselposition oder der Drosseleinstellung bestimmen kann. Anders gesagt, kann das elektronische Steuermodul 20 im Kasten 114 basierend auf einer Gaspedal- bzw. Drosselpedalposition bestimmen, wie niedrig die Pumpenverdrängung sein kann, ohne zu riskieren, den Motor 12 übermäßig hoch zu drehen. Für eine relativ höhere Drosselposition wird die Pumpenverdrängung typischerweise eine relativ höhere niedrige Grenze haben, weil die höhere Drosselposition einer größeren Motordrehzahl entsprechen wird, und dies kann eine größere Verzögerungskraft von der Pumpe 14 erfordern, um das Risiko der Überdrehzahl zu reduzieren. Für eine relativ niedrigere Drosselposition kann die Pumpenverdrängung eine relativ niedrigere untere Grenze haben. Sobald die zulässige niedrige Grenzen für die Pumpe 14 eingestellt ist, kann ein zweiter Auslöser vorhanden sein.
Folgend auf dem Kasten 114 geht der Prozess typischerweise weiter zum Kasten 116, wo das elektronische Steuermodul 20 abfragen kann, ob der zweiter Auslöser existiert. Beispielsweise entsprechend den zulässigen unteren Grenzen für die Pumpenverdrängung, die eingestellt ist, wie im Kasten 114. Wenn der zweiter Auslöser nicht vorhanden ist, kann der Prozess weiter zum Kasten 140 gehen, um zu bestimmen, ob ein dritter Auslöser existiert, wie unten beschrieben.
Wenn der zweite Auslöser existiert, kann das elektronische Steuermodul 20 als nächstes zu einer Reihe von Schritten voranschreiten, d. h. zu den Kästen 118–144, wo eine der Vielzahl von Schaltungsarten ausgewählt wird, beispielsweise aus mindestens vier Schaltungsarten entsprechend den Schaltungsarten I–IV oben. Der Fachmann wird erkennen, dass eine relativ größere oder geringere Anzahl von verfügbaren Schaltungsarten über den Steueralgorithmus des elektronischen Steuermoduls 20 verfügbar sein könnten, jedoch ist bestimmt worden, dass vier eine Anzahl ist, die ausreichend Flexibilität beim Herunterschaltungsbetrieb bietet, um eine Herunterschaltung von relativ hoher Qualität bei variierenden Schaltungsbedingungen vorzusehen, wie hier beschrieben, und wobei dies auch eine praktisch von dem elektronischen Steuermodul 20 einzurichtende Zahl von Herunterschaltungsarten ist.
Im Kasten 118 wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise abfragen, ob die Getriebeausgangsdrehzahl größer als eine vorbestimmte Drehzahl ist, ob eine Drosseleinstellung gleich einer vorbestimmten Grenze oder größer als diese ist, und ob die gegenwärtige Motorverdrängung geringer als eine vorbestimmte Verdrängung oder gleich dieser ist. Wenn die Bedingungen erfüllt sind, kann der Prozess voran zum Kasten 128 gehen, wo ein dritter Auslöser vorhanden ist, und eine Schaltungsart I ausgewählt wird. Wenn die Bedingungen des Kasten 118 nicht erfüllt werden, kann der Prozess zum Kasten 120 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise bestimmen wird, ob die Getriebeausgangsdrehzahl größer als die vorbestimmte Drehzahl ist, ob die Drosseleinstellung größer als die vorbestimmte Drosseleinstellung oder gleich dieser ist, und ob die Motorverdrängung größer als die vorbestimmte Verdrängung ist. Wenn die Bedingungen des Kastens 120 erfüllt werden, kann der Prozess zum Kasten 130 voranschreiten, wo der dritte Auslöser existiert und die Schaltungsart II ausgewählt wird.
Wenn die Bedingungen des Kastens 120 nicht erfüllt werden, kann der Prozess zum Kasten 122 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise bestimmen wird, ob die Getriebeausgangsdrehzahl größer als die vorbestimmte Drehzahl ist, und ob die Drosseleinstellung geringer als die vorbestimmte Drosseleinstellung ist. Wenn die Bedingungen des Kastens 122 erfüllt werden, kann der Prozess zum Kasten 132 voranschreiten, wo der dritte Auslöser vorhanden ist, und eine Schaltungsart III wird ausgewählt.
Wenn die Bedingungen des Kastens 122 nicht erfüllt werden, kann der Prozess zum Kasten 124 vorangehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise bestimmen wird, ob die Getriebeausgangsdrehzahl geringer als die vorbestimmte Drehzahl ist, und ob die Motorverdrängung über der vorbestimmten Verdrängung ist. Wenn die Bedingungen des Kastens 124 erfüllt werden, kann der Prozess zum Kasten 134 voranschreiten, wo der dritte Auslöser vorhanden ist, und eine Schaltungsart IV wird ausgewählt.
Wenn die Bedingungen des Kastens 124 nicht erfüllt werden, kann der Prozess zum Kasten 126 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul typischerweise bestimmen wird, ob die Getriebeausgangsdrehzahl geringer als die vorbestimmte Drehzahl ist, und ob die Motorverdrängung geringer als die vorbestimmte Verdrängung oder gleich dieser ist. Folgend auf den Kasten 126 kann der Prozess zum Kasten 136 voranschreiten, wo der dritte Auslöser vorhanden ist, und die Schaltungsart III wird ausgewählt.
Der Fachmann wird erkennen, dass die verschiedenen vorbestimmten Grenzen, Drehzahlen usw., die bei der Auswahl unter den Schaltungsarten verwendet werden, basierend auf den Vorlieben des Bedieners ausgewählt werden können. Wenn beispielsweise ein Bediener oder Kunde eine vergleichsweise aggressivere Verlangsamung der Arbeitsmaschine 10 wünscht, kann er eine Arbeitsmaschine mit Steuerungen anfordern, die so konfiguriert sind, dass der Verzögerungsbetriebszustand bei relativ niedrigeren Schwellen der Motorverdrängung oder der Getriebeausgangswellendrehzahl eingeleitet wird. Für eine vergleichsweise weniger aggressive Schaltung können die Schwellen vergleichsweise höher sein. Anders gesagt, kann eine Verlangsamung der Arbeitsmaschine 10 vor dem Herunterschalten bei Grenzen basierend auf variablen Niveaus der Netto-Verzögerungskraft darauf eingeleitet werden.
Sobald eine Schaltungsart bestimmt worden ist, wird der Prozess typischerweise zum Kasten 140 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise überprüfen wird, ob der dritte Auslöser existiert, beispielsweise die Bestimmung der vorhergehenden Schaltungsart. Wenn eine der Vielzahl von Schaltungsarten nicht ausgewählt worden ist, und somit der dritte Auslöser nicht vorhanden ist, kann der Prozess über den Kasten H zum Kasten 204 voranschreiten, zur Steuercodeausgabe, wie unten beschrieben. Wenn der dritte Auslöser vorhanden ist, kann der Prozess in der Reihenfolge durch die Kästen 141–144 voranschreiten, in denen das elektronische Steuermodul 20 abfragen wird, welche der Schaltungsarten I–IV ausgewählt worden ist. Beispielsweise wird das elektronische Steuermodul 20 im Kasten 141 abfragen, ob die Schaltungsart I ausgewählt worden ist, im Kasten 142, ob die Schaltungsart II ausgewählt worden ist, im Kasten 143, ob die Schaltungsart III ausgewählt worden ist, und im Kasten 144, ob die Schaltungsart IV ausgewählt worden ist.
Wenn die Schaltungsart I ausgewählt ist, wie im Kasten 141 bestimmt, wird der Prozess über den Kasten I zum Kasten 146 voranschreiten, wie in 7b gezeigt. Im Kasten 146 wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise abfragen, ob ein Schritt I der Schaltungsart I passt. Der Schritt I weist beispielsweise die Einstellung des Motors 16 und der Pumpe 14 auf, um die Arbeitsmaschine 10 in einen Verzögerungsbetriebszustand zu setzen, wie hier beschrieben. Wenn der Schritt I nicht geeignet ist, kann der Prozess zum Kasten 160 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 abfragen wird, ob ein Schritt II angefordert ist, wie hier beschrieben.
Wenn im Kasten 146 der Schritt I angefordert ist, kann der Prozess zum Kasten 148 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen kann, ob die Motordrehzahl geringer als eine maximal zulässige Drehzahl oder gleich dieser ist, und ob die Pumpenverdrängung über einem vorbestimmten Wert ist. Anders gesagt, kann das elektronische Steuermodul 20 im Kasten 148 bestimmen, ob der Motor sicher vor einer Überdrehzahl ist. Falls nicht, wird ein Verzögerungsbetriebszustand bei der Arbeitsmaschine 10 nicht eingeleitet, um eine Überdrehzahl zu vermeiden, und der Prozess wird weiter zum Kasten 150 gehen, ohne die Pumpe 14 und den Motor 16 einzustellen, und zwar in Vorbereitung für den Schritt II. Auch wenn die Bedingungen andererseits zur Einleitung des Verzögerungsbetriebszustands geeignet sind, kann somit im Schritt I das elektronische Steuermodul 20 darauf verzichten, den Verzögerungsbetriebszustand einzuleiten, um zu vermeiden, eine Überdrehzahl des Motors 12 zu riskieren.
Wenn im Kasten 148 das elektronische Steuermodul 20 bestimmt, dass der Verzögerungsbetriebszustand in der Arbeitsmaschine 10 eingeleitet werden sollte, wird der Prozess weiter zum Kasten 151 gehen, wo der Motor 16 bezüglich des Hubes nach oben geregelt werden kann, und zwar mit der hier beschriebenen Rate. Darauf folgend wird das elektronische Steuermodul 20 im Kasten 153 abfragen, ob die Motorverdrängung eine vorbestimmte erhöhte Verdrängung erreicht hat, beispielsweise eine maximale Verdrängung. Falls nicht, wird der Prozess zum Kasten 160 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 abfragen wird, ob der Schritt II erforderlich ist, wie hier beschrieben. Somit wird die Arbeitsmaschine 10 an diesem Punkt in dem Prozess typischerweise durch Einstellung des Motors 16 verlangsamt worden sein, wenn jedoch der Motor 16 noch nicht ausreichend eingestellt worden ist, wird der Herunterschaltungsvorgangs ohne Einstellung der Pumpe 14 voranschreiten.
Wenn das elektronische Steuermodul 20 im Kasten 153 bestimmt, dass die Motorverdrängung tatsächlich die vorbestimmte Verdrängung erreicht hat, wird der Prozess weiter zum Kasten 155 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 beginnen wird, die Pumpe 14 bezüglich des Hubes herunter zu regeln, und zwar mit der hier beschriebenen Rate. Ein konstanter Druck wird typischerweise auf der auslaufenden Kupplung aufrecht erhalten, und zwar während der Einleitung des Verzögerungsbetriebszustandes, Schritt I. Vom Kasten 155 wird der Prozess zum Kasten 160 weitergehen.
Im Kasten 160 kann das elektronische Steuermodul 20 bestimmen, ob der Schritt II angebracht ist. Falls nicht, wird der Prozess über die Kästen J zum Kasten 170 voranschreiten, um zu bestimmen, ob der Schritt III angebracht ist. Im Kasten 160 wird die Schaltungsart II typischerweise beginnen. Somit können folgend auf dem Kasten 160 die Schaltungsarten I und II identisch ausgeführt werden. Wenn der Schritt II ausgeführt wird, wird das elektronische Steuermodul 20 im Allgemeinen überprüfen, ob die Pumpenverdrängung innerhalb einer erwünschten Toleranz einer für den stetigen Zustand angewiesenen Verdrängung ist. Wenn dies so ist, kann das elektronische Steuermodul 20 die Steuerung der Pumpe 14 zurück zu der Logik für den stetigen Zustand geben. Im Schritt II wird das elektronische Steuermodul 20 weiter typischerweise überprüfen, ob die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung unter einer erwünschten Geschwindigkeit ist, und falls dies so ist, wird es den Druck auf der auslaufenden Kupplung mit einer vorbestimmten Rate verringern und die anlaufende Kupplung füllen. Beispielhafte Betriebsvorgänge des Schrittes II sind folgende.
Wenn der Schritt II im Kasten 160 angebracht ist, wird der Prozess zum Kasten 162 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise abfragen wird, ob die tatsächliche Pumpenverdrängung innerhalb einer erwünschten Toleranz der für den stetigen Zustand angewiesenen Pumpenverdrängung ist. Falls nicht, dann wird der Prozess zum Kasten 164 voranschreiten, wo die Verdrängungen der Pumpe und des Motors auf ihre Verdrängungen im stetigen Zustand eingestellt werden können, oder wo das elektronische Steuermodul 20 einfach warten kann, um zuzulassen, dass die Verdrängungen der Pumpe und des Motors Verdrängungen innerhalb der akzeptablen Toleranzen erreichen. Wenn die Pumpenverdrängung im Kasten 162 innerhalb der erwünschten Toleranz ist, dann kann der Prozess zum Kasten 163 voranschreiten, wo die Pumpenverdrängung im stetigen Zustand gleich der Pumpenverdrängung ist, und wo die Motorverdrängung gegenüber ihrer letzten Verdrängung unverändert ist. Sobald bestimmt wurde, dass die Pumpe 14 auf ihrer für den stetigen Zustand angewiesenen Verdrängung oder innerhalb der Toleranz dazu ist, kann das elektronische Steuermodul 20 die Steuerung zurück zur Logik für den stetigen Zustand geben.
Entweder von Kasten 163 oder 164 geht der Prozess voran zum Kasten 166, wo das elektronische Steuermodul 20 abfragen kann, ob die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung geringer als eine erwünschte Zahl ist. Falls nicht, dann wird der Prozess zum Kasten 168 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen kann, ob der Schritt II angebracht ist. Wenn die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung unter der erwünschten Zahl ist, kann der Prozess zum Kasten 167 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 beginnen kann, den Druck auf der auslaufenden Kupplung mit der hier beschriebenen Rate zu verringern, und beginnen kann, die anlaufende Kupplung zu füllen.
Entweder von dem Kasten 167 oder 168 kann der Prozess zum Kasten 170 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise abfragen wird, ob der Schritt III angebracht ist. Falls nicht, kann der Prozess weiter über die Kästen K zum Kasten 180 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen wird, ob ein Schritt IV angebracht ist. Wenn der Schritt III ausgeführt wird, wird das elektronische Steuermodul 20 im Allgemeinen überprüfen, ob diese Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung unter einer erwünschten Zahl bzw. Größe ist. Falls ja, dann kann der Prozess zum Schritt IV voranschreiten. Falls nein, dann wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise überprüfen, ob die angewiesene Verdrängung für den stetigen Zustand größer als die tatsächliche Pumpenverdrängung ist. Falls dies so ist, wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise die Pumpe 14 bezüglich des Hubes herauf regeln, und zwar mit der hier beschriebenen Rate. Sobald die Pumpenverdrängung eine erhöhte Verdrängung erreicht, beispielsweise ihre maximale Verdrängung, wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise den Motor 16 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes herunter regeln, und dann den Druck auf der auslaufenden Kupplung mit der hier beschriebenen Rate abfallen lassen, beispielsweise auf Null. Beispielhafte Betriebsvorgänge des Schrittes III sind die Folgenden.
Wenn im Kasten 170 der Schritt III erwünscht ist, beispielsweise wenn eine Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung noch nicht die erwünschte Zahl bzw. Größe erreicht hat, dann kann der Prozess zum Kasten 172 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise abfragen wird, ob die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung über der erwünschten Größe ist. Falls nicht, wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise bestimmen, dass der Schritt IV angebracht ist, und der Prozess kann zum Kasten 180 voranschreiten, um dies zu überprüfen.
Wenn die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung größer als die erwünschte Geschwindigkeit ist, kann vom Kasten 172 der Prozess weiter zum Kasten 174 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise bestimmen wird, ob die angewiesene Pumpenverdrängung für den stetigen Zustand größer ist als die tatsächliche Pumpenverdrängung. Falls nicht, kann der Prozess voran zum Kasten 175 gehen, um die Pumpenverdrängung auf die angewiesene Verdrängung für den stetigen Zustand einzustellen, und die Motorverdrängung auf die angewiesene Verdrängung für den stetigen Zustand, oder kann einfach darauf warten, dass die Verdrängungen der Pumpe und des Motors geeignete Werte erreichen. Vom Kasten 175 wird der Prozess weiter zum Kasten 179 geben, wie unten beschrieben.
Wenn im Kasten 174 die angewiesene Pumpenverdrängung für den stetigen Zustand größer als die tatsächliche Pumpenverdrängung ist, dann kann der Prozess weiter zum Kasten 176 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise die Pumpe 16 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes herauf regeln wird. Im Kasten 177 kann das elektronische Steuermodul 20 überprüfen, ob die Pumpenverdrängung auf der maximalen Verdrängung ist. Falls nicht wird der Prozess weiter zum Kasten 175 gehen, wie unten beschrieben. Wenn die Pumpenverdrängung im Kasten 177 die maximale Verdrängung ist, kann der Prozess weiter zum Kasten 178 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise den Motor 16 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes herunter regeln wird. Entweder vom Kasten 175 oder 178 wird der Prozess weiter zum Kasten 179 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 beginnen kann, den Druck der auslaufenden Kupplung mit der hier beschriebenen Rate abfallen zu lassen, beispielsweise bis er Null erreicht.
Vom Kasten 179 wird der Prozess weiter zum Kasten 180 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen kann, ob der Schritt IV angebracht ist. Der Prozess kann auch weiter zum Kasten 180 vom Kasten 173 gehen. Wenn der Schritt IV im Kasten 180 nicht angebracht ist, wird der Prozess über die Kästen L zum Kasten 200 weitergehen, wie in 7c gezeigt, wo das elektronische Steuermodul 20 sicherstellen wird, ob der Schritt V angebracht ist.
Wenn der Schritt IV ausgehend vom Kasten 180 ausgeführt wird, wird das elektronische Steuermodul 20 im Allgemeinen überprüfen, ob die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung unter einer erwünschten Geschwindigkeit ist. Falls ja, wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise den Druck der anlaufenden niedrigen Kupplung mit der hier beschriebenen Rate steigern. Ebenfalls wird im Schritt IV das elektronische Steuermodul 20 typischerweise überprüfen, ob die angewiesene Pumpenverdrängung für den stetigen Zustand größer als die tatsächliche Pumpenverdrängung ist. Falls ja, dann wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise die Pumpe 14 bezüglich des Hubes mit der hier beschriebenen Rate auf eine maximale Verdrängung herauf regeln, wonach das elektronische Steuermodul 20 typischerweise den Motor 16 mit der hier beschriebenen Rate herunter regeln wird. Beispielhafte spezielle Betriebsvorgänge im Schritt IV sind die Folgen den.
Der Prozess geht vom Kasten 180 über die Kästen M zum Kasten 182 voran, wie in 7c gezeigt. Im Kasten 182 kann das elektronische Steuermodul 20 bestimmen, ob die Pumpenverdrängung im stetigen Zustand größer ist als die tatsächliche Pumpenverdrängung. Falls nicht, kann der Prozess zum Kasten 184 voranschreiten, wo die Pumpenverdrängung eingestellt wird, wie erwünscht, oder wo das elektronische Steuermodul 20 einfach darauf warten kann, dass die Pumpenverdrängung ein passendes Niveau erreicht.
Wenn die angewiesene Pumpenverdrängung für den stetigen Zustand größer als die Pumpenverdrängung im Kasten 182 ist, kann der Prozess weiter zum Kasten 183 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise die Pumpe 14 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes nach oben regeln wird. Als nächstes kann das elektronische Steuermodul 20 im Kasten 185 überprüfen, ob die Pumpenverdrängung größer als die maximale Pumpenverdrängung ist oder gleich dieser. Falls nicht, dann kann der Prozess weiter zum Kasten 189 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 beginnen kann, den anlaufenden Kupplungsdruck zu steigern. Wenn die Pumpenverdrängung auf ihrer maximalen Pumpenverdrängung im Kasten 185 ist, kann der Prozess weiter zum Kasten 187 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 den Motor 16 mit der hier beschriebenen Rate herunter regeln kann. Sobald der Kasten 187 abgearbeitet ist, kann der Prozess zum Kasten 189 voranschreiten, wie hier beschrieben.
Vom Kasten 189 geht der Prozess typischerweise weiter zum Kasten 190, wo das elektronische Steuermodul 20 abfragen wird, ob die Pumpenverdrängung innerhalb einer akzeptablen Toleranz der angewiesenen Verdrängung im stetigen Zustand ist. Wenn im Kasten 190 die Pumpe innerhalb der Toleranz ist, kann der Prozess weiter zum Kasten 191 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen wird, ob die Pumpenverdrängung auf der Pumpenverdrängung für den stetigen Zustand ist. Wenn im Kasten 190 die Pumpe nicht innerhalb der Toleranz ist, kann der Prozess weiter zum Kasten 193 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 abfragen kann, ob der Motor innerhalb einer akzeptablen Toleranz der angewiesenen Verdrängung für den stetigen Zustand ist. Falls ja, kann der Prozess weiter zum Kasten 195 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen kann, ob die Motorverdrängung auf der Motorverdrängung für den stetigen Zustand ist.
Wenn die Motorverdrängung nicht innerhalb der Toleranz der angewiesenen Motorverdrängung für den stetigen Zustand ist, kann der Prozess weiter direkt zum Kasten 197 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 überprüfen wird, ob die Verdrängungen von Pumpe und Motor innerhalb der akzeptablen Toleranzen sind, und ob der Druck der niedrigen Kupplung auf einem erhöhten, typischerweise maximalen, Druck ist. Falls dies so ist, wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise bestimmen, dass die Steuerung zurück zur Logik für den stetigen Zustand gebracht werden soll, beispielsweise Schritt V, Kasten 199, und wird diese Auswahl im Kasten 200 überprüfen. Falls entweder die Pumpe 14 oder der Motor 16 außerhalb der Toleranz sind, wird der Prozess über die Kästen N auch zum Kasten 200 weitergehen, jedoch wird typischerweise der Schritt V nicht auftreten. Wie hier mit Bezug auf alle Schaltungsarten besprochen, wird der Schritt V typischerweise aufweisen, die Steuerung zur Logik für den stetigen Zustand zurückzubringen. Der Schritt V könnte jedoch alternativ die Erzeugung eines Zeichens bzw. Flags oder eines ähnlichen Signals in dem Steuerprozess aufweisen, das beispielsweise mit einem anderen Steueralgorithmus in Verbindung stehen könnte, wenn er dafür verantwortlich ist, zu bestimmen, ob die Steuerung zurück zur Logik für den stetigen Zustand gebracht werden wird. Auf jeden Fall wird der Schritt V typischerweise einen Abschluss für das Herunterschaltungsereignis darstellen.
Wieder mit Bezug auf den Kasten 184 sei daran erinnert, dass der Prozess beim Kasten 184 ankommt, wenn im Kasten 182 die angewiesene Pumpenverdrängung für den stetigen Zustand nicht größer als die Pumpenverdrän gung ist. Im Kasten 184 könnte beispielsweise das elektronische Steuermodul 20 die Pumpenverdrängung einstellen oder einfach darauf warten, dass die Pumpenverdrängung die erwünschte Verdrängung erreicht. Vom Kasten 184 aus wird der Prozess typischerweise zum Kasten 186 weitergehen, wo das elektronische Steuermodul 20 abfragen kann, ob die Verdrängungen von Pumpe und Motor innerhalb der akzeptablen Toleranz der angewiesenen Verdrängungen des stetigen Zustands sind, und ob der Druck der niedrigen Kupplung auf dem erhöhten Druck ist. Falls nicht, wird der Schritt V nicht ausgeführt, und der Prozess wird zum Kasten 200 voranschreiten. Wenn die jeweiligen Verdrängungen innerhalb einer akzeptablen Toleranz sind, wird der Prozess weiter zum Kasten 188 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen kann, dass der Schritt V auszuführen ist.
Im Kasten 200 wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise überprüfen, ob der Schritt V auszuführen ist. Falls nicht, kann der Prozess direkt weiter zum Kasten 204 gehen, wie unten beschrieben. Wenn der Schritt V ausgeführt wird, kann der Prozess weiter zum Kasten 202 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 den anfänglichen Gang beispielsweise auf niedrig einstellen wird und den Auslöser als den ersten Auslöser einstellen wird. Vom Kasten 202 kann der Prozess weiter zum Kasten 204 gehen, was eine Ausgabe des Steuercodes darstellt, der die Pumpenverdrängung, die Motorverdrängung und den Druck der anlaufenden Kupplung aufweist. Vom Kasten 204 kann der Prozess weiter zum Kasten 206 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 die Werte der verschiedenen Parameter speichern wird, was den anfänglichen Gang, den Schritt, den Auslöser, die Verdrängungen von Pumpe und Motor und die Drücke der niedrigen und der hohen Kupplung aufweist. Jede der Schaltungsarten I oder II wird somit abgeschlossen, der Prozess wird typischerweise beim Kasten 207 enden.
Wenn die Schaltungsart III ausgewählt ist, kann der Prozess von der Vollendung der Schaltungsdetektion und der Auswahl über die Kästen III zum Kasten 208 voranschreiten, wie in 7d gezeigt, wobei das elektronische Steuermodul 20 typischerweise überprüfen wird, ob Schritt I der Schaltungs art III ausgeführt wird. Falls nicht, kann der Prozess weiter zum Kasten 218 gehen, um sicherzustellen, ob der Schritt II der Schaltungsart III angemessen ist. Wenn der Schritt I ausgeführt wird, wird das elektronische Steuermodul im Allgemeinen überprüfen, ob die Motordrehzahl unter einer zulässigen Grenze ist, und ob die Getriebeausgangsdrehzahl über einer vorbestimmten Drehzahl ist. Falls diese Bedingungen erfüllt werden, wird das elektronische Steuermodul 20 den Motor 16 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes nach oben regeln. Sobald der Motor 16 eine erhöhte Verdrängung erreicht, wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise beginnen, die Pumpe 14 mit der hier beschriebenen Rate herunter zu regeln. Der Druck der auslaufenden Kupplung wird typischerweise während der Einstellung der Pumpe 14 und des Motors 16 aufrecht erhalten. Folgend auf die Einstellung der Pumpe 14 und des Motors 16 kann das elektronische Steuermodul 20 typischerweise überprüfen, ob die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung unter einer erwünschten Geschwindigkeit ist. Falls dies so ist, wird das elektronische Steuermodul 20 den Druck auf der auslaufenden Kupplung mit der hier beschriebenen Rate reduzieren und die anlaufende Kupplung füllen. Die speziellen Betriebsvorgänge von Schritt I der Schaltungsart III sind folgende.
Vom Kasten 208 kann der Prozess weiter zum Kasten 210 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise bestimmen wird, ob die Motordrehzahl geringer als die maximal zulässige Motordrehzahl oder gleich dieser ist, und ob die Getriebeausgangsdrehzahl größer als die vorbestimmte Drehzahl oder gleich dieser ist. Wenn die Bedingungen nicht erfüllt werden, wird der Prozess typischerweise weiter zum Kasten 211 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen kann, ob der Schritt II angebracht ist, und von dort zum Kasten 218, wo das elektronische Steuermodul 20 überprüfen wird, ob ein Schritt II der Schaltungsart III angebracht ist.
Wenn die Bedingungen im Kasten 210 erfüllt werden, dann können der Motor 16 und die Pumpe 14 ohne ein Risiko einer Überdrehzahl des Motors eingestellt werden, und der Prozess kann weiter zum Kasten 212 gehen. Im Kasten 212 kann die Motorverdrängung mit der hier beschriebenen vorbestimmten Rate vergrößert werden. Als nächstes kann im Kasten 214 das elektronische Steuermodul 20 überprüfen, ob die Motorverdrängung ausreichend zugenommen hat. Falls nicht, kann der Prozess weiter zum Kasten 218 gehen. Wenn die Motorverdrängung auf ihrer vergrößerten, beispielsweise maximalen, Verdrängung im Kasten 214 ist, oder nahe daran ist, kann das elektronische Steuermodul 20 die Pumpenverdrängung mit der hier beschriebenen Rate verringern, Kasten 216. Entweder vom Kasten 214 oder 216 kann der Prozess weiter zum Kasten 218 gehen.
Wenn der Schritt II nicht ausgeführt wird, kann der Prozess vom Kasten 218 weiter zum Kasten 226 gehen, um zu bestimmen, ob ein Schritt III der Schaltungsart III ausgeführt wird. Wenn der Schritt II auszuführen ist, kann der Prozess vom Kasten 218 weiter zum Kasten 220 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise die Verdrängungen der Pumpe und des Motors aufrecht erhalten wird. Folgend auf den Kasten 220 kann der Prozess weiter zum Kasten 222 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 überprüfen wird, ob die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung unter der erwünschten Größe ist. Falls ja, kann dann der Prozess weiter zum Kasten 223 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 den Druck der auslaufenden Kupplung mit der hier beschriebenen Rate verringern wird und die anlaufende Kupplung füllen wird. Falls nein, kann der Prozess weiter zum Kasten 224 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen wird, dass der Schritt III ausgeführt werden sollte.
Entweder vom Kasten 223 oder 224 wird der Prozess typischerweise zum Kasten 226 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 überprüfen kann, ob der Schritt III auszuführen ist. Wenn der Schritt III nicht stattfindet, dann geht der Prozess typischerweise weiter über die Kästen P zum Kasten 240, um zu bestimmen, ob ein Schritt IV der Schaltungsart III stattfinden wird. Wenn der Schritt III angebracht ist, wird das elektronische Steuermodul 20 im Allgemeinen überprüfen, ob die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung unter einer erwünschten Geschwindigkeit ist. Falls ja, wird dann der Prozess typischerweise durch den Schritt IV weiter vorangehen. Falls nein, kann dann das elektronische Steuermodul 20 als nächstes überprüfen, ob die angewiesene Pumpenverdrängung für den stetigen Zustand größer als die tatsächliche Pumpenverdrängung ist. Falls ja, wird dann das elektronische Steuermodul 20 die Pumpe 14 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes herauf regeln. Sobald die Pumpenverdrängung die maximale Verdrängung erreicht, kann das elektronische Steuermodul 20 den Motor 16 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes herunter regeln und den Druck der auslaufenden Kupplung mit der hier beschriebenen Rate beispielsweise auf Null abfallen lassen. Die speziellen Betriebsvorgänge des Schrittes III sind folgende.
Vom Kasten 226 kann der Prozess weiter zum Kasten 228 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise sicherstellen wird, ob die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung unter der erwünschten Geschwindigkeit ist, oder alternativ, ob sie nicht über der erwünschten Geschwindigkeit ist. Wenn im Kasten 228 die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung unter der erwünschten Geschwindigkeit ist, wird der Prozess weiter zum Kasten 229 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen wird, ob der Schritt IV angebracht ist, und von dort zum Kasten 240, um dies zu überprüfen.
Wenn im Kasten 228 die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung nicht unter dem erwünschten Wert ist, kann der Prozess weiter zum Kasten 230 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 sicherstellen wird, ob die angewiesene Pumpenverdrängung im stetigen Zustand größer als die tatsächliche Pumpenverdrängung ist. Falls nicht, kann der Prozess weiter zum Kasten 232 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 gestatten kann, dass die Pumpenverdrängung unter die angewiesene Verdrängung im stetigen Zustand abfallen kann, oder dies entsprechend einstellen kann. Vom Kasten 232 kann der Prozess weiter zum Kasten 235 gehen, wie unten beschrieben. Wenn die angewiesene Pumpenverdrängung für den stetigen Zustand beim Kasten 231 über der tatsächlichen Pumpenverdrängung ist, wird das elekt ronische Steuermodul 20 die Pumpe 14 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes nach oben regeln. Der Prozess kann dann weiter zum Schritt 233 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise bestimmen wird, ob die Pumpenverdrängung größer als eine gesteigerte, beispielsweise maximale, Verdrängung ist, oder gleich dieser ist. Falls die Pumpenverdrängung nicht auf der maximalen Verdrängung ist, kann der Prozess direkt weiter zum Kasten 235 gehen. Wenn die Pumpenverdrängung tatsächlich im Kasten 233 auf der maximalen Verdrängung ist, kann der Prozess weiter zum Kasten 234 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 den Motor 16 mit der hier beschriebenen Rate herunter regeln kann. Von irgendeinem der Kästen 232, 233 oder 234 kann der Prozess weiter zum Kasten 235 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise den Druck auf der auslaufenden Kupplung mit der hier beschriebenen Rate abfallen lassen wird, beispielsweise bis der Druck Null ist.
Entweder vom Kasten 235 oder 229 kann der Prozess weiter zum Kasten 240 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 überprüfen wird, ob der Schritt IV auszuführen ist. Wenn der Schritt IV nicht stattfindet, kann der Prozess über die Kästen Q zum Kasten 260 weiter gehen, wie in 7e gezeigt, um zu bestimmen, ob beispielsweise ein Schritt V der Schaltungsart III stattfinden wird.
Wenn der Schritt IV im Kasten 240 ausgewählt worden ist, wird das elektronische Steuermodul 20 im Allgemeinen überprüfen, ob die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung unter einer erwünschten Geschwindigkeit ist. Falls dies so ist, wird das elektronische Steuermodul 20 den Druck der anlaufenden Kupplung mit der hier beschriebenen Rate steigern. Das elektronische Steuermodul 20 wird weiter überprüfen, ob die angewiesene Pumpenverdrängung für den stetigen Zustand größer als die tatsächliche Pumpenverdrängung ist. Falls ja, wird dann das elektronische Steuermodul 20 die Pumpe 14 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes herauf regeln. Sobald die Pumpenverdrängung eine erhöhte, beispielsweise maximale, Verdrängung erreicht, wird das elektronische Steuermodul 20 typi scherweise den Motor 16 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes herunter regeln. Danach wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise überprüfen, ob die Verdrängungen der Pumpe und des Motors innerhalb einer akzeptablen Toleranz der angewiesenen Verdrängungen im stetigen Zustand sind. Falls dies so ist, wird das elektronische Steuermodul 20 die Steuerung zurück an die Steuernlogik für den stetigen Zustand geben. Die speziellen Betriebsvorgänge für den Schritt IV sind folgende.
Vom Kasten 240 kann der Prozess über die Kästen R zum Kasten 242 weitergehen, wie in 7e gezeigt, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise bestimmen wird, ob die angewiesene Pumpenverdrängung für den stetigen Zustand größer als die tatsächliche Pumpenverdrängung ist. Falls nein, kann der Prozess weiter zum Kasten 244 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 den Druck der auslaufenden Kupplung verringern kann und den Druck der anlaufenden Kupplung vergrößern kann, dann weiter zu den Kästen 246 und 248, wie unten beschrieben.
Wenn die angewiesene Verdrängung für den stetigen Zustand größer im Kasten 242 als die tatsächliche Pumpenverdrängung ist, und zwar innerhalb eines akzeptablen Rahmens, kann der Prozess weiter zum Kasten 243 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise die Pumpe 14 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes herauf regeln wird. Vom Kasten 243 wird der Prozess weiter zum Kasten 245 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 abfragen wird, ob die Pumpenverdrängung eine erhöhte, beispielsweise maximale, Verdrängung erreicht hat.
Falls ja, dann kann der Prozess weiter zum Kasten 247 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 den Motor 16 mit der hier beschriebenen Rate herunter regeln wird. Falls nein, kann dann der Prozess weiter zum Kasten 249 gehen, ohne den Motor 16 einzustellen. Entweder vom Kasten 245 oder vom Kasten 247 wird der Prozess typischerweise weiter zum Kasten 249 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 den Druck der anlaufenden Kupplung steigern wird und den Druck der auslaufenden Kupplung mit den hier be schriebenen Raten verringern wird.
Vom Kasten 249 kann der Prozess weiter zum Kasten 250 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen wird, ob die Pumpenverdrängung innerhalb einer akzeptablen Toleranz der angewiesenen Verdrängung für den stetigen Zustand ist. Falls ja, kann der Prozess dann weiter zum Kasten 251 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen wird, ob die Pumpenverdrängung gleich der Pumpenverdrängung für den stetigen Zustand ist, und von dort zum Kasten 252. Falls nein, kann der Prozess direkt weiter zum Kasten 252 gehen, um zu bestimmen, ob die Motorverdrängung innerhalb einer akzeptablen Toleranz zu der angewiesenen Motorverdrängung für den stetigen Zustand ist. Wenn die Motorverdrängung innerhalb der akzeptablen Toleranz im Kasten 252 ist, kann der Prozess weiter zum Kasten 253 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen wird, ob die Motorverdrängung gleich der angewiesenen Verdrängung für den stetigen Zustand ist, und von dort zum Kasten 254. Falls nein, kann dann der Prozess direkt zum Kasten 254 gehen.
Im Kasten 254 wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise bestimmen, ob die Verdrängungen von sowohl der Pumpe als auch dem Motor innerhalb einer akzeptablen Toleranz zu den angewiesenen Verdrängungen für den stetigen Zustand sind. Falls ja, wird der Schritt V der Schaltungsart III ausgeführt, und der Prozess wird weiter zum Kasten 260 gehen. Falls nein, wird der Schritt V nicht ausgeführt, Kästen Q. Auf jeden Fall wird jedoch der Prozess weiter zum Kasten 260 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 überprüfen wird, ob der Schritt V auszuführen ist.
Wiederum mit Bezug auf den Kasten 242 sei daran erinnert, dass der Prozess zum Kasten 244 weitergehen wird, wenn die angewiesene Pumpenverdrängung für den stetigen Zustand nicht größer als die tatsächliche Pumpenverdrängung ist, wo das elektronische Steuermodul 20 den Druck der auslaufenden Kupplung verringern wird und den Druck der anlaufenden Kupplung steigern wird, und zwar mit den hier beschriebenen Raten. Vom Kasten 244 kann der Prozess weiter zum Kasten 246 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise bestimmen wird, ob die Verdrängungen der Pumpe und des Motors innerhalb einer akzeptablen Toleranz zu den angewiesenen Verdrängungen für den stetigen Zustand sind. Falls ja, wird dann der Schritt V ausgeführt, und der Prozess wird weiter über den Kasten 248, Schritt V, zum Kasten 260 gehen. Falls nein, wird der Schritt V nicht ausgeführt, und der Prozess wird direkt weiter zum Kasten 260 gehen.
Vom Kasten 260 wird der Prozess, falls der Schritt V auszuführen ist, zum Kasten 202 über die Kästen T weitergehen, und wird typischerweise die Schritte folgend auf den Kasten 202 wiederholen, und wird die Schaltungsart III beenden durch Ausführung des Schrittes V, was die Steuerung der Pumpe 14 und des Motors 16 zu der Logik für den stetigen Zustand zurückbringt und den Herunterschaltungsvorgangs beendet. Wenn der Schritt V nicht ausgeführt werden soll, wird der Prozess weiter zum Kasten 204 über die Kästen U weitergehen, und wird dann typischerweise die Schritte folgend auf den Kasten 204 wiederholen, wobei der Schritt V übersprungen wird, jedoch in anderer Weise abgeschlossen wird.
Wenn eine Schaltungsart IV ausgewählt wird, wird der Prozess weiter folgend auf die Schaltungsdetektion und die Auswahl über die Kästen IV zum Kasten 302 vorangehen, wie in 7f gezeigt, wobei das elektronische Steuermodul 20 typischerweise überprüfen wird, ob der Schritt II der Schaltungsart IV ausgeführt wird. Der Schritt II wird im Allgemeinen aufweisen, zu überprüfen, ob die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung unter einer erwünschten Geschwindigkeit ist. Falls dies so ist, wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise den Druck der auslaufenden Kupplung mit der hier beschriebenen Rate reduzieren und die anlaufende Kupplung füllen. Wenn der Schritt II nicht auszuführen ist, wird der Prozess typischerweise weiter zum Kasten 310 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen wird, ob ein Schritt III der Schaltungsart IV auszuführen ist, wie hier beschrieben. Die speziellen Betriebsvorgänge des Schrittes II sind folgende.
Vom Kasten 302 kann der Prozess weiter zum Kasten 304 voranschreiten, wo das elektronische Steuermodul 20 Pumpen- und Motorverdrängungen bestimmen kann, die gegenüber dem letzten Schritt unverändert sind. Vom Kasten 304 schreitet der Prozess weiter zum Kasten 306, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise abfragen wird, ob die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung unter einem erwünschten Wert ist. Falls dies so ist, kann der Prozess weiter zum Schritt III, Kasten 307, und von dort zum Kasten 310 gehen, um den Schritt III zu überprüfen.
Wenn die Relativgeschwindigkeit der hohen Kupplung beim Kasten 306 unter dem erwünschten Wert ist, wird der Prozess weiter zum Kasten 308 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise den Druck der auslaufenden Kupplung mit der hier beschriebenen Rate verringern wird und die anlaufenden Kupplung fühlen wird.
Entweder vom Kasten 307 oder 308 geht der Prozess typischerweise weiter zum Kasten 310, wo das elektronische Steuermodul typischerweise überprüfen wird, ob der Schritt III auszuführen ist. Falls nicht, kann der Prozess weiter zum Kasten 320 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 überprüfen wird, ob der Schritt IV der Schaltungsart IV auszuführen ist. Wenn der Schritt III auszuführen ist, wird das elektronische Steuermodul 20 im Allgemeinen überprüfen, ob die Relativgeschwindigkeit der niedrigen Kupplung unter einer erwünschten Geschwindigkeit ist. Falls nicht, wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise die Pumpe 14 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes herauf regeln. Sobald die Pumpenverdrängung auf einer erhöhten, beispielsweise maximalen, Verdrängung ist, kann das elektronische Steuermodul 20 den Motor 16 bezüglich des Hubes mit der hier beschriebenen Rate herunter regeln und den Druck auf der auslaufenden Kupplung mit der hier beschriebenen Rate Absenken, bis er beispielsweise Null erreicht. Die speziellen Betriebsvorgänge des Schrittes III sind folgende.
Vom Kasten 310 kann der Prozess weiter zum Kasten 312 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen wird, ob die Relativgeschwindigkeit der niedrigen Kupplung größer als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn die Relativgeschwindigkeit der niedrigen Kupplung nicht größer als der vorbestimmte Wert ist, kann der Prozess weiter zum Schritt IV, Kasten 313, gehen. Wenn die Relativgeschwindigkeit der niedrigen Kupplung beim Kasten 312 größer ist als der vorbestimmte Wert, kann der Prozess zum Kasten 314 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 die Pumpe 14 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes herauf regeln kann, dann zum Kasten 316, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise überprüfen wird, ob die Pumpe 14 eine erhöhte Verdrängung, beispielsweise eine maximale Verdrängung erreicht hat.
Wenn im Kasten 316 die Pumpenverdrängung die erhöhte Verdrängung erreicht hat, kann der Prozess weiter zum Kasten 318 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 den Motor 16 mit der hier beschriebenen Rate bezüglich des Hubes herunter regeln kann. Vom Kasten 318 kann der Prozess weiter zum Kasten 319 gehen. Wenn im Kasten 316 die Pumpenverdrängung nicht die erhöhte Verdrängung erreicht hat, kann der Prozess direkt zum Kasten 319 ohne Einstellung des Motors 16 weitergehen. Im Kasten 319 wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise den Druck der auslaufenden Kupplung mit der hier beschriebenen Rate verringern, beispielsweise bis er Null erreicht, während es den Druck der niedrigen Kupplung aufrecht erhält.
Vom Kasten 319 geht der Prozess weiter zum Kasten 320, wo das elektronische Steuermodul 20 überprüfen kann, ob der Schritt IV auszuführen ist. Wenn der Schritt IV nicht auszuführen ist, kann der Prozess weiter über die Kästen Z zum Kasten 340 gehen, wie unten beschrieben. Wenn der Schritt IV auszuführen ist, wird der Prozess weiter zum Kasten 322 gehen. Wenn der Schritt IV ausgeführt wird, wird das elektronische Steuermodul 20 im Allgemeinen überprüfen, ob die Verdrängungen von Pumpe und Motor innerhalb einer akzeptablen Toleranz zu den angewiesenen Verdrängungen für den stetigen Zustand sind. Falls dies so ist, wird das elektronische Steuermodul 20 die Steuerung zurück zu Logik für den stetigen Zustand geben, beispielsweise über den Schritt V. Die speziellen Betriebsvorgänge des Schrittes IV sind folgende.
Im Kasten 322 wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise die Pumpenverdrängung zur maximalen Verdrängung hin einstellen. Im Kasten 324 kann das elektronische Steuermodul 20 dann überprüfen, ob die Pumpenverdrängung auf ihrer maximalen Verdrängung ist. Wenn nicht, kann der Prozess direkt weiter zum Kasten 328 gehen. Wenn ja, kann der Prozess weiter zum Kasten 326 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 typischerweise den Motor 16 mit der hier beschriebenen Rate herauf regeln wird.
Entweder vom Kasten 326 oder 324 geht der Prozess typischerweise weiter zum Kasten 328, wo das elektronische Steuermodul 20 den Druck der auslaufenden Kupplung verringern wird und den Druck der anlaufenden Kupplung mit den hier beschriebenen Raten vergrößern wird. Vom Kasten 328 wird der Prozess typischerweise weiter zum Kasten 329 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 abfragen wird, ob die Pumpenverdrängung innerhalb einer akzeptablen Toleranz zu der Verdrängung im stetigen Zustand ist. Wenn die Pumpenverdrängung innerhalb der akzeptablen Toleranz ist, kann der Prozess weiter zum Kasten 330 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen wird, ob die Pumpenverdrängung gleich der angewiesenen Verdrängung im stetigen Zustand ist. Entweder vom Kasten 330 oder 329 kann der Prozess weiter zum Kasten 332 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen wird, ob die Motorverdrängung innerhalb einer akzeptablen Toleranz der angewiesenen Verdrängung im stetigen Zustand ist. Falls ja, kann der Prozess weiter zum Kasten 334 gehen, wo das elektronische Steuermodul 20 bestimmen wird, ob die Motorverdrängung gleich der Verdrängung für den stetigen Zustand ist. Entweder vom Kasten 332 oder 334 kann der Prozess weiter zum Kasten 336 gehen.
Im Kasten 336 wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise überprüfen, ob die Verdrängungen von Pumpe und Motor innerhalb akzeptablen Toleranzen sind, und ob die Niederdruck-Kupplung über einem vorbestimmten Druck ist, beispielsweise einem maximalen Druck. Wenn die Verdrängungen von Pumpe und Motor innerhalb der Toleranz sind, wird der Prozess weiter zum Kasten 338, Schritt V, und dann zum Kasten 340 gehen. Wenn die Verdrängungen von Pumpe und Motor nicht innerhalb der Toleranz sind, wird der Schritt V typischerweise nicht auftreten, und der Prozess wird direkt weiter zum Kasten 340 gehen.
Im Kasten 340 wird das elektronische Steuermodul 20 typischerweise abfragen, ob der Schritt V auftreten wird, falls ja, wird der Prozess über die Kästen T zum Kasten 202 zurückkehren, und der Herunterschaltungsprozess wird typischerweise in ähnlicher Weise schließen, wie oben beschrieben. Wenn der Schritt V nicht ausgeführt wird, wird der Prozess weiter über die Kästen W direkt zum Kasten 204 weitergehen und wieder ähnlich wie bei der obigen Beschreibung abschließen. Es sei bemerkt, dass das Flussdiagramm 100 nur beispielhaft ist, und dass verschiedene Abweichungen von dem dort beschriebenen Prozess vorgenommen werden könnten, ohne vom beabsichtigten Kern und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Die vorliegende Offenbarung sieht somit einen sanfteren, wirkungsvolleren Herunterschaltungsvorgang in einer Arbeitsmaschine mit hydrostatischem Antrieb vor. Durch Steuerung des Herunterschaltens in der Arbeitsmaschine 10, wie hier beschrieben, kann die Schaltungsdauer so schnell wie praktisch durchführbar sein, und somit kann der Betriebswirkungsgrad der Arbeitsmaschine optimiert werden. Dies wird die Zeit, die zur Abbremsung der Arbeitsmaschine 10 erforderlich ist, so schnell bzw. kurz wie möglich innerhalb der beschriebenen Beschleunigungs- und Ruckgrenzen machen. Durch Einstellung der Schwellenraten zur Einstellung der verschiedenen Komponenten des hydrostatischen Antriebs 11 beim Herunterschalten werden Bediener nicht dazu verführt, übermäßig stark die Zeitdauer zum Herunterschalten auszudehnen, um zu vermeiden, die Maschine abzuwürgen, oder um in an derer Weise sich selbst einem übermäßig großen Ruck oder übermäßig großen Abbremsungen auszusetzen, oder zu bewirken, dass die mit dem Boden in Eingriff stehenden Räder oder Raupen durchrutschen. Durch Herunterregeln des Motors 16 bezüglich des Hubes vor einer Anforderung nach verringertem Drehmoment in einem niedrigeren Gang wird weiterhin irgendeine Periode, in der das hydrostatische System 11 und der Motor 12 nicht in ordnungsgemäßer Weise die Arbeitsmaschine 10 verzögern, relativ kurz sein.
Der Fachmann wird erkennen, dass in Systemen, die gemäß der vorliegenden Offenbarung arbeiten und gemäß dieser ausgelegt sind, die Zeitdauer zum Herunterschalten im Allgemeinen in Beziehung mit der sanften Ausführung des Schaltungsvorgangs in Beziehung steht, wie dies vom Bediener erfahren wird, genauso wie mit dem Risiko, die Arbeitsmaschine abzuwürgen oder übermäßig stark ihre Kupplungen durchrutschen zu lassen. Jedoch können Verringerungen der Schaltungsdauer, d. h. Steigerungen des Betriebswirkungsgrads, mit einer Verringerung der sanften Ausführung der Schaltung einhergehenden. Die Balance die zwischen einem Schaltungswirkungsgrad und einer sanften Ausführung und auch einer Kupplungsabnutzung gefunden werden muss, wird stark von den Vorlieben der einzelnen Personen abhängen, die die Arbeitsmaschine 10 betätigen, oder von solchen Faktoren wie beispielsweise Regelungen in der Rechtsprechung oder Einschränkungen bei den Komponenten.
Wo relativ komplizierte Aufgaben von der Arbeitsmaschine 10 ausgeführt werden, beispielsweise ein Transport von relativ empfindlichen Teilen, kann es wünschenswert sein, das elektronische Steuermodul 20 mit Beschleunigungs-, Ruck- oder Drehmomentgrenzen zu programmieren, die eine relativ niedrige Schwelle einstellen. Bei einer solchen Anwendung kann der Ausgleich von sanftem Verhalten gegenüber dem Wirkungsgrad mehr zum sanften Verhalten hin tendieren, um sicherzustellen, dass die Arbeitsmaschine 10 nur relativ kleinere Abbremsungen oder Rücke im normalen Betrieb erfährt, um zu vermeiden, dass die empfindlichen Teile zerbrechen oder herunterfallen. Wenn gröbere Aufgaben bevorstehen, wie beispielsweise die Bewegung eines Kieshaufens, kann die primäre Überlegung einfach sein, den Betriebsvorgang so schnell wie möglich auszuführen, und relativ größere Beschleunigungs-, Ruck- oder Drehmomentgrenzen können angebracht sein. Wenn das hauptsächliche Risiko einer übermäßig starken Beschleunigung oder eines Druckes ist, einfach Kies fallen zu lassen, kann somit die Balance zwischen sanftem Verhalten und Wirkungsgrad sich mehr zum Wirkungsgrad hin verschieben, und ein relativ schneller Herunterschaltungsvorgang und Wirkungsgrad mit relativ größeren Beschleunigungen und Rücken kann akzeptabel sein.
Weiterhin kann eine Einstellung des sanften Verhaltens der Schaltung und/oder des Schaltungswirkungsgrades mit relativ kleineren Einstellungen an dem Steueralgorithmus erreicht werden, und zwar basierend auf "weich-kodierten" Variablen. Diese weisen die Größe von Pumpe und Motor, Getriebeübersetzungen usw. auf. Bei einer relativ größeren Pumpe oder einem größeren Motor werden die Verlangsamungs- und Beschleunigungseffekte an der Arbeitsmaschine 10 anders sein als die bei einer relativ kleineren Pumpe oder einem kleineren Motor. Die weich-kodierten Variablen können proportional zur Steuerung der Aggressivität des Heraufschaltungsvorgangs vergrößert oder verringert werden.
Die vorliegende Beschreibung ist nur zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen und soll nicht so verstanden werden, dass sie den Umfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise einschränkt. Somit wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen an den gegenwärtig offenbarten Ausführungsbeispielen vorgenommen werden könnten, ohne vom beabsichtigten Kern und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Während beispielsweise das elektronische Steuermodul 20 so beschrieben worden ist, dass es konfiguriert ist, um elektronisch alle Komponenten des hydrostatischen Systems 11 zu steuern, könnten eine oder mehrere Komponenten weiter vom Bediener gesteuert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise werden Ausführungsbeispiele in Betracht gezogen, wo der Motor 16 während des Herunterschaltungsvorgangs durch das elektronische Steuermodul 20 eingestellt wird, jedoch der Bediener manuell den Druck der anlaufenden Kupplung und/oder den Druck der auslaufenden Kupplung steuert. Durch elektronische Einstellung der Pumpe 14 und des Motors 16 werden viele der hier beschriebenen Vorteile bei der Anwendung der Pumpe 14 und des Motors 16 zur Verlangsamung der Arbeitsmaschine 10 während des Schaltungsvorgangs immer noch vorhanden sein, auch wenn der Bediener einen Teil des Herunterschaltungsvorgangs steuert. In einem solchen Ausführungsbeispiel könnte der Bediener manuell entscheiden, an welchem Punkt die Arbeitsmaschine 10 ausreichend verlangsamt worden ist, um einen Herunterschaltungsvorgang vom Gang 18b zum Gang 18a zu beginnen. Die Offenbarung sieht weiter ein System vor, welches relativ einfach zu steuern ist und wirtschaftlich ist. Andere Aspekte, Merkmale und Vorteile werden bei einer Untersuchung der beigefügten Zeichnungen und der beigefügten Ansprüche offensichtlich werden.

Claims

Verfahren zum Herunterschalten in einer Arbeitsmaschine (10) mit hydrostatischem Antrieb, welches folgende Schritte aufweist: Einleiten eines Verzögerungsbetriebszustandes in der Arbeitsmaschine (10), wenn bei der Anweisung eines Herunterschaltungsvorgangs die Arbeitsmaschine (10) nicht in einem Verzögerungsbetriebszustand ist; Einstellung einer Verdrängung einer Pumpe (14) mit variabler Verdrängung und eines Motors (16) mit variabler Verdrängung in einem hydrostatischen Antrieb (11) der Arbeitsmaschine (10); und Vergrößerung des Druckes auf einer niedrigen Kupplung (18b) der Arbeitsmaschine (10).
Verfahren nach Anspruch 1, welches folgende Schritte aufweist: Verringerung des Druckes auf einer hohen Kupplung (18a) der Arbeitsmaschine (10), wenn bei der Anweisung eines Herunterschaltungsvorgangs in der Arbeitsmaschine (10) die Arbeitsmaschine (10) nicht in einem Verzögerungsbetriebszustand ist, und zwar folgend auf die Einleitung des Schrittes der Einführung des Verzögerungsbetriebszustands und vor der Einleitung des Schrittes, den Druck auf die niedrige Kupplung (18b) zu steigern; wobei der Schritt der Einleitung des Verzögerungsbetriebszustands aufweist, die Verdrängung der Pumpe (14) und/oder des Motors (16) vor der Einleitung der Verringerung des Druckes der hohen Kupplung einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt der Einleitung des Verzögerungsbetriebszustands Folgendes aufweist: Heraufregeln des Motors (16) bezüglich des Hubes und Herunterregeln der Pumpe (14) bezüglich des Hubes, jeweils mit Raten basierend auf einer vorbestimmten Beschleunigungsgrenze und/oder einer vorbestimmten Ruckgrenze der Arbeitsmaschine (10), wenn eine Getriebeausgangsdrehzahl der Arbeitsmaschine (10) über einer vorbestimmten Drehzahl ist, wenn die Motorverdrängung geringer als eine vorbestimmte Verdrängung ist, und wenn eine Drosseleinstellung der Arbeitsmaschine (10) über einer vorbestimmten Grenze ist; und Heraufregeln des Hubes des Motors (16) auf eine vergrößerte Verdrängung mit einer Rate basierend auf einer vorbestimmten Beschleunigungsgrenze und/oder einer vorbestimmten Ruckgrenze der Arbeitsmaschine (10) ohne Einstellung der Verdrängung der Pumpe (14), wenn eine Getriebeausgangsdrehzahl der Arbeitsmaschine (10) über einer vorbestimmten Drehzahl ist, und wenn die Motorverdrängung geringer als die vorbestimmte Verdrängung ist, jedoch die Drosseleinstellung über einer vorbestimmten Grenze ist.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiter folgende Schritte aufweist: Auswahl einer ersten Herunterschaltungsart, wenn die Getriebeausgangsdrehzahl der Arbeitsmaschine (10) über einer vorbestimmten Drehzahl ist, wenn eine Drosseleinstellung der Arbeitsmaschine (10) über einer vorbestimmten Grenze ist, und wenn die Motorverdrängung geringer als eine vorbestimmte Verdrängung ist; Auswahl einer zweiten Herunterschaltungsart, wenn die Getriebeausgangsdrehzahl der Maschine (10) über der vorbestimmten Drehzahl ist und die Drosseleinstellung über der vorbestimmten Grenze ist, jedoch die Motorverdrängung größer als die vorbestimmte Verdrängung ist; Auswahl einer dritten Herunterschaltungsart, wenn die Getriebeausgangsdrehzahl größer als die vorbestimmte Drehzahl ist und die Drosseleinstellung geringer als die vorbestimmte Grenze ist; und Auswahl einer vierten Herunterschaltungsart, wenn die Getriebeausgangsdrehzahl geringer als die vorbestimmte Drehzahl ist, und wenn die Motorverdrängung über der vorbestimmten Verdrängung ist.
Verfahren nach Anspruch 4, welches folgende Schritte aufweist: Bestimmung, ob die Arbeitsmaschine (10) in einem Verzögerungsbetriebszustand bei der Anweisung des Herunterschaltungsvorgangs ist, und zwar zumindest teilweise basierend auf einer Getriebeausgangsdrehzahl, einer Drosseleinstellung und der Verdrängung des Motors (16); und Einleitung eines Verzögerungsbetriebszustands, wenn bei der Anweisung des Herunterschaltungsvorgangs die Arbeitsmaschine (10) nicht in einem Verzögerungsbetriebszustand ist, und zwar durch Heraufregeln des Motors (16) bezüglich des Hubes und/oder durch Herunterregeln des Hubes der Pumpe (14).
Vorrichtung, die Folgendes aufweist: ein computerlesbares Medium, welches einen darauf aufgezeichneten Steueralgorithmus (100) hat, wobei der Steueralgorithmus (100) Mittel aufweist, um einen Verzögerungsbetriebszustand in einem hydrostatischen Antrieb (11) einer Arbeitsmaschine einzuleiten, der einen Motor (16) mit variabler Verdrängung und eine Pumpe (14) mit variabler Verdrängung aufweist, wenn bei der Anweisung eines Herunterschaltungsvorgangs die Arbeitsmaschine (10) nicht in einem Verzögerungsbetriebszustand ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Mittel zur Einleitung eines Verzögerungsbetriebszustands Mittel aufweisen, um eine Verdrängung des Motors (16) mit variabler Verdrängung und/oder der Pumpe (14) mit variabler Verdrängung einzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Steueralgorithmus (100) weiter Folgendes aufweist: Mittel zur Bestimmung, ob die Arbeitsmaschine (10) in einem Verzögerungsbetriebszustand ist, und zwar zumindest teilweise basierend auf einer Getriebeausgangsdrehzahl, basierend auf der Verdrängung des Motors (16) und basierend auf einer Drosseleinstellung in der Ar beitsmaschine (10); Mittel zur Verringerung eines Druckes der hohen Kupplung und zur Steigerung eines Druckes einer niedrigen Kupplung in der Arbeitsmaschine (10); und wobei die Mittel zur Einleitung eines Verzögerungsbetriebszustands Mittel aufweisen, um diesen für eine vorbestimmte Zeitperiode einzuleiten, und zwar vor der Verringerung des Druckes der hohen Kupplung und der Steigerung des Druckes der niedrigen Kupplung; wobei die Mittel zur Einleitung eines Verzögerungsbetriebszustands weiter Mittel aufweisen, um sowohl die Pumpe (14) als auch den Motor (16) einzustellen, wenn die Arbeitsmaschine (10) nicht in einem Verzögerungsbetriebszustand ist, wenn die Drosseleinstellung über einer vorbestimmten Grenze ist, und um nur den Motor (16) einzustellen, wenn die Drosseleinstellung unter der vorbestimmten Grenze ist.
Arbeitsmaschine (10) mit einem hydrostatischen Antrieb, die Folgendes aufweist: eine Pumpe (14) mit variabler Verdrängung; einen Motor (16) mit variabler Verdrängung, der mit der Pumpe (14) gekoppelt ist; ein Getriebe (18), das mit dem Motor (16) gekoppelt ist; und ein elektronisches Steuermodul (20) in steuernder Verbindung mit sowohl dem Motor (16) als auch der Pumpe (14), wobei das elektronische Steuermodul (20) ein computerlesbares Medium mit einem darauf aufgezeichneten Steueralgorithmus (100) aufweist, wobei der Steueralgorithmus (100) Mittel aufweist, um die Arbeitsmaschine (10) mit dem Motor (16) und/oder der Pumpe (14) zu verzögern, wenn die Arbeitsmaschine (10) bei der Anweisung eines Herunterschaltungsvorgangs nicht in einem Verzögerungsbetriebszustand ist.
Arbeitsmaschine (10) mit hydrostatischem Antrieb nach Anspruch 9, wobei die Mittel zur Verzögerung erste Mittel sind, die betreibbar sind, um selektiv die Verdrängung des Motors (16) und/oder der Pumpe (14) während des Herunterschaltungsvorgangs einzustellen, und zwar in erster Linie basierend auf der Summe einer Vielzahl von Verzögerungskräften an der Arbeitsmaschine (10), wobei der Steueralgorithmus (100) weiter Folgendes aufweist: zweite Mittel, die betreibbar sind, um selektiv die Verdrängung des Motors (16) und der Pumpe (14) während des Herunterschaltungsvorgangs einzustellen, und zwar in erster Linie basierend auf einer relativen Getriebeübersetzung eines hohen Ganges und eines niedrigen Ganges in dem Getriebe (18); und dritte Mittel, die betreibbar sind, um selektiv die Verdrängung des Motors (16) und der Pumpe (14) vor dem Herunterschaltungsvorgang und folgend darauf einzustellen, und zwar in erster Linie basierend auf einer Fahrtgeschwindigkeit bzw. einer Drosseleinstellung in der Arbeitsmaschine (10).