DE102021115611A1

DE102021115611A1 - Antriebsstrangüberlastschutz für arbeitsfahrzeuge mit power boost

Info

Publication number: DE102021115611A1
Application number: DE102021115611.4A
Authority: DE
Inventors: Roger W. Burjes; Rainer Gugel; David Mueller; Adam J. Faucher; Marcus L. Kuhl; Clayton P. Neumann; Jacob Pence
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2021-06-16
Publication date: 2022-01-20
Also published as: CN113954840A; US11396231B2; US20220016974A1

Abstract

Überlastschutzsysteme und -verfahren werden bereitgestellt, um die Energiemenge zu steuern, die an den Antriebsstrang von Arbeitsfahrzeugen abgegeben wird, einschließlich Achsen, Getriebe und anderer Komponenten davon, einschließlich für Fahrzeuge, die Power Boost verwenden. Ein Sensor in operativer Kommunikation mit einer primären Leistungsanlageneinheit, die ein Getriebe eines Arbeitsfahrzeugs antreibt, erzeugt ein Drehmomentsignal, das das Drehmoment darstellt, das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe abgegeben wird. Das Überlastschutzverfahren und -system verwendet das Drehmomentsignal, um das Drehmoment zu steuern, das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe eines Arbeitsfahrzeugs abgegeben wird.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf den Antriebsstrangschutz für Arbeitsfahrzeuge, einschließlich Überlastschutzsystemen zum Schutz der Antriebsstränge vor Überlastung und möglichen Schäden beim Anlegen von Motorleistung auf die Antriebsstränge. Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Überlastschutzsysteme zum Schützen der Antriebsstränge vor Überlastung und möglichen Schäden beschrieben werden, wenn Motorleistung auf die Antriebsstränge in einem Boost-Modus des Arbeitsfahrzeugs über einer Nennleistung des Motors angelegt wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist.
HINTERGRUND
Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombinationen sind bekannt, insbesondere als Arbeitsfahrzeug, das mit Arbeitsgeräten verbunden ist, insbesondere als Arbeitsfahrzeug mit gekoppelten oder angebrachten Arbeitsgeräten oder Anbaugeräten. Viele verschiedene zugehörige angetriebene Arbeitsanbaugeräte, die komplementär zu dem Arbeitsfahrzeug in einer gemeinsamen Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs betrieben werden können, sind möglich. Die angetriebenen Anbaugeräte können durch eine oder mehrere Quellen an Bord des Arbeitsfahrzeugs angetrieben werden, um die Leistung des Arbeitsfahrzeugs mit den Anbaugeräten zu teilen oder um zusätzliche Leistung zur Lieferung zu entwickeln, um die zusätzliche Last der zugehörigen Anbaugeräte zu unterstützen. Ein Beispiel ist eine Zapfwelle (PTO), die von einer hydraulischen Leistungsquelle an dem Arbeitsfahrzeug angetrieben wird, das vom Motor des Arbeitsfahrzeugs angetrieben wird. Andere Beispiele beinhalten Leistungsquellen der mechanischen und/oder elektrischen Leistungsanlageneinheit an dem Arbeitsfahrzeug, das durch den Fahrzeugmotor angetrieben wird. Diese verschiedenen angetriebenen Anbaugeräte werden typischerweise in Feldanwendungen verwendet, wie z. B. an heckmontierten Schneefräsen, zur Zuckerrübenernte, Futterernte, Kartoffelernte, an Rotationsschneidern, Mähknickzettern, Schlegelmähern, Ballenpressen, Bodenstabilisatoren, Kreiseleggen, Gemüsebettformern und Stalldungstreuern, um nur einige zu nennen.
Das Arbeitsfahrzeug kann verwendet werden, um die Arbeitsanbaugeräte in der Landwirtschaft für Feldarbeiten zu ziehen oder zu schieben, wobei das Arbeitsfahrzeug ein Traktor oder dergleichen sein kann. Bei anderen Anwendungen, wie etwa im Baugewerbe, kann das Arbeitsfahrzeug eine Zugmaschine zur Erdbewegung, wie etwa eine Planierraupe, ein Grader oder dergleichen sein. Das Arbeitsfahrzeug kann zweirädrig, dreirädrig oder vierrädrig sein, mehrere Räder haben oder eine Raupenkette aufweisen. Ferner kann das Arbeitsfahrzeug ein Zweirad- oder Allradsystem umfassen. Ein Arbeitsfahrzeug kann eine Fahrerkabine, einen Motor und ein Getriebe umfassen. Das Arbeitsfahrzeug kann Arbeitsgeräte, wie Arbeitsanbaugeräte antreiben, die auf dem Boden gezogen werden, während Arbeiten am Boden ausgeführt werden, wie etwa Bodenbearbeitung, Arbeitsgeräte, die mit dem Boden oder dem Erdreich in Eingriff kommen, Arbeitsvorrichtungen, die mit Objekten in Eingriff kommen, die sich auf dem Boden befinden oder sich darin befinden, oder andere.
Die Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombination kann auch ein Teilsystem umfassen, insbesondere eine Betätigungseinheit, wie eine Zapfwelle (PTO), die von einer hydraulischen, mechanischen und/oder elektrischen Leistungsanlageneinheit-Leistungsquelle am Arbeitsfahrzeug angetrieben wird, und/oder eine Montagevorrichtung, wie ein Dreipunkt-Kraftheber oder ein Hebezeug. Das Teilsystem ermöglicht es, die Arbeitsgeräte oder Arbeitsanbaugeräte auf einfache Weise mit dem Arbeitsfahrzeug zu verbinden, d.h. die Arbeitsgeräte an der Vorderseite oder an der Rückseite des Arbeitsfahrzeugs anzuordnen oder anzubringen oder anzukoppeln. In diesem Fall bilden das Arbeitsfahrzeug und die Arbeitsgeräte eine Funktionseinheit, beispielsweise indem die Kopplungspunkte am Arbeitsfahrzeug mit den entsprechenden Aufnahmeanordnungen des Arbeitsgeräts in Verbindung gebracht werden. Das Teilsystem des Arbeitsfahrzeugs kann auch verwendet werden, um die Arbeitsgeräte relativ zum Arbeitsfahrzeug oder zum Boden einzustellen, beispielsweise um die Arbeitsgeräte relativ zum Arbeitsfahrzeug oder zum Boden anzuheben oder abzusenken. Das Teilsystem kann an dem Arbeitsfahrzeug angeordnet oder befestigt sein, d.h. es kann lösbar verbunden sein. Der Begriff „Arbeitsgerät“, wie er hier verwendet wird, umfasst ohne Einschränkung praktisch alle Objekte, die an einem Arbeitsfahrzeug angeordnet sein können oder von diesem aus bedient werden können. Bei den Arbeitsgeräten kann es sich um einen Anhänger, eine Walze oder einen Grubber oder ein beliebiges anderes Gerät oder ein beliebiges anderes System zur Durchführung der oben genannten und anderer Feldanwendungen handeln.
Die Verwendung der Arbeitsgeräte stellt hohe Anforderungen an die Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombination, insbesondere an die Anpassung und das Zusammenwirken des Arbeitsfahrzeugs mit den Arbeitsgeräten. Wenn es gewünscht ist, Arbeiten mit der Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombination schnell und effizient durchzuführen, ist es am besten, einen koordinierten Betrieb zwischen dem Arbeitsfahrzeug und den Arbeitsgeräten durchzuführen. Der koordinierte Betrieb der Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombination hängt jedoch weitgehend von der Anpassung der Zugkraft ab, also der Kraft, mit der die Arbeitsgeräte in das Arbeitsfahrzeug eingreifen, dieses belasten oder daran ziehen. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass das Arbeitsfahrzeug bei stark inhomogenem oder besonders feuchtem Boden aufgrund einer besonders großen Widerstandskraft auf das Arbeitsgerät zum Stillstand kommt oder der Motor in Abwesenheit eines Zugkraftregulierungsverfahrens zum Stillstand kommt, während die eine oder mehreren hydraulischen, mechanischen und/oder elektrischen Leistungsanlageneinheit-Leistungsquellen, die die Arbeitsanbaugeräte antreiben, die in kooperativen Feldanwendungen komplementär zum Arbeitsfahrzeug betrieben werden können.
Aus diesem Grund ist es möglich, ein Zugkraftregulierungsverfahren vorzusehen, das darauf abzielt, einen Stillstand des Motors und/oder eine Verminderung des Schlupfs der Antriebsräder dadurch zu verhindern, dass die Zugkraft des Arbeitsgeräts auf das Arbeitsfahrzeug gemessen und die Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombination angepasst wird.
Ein bekanntes Zugkraftregulierungsverfahren funktioniert im Wesentlichen wie folgt. Zunächst wird die Zugkraft direkt mit Kraftmessstiften oder dergleichen (die ein Dehnungsmessgerät umfassen können) zur Messung der Zugkraft des Arbeitsgeräts an dem Arbeitsfahrzeug und zum Erzeugen eines Signals gemessen, das die Zugkraft anzeigt. Es wird eine Abweichung von einer vorgegebenen Soll-Zugkraft bestimmt. Anschließend wird bei Vorliegen einer Abweichung typischerweise eine Position des Arbeitsgeräts gegenüber dem Arbeitsfahrzeug oder dem Boden angepasst oder das Arbeitsfahrzeug beschleunigt oder gebremst. Ein wesentliches Problem der bekannten Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombinationen und Verfahren zum Betreiben der Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombination besteht somit darin, dass diese Kombinationen und Verfahren zu wenige Mechanismen zum Anpassen der Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombination einschließlich des Arbeitsfahrzeugs bereitstellen, so dass ein präziser und effizienter Zugkraftregulierungsvorgang nicht möglich ist. Dies kann zu inkonsistenten Feldoperationen aufgrund von Radschlupf, unzureichender Fahrgeschwindigkeit oder dergleichen und möglicherweise auch zu Beschädigungen von Antriebsstrangkomponenten führen, wenn die Zugkraft nicht innerhalb der Konstruktionsgrenzen des Antriebsstrangs und seiner zugehörigen Komponenten reguliert werden kann.
Ein weiterer Nachteil der Kraftmessstifte besteht darin, dass die Genauigkeit des erzeugten Signals von der Art des Arbeitsgerätes abhängen kann. Außerdem können die bekannten Kraftmessstifte zur Messung der Zugkraft schnell verschmutzen, was zu einer fehlerhaften Zugkraftmessung führt. Die Kraftmessstifte benötigen außerdem einen erheblichen physischen Installationsraum in der Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombination. Ein weiteres Problem der bekannten Zugkraftregulierungsverfahren und der bekannten Systeme zur Regelung der Zugkraft einer Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombination kann somit sein, dass die Zugkraftregulierungsverfahren nicht ausreichend zuverlässig oder zu ungenau oder zu komplex und damit zu kostenintensiv in Produktion und Wartung sind. Daher können inkonsistente Feldoperationen und Schäden an den Antriebsstrangkomponenten auftreten.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Überwindung von Problemen im Zusammenhang mit der Zugkraftregelung ist als „Power Boost“ oder Intelligent Power Management™ (IPM™) bekannt. Power Boost (oder IPM) dient dazu, den Motor des Arbeitsfahrzeugs über einer Nennleistung des Motors zu betreiben, wenn bestimmt wird, dass ausgewählte Lastparadigmen vorhanden sind. Beispielsweise kann der Traktor in das IPM eintreten, wenn zusätzliche Lasten zur Versorgung durch den Motor in Eingriff gebracht werden. Die ausgewählten Ladeparadigmen können beispielhaft eine Zapfwellenaktivierung und Transportaktivierung beinhalten. Ein Beispiel wäre der Eingriff einer Zapfwelle, um ein Bodenbearbeitungsanbaugerät zu versorgen, wenn der Traktor und das gezogene Fahrzeug ein Feld mit einer bestimmten Rate durchqueren. IPM stellt einen gesteuerten Power Boost für den Motor des Arbeitsfahrzeugs bereit, wie zum Beispiel von bis zu 26 Motor-kW (35 PS) über der Nennleistung des Motors unter vorbestimmten Betriebsbedingungen, z. B. wenn sich das Arbeitsfahrzeug bewegt und die Zapfwelle unter Last steht. Die Leistung wird beispielsweise auch verstärkt, während das Arbeitsfahrzeug im Transport eingesetzt wird, beispielsweise bei Geschwindigkeiten über etwa 23 km/h (14,3 mph) und beim Beschleunigen und/oder Verzögern. In einem Beispiel kann die Zapfwellenaktivierung bestimmt werden, wie zum Beispiel durch Einschalten und Abschalten einer Kupplung an der Zapfwelle und Erfassen eines Schlupfs in einer Zapfwellenkupplung, während sie unter Leistung steht, und der Motor wird oberhalb einer Nennleistung betrieben, wie zum Beispiel von etwa x Motor-kW (y Motor PS) bis etwa x + 26 Motor-kW (y +35 Motor PS), wenn bestimmt wird, dass die Zapfwelle aktiviert wird, und während sich das Arbeitsfahrzeug mit etwa 0,5 km/h (0,3 mph) vorwärts bewegt.
Obwohl die Verwendung von IPM wirksam sein kann, um Geräte und Systeme am Arbeitsfahrzeug, die Hilfsleistung benötigen, mit Leistung zu versorgen, wie zum Beispiel hydraulische, mechanische und/oder elektrische Leistungsanlageneinheit-Leistungsquellen zur Verwendung in Feldanwendungen und die durch den Traktormotor angetrieben werden, kann die Menge an Leistung, die dem Getriebe aufgrund des erhöhten Motorbetriebs während des Boost-Modus zugeführt wird, zu einer möglichen Beschädigung von Antriebsstrangkomponenten führen, wenn die primäre Leistungsanlageneinheit, die durch den aufgeladenen Motor angetrieben wird und wiederum das Getriebe antreibt, nicht reguliert werden kann, um ein Drehmoment an das Getriebe innerhalb der Konstruktionsgrenzen des Antriebsstrangs und seiner zugehörigen Komponenten abzugeben.
Auf Grundlage des Vorstehenden besteht daher Bedarf an einem Überlastschutzsystem und -verfahren zum Steuern der Energiemenge, die an das Getriebe eines Arbeitsfahrzeugs abgegeben wird, um Schäden am Getriebe und seinen Komponenten zu verhindern.
Ferner besteht ein Bedarf an einem Überlastschutzsystem und -verfahren zum Steuern der Energiemenge in Form von Drehmoment, das an das Getriebe eines Arbeitsfahrzeugs in Form von Drehmoment abgegeben wird, um Schäden an dem Getriebe und seinen Komponenten zu verhindern.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Ausführungsformen hierin stellen neue und verbesserte Überlastschutzsysteme und -verfahren zum Steuern der an das Getriebe eines Arbeitsfahrzeugs abgegebenen Energiemenge zur Verhinderung von Schäden an dem Getriebe und seinen Komponenten bereit.
Gemäß einem Aspekt steuert ein Überlastschutzsystem Drehmoment, das dem Getriebe eines Arbeitsfahrzeugs durch eine primäre Leistungsanlageneinheit zugeführt wird.
Gemäß einem Aspekt steuert ein Überlastschutzsystem Drehmoment, das dem Getriebe eines Arbeitsfahrzeugs durch eine primäre Leistungsanlageneinheit eines Elektromotorgenerators (MG) zugeführt wird.
Gemäß einem Aspekt steuert ein Überlastschutzsystem das Drehmoment, das an das Getriebe eines Arbeitsfahrzeugs durch eine primäre Leistungsanlageneinheit eines Elektromotorgenerators (MG) geliefert wird, die ein Paar kontinuierlich variabler Motoren (CVM) umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt beinhaltet das Überlastschutzsystem einen Drehmomentsensor für eine primäre Leistungsanlage in operativer Kommunikation mit einer primären Leistungsanlageneinheit, die das Getriebe des Arbeitsfahrzeugs antreibt. Der Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage erzeugt ein Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage, das das Drehmoment darstellt, das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe abgegeben wird. Das Überlastschutzsystem verwendet das Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage, um das Drehmoment zu steuern, das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe eines Arbeitsfahrzeugs abgegeben wird.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt beinhaltet die Überlastschutzsystemsteuerung einen Prozessor, einen Eingang, der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist und das Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage empfängt, eine nicht transiente Speichervorrichtung, die operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, und eine Überlastschutzlogik, die in der Speichervorrichtung gespeichert ist, wobei die Überlastschutzlogik vom Prozessor ausführbar ist, um eine Größe eines Motordrehmomentsollwertsignals basierend auf dem Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage zu begrenzen, um das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe gelieferte Drehmoment auf weniger als einen Drehmomentauslegungswert zu steuern.
Gemäß einem Aspekt wird ein Überlastschutzsystem zum Steuern eines Drehmoments bereitgestellt, das einem Getriebe eines zugehörigen Arbeitsfahrzeugs durch eine primäre Leistungsanlageneinheit zugeführt wird. Das Überlastschutzsystem gemäß einem Beispiel beinhaltet einen Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage in Wirkverbindung mit der primären Leistungsanlageneinheit und eine Überlastschutzsystemsteuerung. Der Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage erzeugt ein Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage, das das Drehmoment darstellt, das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe abgegeben wird. Die Überlastschutzsystemsteuerung beinhaltet einen Prozessor, einen Eingang, der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist und das Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage empfängt, eine nicht transiente Speichervorrichtung, die operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, und eine Überlastschutzlogik, die in der Speichervorrichtung gespeichert ist. Die Überlastschutzlogik ist durch den Prozessor ausführbar, um eine Größe eines Drehmomentsollwertsignals auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage zu begrenzen, um das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe abgegebene Drehmoment auf weniger als einen vorbestimmten Drehmomentauslegungswert zu steuern.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Überlastschutzsystem bereitgestellt, um Drehmoment zu steuern, das an ein Getriebe eines zugehörigen Arbeitsfahrzeugs geliefert wird, das eine primäre Leistungsanlageneinheit, einen Motor, der betreibbar ist, um Leistung an die primäre Leistungsanlageneinheit als Reaktion auf ein Motorsollwertsignal zu liefern, eine Abtriebswelle und ein Getriebe beinhaltet, das zwischen der Abtriebswelle und der primären Leistungsanlageneinheit positioniert ist, so dass die Abtriebswelle Leistung von der primären Leistungsanlageneinheit empfängt, um die Abtriebswelle anzutreiben. In der beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das Überlastschutzsystem einen Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage in operativer Kommunikation mit der primären Leistungsanlageneinheit und eine Überlastschutzsystemsteuerung. Der Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage erzeugt ein Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage, das das Drehmoment darstellt, das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe abgegeben wird. Die Überlastschutzsystemsteuerung beinhaltet einen Prozessor, einen Eingang, der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist und das Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage empfängt, eine nicht transiente Speichervorrichtung, die operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, und eine Überlastschutzlogik, die in der Speichervorrichtung gespeichert ist. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Überlastschutzlogik durch den Prozessor ausführbar, um eine Größe des Motorsollwertsignals auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage zu begrenzen, um das Drehmoment, das dem Getriebe durch die primäre Leistungsanlageneinheit zugeführt wird, auf weniger als einen Drehmomentauslegungswert zu steuern.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird ein Arbeitsfahrzeug bereitgestellt. Das Arbeitsfahrzeug beinhaltet eine primäre Leistungsanlageneinheit, einen Motor, der betreibbar ist, um Leistung an die primäre Leistungsanlageneinheit als Reaktion auf ein Motorsollwertsignal zu liefern, eine Abtriebswelle, ein Getriebe, das zwischen der Abtriebswelle und der primären Leistungsanlageneinheit positioniert ist, so dass die Abtriebswelle Leistung von der primären Leistungsanlageneinheit empfängt, um die Abtriebswelle anzutreiben, und ein Überlastschutzsystem, das Drehmoment steuert, das dem Getriebe durch die primäre Leistungsanlageneinheit zugeführt wird. In der beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das Überlastschutzsystem einen Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage in operativer Kommunikation mit der primären Leistungsanlageneinheit und eine Überlastschutzsystemsteuerung. Der Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage erzeugt ein Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage, das das Drehmoment darstellt, das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe abgegeben wird. Die Überlastschutzsystemsteuerung beinhaltet einen Prozessor, einen Eingang, der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist und das Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage empfängt, eine nicht transiente Speichervorrichtung, die operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, und eine Überlastschutzlogik, die in der Speichervorrichtung gespeichert ist. Die Überlastschutzlogik ist vom Prozessor ausführbar, um eine Größe des Motorsollwertsignals auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage zu begrenzen, um das Drehmoment, das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe abgegeben wird, auf weniger als einen Drehmomentauslegungswert zu steuern.
Andere Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen zum Bereitstellen einer Steuerung der Energiemenge, die einem Getriebe eines Arbeitsfahrzeugs in Form eines Drehmoments zugeführt wird, um Schäden an dem Getriebe und seinen Komponenten zu verhindern, ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der beispielhaften Ausführungsformen veranschaulichen.
Figurenliste
In den beigefügten Zeichnungen, die Bestandteil der Beschreibung sind, werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht, die zusammen mit einer allgemeinen Beschreibung der Erfindung oben und der detaillierten Beschreibung nachfolgend dazu dienen, die beispielhaften Ausführungsformen der beanspruchten Erfindung zu verdeutlichen.

1 veranschaulicht eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombination gemäß der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine schematische Ansicht eines stufenlos variablen Multimode-Getriebes (CVT) des Arbeitsfahrzeugs von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Überlastschutzsystemsteuerung eines Überlastschutzsystems veranschaulicht, das zum Ausführen von Ausführungsformen eines oder mehrerer Softwaresysteme oder -module geeignet ist, die ausführbar sind, um Drehmoment zu steuern, das einem Getriebe durch eine Leistungsanlageneinheit eines Arbeitsfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zugeführt wird.
4 ist eine schematische Darstellung eines Überlastschutzsystems in einem Arbeitsfahrzeug, das in einer Konfiguration angeordnet ist, in der ein Getriebe in einem „Split-Path“-Leistungsübertragungsmodus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform verwendet wird.
5 ist eine schematische Darstellung eines Überlastschutzsystems in einem Arbeitsfahrzeug, das in einer Konfiguration angeordnet ist, in der ein Getriebe in einem „Serien“ -Leistungsübertragungsmodus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform verwendet wird.
6 ist eine schematische Darstellung eines Überlastschutzsystems in einem Arbeitsfahrzeug, das in einer Konfiguration angeordnet ist, in der eine primäre Leistungsanlageneinheit direkt von einem Motor angetrieben wird und bei der die primäre Leistungsanlageneinheit wiederum ein Getriebe zum Antreiben einer Abtriebswelle gemäß einer beispielhaften Ausführungsform antreibt.
7 ist eine schematische Veranschaulichung eines Überlastschutzsystems in einem Arbeitsfahrzeug, das in einer Konfiguration angeordnet ist, bei der eine primäre Leistungsanlageneinheit direkt von einem Motor angetrieben wird und bei der die primäre Leistungsanlageneinheit wiederum ein Getriebe zum Antreiben einer Abtriebswelle antreibt und bei der der Motor ferner zusätzliche Geräte, die Hilfsleistung benötigen, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform antreibt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bei der folgenden Beschreibung wird auf die beigefügten Figuren Bezug genommen, die einen Teil davon bilden und in denen zur Veranschaulichung eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen der offenbarten Überlastschutzsysteme und - verfahren zum Steuern von Drehmoment, das dem Getriebe eines Arbeitsfahrzeugs durch eine Leistungsanlageneinheit des Arbeitsfahrzeugs zugeführt wird, auf einen Drehmomentauslegungswert des Getriebes und seiner Komponenten gezeigt sind. Die Systeme und Verfahren tragen vorteilhaft dazu bei, Schäden an dem Getriebe zu verhindern, insbesondere wenn der Motor des Arbeitsfahrzeugs in einem Boost-Modus betrieben wird, der Leistung an das Arbeitsfahrzeug und die Leistungsanlageneinheit über einer Nennleistung des Motors bereitstellt, um das Abgeben von Leistung an Arbeitsgeräte, wie Zubehör für Arbeitsanbaugeräte, die an dem Arbeitsfahrzeug angebracht sind, zu unterstützen.
Der Einfachheit halber kann „Komponente“ hierin verwendet werden, insbesondere im Kontext eines Planetenradsatzes, um ein Element zur Übertragung von Leistung anzugeben, wie etwa ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder einen Planetenradträger. Ferner werden Bezugnahmen auf ein „stufenlos“ variables Getriebe, einen Antriebsstrang oder eine Leistungsquelle so verstanden, dass sie in verschiedenen Ausführungsformen auch Konfigurationen einschließen, einschließlich eines „unendlich“ variablen Getriebes, eines Antriebsstrangs oder einer Leistungsquelle.
In der nachfolgenden Erörterung werden verschiedene beispielhafte Konfigurationen von Wellen, Zahnrädern und anderen Leistungsübertragungselementen beschrieben. Es versteht sich, dass verschiedene alternative Konfigurationen innerhalb des Geistes dieser Offenbarung möglich sein können. Beispielsweise können verschiedene Konfigurationen mehrere Wellen anstelle einer einzelnen Welle (oder eine einzelne Welle anstelle mehrerer Wellen) verwenden, können ein oder mehrere Zwischenzahnräder zwischen verschiedenen Wellen oder Zahnrädern zur Übertragung von Drehleistung zwischenschalten usw.
Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen kann es nützlich sein, in einer Vielzahl von Einstellungen sowohl einen herkömmlichen Motor (z. B. einen Verbrennungsmotor) als auch mindestens eine stufenlos variable Leistungsquelle (CVP) (z. B. einen Elektromotor/Generator oder Hydraulikmotor/Pumpe usw.) mit einer oder mehreren stufenlos variablen Maschinen (CVM) zu verwenden, um einem Ausgangselement nutzbare Leistung bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein Teil der Motorleistung umgeleitet werden, um eine erste CVM anzutreiben, die wiederum eine zweite CVM antreiben kann. Leistung von dem Motor und/oder der zweiten CVP kann dem Ausgangselement (z. B. einer Fahrzeugachse oder einer anderen Abtriebswelle) zugeführt werden. Der Motor, die CVMs und das Ausgangselement können über ein unendlich stufenlos variables Getriebe oder stufenlos variables Getriebe (Infinitely oder Continuously Variable Transmission, CVT) operativ verbunden sein.
Das stufenlos variable Getriebe (CVT) der vorliegenden Offenbarung kann eine Vielzahl von verschiedenen Modi bereitstellen. Beispielsweise kann ein „Split-Path“-Leistungsübertragungsmodus vorgesehen sein, bei dem Leistung von sowohl dem Motor als auch einer CVP zur Abgabe von Nutzleistung an das Ausgangselement kombiniert wird. Dies wird wegen der Aufteilung zwischen einem direkten mechanischen Pfad vom Motor und einem unendlich/stufenlos variablen Pfad durch ein oder mehrere CVPs als „Split-Path“-Leistungsübertragung bezeichnet. In weiteren Ausführungsformen kann Nutzleistung durch eine CVP bereitgestellt werden, jedoch nicht durch den Motor (außer in dem Ausmaß, in dem der Motor die CVP antreibt). Dies kann als „nur CVP“-Leistungsübertragung oder Serienmodus bezeichnet werden. Schließlich kann in einigen Ausführungsformen Nutzleistung durch den Motor bereitgestellt werden (z. B. über verschiedene mechanische Übertragungselemente, wie etwa Wellen und Zahnräder), aber nicht durch eine CVP. Dies kann als Leistungsabgabe mit „mechanischem Pfad“ bezeichnet werden. Ein Beispiel ist eine Zapfwelle (PTO), die durch eine hydraulische, mechanische und/oder elektrische Leistungsanlageneinheit-Leistungsquelle an dem Arbeitsfahrzeug angetrieben wird und durch verschiedene mechanische Übertragungselemente, die nicht die CVP sind, wie etwa durch direkte Verbindung mit dem Arbeitsfahrzeugmotor gekoppelt ist.
In bestimmten Ausführungsformen kann ein Motor Leistung über verschiedene mechanische (oder andere) Leistungsübertragungselemente (z. B. verschiedene Wellen und Zahnräder usw.) sowohl einer ersten Eingangskomponente eines Variators (z. B. einem Planetenträger eines Summierplanetenradsatzes) als auch einer Eingangsschnittstelle (z. B. einer Keilverbindung für eine rotierende Welle) einer ersten CVP bereitstellen. Die erste CVP (z. B. eine elektrische oder hydraulische Maschine) kann die Leistung in eine andere Form (z. B. elektrische oder hydraulische Leistung) zur Übertragung in eine zweite CVP (z. B. eine andere elektrische oder hydraulische Maschine) umwandeln, um es der zweiten CVP zu ermöglichen, Drehleistung an einen zweiten Eingang des Variators (z. B. ein Sonnenrad des Summierplanetenradsatzes) bereitzustellen.
Somit ist das beispielhafte Getriebe der vorliegenden Offenbarung ein CVT, das konfiguriert sein kann, um über eine Vielzahl von Modi zu arbeiten, die unterschiedliche Ausgangsdrehzahlbereiche bereitstellen. Das beispielhafte Getriebe beinhaltet eine Anzahl von rotierenden Komponenten, wie etwa Wellen, Kupplungen, Lager und/oder andere Komponenten, um einen solchen Vorgang umzusetzen. Die Komponenten sind etwas empfindlich und ausgelegt, um während des Betriebs innerhalb von Konstruktionsgrenzen zu arbeiten, die von Komponente zu Komponente und auch in Bezug auf das gesamte Getriebe und den Antriebsstrang im Aggregat variieren. Es ist wichtig, das auf das Getriebe und seine Komponenten ausgeübte Drehmoment einschließlich der Achsen und anderer Antriebsstrangkomponenten zu steuern, um Schäden an diesen Teilen zu vermeiden.
Dementsprechend stellt die vorliegende Offenbarung ein Überlastschutzsystem bereit, das das Drehmoment, das durch eine Leistungsanlageneinheit erzeugt und an die Komponenten des Antriebsstrangs, insbesondere das Getriebe, geliefert wird, überwacht und/oder bewertet. In einem Beispiel erzeugt das Überlastschutzsystem Drehmomentverwendungswerte für eine entsprechende Komponente auf Grundlage des auf die entsprechende Komponente aufgebrachten Drehmoments. Das auf die entsprechende Komponente aufgebrachte Drehmoment kann aus dem befohlenen Drehmoment der CVP abgeleitet werden, das im Allgemeinen von einer Fahrzeugsteuerung während des Betriebs des Antriebsstrangs erzeugt wird. Insbesondere kann das Überlastschutzsystem eine Drehmomentübersetzungskonstante des bezeichneten Modus verwenden, um das auf die Komponente aufgebrachte Drehmoment aus dem befohlenen Drehmoment des CVP abzuleiten.
Wie aus der Erörterung hierin ersichtlich wird, kann das offenbarte Überlastschutzsystem vorteilhaft in einer Vielzahl von Systemen und mit einer Vielzahl von Maschinen verwendet werden. Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei die Darstellungen nur zum Zwecke der Veranschaulichung der beispielhaften Ausführungsformen dienen, und nicht zum Zwecke der Beschränkung derselben, werden Überlastsysteme und -verfahren gemäß beispielhaften Ausführungsformen auf der Grundlage eines Beispiels eines landwirtschaftlichen Traktors mit einem Sämaschinen-Arbeitsanbaugerät erläutert. Es versteht sich, dass die beanspruchten Ausführungsformen der Erfindung dennoch auf jede beliebige Arbeitsmaschine mit beweglichen Betriebswerkzeugen angewendet werden können, wie verschiedene Arten von Traktoren, Erntemaschinen, Holzschlepper, Grader oder verschiedene andere Arbeitsfahrzeugtypen und Bau- und Fabrikautomatisierungsgeräte und dergleichen. Zu diesem Zweck stellt 1 schematisch eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombination 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung dar. Die Arbeitsfahrzeug-Arbeitsgerätekombination 1 umfasst ein Arbeitsfahrzeug 10, ein Arbeitsgerät 2 und ein Teilsystem 3, das als Betätigungseinheit ausgeführt ist.
Das Arbeitsfahrzeug 10 ist ein landwirtschaftliches Fahrzeug in Form eines Traktors, wobei davon ausgegangen wird, dass der grundsätzliche Aufbau eines Traktors dem Fachmann bekannt ist. Ein Arbeitsfahrzeug 10 im Sinne der vorliegenden Offenbarung kann jedes Fahrzeug sein, das für Bauarbeiten oder für landwirtschaftliche Arbeiten verwendet werden kann, wie beispielsweise ein Traktor, ein Teleskoplader oder eine Baumaschine.
Das Arbeitsfahrzeug 10 umfasst eine Fahrerkabine 4 zur Aufnahme eines Bedieners, wobei ein Bedienterminal zum Betreiben des Traktors innerhalb der Fahrerkabine 4 angeordnet ist. Der Traktor umfasst mehrere Bodeneingriffsmittel 5, die an einer Vorderachse und einer Hinterachse 16 in Form von luftgefüllten Rädern angeordnet sind, die mit dem Boden 6 in Eingriff stehen, um Antriebskräfte zu übertragen. Die Bodeneingriffsmittel 5 werden von einem Motor, der als Verbrennungsmotor ausgebildet ist, und einem Getriebe, das mit dem Verbrennungsmotor zusammenwirkt, angetrieben.
Ein Ausgangsdrehmoment des Getriebes wird über einen schematisch dargestellten Antriebsstrang auf das Bodeneingriffsmittel 5 übertragen, wobei der dargestellte Traktor 10 ein Allradfahrzeug ist.
Wie dargestellt, dient das Teilsystem 3 dazu, das Arbeitsgerät 2 mit dem Arbeitsfahrzeug 10 zu koppeln oder das Arbeitsgerät einzustellen, so dass das Arbeitsfahrzeug 10 das Arbeitsgerät 2 in Bewegung ziehen (z.B. schleppen) oder eine bestimmte Aufgabe erfüllen kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt das Arbeitsfahrzeug 10 die Vortriebskraft bereit, um das Arbeitsgerät 2 zu ziehen, wenn das Arbeitsgerät 2 die Aufgabe ausführt. In einer weiteren Ausführungsform kann das Arbeitsfahrzeug 10 das Arbeitsgerät 2 schieben.
In 1 ist das Arbeitsgerät 2 eine Sämaschine. Das Arbeitsgerät 2 kann jedoch ein beliebiges Arbeitsgerät 2 sein, das an dem Arbeitsfahrzeug 10 angebracht ist. Das Teilsystem 3 kann auch mit jeder beliebigen Kombination von Arbeitsfahrzeug 10 und Arbeitsgerät 2 verwendet werden.
Wie dargestellt, dient das Teilsystem 3 dazu, das Arbeitsgerät 2 mit dem Arbeitsfahrzeug 10 zu koppeln oder das Arbeitsgerät 2 einzustellen, so dass das Arbeitsfahrzeug 10 das Arbeitsgerät 2 in Bewegung ziehen (z.B. schleppen) oder eine bestimmte Aufgabe ausführen kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt das Arbeitsfahrzeug 10 die Vortriebskraft bereit, um das Arbeitsgerät 2 zu ziehen, wenn das Arbeitsgerät 2 die Aufgabe ausführt. In einer weiteren Ausführungsform kann das Arbeitsfahrzeug 10 das Arbeitsgerät 2 schieben.
In 1 ist das Arbeitsfahrzeug 10 als Traktor dargestellt, der zumindest teilweise ein Überlastschutzsystem 12 implementieren kann, das einem Antriebsstrang 14 (schematisch dargestellt) zugeordnet ist. Es versteht sich jedoch, dass andere Konfigurationen des Fahrzeugs 10 möglich sein können, einschließlich Konfigurationen des Fahrzeugs 10 als eine andere Art von Traktor, eine Erntemaschine, ein Holzschlepper, ein Grader oder eine Art von verschiedenen anderen Arbeitsfahrzeugtypen. Es versteht sich ferner, dass die offenbarten Antriebsstränge 14 auch bei Nicht-Arbeitsfahrzeugen und Nicht-Fahrzeuganwendungen (z. B. Installationen an einem festen Standort) verwendet werden können. Das Überlastschutzsystem 12 beinhaltet im Allgemeinen eine Steuerung 22, die operativ mit einem Drehmomentsensor 29 für eine Leistungsanlage verbunden ist, um das von der Leistungsanlage an den Antriebsstrang 14 abgegebene Drehmoment zu erfassen, wie im Folgenden nach einer kurzen Beschreibung des Fahrzeugs 10 und des Antriebsstrangs 14 näher beschrieben wird.
Im Allgemeinen kann der Antriebsstrang 14 konfiguriert sein, um Leistung zu erzeugen und die Leistung von einer oder mehreren Leistungsquellen (z. B. Motoren, Kraftmaschinen und/oder anderen Leistungsquellen, wie nachstehend erörtert) an ein Ausgangselement (z. B. eine Abtriebswelle) zu übertragen. In einigen Ausführungsformen kann der Antriebsstrang 14 die Leistung auf die Hinter- und/oder Vorderachsen 16 des Arbeitsfahrzeugs 10 übertragen. Der Antriebsstrang 14 kann ferner konfiguriert sein, um Leistung an eine Zapfwelle abzugeben, um ein Arbeitsgerät anzutreiben, das von dem Fahrzeug 10 getragen wird oder von einem separaten Fahrzeug getragen wird. Es versteht sich, dass der Antriebsstrang 14 konfiguriert sein kann, um Leistung an andere Leistungssenker abzugeben, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In einem Beispiel beinhaltet das Arbeitsfahrzeug 10 ein Fahrzeugsteuersystem 18 (oder mehrere Steuerungen), um einen oder mehrere Aspekte des Betriebs des Arbeitsfahrzeugs 10 zu steuern und in einigen Ausführungsformen die Implementierung des Überlastschutzsystems 12 zu erleichtern. Beispielsweise kann das Fahrzeugsteuersystem 18 das Überlastschutzsystem 12 einschließlich der Überlastschutzsteuerung 22 und des Drehmomentsensors 29 zum Implementieren der Funktionen des Überlastschutzsystems 12 beinhalten und/oder diesem zugeordnet sein. Beispielsweise kann das Fahrzeugsteuersystem 18 und das Überlaststeuersystem 12 mit einer Verarbeitungsarchitektur wie etwa einem Prozessor 20 und einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung 21 implementiert werden, die operativ mit dem Prozessor 20 gekoppelt ist. Im Ausführungsbeispiel speichert die Speichervorrichtung 21 eine Überlastschutzlogik 19, wobei die Überlastschutzlogik 19 vom Prozessor ausgeführt werden kann, um die hier beschriebenen Funktionen auf der Grundlage von Programmen, Anweisungen und Daten, die in der Speichervorrichtung 21 in der Überlastschutzlogik 19 oder in einer oder mehreren anderen Formen gespeichert sind, zu implementieren.
Daher werden in einem Beispiel das Fahrzeugsteuersystem 18 und das Überlaststeuersystem 12 in einem gemeinsamen oder gemeinsam genutzten Steuerplattformkontext bereitgestellt, der zum Beispiel einen gemeinsam genutzten Prozessor, eine gemeinsam genutzte Speichervorrichtung und im Prozessor gespeicherte Fahrzeugsteuerungs- und Überlastschutzlogikmodule beinhaltet, die vom Prozessor ausführbar sind, um Fahrzeugsteuerfunktionen, die Getriebeüberlastschutzfunktionen und andere beinhalten, durchzuführen, und wobei Signale, wie etwa Motordrehzahl- und/oder Drehmomentsollwertsignale, die vom kombinierten Fahrzeugsteuersystem 18 und Überlaststeuersystem 12 entwickelt werden, wie erforderlich oder gewünscht, einschließlich kooperativ entwickelt werden, um zum Beispiel das Fahrzeug zu steuern und das an das Getriebe gelieferte Drehmoment auf weniger als einen Drehmomentauslegungsgrenzwert zum Schutz der Getriebekomponenten vor Schäden zu steuern. In einem weiteren Beispiel kann das Fahrzeugsteuersystem 18 von dem Überlaststeuersystem 12 getrennt sein und mit diesem in operativer Kommunikation stehen, wobei Signale, wie etwa Motordrehzahl- und/oder Drehmomentsollwertsignale, die von dem Fahrzeugsteuersystem 18 entwickelt werden, durch das Überlaststeuersystem 12 modifiziert werden können, wenn dies erforderlich oder gewünscht ist, um das an das Getriebe abgegebene Drehmoment auf weniger als einen Drehmomentauslegungsgrenzwert zum Schutz der Getriebekomponenten vor Schäden zu steuern.
Somit können die Steuersysteme 18, 12 als ein oder mehrere Rechensysteme mit zugehörigen Prozessoren und Speicherarchitekturen, als fest verdrahtete Rechenschaltung (oder -schaltungen), als programmierbare Schaltung, als hydraulische, elektrische oder elektrohydraulische Steuerung oder anderweitig konfiguriert werden. Die Steuersysteme 18, 12 können konfiguriert sein, um verschiedene computerbasierte Funktionen und Steuerfunktionen in Bezug auf das Arbeitsfahrzeug 10 (oder andere Maschinen) auszuführen. In einigen Ausführungsformen können die Steuersysteme 18, 12 konfiguriert sein, um Eingabesignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Hydrauliksignale, Spannungssignale, Stromsignale usw.) zu empfangen und Befehlssignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Hydrauliksignale, Spannungssignale, mechanische Bewegungen usw.) auszugeben.
Die Steuersysteme 18, 12 können in elektronischer, hydraulischer, mechanischer oder sonstiger Kommunikation mit verschiedenen anderen Systemen oder Vorrichtungen des Arbeitsfahrzeugs 10 (oder anderer Maschinen) stehen. So können beispielsweise die Steuersysteme 18, 12 in elektronischer oder hydraulischer Kommunikation mit verschiedenen Stellgliedern, Sensoren und anderen Vorrichtungen innerhalb (oder außerhalb) des Arbeitsfahrzeugs 10 stehen, einschließlich verschiedener Vorrichtungen, die nachfolgend beschrieben werden. Die Steuersysteme 18, 12 können mit anderen Systemen oder Vorrichtungen (einschließlich anderer Steuerungen) auf verschiedene bekannte Arten kommunizieren, einschließlich über einen CAN-BUS (nicht gezeigt) des Arbeitsfahrzeugs 10, über drahtlose oder hydraulische Kommunikationsmechanismen oder auf andere Weise.
In einigen Ausführungsformen können die Steuersysteme 18, 12 konfiguriert sein, um Eingabebefehle von einem Bediener über eine Mensch-Fahrzeug-Bedienerschnittstelle 24, die Interaktion und Kommunikation zwischen dem Bediener, dem Fahrzeug 10 und dem Überlastschutzsystem 12 ermöglicht, zu empfangen und eine Schnittstelle mit diesem herzustellen. Die Bedienerschnittstelle 24 kann innerhalb einer Kabine des Arbeitsfahrzeugs 10 angeordnet sein, um dem Fahrzeugbediener einen einfachen Zugriff darauf zu ermöglichen. Die Bedienerschnittstelle 24 kann auf eine Vielzahl von Arten konfiguriert werden. In einigen Ausführungsformen kann die Bedienerschnittstelle 24 eine Eingabevorrichtung mit einem oder mehreren Joysticks, verschiedenen Schaltern oder Hebeln, einer oder mehreren Tasten, einer Touchscreen-Schnittstelle, die einer Anzeige überlagert sein kann, einer Tastatur, einem Lautsprecher und einem Mikrofon, das einem Spracherkennungssystem oder verschiedenen anderen Mensch-Maschine-Schnittstellenvorrichtungen zugeordnet ist, beinhalten. Die Bedienerschnittstelle 24 beinhaltet auch die Anzeigevorrichtung, die als Flachbildschirmanzeigevorrichtung oder andere Anzeigeart implementiert sein kann, die in eine Instrumententafel oder Konsole des Arbeitsfahrzeugs 10 integriert ist.
Als ein Beispiel beinhaltet die Bedienerschnittstelle 24 im Allgemeinen eine Anzahl von Vorrichtungen zum Betreiben des Fahrzeugs 10, wie etwa Drehzahl- und Modusauswahlvorrichtungen für den Antriebsstrang 14. In weiteren Beispielen kann die Anzeigevorrichtung der Bedienerschnittstelle 24 dazu dienen, Fahrzeugnutzungsinformationen, wie etwa IPM-Boost-Leistungsinformationen und andere Informationen, die durch das Überlastschutzsystem 12 erzeugt werden, zur Anzeige für den Fahrzeugbediener wiederzugeben.
Das Arbeitsfahrzeug 10 beinhaltet ferner eine Fahrzeugkommunikationskomponente 26, die eine Kommunikation zwischen dem Bediener, den Steuersystemen 18, 12 und einer zugehörigen basierten Station (nicht gezeigt) ermöglicht. Die Fahrzeugkommunikationskomponente 26 beinhaltet ein beliebiges geeignetes System zum Empfangen und Übertragen von Daten direkt oder über ein Netzwerk. Zum Beispiel kann die Kommunikationskomponente 26 einen Funktransceiver oder geeigneten Transceiver beinhalten, der konfiguriert ist, um Daten zu empfangen und zu senden, die durch Modulieren eines Hochfrequenz-(RF-)Signals über ein Mobilfunknetz gemäß dem LTE-Standard (Long Term Evolution) übertragen werden, obwohl andere Techniken verwendet werden können. Die Kommunikationskomponente 26 kann bidirektionale Kommunikationen über Bluetoothe oder mithilfe eines WLAN-Standards erreichen, d. h. eines oder mehrerer der 802.11-Standards, wie sie durch das Institut für Elektro- und Elektronikingenieure („IEEE“) definiert sind, wie es Fachleuten gut bekannt ist. Im Allgemeinen kann die Kommunikationskomponente 26 einen BluetoothⓇ-Transceiver, einen Funktransceiver, einen Mobilfunktransceiver, einen LTE-Transceiver und/oder einen WLAN-Transceiver beinhalten.
Das Arbeitsfahrzeug 10 beinhaltet ferner verschiedene Sensoren 28, die dazu dienen, Informationen über das Arbeitsfahrzeug 10 zu sammeln. Solche Informationen können den Steuersystemen 18, 12 und/oder der Kommunikationskomponente 26 zur potenziellen Übertragung und/oder Verwendung durch das Überlastschutzsystem 12 bereitgestellt werden. Als Beispiele können die Sensoren 28 Betriebssensoren im Zusammenhang mit den oben erörterten Fahrzeugsystemen und -komponenten beinhalten, einschließlich Motor- und Getriebesensoren, Kraftstoffsensoren und Batteriesensoren. In einem Beispiel können die Sensoren 28 einen oder mehrere Drehzahl- und/oder Drehmomentsensoren im Zusammenhang mit dem Getriebe des Antriebsstrangs 14 beinhalten, insbesondere einen oder mehrere Drehzahl- und/oder Drehmomentsensoren im Zusammenhang mit einer Eingangswelle, einer oder mehreren Getriebewellen und/oder einer oder mehreren Abtriebswellen. In einigen Beispielen können die Sensoren 28 weggelassen werden. In einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet der Satz von Sensoren 28 einen Drehmomentsensor für eine primäre Leistungsanlage 29 in operativer Kommunikation mit einer primären Leistungsanlageneinheit 39 (2), die im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. Der Drehmomentsensor für eine primäre Leistungsanlage 29 des Überlastschutzsystems 12 erzeugt ein Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage, das das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe abgegebene Drehmoment darstellt.
Wie oben vorgestellt, ist das Fahrzeug 10 auf Grundlage von Befehlen der Fahrzeugsteuerung 18 konfiguriert, um verschiedene Arbeitsaufgaben auszuführen. Beispielsweise erzeugt das Fahrzeugsteuersystem 18 Befehle für den Antriebsstrang 14 (z. B. Motor, Getriebe) auf Grundlage von Betriebsbedingungen und Eingaben über die Bedienerschnittstelle 24. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben, kann das Überlastschutzsystem 12 Informationen im Zusammenhang mit dem Antriebsstrang 14, insbesondere dem Getriebe und den Motoren, sammeln und Nutzungs- und Steuerinformationen im Zusammenhang mit verschiedenen Komponenten des Antriebsstrangs 14 erzeugen, die die auf die verschiedenen Antriebsstrangkomponenten aufgebrachte Leistung darstellen. Die Nutzungsinformationen, etwa in Form von Nutzungswerten oder -stufen, können dem Bediener bereitgestellt (z. B. auf einer Anzeigevorrichtung der Bedienerschnittstelle 24 angezeigt) und/oder über die Fahrzeugkommunikationskomponente 26 an die zugehörige Basisstation (nicht gezeigt) übertragen werden.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine beispielhafte Konfiguration des Antriebsstrangs 14 schematisch dargestellt. Der Antriebsstrang 14 kann einen Motor 38 beinhalten, der ein Verbrennungsmotor mit verschiedenen bekannten Konfigurationen sein kann. Der Antriebsstrang 14 kann auch eine primäre Leistungsanlageneinheit 39 in der Form einer stufenlos variablen Leistungsquelle (CVP) 40 beinhalten. Die CVP 40 kann mindestens eine stufenlos variable Maschine (CVM), wie etwa eine elektrische Maschine oder eine hydraulische Maschine, beinhalten. In der gezeigten Ausführungsform beinhaltet die CVP 40 eine erste CVM 42 und eine zweite CVM 44. Wie in 2 gezeigt, kann die erste CVM 42 über eine Leitung 46, wie etwa einen oder mehrere elektrische Drähte oder eine Fluidleitung, operativ mit der zweiten CVM 44 verbunden sein. In einer Ausführungsform kann die erste CVM 42 ein elektrischer Generator sein, der über eine elektrische Leitung 46, wie etwa einen oder mehrere elektrische Drähte, mit der zweiten CVM 44 in der Form eines Elektromotors operativ verbunden ist. In einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Drehmomentsensor für eine primäre Leistungsanlage 29 zum Erzeugen eines Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage bereitgestellt, das das Drehmoment darstellt, das dem Getriebe durch die zweite CVM 44 der primären Leistungsanlageneinheit zugeführt wird, die beispielsweise in Form eines Elektromotors bereitgestellt wird. In einer anderen Ausführungsform kann die erste CVM 42 eine Hydraulikpumpe sein, die über eine Fluidleitung 46, wie etwa eine oder mehrere Rohre, mit der zweiten CVM 44 in der Form eines Hydraulikmotors operativ verbunden ist. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Drehmomentsensor für eine primäre Leistungsanlage 29 zum Erzeugen des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage bereitgestellt, das das Drehmoment darstellt, das dem Getriebe durch die zweite CVM 44 der primären Leistungsanlageneinheit zugeführt wird, die beispielsweise in Form eines Hydraulikmotors bereitgestellt wird. In einer anderen Ausführungsform kann die erste CVM 42 eine Batterie sein, die über eine elektrische Leitung 46, wie etwa einen oder mehrere elektrische Drähte, mit der zweiten CVM 44 in der Form eines Elektromotors operativ verbunden ist. In einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Drehmomentsensor für eine primäre Leistungsanlage 29 zum Erzeugen eines Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage bereitgestellt, das das Drehmoment darstellt, das dem Getriebe durch die zweite CVM 44 der primären Leistungsanlageneinheit zugeführt wird, die zum Beispiel in Form des Elektromotors bereitgestellt wird.
Der Antriebsstrang 14 kann auch eine Abtriebswelle 48 oder ein anderes Ausgangselement beinhalten, das eine Ausgangsachse 49 definiert. Die Abtriebswelle 48 kann eine oder mehrere Leistungssenken (z. B. eine oder beide Achsen 16, Zapfwellen („PTO“) usw.) des Fahrzeugs 10 umfassen oder direkt damit verbunden sein. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Drehmomentwandler oder eine andere Vorrichtung zwischen dem Motor 38 und der Abtriebswelle 48 (oder einer anderen Welle (nicht gezeigt)) enthalten sein, obwohl eine solche Vorrichtung für den Betrieb des Antriebsstrangs 14 nicht erforderlich ist, wie in dieser Offenbarung vorgesehen. Ferner können in bestimmten Ausführungsformen mehrere Wellen (nicht dargestellt), einschließlich verschiedener Wellen, die durch verschiedene Zahnräder oder andere Leistungsübertragungskomponenten miteinander verbunden sind, oder äquivalente Leistungsübertragungskomponenten (z. B. Ketten, Riemen usw.) enthalten sein.
Wie oben angemerkt, kann der Antriebsstrang 14 ferner ein Getriebe 50 zum Übertragen von Leistung zwischen dem Motor 38, der CVP 40 und der Abtriebswelle 48 beinhalten. Das Getriebe 50 kann eine Vielzahl von Komponenten beinhalten, wie etwa Wellen, Zahnräder, Zahnradsätze, Kupplungen, Bremsen und/oder andere Komponenten, die den Motor 38, die CVP 40 und die Abtriebswelle 48 miteinander verbinden, wie im Folgenden näher erläutert wird. Das Getriebe 50 kann als stufenlos variables Getriebe oder unendlich stufenlos variables Getriebe betrachtet werden. Außerdem kann das Getriebe 50 konfiguriert sein, um eine Auswahl zwischen einem der Vielzahl von Getriebemodi bereitzustellen, um die Drehzahlen und Kraftflusspfade zu variieren.
Dementsprechend kann der Motor 38 Drehleistung für die Abtriebswelle 48 über das Getriebe 50 bereitstellen. Der Motor 38 kann auch Drehleistung für die erste CVM 42 über das Getriebe 50 bereitstellen. Fortfahrend kann die erste CVM 42 die empfangene Leistung in eine alternative Form (z. B. elektrische oder hydraulische Leistung) zur Übertragung über die Leitung 46 umwandeln. Diese umgewandelte und übertragene Leistung kann von der zweiten CVM 44 empfangen und dann von der zweiten CVM 44 erneut umgewandelt werden, um eine Drehleistungsausgabe bereitzustellen. Verschiedene bekannte Steuervorrichtungen (nicht dargestellt) können bereitgestellt werden, um eine solche Umwandlung, Übertragung, Rückwandlung usw. zu regeln.
In einigen Ausführungsformen sind die erste CVM 42 und die zweite CVM 44 beide elektrische Maschinen. Außerdem können in einigen Ausführungsformen die erste und/oder die zweite CVM 42, 44 konfiguriert sein, um als Motor (zum Ausgeben mechanischer Leistung aus elektrischer Eingangsleistung) und als Generator (zum Ausgeben elektrischer Leistung aus mechanischer Eingangsleistung) zu arbeiten.
Generell kann das Getriebe 50 in einigen Ausführungsformen eine Eingangsbaugruppe 52 mit einer Eingangswelle 62 beinhalten, an der der Motor 38 montiert ist und die eine Eingangs- oder Motorachse 63 definiert. In diesem Beispiel kann die Eingangsbaugruppe 52 ferner eine weitere Getriebewelle 84 beinhalten, die von der Eingangswelle 62 beabstandet und selektiv an die Eingangswelle 62 gekoppelt ist, wie im Folgenden ausführlicher erörtert. Die Eingangsbaugruppe 52 kann mindestens eine Komponente (eine Eingangsgetriebekomponente) beinhalten, die zur Drehung gelagert ist, um die Übertragung von Leistung zu erleichtern, wie nachstehend erörtert. Wie nachfolgend erläutert wird, können der Motor 38 und die CVP 40 operativ mit der Eingangsbaugruppe 52 verbunden sein.
Das Getriebe 50 kann auch einen Variator 54 beinhalten, der zumindest teilweise um die Eingangswelle 62 montiert ist, so dass in diesem Beispiel eine zentrale Variatorachse mit der Eingangsachse 63 zusammenfällt. Der Variator 54 beinhaltet mindestens eine Komponente (eine Variatorkomponente), um die Übertragung von Leistung von der Eingangsbaugruppe 52 zu erleichtern.
Somit ist der Variator 54 operativ mit dem Motor 38 und der CVP 40 verbunden. Im Allgemeinen kann der Variator 54 eine Vielzahl von Vorrichtungen beinhalten, die in der Lage sind, die mechanischen Eingänge von dem Motor 38 und der CVP 40 für eine kombinierte mechanische Ausgabe an die Abtriebswelle 48 zur Split-Path-Leistungsübertragung zu summieren. In bestimmten Ausführungsformen kann der Variator 54, wie in 2 dargestellt, als Summierplanetenradsätze (z. B. ein Doppelplanetenradsatz) konfiguriert sein. Es versteht sich jedoch, dass andere Konfigurationen möglich sein können.
Das Getriebe 50 kann ferner eine Vorgelegewellenbaugruppe 56 mit einer Vorgelegewelle 57 beinhalten, die eine Vorgelegewellenachse 59 definiert und mindestens eine Komponente (eine Vorgelegewellenkomponente) beinhaltet, die zur Drehung gelagert ist, um Leistung von dem Variator 54 zu übertragen. Ferner kann das Getriebe 50 eine Ausgangsbaugruppe 58 mit der Abtriebswelle 48 beinhalten und mindestens eine Komponente (eine Ausgangskomponente) beinhalten, um Leistung von der Vorgelegewellenbaugruppe 56 an die Ausgangsachse 49 zu übertragen.
Dementsprechend kann in einigen Ausführungsformen der Variator 54 zwischen der Eingangsbaugruppe 52 und der Vorgelegewellenbaugruppe 56 angeordnet und operativ damit verbunden sein. Außerdem kann die Vorgelegewellenbaugruppe 56 zwischen dem Variator 54 und der Ausgangsbaugruppe 58 angeordnet und operativ damit verbunden sein. Somit kann das Getriebe 50 konfiguriert sein, um einen Kraftfluss durch das Getriebe 50 entlang eines Pfads von der Eingangsbaugruppe 52, durch den Variator 54 und die Vorgelegebaugruppe 56 und zu der Ausgangsbaugruppe 58 zu ermöglichen.
Im Allgemeinen kann das Getriebe 50 als Multimode-Getriebe konfiguriert werden und ein selektives Umschalten zwischen den verschiedenen Modi bereitstellen. Beispielsweise kann das Getriebe 50 einen oder mehrere Split-Path-Leistungsübertragungsmodi bereitstellen. In jedem dieser Modi kann Leistung von dem Motor 38 und der CVP 40 kombiniert oder summiert werden (z. B. durch den Variator 54), und die resultierende kombinierte/summierte Leistung kann an die Abtriebswelle 48 abgegeben werden. In einem Split-Path-Modus kann die Abtriebswelle 48 innerhalb eines ersten Drehzahlbereichs gedreht werden, und in einem anderen Split-Path-Modus kann die Abtriebswelle 48 innerhalb eines zweiten Drehzahlbereichs gedreht werden. Der zweite Drehzahlbereich kann in einigen Ausführungsformen höher als der erste Drehzahlbereich sein. Es können zusätzliche Split-Path-Modi vorhanden sein, die auch andere Drehzahlbereiche für die Abtriebswelle 48 bereitstellen.
Zusätzlich kann das Getriebe 50 einen oder mehrere Nur-CVP-Modi bereitstellen. So kann beispielsweise das Getriebe 50 in einigen Ausführungsformen gewissermaßen den Motor 38 von der Abtriebswelle 48 trennen und stattdessen CVP-Leistung von der CVP 40 an die Abtriebswelle 48 liefern. In einigen Ausführungsformen kann der Drehzahlbereich für die Abtriebswelle 48 während eines Nur-CVP-Modus relativ niedrig sein. Beispielsweise kann das Getriebe 50 einen Nur-CVP-Modus bereitstellen, bei dem Drehmoment an der Abtriebswelle 48 aufrechterhalten wird, während die Abtriebswelle 48 stationär bleibt (d. h. mit einer Winkelgeschwindigkeit von Null). Dies kann als „Leistungsnull“ bezeichnet werden. Die Abtriebswelle 48 kann auch in diesem Nur-CVP-Modus mit relativ niedrigen Drehzahlen (d. h. „Kriechdrehzahlen“) angetrieben werden.
Das Getriebe 50 kann ferner einen Steuersatz 60 mit einer Vielzahl selektiver Getriebekomponenten zum Auswählen zwischen den verschiedenen Getriebemodi beinhalten. Die selektiven Getriebekomponenten des Steuersatzes 60 können Nasskupplungen, Trockenkupplungen, Klauenkragenkupplungen, Bremsen oder andere ähnliche Komponenten beinhalten, die sich selektiv zwischen einer eingerückten Position und einer ausgerückten Position bewegen können. Insbesondere kann eine repräsentative selektive Getriebekomponente ein erstes Element und ein zweites Element beinhalten, die miteinander in Eingriff stehen (d. h. zur Drehung als eine Einheit fest aneinander befestigt sind) und sich alternativ voneinander lösen können (d. h. sich lösen können, um eine relative Drehung zwischen den beiden zu ermöglichen). Obwohl nicht gezeigt, kann der Steuersatz 60 mit einem bekannten Steuersystem zum Steuern der Betätigung der einzelnen Getriebekomponenten verbunden sein. Dementsprechend kann das Getriebe 50, wie weiter erörtert wird, eine effektive Leistungsübertragung über eine Anzahl von Modi bereitstellen, so dass der Antriebsstrang 14 hocheffizient ist.
Dementsprechend werden nun die Komponenten des Getriebes 50 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform nun gemäß der beispielhaften Ausführungsform im Detail erläutert. Wie gezeigt, kann der Motor 38 gekoppelt sein, um die Eingangswelle (oder Motorwelle) 62 anzutreiben, die zur Drehung um die Eingangsachse 63 gelagert ist. Ein erstes Zahnrad 64 kann zur Drehung auf der Eingangswelle 62 an einem Ende gegenüber dem Motor 38 fixiert sein. Das erste Zahnrad 64 kann mit einem zweiten Zahnrad 66 verzahnt sein. Das zweite Zahnrad 66 kann zur Drehung auf einer ersten CVM-Welle 68 fixiert sein, die mit der ersten CVM 42 verbunden ist, um der ersten CVM 42 mechanische Leistung zuzuführen.
Die zweite CVM 44 kann mit einer zweiten CVM-Welle 70 gekoppelt sein. Die zweite CVM-Welle 70 kann als Abtriebswelle der zweiten CVM 44 betrachtet werden und kann in dieser Ausführungsform in Drehung um eine Achse angetrieben werden, die von der Eingangswelle 62 beabstandet ist und parallel zu dieser verläuft. Ein drittes Zahnrad 72 kann zur Drehung auf der zweiten CVM-Welle 70 fixiert sein. Das dritte Zahnrad 72 kann mit einem vierten Zahnrad 74 verzahnt sein.
Das Getriebe 50 kann ferner eine erste Kupplung 76 des Steuersatzes 60 beinhalten. Die erste Kupplung 76 kann in einigen Ausführungsformen als „Kriechkupplung“ bezeichnet werden. Die erste Kupplung 76 kann mindestens ein erstes Element 78 und mindestens ein zweites Element 80 (z. B. erste und zweite Kupplungsscheiben) beinhalten. Das erste Element 78 kann zur Drehung mit einer ersten Hohlwelle 82 fixiert sein, die wiederum das vierte Zahnrad 74 trägt. Das zweite Element 80 ist zur Drehung auf der Getriebewelle 84 fixiert. Die erste Hohlwelle 82, auf der das erste Element 78 der ersten Kupplung 76 montiert ist, kann einen Abschnitt der Getriebewelle 84 umgeben und aufnehmen, auf dem das zweite Element 80 der ersten Kupplung 76 montiert ist.
Die erste Kupplung 76 kann konfiguriert sein, um sich zwischen einer eingerückten Position, in der das erste und das zweite Element 78, 80 aneinanderstoßen und einrasten, und einer ausgerückten Position zu bewegen, in der das erste und das zweite Element 78, 80 voneinander getrennt sind. Zum Beispiel sind das erste Element 78 und das zweite Element 80 in der eingerückten Position zur Drehung als eine Einheit eingerückt, so dass die zweite CVM-Welle 70 der zweiten CVM 44 über das dritte Zahnrad 72, das vierte Zahnrad 74 und die erste Kupplung 76 mit der Getriebewelle 84 drehgekoppelt ist. Das erste Element 78 und das zweite Element 80 können sich zur unabhängigen Drehung in der ausgerückten Position trennen, um diesen Kraftflusspfad effektiv zu unterbrechen.
Das Getriebe 50 kann zusätzlich eine zweite Kupplung 86 des Steuersatzes 60 beinhalten. Die zweite Kupplung 86 kann in einigen Ausführungsformen als „Rückwärtskupplung“ bezeichnet werden. Wie die erste Kupplung 76 kann die zweite Kupplung 86 mindestens ein erstes Element 88 und mindestens ein zweites Element 90 beinhalten. Das erste Element 88 der zweiten Kupplung 86 kann zur gegenseitigen Drehung an der Getriebewelle 84 befestigt sein. Darüber hinaus kann ein fünftes Zahnrad 92 an dem ersten Element 88 der zweiten Kupplung 86 zur gegenseitigen Drehung als eine Einheit mit der Getriebewelle 84 montiert sein. Das zweite Element 90 kann an einem Ende einer zweiten Hohlwelle 94 fixiert sein, die die Getriebewelle 84 aufnimmt und umgibt. Ein sechstes Zahnrad 96 ist auf der zweiten Hohlwelle 94 auf einer Seite gegenüber dem zweiten Element 90 der zweiten Kupplung 86 montiert.
Wie oben kann die zweite Kupplung 86 konfiguriert sein, um sich zwischen einer eingerückten Position, in der das erste und das zweite Element 88, 90 aneinanderstoßen und einrasten, und einer ausgerückten Position zu bewegen, in der das erste und das zweite Element 88, 90 voneinander getrennt sind. Somit kann die zweite Kupplung 86 einrücken, um eine Leistungsübertragung zwischen der Getriebewelle 84 und dem sechsten Zahnrad 96 zu ermöglichen. Das erste und zweite Element 88, 90 können ausrücken, um diesen Kraftfluss zu unterbrechen.
Das sechste Zahnrad 96 kann mit einem Zwischenzahnrad 98 verzahnt sein. Das Zwischenzahnrad 98 wiederum kann mit einem siebten Zahnrad 100 verzahnt sein, wie nachfolgend erörtert.
Das Getriebe 50 kann eine dritte Kupplung 102 des Steuersatzes 60 beinhalten. Die dritte Kupplung 102 kann in einigen Ausführungsformen als „Vorwärtskupplung“ bezeichnet werden. Wie die oben beschriebenen Kupplungen kann die dritte Kupplung 102 mindestens ein erstes Element 104 und mindestens ein zweites Element 106 beinhalten. Das erste Element 104 der dritten Kupplung 102 kann an dem siebten Zahnrad 100 befestigt sein, um sich um die Achse der Eingangswelle 62 zu drehen. Das zweite Element 106 kann an einem Ende einer dritten Hohlwelle 108 befestigt sein. Das erste Element 104 und das zweite Element 106 der dritten Kupplung 102 können einrücken, um eine Leistungsübertragung zwischen dem siebten Zahnrad 100 und der dritten Hohlwelle 108 zu ermöglichen. Das erste und zweite Element 104, 106 der dritten Kupplung 102 können ausrücken, um diesen Leistungsübertragungspfad zu unterbrechen.
Zusätzlich kann ein achtes Zahnrad 110 an der dritten Hohlwelle 108 fixiert sein. Das achte Zahnrad 110 kann mit dem fünften Zahnrad 92 verzahnt sein. Die dritte Hohlwelle 108 umgibt im Allgemeinen die Eingangswelle 62 und beinhaltet ein erstes Ende, das das zweite Element 106 der dritten Kupplung 102 bildet, und ein zweites Ende, das mit dem Variator 54 gekoppelt ist, wie nachfolgend beschrieben.
Das Getriebe 50 kann ein neuntes Zahnrad 112 beinhalten, das an einem Ende einer vierten Hohlwelle 114 fixiert sein kann. Die Hohlwelle 114 kann die Eingangswelle 62 aufnehmen, und sowohl das neunte Zahnrad 112 als auch die Hohlwelle 114 können zur selektiven Drehung als eine Einheit relativ zur Eingangswelle 62 gelagert sein. Das neunte Zahnrad 112 kann mit dem dritten Zahnrad 72 verzahnt sein, das an die zweite CVM 44 gekoppelt ist. Die vierte Hohlwelle 114 kann auch operativ an dem Variator 54 angebracht sein, wie später erörtert wird.
In diesem Beispiel kann der Variator 54 einen Doppelplanetenradsatz beinhalten. Es versteht sich jedoch, dass der Variator 54 von der veranschaulichten Ausführungsform abweichen kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Ferner versteht es sich, dass der Variator 54 eine Vielzahl von Variatorelementen beinhalten kann, von denen einige als Leistungseingänge dienen können und von denen einige als Leistungsausgänge dienen können, abhängig von dem Modus, in dem das Getriebe 50 arbeitet.
In der veranschaulichten Ausführungsform kann der Variator 54 beispielsweise einen ersten Planetenradsatz 116 (einen Niederplanetenradsatz) mit einem ersten Sonnenrad 118, einem ersten Hohlrad 120 und einer Vielzahl von ersten Planetenrädern 122 mit einem zugehörigen ersten Träger 124 beinhalten. Das erste Sonnenrad 118 kann an der Welle 114 befestigt sein, um sich um die Variator- (und Eingangs-) Achse 55 zu drehen. Die ersten Planetenräder 122 können mit dem ersten Sonnenrad 118 und dem ersten Hohlrad 120 verzahnt und zwischen diesen angeordnet sein. Die ersten Planetenräder 122 und der erste Träger 124 können konfiguriert sein, um sich gemeinsam um die Variator- (und Eingangs-) Achse 55 zu drehen.
Zusätzlich kann der Variator 54 ein erstes Ausgangselement beinhalten, das durch eine hohle erste Abtriebselementwelle 126 und ein zehntes (oder erstes Ausgangselement-) Zahnrad 128 gebildet ist, das an der ersten Abtriebselementwelle 126 montiert ist. Die erste Abtriebselementwelle 126 nimmt die Hohlwelle 114 und die Eingangswelle 62 auf und ist ferner an dem ersten Träger 124 befestigt, um sich damit um die Variator- (und Eingangs-) Achse 55 zu drehen.
Darüber hinaus kann der Variator 54 einen zweiten Planetenradsatz 130 (ein Hochplanetenradsatz) mit einem zweiten Sonnenrad 132, einem zweiten Hohlrad 134 und einer Vielzahl von zweiten Planetenrädern 136 mit einem zugehörigen zweiten Träger 138 beinhalten. Das zweite Sonnenrad 132 kann an der Welle 114 befestigt sein, um sich um die Variator- (und Eingangs-) Achse 55 zu drehen. Die zweiten Planetenräder 136 können mit dem zweiten Sonnenrad 132 und dem zweiten Hohlrad 134 verzahnt und zwischen diesen angeordnet sein. Die zweiten Planetenräder 136 und der zweite Träger 138 können konfiguriert sein, um sich gemeinsam um die Variator- (und Eingangs-) Achse 55 zu drehen. Der zweite Träger 138 kann auch an dem ersten Hohlrad 120 befestigt sein. Ebenso kann das zweite Hohlrad 134 zur Drehung um die Variator- (und Eingangs-) Achse 55 zentriert und gelagert sein. In einigen Ausführungsformen kann der zweite Träger 138 an der dritten Hohlwelle 108 befestigt sein. Der gegenüberliegende Abschnitt des zweiten Trägers 138 kann an dem ersten Hohlrad 120 befestigt sein.
Der Variator 54 kann auch ein zweites Ausgangselement beinhalten, das durch eine kurze hohle zweite Abtriebselementwelle 140 und ein elftes (oder zweites Ausgangselement-) Zahnrad 142 gebildet ist, das auf der zweiten Abtriebselementwelle 140 montiert ist. Die zweite Abtriebselementwelle 140 ist hohl und nimmt die Eingangswelle 62 und die Hohlwelle 108 auf. Die zweite Abtriebselementwelle 140 kann an dem zweiten Hohlrad 134 befestigt sein, um sich damit um die Variator- (und Eingangs-) Achse 55 zu drehen. In einigen Ausführungsformen kann das zweite Ausgangselementzahnrad 142 axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz 130 und der dritten Kupplung 102 in Bezug auf die Variator- (und Eingangs-) Achse 55 angeordnet sein.
Es ist anzumerken, dass die erste Kupplung 76, die zweite Kupplung 86 und die dritte Kupplung 102 auf einer Eingangsseite des Variators 54 angeordnet sein können. Somit kann während des Betriebs des Antriebsstrangs 14 Leistung (von dem Motor 38 und/oder der CVP 40) über eine oder mehrere dieser Kupplungen 76, 86, 102 in den Variator 54 eingegeben werden. Der Variator 54 kann Leistung über die Komponenten ausgeben, die nachfolgend beschrieben werden.
In diesem Beispiel kann das Getriebe 50 ein zwölftes Zahnrad 144 beinhalten. Das zwölfte Zahnrad 144 kann zur Drehung um die Vorgelegewellenachse 59 gelagert sein. Zum Beispiel kann das zwölfte Zahnrad 144 an einem Ende einer Hohlwelle 146 befestigt sein, die auf der Vorgelegewellenachse 59 zentriert ist.
Zusätzlich kann das Getriebe 50 eine vierte Kupplung 148 des Steuersatzes 60 beinhalten. Die vierte Kupplung 148 kann in einigen Ausführungsformen als „Erstbereichskupplung“ bezeichnet werden. Wie die oben beschriebenen Kupplungen kann die vierte Kupplung 148 mindestens ein erstes Element 150 und mindestens ein zweites Element 152 beinhalten. Das erste Element 150 kann an der Hohlwelle 146 befestigt sein, um sich um die Vorgelegewellenachse 59 zu drehen, und das zweite Element 152 kann an der Vorgelegewelle 57 befestigt sein. Die Vorlegewelle 57 kann in der Hohlwelle 146 aufgenommen sein. Das erste Element 150 der vierten Kupplung 148 kann das zweite Element 152 einrücken, um eine Leistungsübertragung von der Hohlwelle 146 auf die Vorgelegewelle 57 zu ermöglichen. Das erste und zweite Element 150, 152 können sich alternativ ausrücken, um diesen Leistungsübertragungspfad zu unterbrechen.
Das Getriebe 50 kann ferner ein dreizehntes Zahnrad 154 beinhalten. Das dreizehnte Zahnrad 154 kann in einigen Ausführungsformen als „Antriebszahnrad“ bezeichnet werden. Das dreizehnte Zahnrad 154 kann an der Vorgelegewelle 57 befestigt sein, um sich damit um die Vorgelegewellenachse 59 zu drehen.
Zusätzlich kann das Getriebe 50 eine fünfte Kupplung 156 des Steuersatzes 60 beinhalten. Die fünfte Kupplung 156 kann in einigen Ausführungsformen als „Zweitbereichskupplung“ bezeichnet werden. Wie die oben beschriebenen Kupplungen kann die fünfte Kupplung 156 mindestens ein erstes Element 158 und mindestens ein zweites Element 160 beinhalten. Das erste Element 158 kann an der Vorgelegewelle 57 befestigt sein, um sich um die Vorgelegewellenachse 59 zu drehen. Das zweite Element 160 kann an einem Ende einer Hohlwelle 162 befestigt sein. Das zweite Element 160 und die Hohlwelle 162 können zur Drehung um die Vorgelegewellenachse 59 gelagert sein. Das erste Element 158 und das zweite Element 160 der fünften Kupplung 156 können einrücken, um eine Leistungsübertragung von der Hohlwelle 162 auf die Vorgelegewelle 57 zu ermöglichen. Das erste und zweite Element 158, 160 können sich alternativ ausrücken, um diesen Leistungsübertragungspfad zu unterbrechen.
Das Getriebe 50 kann ferner ein vierzehntes Zahnrad 164 beinhalten. Das vierzehnte Zahnrad 164 kann an einem Ende, das dem der fünften Kupplung 156 gegenüberliegt, an der Hohlwelle 162 befestigt sein. Das vierzehnte Zahnrad 164 kann auch mit dem zweiten Ausgangselementzahnrad 142 verzahnt sein.
Zusätzlich kann das Getriebe 50 ein fünfzehntes Zahnrad 166 beinhalten. Das fünfzehnte Zahnrad 166 kann mit dem zwölften Zahnrad 144 verzahnt sein und kann an einem Ende einer Hohlwelle 168 befestigt sein. Die Hohlwelle 168 kann die Abtriebswelle 48 aufnehmen. Die Hohlwelle 168 und das fünfzehnte Zahnrad 166 sind auf der Ausgangsachse 49 zentriert und können zur Drehung um die Ausgangsachse 49 gelagert sein.
Zusätzlich kann das Getriebe 50 eine sechste Kupplung 170 des Steuersatzes 60 beinhalten. Die sechste Kupplung 170 kann in einigen Ausführungsformen als „Drittbereichskupplung“ bezeichnet werden. Wie die oben beschriebenen Kupplungen kann die sechste Kupplung 170 mindestens ein erstes Element 172 und mindestens ein zweites Element 174 beinhalten. Das erste Element 172 kann an der Hohlwelle 168 befestigt sein, um sich um die Ausgangsachse 49 zu drehen. Das zweite Element 174 kann an der Abtriebswelle 48 befestigt sein. Das erste Element 172 der sechsten Kupplung 170 kann das zweite Element 174 einrücken, um eine Leistungsübertragung von der Hohlwelle 168 auf die Abtriebswelle 48 zu ermöglichen. Das erste und zweite Element 172, 174 können alternativ ausrücken, um diesen Leistungsübertragungspfad zu unterbrechen.
Das Getriebe 50 kann ferner ein sechzehntes Zahnrad 176 beinhalten. Das sechzehnte Zahnrad 176 kann mit dem vierzehnten Zahnrad 164 verzahnt sein. Das sechzehnte Zahnrad 176 kann auch an einer Hohlwelle 178 befestigt sein, die auf der Ausgangsachse 49 zentriert und zur Drehung um die Ausgangsachse 49 gelagert sein kann. Die Hohlwelle 178 kann die Abtriebswelle 48 aufnehmen.
Zusätzlich kann das Getriebe 50 eine siebte Kupplung 180 des Steuersatzes 60 beinhalten. Die siebte Kupplung 180 kann in einigen Ausführungsformen als „Viertbereichskupplung“ bezeichnet werden. Wie die oben beschriebenen Kupplungen kann die siebte Kupplung 180 mindestens ein erstes Element 182 und mindestens ein zweites Element 184 beinhalten. Das erste Element 182 kann an der Hohlwelle 178 befestigt sein, um sich um die Ausgangsachse 49 zu drehen. Das zweite Element 184 kann an der Abtriebswelle 48 befestigt sein. Das erste Element 182 und das zweite Element 184 der siebten Kupplung 180 können einrücken, um eine Leistungsübertragung von der Hohlwelle 178 auf die Abtriebswelle 48 zu ermöglichen. Das erste und zweite Element 182, 184 können alternativ ausrücken, um diesen Leistungsübertragungspfad zu unterbrechen.
Das Getriebe 50 kann ferner ein siebzehntes Zahnrad 186, eine Hohlwelle 188 und ein achtzehntes Zahnrad 190 beinhalten. Das siebzehnte Zahnrad 186 und das achtzehnte Zahnrad 190 können an gegenüberliegenden Enden der Hohlwelle 188 fixiert sein. Die Hohlwelle 188 kann die Abtriebswelle 48 aufnehmen. Die Hohlwelle 188, das siebzehnte Zahnrad 186 und das achtzehnte Zahnrad 190 können zur Drehung als eine Einheit um die Ausgangsachse 49 gelagert sein. Außerdem kann das siebzehnte Zahnrad 186 direkt oder durch ein neunzehntes (oder Zwischen-) Zahnrad 192 mit dem ersten Zahnrad 64 verzahnt sein.
Obwohl nicht gezeigt, kann das achtzehnte Zahnrad 190 mit einem Zahnrad verzahnt sein, um eine Zapfwelle anzutreiben. Das achtzehnte Zahnrad 190 kann in ähnlicher Weise mit einem Zahnrad verzahnt sein, um eine oder mehrere Leistungsanlageneinheiten anzutreiben, wie etwa einen elektrischen Generator, eine Hydraulikpumpe oder dergleichen, um einen oder mehrere Verbraucher oder Leistungssenken indirekt mit Leistung zu versorgen, um elektrische und/oder hydraulische Leistung von dem Getriebe 50 aus anzutreiben, wie erforderlich und/oder erwünscht.
Ferner kann das Getriebe 50 ein zwanzigstes Zahnrad 194 beinhalten. Das zwanzigste Zahnrad 194 kann mit dem dreizehnten Zahnrad 154 verzahnt sein. Das zwanzigste Zahnrad 194 kann auch operativ an einer achten Kupplung 196 angebracht sein. Wie die oben beschriebenen Kupplungen kann die achte Kupplung 196 mindestens ein erstes Element 198 und mindestens ein zweites Element 200 beinhalten. Das erste Element 198 kann an dem zwanzigsten Zahnrad 194 befestigt sein (über eine Hohlwelle oder anderweitig). Das erste Element 198 und das zwanzigste Zahnrad 194 können die Abtriebswelle 48 aufnehmen und zur Drehung um die Ausgangsachse 49 gelagert sein. Das zweite Element 200 kann an der Abtriebswelle 48 befestigt sein. Das erste Element 198 und das zweite Element 200 der achten Kupplung 196 können einrücken, um eine Leistungsübertragung von dem zwanzigsten Zahnrad 194 auf die Abtriebswelle 48 zu ermöglichen. Das erste und zweite Element 198, 200 können alternativ ausrücken, um diesen Leistungsübertragungspfad zu unterbrechen.
In einigen Ausführungsformen kann der Steuersatz 60 des Getriebes 50 eine Auswahl zwischen mindestens zwei Modi bereitstellen, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind: 1) einen Nur-CVP-Kriechmodus (einschließlich Leistungsnull); 2) einen Split-Path-Feldmodus mit niedrigerer Drehzahl; und 3) einen Split-Path-Feldmodus mit höherer Drehzahl. Jeder dieser kann ein Vorwärtsmodi sein, um die Abtriebswelle 48 antreibend in Vorwärtsrichtung zu drehen (d. h. um das Arbeitsfahrzeug 10 vorwärts zu bewegen). Das Getriebe 50 kann auch einen oder mehrere Rückwärtsmodi bereitstellen, um die Abtriebswelle 48 rückwärts (entgegengesetzte Richtung) anzutreiben (d. h. um das Arbeitsfahrzeug 10 rückwärts zu bewegen).
In einem Beispiel kann das Getriebe 50 den Nur-CVP-Kriechmodus (d. h. Serienmodus) bereitstellen, wenn die erste, vierte und achte Kupplung 76, 148, 196 eingerückt sind und die zweite, dritte, fünfte, sechste und siebte Kupplung 86, 102, 156, 170, 180 ausgerückt sind. Dementsprechend kann Motorleistung von dem Motor 38 von der Eingangswelle 62 an das erste Zahnrad 64, an das zweite Zahnrad 66 und an die erste CVM 42 übertragen werden. Die erste CVM 42 in Form eines elektrischen Generators in einer beispielhaften Ausführungsform kann diese mechanische Eingabe in eine elektrische Ausgabe zum Antreiben der zweiten CVM 44 in Form eines Elektromotors in einer beispielhaften Ausführungsform umwandeln. Währenddessen kann die zweite CVM 44 die zweite CVM-Welle 70 antreiben und Leistung von dem dritten Zahnrad 72 auf das vierte Zahnrad 74, durch die erste Kupplung 76 auf die Getriebewelle 84, über das erste Element 88 der zweiten Kupplung 86, auf das fünfte Zahnrad 92, auf das achte Zahnrad 110, auf die Welle 108, durch den zweiten Träger 138 und auf das erste Hohlrad 120 übertragen. Zusätzlich kann CVM-Leistung an dem dritten Zahnrad 72 gleichzeitig auf das neunte Zahnrad 112, auf die Hohlwelle 114 und auf das erste Sonnenrad 118 übertragen werden. Dementsprechend kann sich die CVM-Leistung von der zweiten CVM 44 an den ersten Planetenrädern 122 erneut kombinieren, um die erste Abtriebselementwelle 126 und das erste Ausgangselementzahnrad 128 anzutreiben. Das erste Ausgangselementzahnrad 128 kann diese Leistung durch das zwölfte Zahnrad 144, an die Hohlwelle 146, durch die vierte Kupplung 148, an die Vorgelegewelle 57, an das dreizehnte Zahnrad 154, an das zwanzigste Zahnrad 194, durch die achte Kupplung 196 und an die Abtriebswelle 48 ausgeben. Somit stellt dieser Modus des Getriebes 50 Leistung von der CVP 40 an die Abtriebswelle 48 bereit und trennt auch den Motor 38 von der Abtriebswelle 48 (d. h. beseitigt die direkte mechanische Verbindung des Motors 38, so dass der Motor 38 lediglich den Generator der ersten CVM 42 mit Leistung versorgt). Somit kann in einigen Ausführungsformen Nutzleistung durch die CVP 50 bereitgestellt werden, jedoch nicht durch den Motor 38 direkt (außer in dem Ausmaß, in dem der Motor die CVP 50 antreibt). Dies wird als „nur CVP“-Leistungsübertragung oder Serienmodus bezeichnet.
Das Getriebe 50 kann einen ersten Split-Path-Vorwärtsmodus bereitstellen, wenn die dritte, vierte und achte Kupplung 102, 148, 196 eingerückt sind und die erste, zweite, fünfte, sechste und siebte Kupplung 76, 86, 156, 170, 180 ausgerückt sind. In diesem Modus kann Motorleistung von der Eingangswelle 62 durch die dritte Kupplung 102 auf die Welle 108 auf den zweiten Träger 138 übertragen werden, um das erste Hohlrad 120 antreibend zu drehen. Motorleistung kann außerdem die Eingangswelle 62 antreiben, und Leistung kann auf das erste Zahnrad 64, auf das zweite Zahnrad 66, auf die erste CVM-Welle 68 übertragen werden, um die erste CVM 42 anzutreiben. Elektrische Leistung kann zum Antreiben der zweiten CVM 44 erzeugt werden. Mechanische Leistung von der zweiten CVM 44 über die zweite CVM-Welle 70) kann das dritte Zahnrad 72 antreiben und diese Leistung kann auf das neunte Zahnrad 112 und auf die Welle 114 übertragen werden, um das erste Sonnenrad 118 anzutreiben. Der Variator 54 kann die Motorleistung (am ersten Hohlrad 120) und die CVP-Leistung (am ersten Sonnenrad 118) summieren oder kombinieren und kombinierte Leistung über die ersten Planetenräder 122 und den zugehörigen ersten Träger 124 ausgeben, um die erste Abtriebselementwelle 126 und das erste Ausgangselementzahnrad 128 antreibend zu drehen. Das erste Ausgangselementzahnrad 128 kann diese Leistung durch das zwölfte Zahnrad 144 auf die Hohlwelle 146, durch die vierte Kupplung 148, auf die Vorgelegewelle 57, auf das dreizehnte Zahnrad 154, auf das zwanzigste Zahnrad 194, durch die achte Kupplung 196 und auf die Abtriebswelle 48 übertragen.
In einigen Ausführungsformen kann die Drehzahl des Motors 38 konstant bleiben und die Ausgangsdrehzahl der zweiten CVM 44 kann in diesem Modus variieren.
Das Getriebe 50 kann zusätzlich einen zweiten Split-Path-Vorwärtsmodus bereitstellen, wenn die dritte, fünfte und achte Kupplung 102, 156, 196 eingerückt sind und die erste, zweite, vierte, sechste und siebte Kupplung 76, 86, 148, 170, 180 ausgerückt sind. In diesem Modus kann Motorleistung von der Eingangswelle 62 durch die dritte Kupplung 102 auf die Welle 108 und auf den zweiten Träger 138 übertragen werden, um die zweiten Planetenräder 136 antreibend zu drehen. Motorleistung von der Eingangswelle 62 kann außerdem das erste Zahnrad 64 antreiben, und Leistung kann an das zweite Zahnrad 66 und an die erste CVM-Welle 68 übertragen werden, um die erste CVM 42 anzutreiben. Elektrische Leistung kann zum Antreiben der zweiten CVM 44 erzeugt werden. Mechanische Leistung von der zweiten CVM 44 (d. h. von der zweiten CVM-Welle 70) kann das dritte Zahnrad 72 antreiben und diese Leistung kann über die Welle 114 auf das neunte Zahnrad 112 übertragen werden, um das zweite Sonnenrad 132 anzutreiben. Der Variator 54 kann die Motorleistung (an den zweiten Planetenrädern 136) und die CVP-Leistung (an dem zweiten Sonnenrad 132) summieren oder kombinieren und kombinierte Leistung über das zweite Hohlrad 134 ausgeben, um die zweite Abtriebselementwelle 140 antreibend zu drehen. Die zweite Abtriebselementwelle 140 kann diese Leistung durch das zweite Ausgangselementzahnrad 142 auf das vierzehnte Zahnrad 164, durch die fünfte Kupplung 156, auf die Vorgelegewelle 57, auf das dreizehnte Zahnrad 154, auf das zwanzigste Zahnrad 194, durch die achte Kupplung 196 und auf die Abtriebswelle 48 übertragen. In einigen Ausführungsformen kann die Drehzahl des Motors 38 konstant bleiben und die Ausgangsdrehzahl der zweiten CVM 44 kann in diesem Modus variieren.
Ferner kann das Getriebe 50 einen dritten Split-Path-Vorwärtsmodus bereitstellen, wenn die dritte und sechste Kupplung 102, 170 eingerückt sind und die erste, zweite, vierte, fünfte, siebte und achte Kupplung 76, 86, 148, 156, 180, 196 ausgerückt sind. Dieser Modus kann im Wesentlichen der gleiche wie der oben erörterte erste Split-Path-Vorwärtsmodus sein. Der Kraftflusspfad in den Variator 54 kann derselbe sein, aber der Flusspfad aus dem Variator 54 kann unterschiedlich sein. Insbesondere kann Leistung an der ersten Abtriebselementwelle 126 des Variators 54 durch die sechste Kupplung 170 und auf die Abtriebswelle 48 auf das zwölfte Zahnrad 144, auf das fünfzehnte Zahnrad 166, auf die Hohlwelle 168 und auf die Abtriebswelle 48 übertragen werden.
Darüber hinaus kann das Getriebe 50 einen vierten Split-Path-Vorwärtsmodus bereitstellen, wenn die dritte und siebte Kupplung 102, 180 eingerückt sind und die erste, zweite, vierte, fünfte, sechste und achte Kupplung 76, 86, 148, 156, 170, 196 ausgerückt sind. Dieser Modus kann im Wesentlichen der gleiche wie der oben erörterte zweite Split-Path-Vorwärtsmodus sein. Der Kraftflusspfad in den Variator 54 kann derselbe sein, aber der Flusspfad aus dem Variator 54 kann unterschiedlich sein. Leistung an der zweiten Abtriebselementwelle 140 und dem zweiten Ausgangselementzahnrad 142 des Variators 54 kann insbesondere durch die siebte Kupplung 180 und auf die Abtriebswelle 48 auf das vierzehnte Zahnrad 164, auf das sechzehnte Zahnrad 176, auf die Hohlwelle 178 und auf die Abtriebswelle 48 übertragen werden.
Zusätzlich kann das Getriebe 50 eine Vielzahl von Rückwärtsmodi bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann es eine entsprechende Anzahl von Vorwärts- und Rückwärts-Split-Path-Modi geben. Der Steuersatz 60 kann die Rückwärtsmodi ähnlich den vorstehend erörterten Vorwärtsmodi bereitstellen, mit der Ausnahme, dass jeweils die zweite Kupplung 86 anstelle der dritten Kupplung 102 eingerückt ist. Zum Beispiel kann ein erster Split-Path-Rückwärtsmodus bereitgestellt werden, wenn die zweite, vierte und achte Kupplung 86, 148, 196 eingerückt sind und die erste, dritte, fünfte, sechste und siebte Kupplung 76, 102, 156, 170, 180 ausgerückt sind. Dementsprechend kann Motorleistung von der Eingangswelle 62 durch das siebte Zahnrad 100 auf das Zwischenzahnrad 98, auf das sechste Zahnrad 96, auf die Welle 94, durch die zweite Kupplung 86, durch fünftes Zahnrad 92, auf die Welle 108 und auf den zweiten Träger 138 übertragen werden, um das erste Hohlrad 120 anzutreiben. Motorleistung kann außerdem die Eingangswelle 62 antreiben, und Leistung kann an das erste Zahnrad 64 und an die erste CVM-Welle 68 übertragen werden, um die erste CVM 42 anzutreiben. Elektrische Leistung kann zum Antreiben der zweiten CVM 44 erzeugt werden. Mechanische Leistung von der zweiten CVM 44 (d. h. von der zweiten CVM-Welle 70) kann das dritte Zahnrad 72 antreiben und diese Leistung kann über die Welle 114 auf das neunte Zahnrad 112 übertragen werden, um das erste Sonnenrad 118 anzutreiben. Wie vorstehend erörtert, kann der Variator 54 kombinierte Leistung über die ersten Planetenräder 122 und den zugehörigen ersten Träger 124 ausgeben, um die Welle 126 des ersten Ausgangselements antreibend zu drehen. Die erste Abtriebselementwelle 126 kann diese Leistung durch das zwölfte Zahnrad 144, durch die vierte Kupplung 148, auf die Vorgelegewelle 57, auf das dreizehnte Zahnrad 154, auf das zwanzigste Zahnrad 194, durch die achte Kupplung 196 und auf die Abtriebswelle 48 übertragen. Die anderen Rückwärtsmodi können in ähnlicher Weise bereitgestellt werden.
Somit stellt das Getriebe 50 eine Vielzahl von Modi bereit, die unter unterschiedlichen Bedingungen nützlich sein können. Der Bediener kann zwischen diesen verschiedenen Modi wählen und/oder das Getriebe 50 kann automatisch zwischen diesen Modi schalten, um eine hohe Betriebseffizienz in einer Reihe von verschiedenen Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten.
Wie oben beschrieben, arbeitet das Überlastschutzsystem 12, um das Drehmoment innerhalb des Antriebsstrangs 14 zu überwachen und Drehmomentwerte im Zusammenhang mit einer oder mehreren Komponenten des Getriebes 50 und des Antriebsstrangs 14 zu erzeugen, einschließlich der Eingangswelle 62, der Abtriebswelle 48 und verschiedener anderer Komponenten (z. B. Zahnräder, Lager usw.) innerhalb des Getriebes 50. In einem Beispiel erzeugt das Überlastschutzsystem 12 die Drehmomentverwendung und andere Informationen zumindest teilweise als eine Funktion des befohlenen Drehmoments an der zweiten CVM 44, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Computersystem 300 veranschaulicht, das das Fahrzeugsteuersystem 18 und das Überlastschutzsystem 12 kombiniert, das zum Ausführen von Ausführungsformen eines oder mehrerer Softwaresysteme oder - module geeignet ist, die ausführbar sind, um das Arbeitsfahrzeug zu steuern und auch Drehmoment zu steuern, das einem Getriebe durch eine Leistungsanlageneinheit eines Arbeitsfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zugeführt wird. Das beispielhafte Computersystem 300 der Ausführungsform beinhaltet einen Bus 302 oder andere Kommunikationsmechanismen zum Kommunizieren von Informationen und einen Prozessor 20, der mit dem Bus zum Verarbeiten von Informationen gekoppelt ist. Das Computersystem beinhaltet einen Hauptspeicher 21, wie etwa einen Arbeitsspeicher (RAM) 306 oder andere dynamische Speichervorrichtungen zum Speichern von Informationen und Anweisungen 19, die von dem Prozessor 20 auszuführen sind, und einen Festspeicher (ROM) 308 oder andere statische Speichervorrichtungen zum Speichern statischer Informationen und Anweisungen 19 für den Prozessor 20. Der Hauptspeicher kann eine nichtflüchtige Speichervorrichtung sein, die beispielsweise betreibbar ist, um Informationen und Anweisungen zu speichern, die durch den Prozessor 20 ausführbar sind.
Die hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beziehen sich auf die Verwendung des Computersystems 300 zum Empfangen eines Drehmomentausgangssignals von einem Drehmomentsensor für eine Leistungsanlage und zum Begrenzen einer Größe eines Motordrehmomentsollwertsignals auf Grundlage des Drehmomentsensors für eine primäre Leistungsanlage, um das Drehmoment, das dem Getriebe durch die primäre Leistungsanlageneinheit zugeführt wird, auf weniger als den Drehmomentauslegungswert zu steuern. Ferner beziehen sich die hier beschriebenen Ausführungsformen auf die Verwendung des Computersystems 300 zum Zugreifen auf Informationen von den mehreren Quellen in selektiver Kombination mit internen proprietären Daten, wie etwa fahrersensitiven Daten, Ernteaufzeichnungen, Fahrdaten, Wetterdaten und dergleichen, innerhalb einer Firewall 340. Gemäß einer Implementierung werden Informationen von den mehreren entfernten öffentlichen, kommerziellen und/oder internen proprietären Ressourcen durch das Computersystem 300 als Reaktion darauf bereitgestellt, dass der Prozessor 20 eine oder mehrere Sequenzen einer oder mehrerer Anweisungen ausführt, die in der Hauptspeichervorrichtung 21 enthalten sind. Solche Anweisungen können von einem anderen computerlesbaren Medium, wie etwa einer Speichervorrichtung, die beispielsweise eine Speicherkarte beinhaltet, in die Hauptspeichervorrichtung 21 eingelesen werden. Die Ausführung der Anweisungssequenzen, die in der Hauptspeichervorrichtung 21 enthalten sind, veranlasst den Prozessor 20 dazu, die hierin beschriebenen Prozessschritte durchzuführen. In einer alternativen Implementierung können fest verdrahtete Schaltungen anstelle von oder in Kombination mit Softwareanweisungen verwendet werden, um die Erfindung zu implementieren. Somit sind die Implementierungen der beispielhaften Ausführungsformen nicht auf eine bestimmte Kombination aus Hardwareschaltungen und Software beschränkt.
In Übereinstimmung mit den Beschreibungen hierin bezieht sich der Begriff „computerlesbares Medium“, wie er hier verwendet wird, auf jedes nichtflüchtige Medium, das an der Bereitstellung von Anweisungen an den Prozessor 20 zur Ausführung beteiligt ist. Ein solches nichtflüchtiges Medium kann viele Formen annehmen, darunter unter anderem flüchtige und nichtflüchtige Medien. Nichtflüchtige Medien umfassen beispielsweise optische oder magnetische Platten. Flüchtige Medien beinhalten beispielsweise dynamischen Speicher und beinhalten keine transitorischen Signale, Trägerwellen oder dergleichen. Gängige Formen computerlesbarer Medien umfassen beispielsweise eine Diskette, eine flexible Disk, eine Festplatte, ein Magnetband oder ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Lochmustern, RAM, PROM, und EPROM, FLASH-EPROM, einen beliebigen anderen Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkassette oder ein beliebiges anderes materielles nichtflüchtiges Medium, von dem ein Computer lesen kann.
Zusätzlich und ferner in Übereinstimmung mit den hierin enthaltenen Beschreibungen schließt der hierin in Bezug auf die Figuren verwendete Begriff „Logik“ Hardware, Firmware, Software in Ausführung auf einer Maschine und/oder Kombinationen davon ein, um eine Funktion/Funktionen oder eine Aktion/Aktionen auszuführen und/oder eine Funktion oder Aktion von einer anderen Logik, einem anderen Verfahren und/oder einem anderen System auszulösen. Die Logik kann einen softwaregesteuerten Mikroprozessor, eine diskrete Logik (z. B. ASIC), eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, eine programmierte Logikvorrichtung, eine Speichervorrichtung, die Anweisungen enthält, und so weiter beinhalten. Die Logik kann ein oder mehrere Gates, Kombinationen von Gates oder andere Schaltungskomponenten beinhalten.
Das Fahrzeugbetriebs- und Überlastschutz-Computersystem 300 kann auch eine Kommunikationsschnittstelle 318 beinhalten, die an den Bus 302 gekoppelt ist, der eine bidirektionale Datenkommunikationskupplung an eine Netzwerkverbindung 320 bereitstellt, die mit dem lokalen Netzwerk 322 verbunden ist. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle 318 eine ISDN-Karte (Integrated Services Digital Network) oder ein Modem sein, um eine Datenkommunikationsverbindung zu einem entsprechenden Typ von Telefonleitung bereitzustellen. Als ein weiteres Beispiel kann die Kommunikationsschnittstelle 318 eine LAN-Karte sein, um eine Datenkommunikationsverbindung zu einem kompatiblen LAN bereitzustellen. Es können auch drahtlose Verbindungen implementiert werden. In einer solchen Implementierung sendet und empfängt die Kommunikationsschnittstelle 318 elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, die digitale Datenströme tragen, die verschiedene Arten von Informationen darstellen.
Die Netzwerkverbindung 320 stellt typischerweise Datenkommunikation über ein oder mehrere Netzwerke zu anderen Datenvorrichtungen bereit. Beispielsweise kann die Netzwerkverbindung 320 eine Verbindung über das lokale Netzwerk 322 zu einem Hostcomputer 324 bereitstellen, der eine Datenbank 325 unterstützt, die interne proprietäre Daten speichert, und/oder zu Datengeräten, die von einem Internetdienstanbieter (ISP) 326 betrieben wird. Der ISP 326 wiederum kann Datenkommunikationsdienste über das Internet 328 bereitstellen. Das lokale Netzwerk 322 und das Internet 328 können beide elektrische, elektromagnetische oder optische Signale verwenden, die digitale Datenströme tragen. Die Signale über die verschiedenen Netzwerke und die Signale auf der Netzwerkverbindung 320 und über die Kommunikationsschnittstelle 318, die die digitalen Daten zu und von der Überlastschutzsystemsteuerung 300 tragen, sind beispielhafte Formen von Trägerwellen, die die Informationen transportieren.
Das Computersystem 300 kann Nachrichten senden und Daten, einschließlich Programmcode, über das Netzwerk (die Netzwerke), die Netzwerkverbindung 320 und die Kommunikationsschnittstelle 318 empfangen. In einer mit dem Internet verbundenen beispielhaften Ausführungsform ist das Computersystem 300 operativ mit einer Vielzahl von externen öffentlichen, privaten, staatlichen oder kommerziellen Servern (nicht dargestellt) verbunden, wie etwa einem oder mehreren drahtlosen Diensten, die konfiguriert sind, um eine Webanwendung gemäß der beispielhaften Ausführungsform auszuführen. In der gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist der erste Server 330 mit einer Datenbank 350 gekoppelt, die ausgewählte Daten speichert, die durch einen ersten drahtlosen Dienst empfangen werden, wie zum Beispiel Daten von einem ersten Telematikanbieter, ist der zweite erste Server 332 mit einer Datenbank 352 gekoppelt, die ausgewählte Daten speichert, die durch einen zweiten drahtlosen Dienst empfangen werden, wie zum Beispiel Daten von einem zweiten Telematikanbieter, und ist der dritte Server 334 mit einer Datenbank 354 gekoppelt, die ausgewählte proprietäre Daten und ausführbaren Code zum Durchführen der Webanwendung speichert. Die Überlastschutzsystemsteuerung 300 ist operativ, um selektiv eine Anforderung für Daten, die selektiv von den jeweiligen Datenbanken 350, 352, 354 abgerufen werden sollen, über das Internet 328, ISP 326, das lokale Netzwerk 322 und die Kommunikationsschnittstelle 318 zu übertragen oder ausgewählte Daten, die von den Datenbanken 350, 352, 354 gesendet werden, oder durch beide Mittel gemäß den beispielhaften Ausführungsformen zu empfangen. Die empfangenen Daten werden von dem Prozessor 20 verarbeitet und ausgeführt, während sie empfangen und/oder in der Speichervorrichtung 310 oder einem anderen nichtflüchtigen Speicher zur späteren Verarbeitung oder Datenmanipulation gespeichert werden.
Das Fahrzeugsteuerungs- und Überlastschutz-Computersystem 300 beinhaltet in geeigneter Weise mehrere Teilsysteme oder Module, um das Überlastschutz- und Verhinderungsmanagement, wie hierin dargelegt, durchzuführen. Ein Hauptzweck der gegenständlichen Anmeldung ist es, ein verbessertes System bereitzustellen, das es einem Benutzer ermöglicht, die Zugkraft eines Traktors zu steuern, der ein Anbaugerät innerhalb eines gewünschten Bandes, einer gewünschten Spanne oder einer gewünschten Grenze zieht, während der Motorbetrieb in einem Bereich über einer Nennleistung des Motors ermöglicht wird, ohne den Antriebsstrang einschließlich Achsen und Getriebekomponenten zu beschädigen, indem die Menge des an den Antriebsstrang abgegebenen Drehmoments begrenzt wird und auch während der Abgabe der Hilfsleistung, die von dem einen oder den mehreren kooperativen Anbaugeräten, die an dem Traktor angebracht sind, erforderlich sein können, abgesetzt werden.
4 ist eine schematische Darstellung eines Überlastschutzsystems 12 in einem Arbeitsfahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Im Beispiel ist das Überlastschutzsystem 12 in einer Konfiguration 400 angeordnet, bei der das Getriebe 50 in einem „Split-Path“-Leistungsübertragungsmodus verwendet wird, bei dem Leistung, wie beispielsweise Zugkraft über die Abtriebswelle 48, von sowohl dem Motor 38 als auch einer primären Leistungsanlageneinheit 39 in Form einer CVP 40 zur Abgabe von Nutzleistung an das Ausgangselement 48 kombiniert wird. Dies wird wegen der Aufteilung zwischen einem direkten mechanischen Pfad vom Motor 38 und einem unendlich/stufenlos variablen Pfad durch eine oder mehrere CVPs 40 und insbesondere durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 CVP als „Split-Path“-Leistungsübertragung bezeichnet. In der beispielhaften Ausführungsform der Konfiguration 400 ist das Getriebe 50 operativ zwischen der Abtriebswelle 48 und dem Motor 38 und auch zwischen der mindestens einen primären Leistungsanlageneinheit 39 in der Form in dem Beispiel einer CVP 40 positioniert, so dass die Abtriebswelle 48 selektiv Leistung von einem oder beiden Motoren 38 und/oder der mindestens einen primären Leistungsanlageneinheit 39 in der Form in dem Beispiel einer CVP 40 empfängt, um die Abtriebswelle 48 anzutreiben.
Zusätzlich kann das Getriebe in der gezeigten Konfiguration 400 Leistung an einen oder mehrere andere Leistungsverbraucher, wie etwa zum Beispiel an einen Satz 410 von anderen Leistungsquellen der hydraulischen, mechanischen und/oder elektrischen Leistungsanlageneinheit am Arbeitsfahrzeug und/oder an andere Montagevorrichtungen, wie etwa Dreipunkt-Kraftheber, Hebezeuge, liefern. Beispielsweise kann der Motor 38 Leistung über das Getriebe 50 an eine Leistungsquelle 420 einer hydraulischen Leistungsanlageneinheit liefern, um hydraulische Leistung von dem Arbeitsfahrzeug 10 zum Antreiben verschiedener hydraulischer Ausrüstungen, wie zum Beispiel Zapfwellenmechanismen und dergleichen und/oder anderer Produkt- oder Bodenhandhabungs- und - verarbeitungsmechanismen, abzugeben. Der Motor 38 kann ferner Leistung über das Getriebe 50 an eine Leistungsquelle 430 einer mechanischen Leistungsanlageneinheit liefern, um mechanische Leistung von dem Arbeitsfahrzeug 10 abzugeben, um verschiedene mechanische Vorrichtungen und Systeme, wie etwa mechanische Zapfwellenmechanismen und/oder andere Produkt- oder Bodenhandhabungs- und - verarbeitungsmechanismen, mit Energie zu versorgen. Zusätzlich kann der Motor 38 ferner Leistung über das Getriebe 50 an eine Leistungsquelle 440 einer elektrischen Leistungsanlageneinheit liefern, um elektrische Leistung von dem Arbeitsfahrzeug 10 zum Antreiben verschiedener elektrische Vorrichtungen und Systeme, wie etwa Motoren, die verschiedene Mechanismen und/oder andere Produkt- oder Bodenhandhabungs- und -verarbeitungssysteme, abzugeben.
Wie oben in Bezug auf die Überwindung von Problemen im Zusammenhang mit der Zugkraftregelung unter Verwendung von „Power Boost“ oder IPM beschrieben, kann der Motor 38 des Arbeitsfahrzeugs über einer Nennleistung des Motors betrieben werden, wenn bestimmt wird, dass ausgewählte Lastparadigmen vorhanden sind. Beispielsweise kann der Traktor in das IPM eintreten, wenn eine oder mehrere der zusätzlichen Lasten 420, 430, 440 zur Versorgung durch den Motor 38 in Eingriff gebracht werden, wenn sich das Arbeitsfahrzeug in Bewegung befindet. Das Überlastschutzsystem 12 der beispielhaften Ausführungsform kann zum Beispiel die zusätzliche Belastung von den zusätzlichen Lasten 420, 430, 440 unter Verwendung eines entsprechenden Satzes von bestimmten Lastsensoren 422, 432, 442 der oben beschriebenen Sensoren 28 erfassen. Die Verwendung von IPM ist wirksam, um eine beliebige Anzahl von Geräten und Systemen am Arbeitsfahrzeug, die Hilfsleistung benötigen, mit Leistung zu versorgen, wie zum Beispiel die Leistungsquellen 420, 430, 440 der hydraulischen, mechanischen und/oder elektrischen Leistungsanlageneinheit, die zur Verwendung in Feldanwendungen veranschaulicht sind und von dem Traktormotor 38 angetrieben werden. Um die Leistungsmenge zu begrenzen, die dem Getriebe 50 aufgrund des erhöhten Motorbetriebs während des Boost-Modus zugeführt wird, um eine mögliche Beschädigung von Antriebsstrangkomponenten der primären Leistungsanlageneinheit zu vermeiden, die von dem aufgeladenen Motor angetrieben wird und wiederum das Getriebe antreibt, regeln die hierin beschriebenen Ausführungsformen die Abgabe von Drehmoment an das Getriebe innerhalb der Auslegungsgrenzen des Antriebsstrangs und seiner zugehörigen Komponenten.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet die Konfiguration 400 aus 4, die in einem Arbeitsfahrzeug 10 angeordnet ist, eine primäre Leistungsanlageneinheit 39, einen Motor 38, der betreibbar ist, um Leistung an die primäre Leistungsanlageneinheit 39 als Reaktion auf ein Motorsollwertsignal 450 zu liefern, eine Abtriebswelle 48, ein Getriebe 50, das zwischen der Abtriebswelle 48 und der primären Leistungsanlageneinheit 39 positioniert ist, so dass die Abtriebswelle 48 Leistung von der primären Leistungsanlageneinheit 39 empfängt, um die Abtriebswelle 48 anzutreiben, und ein Überlastschutzsystem 12, das Drehmoment 464 steuert, das an das Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 geliefert wird. In der beispielhaften Ausführungsform ist das Motorsollwertsignal 450 ein Motordrehmomentsollwertsignal zum Steuern einer Menge des von dem Motor erzeugten Drehmoments. Zusätzlich beinhaltet das Überlastschutzsystem 12 der beispielhaften Ausführungsform einen Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage 29 in operativer Kommunikation mit der primären Leistungsanlageneinheit 39 und eine Überlastschutzsystemsteuerung 22. In der beispielhaften Ausführungsform erzeugt der Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage 29 ein Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage 452, das das Drehmoment 464 darstellt, das dem Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 zugeführt wird. Ferner beinhaltet die Überlastschutzsystemsteuerung 22 in der beispielhaften Ausführungsform einen Prozessor 20 (1 und 2), einen Eingang 27, der operativ mit dem Prozessor 20 gekoppelt ist und das Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage 452 empfängt, eine nicht transiente Speichervorrichtung 21, die operativ mit dem Prozessor 20 gekoppelt ist, und eine Überlastschutzlogik 19, die in der Speichervorrichtung 21 gespeichert ist. Die Überlastschutzlogik 19 ist durch den Prozessor 20 ausführbar, um eine Größe des Motordrehmomentsollwertsignals 450 auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage 452 zu begrenzen, um das Drehmoment 464, das dem Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 zugeführt wird, auf weniger als ein vorbestimmtes Niveau oder Wert zu steuern. Gemäß einer Ausführungsform ist die Überlastschutzlogik 19 vorzugsweise durch den Prozessor 20 ausführbar, um eine Größe des Motorsollwertsignals 450 auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage 452 zu begrenzen, um das Drehmoment 464, das dem Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 zugeführt wird, auf weniger als einen Drehmomentauslegungswert des Getriebes und seiner Komponenten, einschließlich beispielsweise des Antriebsstrangs 14, zu steuern.
5 ist eine schematische Darstellung eines Überlastschutzsystems 12 in einem Arbeitsfahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform. In dem gezeigten Beispiel ist das Überlastschutzsystem 12 in einer Konfiguration 500 angeordnet, in der das Getriebe 50 in einem „Nur-CVP“-Leistungsübertragungs- oder Serienmodus verwendet wird, in dem Nutzleistung, wie etwa Traktionsleistung, über die Abtriebswelle 48 durch eine primäre Leistungsanlageneinheit 39 in der Form in dem Beispiel einer CVP 40 bereitgestellt wird, jedoch nicht durch den Motor (außer in dem Ausmaß, in dem der Motor die CVP 40 antreibt). In der beispielhaften Ausführungsform der Konfiguration 500 ist das Getriebe 50 operativ zwischen der Abtriebswelle 48 und dem Motor 38 und der mindestens einen primären Leistungsanlageneinheit 39 in der Form in dem Beispiel einer CVP 40 positioniert, so dass die primäre Leistungsanlageneinheit 39 Leistung von dem Motor empfängt und die Abtriebswelle 48 Leistung von der primären Leistungsanlageneinheit 39 in der Form in dem Beispiel einer CVP 40 empfängt, um die Abtriebswelle 48 anzutreiben.
Zusätzlich kann das Getriebe in der gezeigten Konfiguration 500 Leistung an einen oder mehrere andere Leistungsverbraucher, wie etwa zum Beispiel an einen Satz 510 von anderen Leistungsquellen der hydraulischen, mechanischen und/oder elektrischen Leistungsanlageneinheit am Arbeitsfahrzeug und/oder an andere Montagevorrichtungen, wie etwa Dreipunkt-Kraftheber, Hebezeuge, liefern. Zum Beispiel kann der Motor 38 Leistung über das Getriebe 50 an eine Leistungsquelle 520 einer hydraulischen Leistungsanlageneinheit zum Abgeben von hydraulischer Leistung von dem Arbeitsfahrzeug 10 zum Antreiben verschiedener hydraulischer Ausrüstungen, wie etwa Zapfwellenmechanismen und andere Handhabungs- und Verarbeitungsmechanismen, liefern. Der Motor 38 kann ferner Leistung über das Getriebe 50 an eine Leistungsquelle 530 einer mechanischen Leistungsanlageneinheit zum Abgeben von mechanischer Leistung von dem Arbeitsfahrzeug 10 für verschiedene mechanische Vorrichtungen und Systeme, wie etwa Zapfwellenmechanismen und andere Handhabungs- und Verarbeitungsmechanismen, liefern. Zusätzlich kann der Motor 38 ferner Leistung über das Getriebe 50 an eine Leistungsquelle 540 einer elektrischen Leistungsanlageneinheit zum Abgeben von elektrischer Leistung von dem Arbeitsfahrzeug 10 für verschiedene elektrische Vorrichtungen und Systeme, wie etwa Motoren, die verschiedene Mechanismen und andere Handhabungs- und Verarbeitungssysteme antreiben, liefern.
Wie oben in Bezug auf die Überwindung von Problemen im Zusammenhang mit der Zugkraftregelung unter Verwendung von „Power Boost“ oder IPM beschrieben, kann der Motor 38 des Arbeitsfahrzeugs über einer Nennleistung des Motors betrieben werden, wenn bestimmt wird, dass ausgewählte Lastparadigmen vorhanden sind. Beispielsweise kann der Traktor in das IPM eintreten, wenn eine oder mehrere der zusätzlichen Lasten 520, 530, 540 zur Versorgung durch den Motor 38 in Eingriff gebracht werden. Das Überlastschutzsystem 12 der beispielhaften Ausführungsform kann die Belastung beispielsweise unter Verwendung eines entsprechenden Satzes von Lastsensoren 522, 532, 542 von den zusätzlichen Lasten 520, 530, 540 erfassen. Die Verwendung von IPM ist wirksam, um eine beliebige Anzahl von Geräten und Systemen am Arbeitsfahrzeug, die Hilfsleistung benötigen, mit Leistung zu versorgen, wie zum Beispiel die Leistungsquellen 520, 530, 540 der hydraulischen, mechanischen und/oder elektrischen Leistungsanlageneinheit, die zur Verwendung in Feldanwendungen veranschaulicht sind und von dem Traktormotor 38 angetrieben werden. Um die Leistungsmenge zu begrenzen, die dem Getriebe 50 aufgrund des erhöhten Motorbetriebs während des Boost-Modus zugeführt wird, um eine mögliche Beschädigung von Antriebsstrangkomponenten der primären Leistungsanlageneinheit zu vermeiden, die von dem aufgeladenen Motor angetrieben wird und wiederum das Getriebe antreibt, regeln die hierin beschriebenen Ausführungsformen die Abgabe von Drehmoment an das Getriebe innerhalb der Auslegungsgrenzen des Antriebsstrangs und seiner zugehörigen Komponenten.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet die Konfiguration 500 aus 5, die in einem Arbeitsfahrzeug 10 angeordnet ist, eine primäre Leistungsanlageneinheit 39, einen Motor 38, der betreibbar ist, um Leistung an die primäre Leistungsanlageneinheit 39 als Reaktion auf ein Motordrehmomentsollwertsignal 550 zu liefern, eine Abtriebswelle 48, ein Getriebe 50, das zwischen der Abtriebswelle 48 und der primären Leistungsanlageneinheit 39 positioniert ist, so dass die Abtriebswelle 48 Leistung von der primären Leistungsanlageneinheit 39 empfängt, um die Abtriebswelle 48 anzutreiben, und ein Überlastschutzsystem 12, das Drehmoment 564 steuert, das an das Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 geliefert wird. In der beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das Überlastschutzsystem 12 einen Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage 29 in operativer Kommunikation mit der primären Leistungsanlageneinheit 39 und eine Überlastschutzsystemsteuerung 22. In der beispielhaften Ausführungsform erzeugt der Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage 29 ein Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage 552, das das Drehmoment 564 darstellt, das dem Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 zugeführt wird. Ferner beinhaltet die Überlastschutzsystemsteuerung 22 in der beispielhaften Ausführungsform einen Prozessor 20 (1 und 2), einen Eingang 27, der operativ mit dem Prozessor 20 gekoppelt ist und das Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage 552 empfängt, eine nicht transiente Speichervorrichtung 21, die operativ mit dem Prozessor 20 gekoppelt ist, und eine Überlastschutzlogik 19, die in der Speichervorrichtung 21 gespeichert ist. Die Überlastschutzlogik 19 ist durch den Prozessor 20 ausführbar, um eine Größe des Motordrehmomentsollwertsignals 550 auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage 552 zu begrenzen, um das Drehmoment 564, das dem Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 zugeführt wird, auf weniger als ein vorbestimmtes Niveau oder Wert zu steuern. Gemäß einer Ausführungsform ist die Überlastschutzlogik 19 vorzugsweise durch den Prozessor 20 ausführbar, um eine Größe des Motordrehmomentsollwertsignals 550 auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage 552 zu begrenzen, um das Drehmoment 564, das dem Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 zugeführt wird, auf weniger als einen Drehmomentauslegungswert des Getriebes und seiner Komponenten, einschließlich beispielsweise des Antriebsstrangs 14, zu steuern.
6 ist eine schematische Darstellung eines Überlastschutzsystems 12 in einem Arbeitsfahrzeug gemäß noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform. Im Beispiel ist das Überlastschutzsystem 12 in einer Konfiguration 600 angeordnet, in der eine primäre Leistungsanlageneinheit 39 in der Form im Beispiel eines CVP 40 direkt vom Motor 38 angetrieben wird und in der die primäre Leistungsanlageneinheit 39 wiederum ein Getriebe 50 zum Antrieb der Abtriebswelle 48 antreibt, die eine Achswelle oder eine beliebige andere oder mehrere Komponenten des Getriebes 14 des Arbeitsfahrzeugs 10 sein kann. Diese Konfiguration entspricht in gewisser Weise der oben beschriebenen Konfiguration 500 (5), indem Nutzleistung, wie etwa Zugkraft in der relevanten Anwendung nicht direkt durch den Motor bereitgestellt wird (außer in dem Ausmaß, in dem der Motor die CVP 40 antreibt), sondern durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39. In der beispielhaften Ausführungsform der Konfiguration 600 ist die primäre Leistungsanlageneinheit 39 operativ zwischen dem Motor 38 und dem Getriebe 50 positioniert, so dass die primäre Leistungsanlageneinheit 39 Leistung direkt von dem Motor 38 empfängt und die Abtriebswelle 48 Leistung von dem Getriebe 50 über die primäre Leistungsanlageneinheit 39 in der Form in dem Beispiel einer CVP 40 empfängt, um die Abtriebswelle 48 anzutreiben.
Wie oben in Bezug auf die Überwindung von Problemen im Zusammenhang mit der Zugkraftregelung unter Verwendung von „Power Boost“ oder IPM beschrieben, kann der Motor 38 des Arbeitsfahrzeugs über einer Nennleistung des Motors betrieben werden, wenn bestimmt wird, dass ausgewählte Lastparadigmen vorhanden sind. Beispielsweise kann der Traktor bei stark inhomogenem oder besonders feuchtem Boden aufgrund einer besonders großen Widerstandskraft auf das Arbeitsgerät in das IPM eintreten, während er die eine oder mehreren hydraulischen, mechanischen und/oder elektrischen Leistungsanlageneinheit-Leistungsquellen antreibt, die die Arbeitsanbaugeräte antreiben, die in kooperativen Feldanwendungen komplementär zum Arbeitsfahrzeug betrieben werden können. Das Überlastschutzsystem 12 der beispielhaften Ausführungsform kann die zusätzliche Belastung über einen Drehmomentsensor 29 erfassen. Die Verwendung von IPM ist auch wirksam, um eine beliebige Anzahl von Geräten und Systemen am Arbeitsfahrzeug, die Hilfsleistung benötigen, mit Leistung zu versorgen, wie zum Beispiel Leistungsquellen für hydraulische, mechanische und/oder elektrische Leistungsanlageneinheiten zur Verwendung in Feldanwendungen, die durch den Traktormotor 38 angetrieben werden. Um die Leistungsmenge zu begrenzen, die dem Getriebe 50 aufgrund des erhöhten Motorbetriebs während des Boost-Modus zugeführt wird, um eine mögliche Beschädigung von Antriebsstrangkomponenten der primären Leistungsanlageneinheit, die durch den aufgeladenen Motor angetrieben wird und wiederum das Getriebe antreibt, am besten zu vermeiden, regeln die hierin beschriebenen Ausführungsformen die Abgabe von Drehmoment an das Getriebe innerhalb der Auslegungsgrenzen des Antriebsstrangs und seiner zugehörigen Komponenten.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet die Konfiguration 600 aus 6, die in einem Arbeitsfahrzeug 10 angeordnet ist, eine primäre Leistungsanlageneinheit 39, einen Motor 38, der betreibbar ist, um Leistung an die primäre Leistungsanlageneinheit 39 als Reaktion auf ein Motordrehmomentsollwertsignal 650 zu liefern, eine Abtriebswelle 48, ein Getriebe 50, das zwischen der Abtriebswelle 48 und der primären Leistungsanlageneinheit 39 positioniert ist, so dass die Abtriebswelle 48 Leistung von der primären Leistungsanlageneinheit 39 empfängt, um die Abtriebswelle 48 anzutreiben, und ein Überlastschutzsystem 12, das Drehmoment 564 steuert, das an das Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 geliefert wird. In der beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das Überlastschutzsystem 12 einen Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage 29 in operativer Kommunikation mit der primären Leistungsanlageneinheit 39 und eine Überlastschutzsystemsteuerung 22. In der beispielhaften Ausführungsform erzeugt der Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage 29 ein Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage 552, das das Drehmoment 564 darstellt, das dem Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 zugeführt wird. Ferner beinhaltet die Überlastschutzsystemsteuerung 22 in der beispielhaften Ausführungsform einen Prozessor 20 (1 und 2), einen Eingang 27, der operativ mit dem Prozessor 20 gekoppelt ist und das Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage 552 empfängt, eine nicht transiente Speichervorrichtung 21, die operativ mit dem Prozessor 20 gekoppelt ist, und eine Überlastschutzlogik 19, die in der Speichervorrichtung 21 gespeichert ist. Die Überlastschutzlogik 19 ist durch den Prozessor 20 ausführbar, um eine Größe des Motordrehmomentsollwertsignals 550 auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage 552 zu begrenzen, um das Drehmoment 564, das dem Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 zugeführt wird, auf weniger als ein vorbestimmtes Niveau oder Wert zu steuern. Gemäß einer Ausführungsform ist die Überlastschutzlogik 19 vorzugsweise durch den Prozessor 20 ausführbar, um eine Größe des Motordrehmomentsollwertsignals 550 auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage 552 zu begrenzen, um das Drehmoment 564, das dem Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 zugeführt wird, auf weniger als einen Drehmomentauslegungswert des Getriebes und seiner Komponenten, einschließlich beispielsweise des Antriebsstrangs 14, zu steuern.
7 ist eine schematische Darstellung eines Überlastschutzsystems 12 in einem Arbeitsfahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Im Beispiel ist das Überlastschutzsystem 12 in einer Konfiguration 700 angeordnet, in der eine primäre Leistungsanlageneinheit 39 in der Form im Beispiel eines CVP 40 direkt vom Motor 38 angetrieben wird und in der die primäre Leistungsanlageneinheit 39 wiederum ein Getriebe 50 zum Antrieb der Abtriebswelle 48 antreibt, die eine Achswelle oder eine beliebige andere oder mehrere Komponenten des Getriebes 14 des Arbeitsfahrzeugs 10 sein kann. Diese Konfiguration entspricht in gewisser Weise der oben beschriebenen Konfiguration 500 (5), indem Nutzleistung wie etwa Zugleistung in der relevanten Anwendung nicht direkt durch den Motor bereitgestellt wird (außer in dem Ausmaß, in dem der Motor die CVP 40 antreibt), sondern durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39. In der beispielhaften Ausführungsform der Konfiguration 600 ist die primäre Leistungsanlageneinheit 39 operativ zwischen dem Motor 38 und dem Getriebe 50 positioniert, so dass die primäre Leistungsanlageneinheit 39 Leistung direkt von dem Motor 38 empfängt und die Abtriebswelle 48 Leistung von dem Getriebe 50 über die primäre Leistungsanlageneinheit 39 in der Form in dem Beispiel einer CVP 40 empfängt, um die Abtriebswelle 48 anzutreiben.
Zusätzlich kann der Motor 38 in der gezeigten Konfiguration 700 Leistung direkt an einen oder mehrere andere Leistungsverbraucher, wie etwa zum Beispiel an einen Satz 710 anderer Leistungsquellen der hydraulischen, mechanischen und/oder elektrischen Leistungsanlageneinheit am Arbeitsfahrzeug und/oder an andere Montagevorrichtungen, wie etwa Dreipunkt-Kraftheber, Hebezeuge, liefern. Zum Beispiel kann der Motor 38 Leistung an eine Leistungsquelle 720 einer hydraulischen Leistungsanlageneinheit zum Abgeben von hydraulischer Leistung von dem Arbeitsfahrzeug 10 zum Antreiben verschiedener hydraulischer Ausrüstungen, wie etwa Zapfwellenmechanismen und anderer Handhabungs- und Verarbeitungsmechanismen, liefern. Der Motor 38 kann ferner Leistung an eine Leistungsquelle 730 einer mechanischen Leistungsanlageneinheit zum Abgeben von mechanischer Leistung von dem Arbeitsfahrzeug 10 für verschiedene mechanische Vorrichtungen und Systeme, wie etwa Zapfwellenmechanismen und andere Handhabungs- und Verarbeitungsmechanismen, liefern. Zusätzlich kann der Motor 38 ferner Leistung an eine Leistungsquelle 740 einer elektrischen Leistungsanlageneinheit zum Abgeben elektrischer Leistung von dem Arbeitsfahrzeug 10 für verschiedene elektrische Vorrichtungen und Systeme, wie etwa Motoren, die verschiedene Mechanismen und andere Handhabungs- und Verarbeitungssysteme mit Leistung versorgen, liefern.
Wie oben in Bezug auf die Überwindung von Problemen im Zusammenhang mit der Zugkraftregelung unter Verwendung von „Power Boost“ oder IPM beschrieben, kann der Motor 38 des Arbeitsfahrzeugs über einer Nennleistung des Motors betrieben werden, wenn bestimmt wird, dass ausgewählte Lastparadigmen vorhanden sind. Beispielsweise kann der Traktor in das IPM eintreten, wenn eine oder mehrere der zusätzlichen Lasten 720, 730, 740 zur Versorgung durch den Motor 38 in Eingriff gebracht werden. Das Überlastschutzsystem 12 der beispielhaften Ausführungsform kann die Belastung beispielsweise unter Verwendung eines entsprechenden Satzes von Lastsensoren 722, 732, 742 von den zusätzlichen Lasten 720, 730, 740 erfassen. Die Verwendung von IPM ist wirksam, um eine beliebige Anzahl von Geräten und Systemen am Arbeitsfahrzeug, die Hilfsleistung benötigen, mit Leistung zu versorgen, wie zum Beispiel die Leistungsquellen 720, 730, 740 der hydraulischen, mechanischen und/oder elektrischen Leistungsanlageneinheit, die zur Verwendung in Feldanwendungen veranschaulicht sind und von dem Traktormotor 38 angetrieben werden. Um die Leistungsmenge zu begrenzen, die dem Getriebe 50 aufgrund des erhöhten Motorbetriebs während des Boost-Modus zugeführt wird, um eine mögliche Beschädigung von Antriebsstrangkomponenten der primären Leistungsanlageneinheit zu vermeiden, die von dem aufgeladenen Motor angetrieben wird und wiederum das Getriebe antreibt, regeln die hierin beschriebenen Ausführungsformen die Abgabe von Drehmoment an das Getriebe innerhalb der Auslegungsgrenzen des Antriebsstrangs und seiner zugehörigen Komponenten.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet die Konfiguration 700 aus 7, die in einem Arbeitsfahrzeug 10 angeordnet ist, eine primäre Leistungsanlageneinheit 39, einen Motor 38, der betreibbar ist, um Leistung an die primäre Leistungsanlageneinheit 39 als Reaktion auf ein Motordrehmomentsollwertsignal 750 zu liefern, eine Abtriebswelle 48, ein Getriebe 50, das zwischen der Abtriebswelle 48 und der primären Leistungsanlageneinheit 39 positioniert ist, so dass die Abtriebswelle 48 Leistung von der primären Leistungsanlageneinheit 39 empfängt, um die Abtriebswelle 48 anzutreiben, und ein Überlastschutzsystem 12, das Drehmoment 764 steuert, das an das Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 geliefert wird. In der beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das Überlastschutzsystem 12 einen Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage 29 in operativer Kommunikation mit der primären Leistungsanlageneinheit 39 und eine Überlastschutzsystemsteuerung 22. In der beispielhaften Ausführungsform erzeugt der Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage 29 ein Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage 752, das das Drehmoment 764 darstellt, das dem Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 zugeführt wird. Ferner beinhaltet die Überlastschutzsystemsteuerung 22 in der beispielhaften Ausführungsform einen Prozessor 20 (1 und 2), einen Eingang 27, der operativ mit dem Prozessor 20 gekoppelt ist und das Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage 752 empfängt, eine nicht transiente Speichervorrichtung 21, die operativ mit dem Prozessor 20 gekoppelt ist, und eine Überlastschutzlogik 19, die in der Speichervorrichtung 21 gespeichert ist. Die Überlastschutzlogik 19 ist durch den Prozessor 20 ausführbar, um eine Größe des Motordrehmomentsollwertsignals 750 auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage 752 zu begrenzen, um das Drehmoment 764, das dem Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 zugeführt wird, auf weniger als ein vorbestimmtes Niveau oder Wert zu steuern. Gemäß einer Ausführungsform ist die Überlastschutzlogik 19 vorzugsweise durch den Prozessor 20 ausführbar, um eine Größe des Motordrehmomentsollwertsignals 750 auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage 752 zu begrenzen, um das Drehmoment 764, das dem Getriebe 50 durch die primäre Leistungsanlageneinheit 39 zugeführt wird, auf weniger als einen Drehmomentauslegungswert des Getriebes und seiner Komponenten, einschließlich beispielsweise des Antriebsstrangs 14, zu steuern.
Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen verwendet werden und strukturelle und funktionelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorstehenden Beschreibungen von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Ansprüche wurden zur Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt. Sie sollen nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die genau offenbarten Formen zu beschränken. Dementsprechend sind im Lichte der obigen Lehren viele Abwandlungen und Variationen möglich. Daher soll der Umfang der Erfindung nicht durch diese detaillierte Beschreibung eingeschränkt werden.

Claims

Arbeitsfahrzeug (10), umfassend: eine primäre Leistungsanlageneinheit (39); einen Motor (38), der betreibbar ist, um Leistung an die primäre Leistungsanlageneinheit als Reaktion auf ein Motorsollwertsignal (450, 550, 650, 750) zu liefern; eine Abtriebswelle (48); ein Getriebe (50), das zwischen der Abtriebswelle (48) und der primären Leistungsanlageneinheit (39) positioniert ist, so dass die Abtriebswelle (48) Leistung von der primären Leistungsanlageneinheit (39) empfängt, um die Abtriebswelle (48) anzutreiben; und ein Überlastschutzsystem (12), das Drehmoment (464, 564, 664, 764) steuert, das dem Getriebe (50) durch die primäre Leistungsanlageneinheit (39) zugeführt wird, wobei das Überlastschutzsystem (12) Folgendes umfasst: einen Drehmomentsensor für eine primäre Leistungsanlage (29) in operativer Kommunikation mit der primären Leistungsanlageneinheit (39), wobei der Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage (29) ein Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage (452, 552, 652, 752) erzeugt, das das Drehmoment darstellt, das dem Getriebe (50) durch die primäre Leistungsanlageneinheit (39) zugeführt wird; und eine Überlastschutzsystemsteuerung (22), umfassend: einen Prozessor (20); einen Eingang (27), der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist und das Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage empfängt; eine nicht transiente Speichervorrichtung (21), die operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist; und eine Überlastschutzlogik (19), die in der Speichervorrichtung gespeichert ist, wobei die Überlastschutzlogik durch den Prozessor ausführbar ist, um: eine Größe des Motorsollwertsignals (450, 550, 650, 750) auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage (452, 552, 652, 752) zu begrenzen, um das Drehmoment (464, 564, 664, 764), das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe abgegeben wird, auf weniger als einen Drehmomentauslegungswert zu steuern.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei: der Motor in einem ersten Modus selektiv betreibbar ist, um Nennleistung an die primäre Leistungsanlageneinheit für eine vorbestimmte erste Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs abzugeben; der Motor selektiv in einem Power Boost-Modus betreibbar ist, um der primären Leistungsanlageneinheit für eine vorbestimmte zweite Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs eine verstärkte Leistung zuzuführen, die größer als die Nennleistung ist; und die Überlastschutzlogik vom Prozessor ausführbar ist, um die Größe des Motorsollwertsignals zu begrenzen, um das Drehmoment, das von der primären Leistungsanlageneinheit für den Motor, der im Power Boost-Modus arbeitet, an das Getriebe abgegeben wird, auf weniger als den Drehmomentauslegungswert zu steuern.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 2, wobei: die primäre Leistungsanlageneinheit eine stufenlos variable Leistungsquelle (CVP) ist; die Abtriebswelle eine Antriebsachse des Arbeitsfahrzeugs umfasst; das Getriebe ein Split-Path-Getriebe ist; und der Motor im Power Boost-Modus selektiv betreibbar ist, um die verstärkte Leistung an das CVP zum Beschleunigen oder Verlangsamen des Arbeitsfahrzeugs in einer Transportanwendung des Arbeitsfahrzeugs als die zweite Arbeitsanwendung bereitzustellen.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, wobei: der Motor selektiv im Power Boost-Modus betreibbar ist, um die verstärkte Leistung für eine vorbestimmte dritte Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs an eine Kombination aus der primären Leistungsanlageneinheit und einer zugehörigen sekundären Leistungsanlageneinheit, die operativ mit dem Arbeitsfahrzeug gekoppelt ist, abzugeben; die primäre Leistungsanlageneinheit eine stufenlos variable Leistungsquelle (CVP) ist; die zugehörige sekundäre Leistungsanlageneinheit eine Zapfwellenvorrichtung (PTO) ist, die operativ mit dem Getriebe gekoppelt ist; die Abtriebswelle eine Antriebsachse des Arbeitsfahrzeugs umfasst; das Getriebe ein Split-Path-Getriebe ist; und der Motor selektiv in dem Power Boost-Modus betreibbar ist, um die verstärkte Leistung an die Zapfwellenvorrichtung (PTO) zum Betreiben eines zugehörigen angetriebenen Arbeitsanbaugeräts, das in einer gemeinsamen Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs als dritte Arbeitsanwendung komplementär zu dem Arbeitsfahrzeug betreibbar ist, bereitzustellen.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei: der Motor im Power Boost-Modus selektiv betreibbar ist, um die verstärkte Leistung für eine vorbestimmte dritte Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs an eine Kombination aus der primären Leistungsanlageneinheit und einer Vielzahl von zugeordneten sekundären Leistungsanlageneinheiten, die mit dem Arbeitsfahrzeug operativ gekoppelt sind, abzugeben; die primäre Leistungsanlageneinheit eine stufenlos variable Leistungsquelle (CVP) ist; wobei die Vielzahl von zugehörigen sekundären Leistungsanlageneinheiten eines oder mehrere von Folgendem umfasst: eine Zapfwellenvorrichtung (PTO), die operativ mit dem Getriebe gekoppelt ist; eine Hydraulikpumpenvorrichtung, die operativ mit dem Motor gekoppelt ist; und/oder einen elektrischen Generator, der operativ mit dem Motor gekoppelt ist; die Abtriebswelle eine Antriebsachse des Arbeitsfahrzeugs umfasst; das Getriebe ein Split-Path-Getriebe ist; und der Motor selektiv in dem Power Boost-Modus betreibbar ist, um die verstärkte Leistung an die Vielzahl von zugeordneten sekundären Leistungsanlageneinheiten zum Betreiben einer Vielzahl von zugeordneten angetriebenen Arbeitsanbaugeräten, die komplementär zu dem Arbeitsfahrzeug in einer gemeinsamen Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs als die dritte Arbeitsanwendung betreibbar sind, bereitzustellen.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das Getriebe operativ zwischen der Abtriebswelle und dem Motor und der primären Leistungsanlageneinheit positioniert ist, so dass die Abtriebswelle selektiv Leistung von einem oder beiden Motoren und der primären Leistungsanlageneinheit empfängt, um die Abtriebswelle anzutreiben.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: das Motorsollwertsignal (450, 550, 650, 750) ein Motordrehmomentsollwertsignal ist; der Motor (38) betreibbar ist, um Drehmomentleistung an die primäre Leistungsanlageneinheit als Reaktion auf das Motordrehmomentsollwertsignal (450, 550, 650, 750) bereitzustellen; die Überlastschutzlogik (19) vom Prozessor ausführbar ist, um die Größe des Motordrehmomentsollwertsignals (450, 550, 650, 750) auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage (452, 552, 652, 752) zu begrenzen, um das Drehmoment (464, 564, 664, 764), das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe abgegeben wird, weniger als einen Drehmomentauslegungswert zu steuern.
Überlastschutzsystem (12), das Drehmoment (464, 564, 664, 764) steuert, das einem Getriebe (50) eines zugehörigen Arbeitsfahrzeugs (10) durch eine primäre Leistungsanlageneinheit (39) zugeführt wird, wobei das Überlastschutzsystem (12) Folgendes umfasst: einen Drehmomentsensor für eine primäre Leistungsanlage (29) in operativer Kommunikation mit der primären Leistungsanlageneinheit (39), wobei der Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage (29) ein Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage (452, 552, 652, 752) erzeugt, das das Drehmoment darstellt, das dem Getriebe (50) durch die primäre Leistungsanlageneinheit (39) zugeführt wird; und eine Überlastschutzsystemsteuerung (22), umfassend: einen Prozessor (20); einen Eingang (27), der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist und das Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage empfängt; eine nicht transiente Speichervorrichtung (21), die operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist; und eine Überlastschutzlogik (19), die in der Speichervorrichtung gespeichert ist, wobei die Überlastschutzlogik durch den Prozessor ausführbar ist, um: eine Größe eines Drehmomentsollwertsignals (450, 550, 650, 750) auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage (452, 552, 652, 752) zu begrenzen, um das Drehmoment (464, 564, 664, 764), das von der primären Leistungsanlageneinheit (39) an das Getriebe (50) abgegeben wird, auf weniger als einen vorbestimmten Drehmomentauslegungswert zu steuern.
Überlastschutzsystem (12) nach Anspruch 8, wobei: die primäre Leistungsanlageneinheit (39) selektiv in einem ersten Modus betreibbar ist, um Nennleistung an das Getriebe (50) für eine vorbestimmte erste Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs zu liefern; die primäre Leistungsanlageneinheit (39) selektiv in einem Power Boost-Modus betreibbar ist, um dem Getriebe (50) für eine vorbestimmte zweite Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs eine verstärkte Leistung zuzuführen, die größer als die Nennleistung ist; und die Überlastschutzlogik vom Prozessor ausführbar ist, um die Größe des Drehmomentsollwertsignals zu begrenzen, um das Drehmoment, das von der primären Leistungsanlageneinheit für die primäre Leistungsanlageneinheit (39), die im Power Boost-Modus arbeitet, an das Getriebe abgegebene wird, auf weniger als den Drehmomentauslegungswert zu steuern.
Überlastschutzsystem (12) nach Anspruch 9, wobei: die primäre Leistungsanlageneinheit eine stufenlos variable Leistungsquelle (CVP) umfasst; die Abtriebswelle eine Antriebsachse des Arbeitsfahrzeugs umfasst; das Getriebe ein Split-Path-Getriebe ist; und die primäre Leistungsanlage selektiv im Power Boost-Modus betreibbar ist, um die verstärkte Leistung an das CVP zum Beschleunigen oder Verlangsamen des zugehörigen Arbeitsfahrzeugs in einer Transportanwendung des Arbeitsfahrzeugs als die zweite Arbeitsanwendung bereitzustellen.
Überlastschutzsystem (12) nach Anspruch 9 oder 10, wobei: die primäre Leistungsanlageneinheit eine Batterie und einen Elektromotor umfasst, der mit der Batterie gekoppelt ist; und die Überlastschutzlogik vom Prozessor ausführbar ist, um die Größe des Drehmomentsollwertsignals zu begrenzen, um das Drehmoment, das vom Motor für die primäre Leistungsanlageneinheit (39), die im Power Boost-Modus arbeitet, an das Getriebe abgegeben wird, auf weniger als den Drehmomentauslegungswert zu steuern.
Überlastschutzsystem (12) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei: die primäre Leistungsanlage selektiv in dem Power Boost-Modus betreibbar ist, um die verstärkte Leistung für eine vorbestimmte dritte Arbeitsanwendung des zugehörigen Arbeitsfahrzeugs an eine Kombination aus der primären Leistungsanlageneinheit und einer zugehörigen sekundären Leistungsanlageneinheit, die operativ mit dem Arbeitsfahrzeug gekoppelt ist, abzugeben; die primäre Leistungsanlageneinheit eine stufenlos variable Leistungsquelle (CVP) umfasst; die zugehörige sekundäre Leistungsanlageneinheit eine Zapfwellenvorrichtung (PTO) ist, die operativ mit dem Getriebe gekoppelt ist; die Abtriebswelle eine Antriebsachse des Arbeitsfahrzeugs umfasst; das Getriebe ein Split-Path-Getriebe ist; und die primäre Leistungsanlage selektiv in dem Power Boost-Modus betreibbar ist, um die verstärkte Leistung an die Zapfwellenvorrichtung (PTO) zum Betreiben eines zugehörigen angetriebenen Arbeitsanbaugeräts, das in einer gemeinsamen Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs als die dritte Arbeitsanwendung komplementär zu dem Arbeitsfahrzeug betreibbar ist, bereitzustellen.
Überlastschutzsystem (12) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei: die primäre Leistungsanlage selektiv in dem Power Boost-Modus betreibbar ist, um die verstärkte Leistung für eine vorbestimmte dritte Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs an eine Kombination der primären Leistungsanlageneinheit und einer Vielzahl von zugeordneten sekundären Leistungsanlageneinheiten, die operativ mit dem Arbeitsfahrzeug operativ gekoppelt sind, abzugeben; die primäre Leistungsanlageneinheit eine stufenlos variable Leistungsquelle (CVP) umfasst; wobei die Vielzahl von zugehörigen sekundären Leistungsanlageneinheiten eines oder mehrere von Folgendem umfasst: eine Zapfwellenvorrichtung (PTO), die operativ mit dem Getriebe gekoppelt ist; eine Hydraulikpumpenvorrichtung, die operativ mit dem Motor gekoppelt ist; und/oder einen elektrischen Generator, der operativ mit dem Motor gekoppelt ist; die Abtriebswelle eine Antriebsachse des Arbeitsfahrzeugs umfasst; und/oder das Getriebe ein Split-Path-Getriebe ist; und die primäre Leistungsanlage selektiv in dem Power Boost-Modus betreibbar ist, um die verstärkte Leistung an die Vielzahl von zugeordneten sekundären Leistungsanlageneinheiten zum Betreiben einer Vielzahl von zugeordneten angetriebenen Arbeitsanbaugeräten, die komplementär zu dem Arbeitsfahrzeug in einer gemeinsamen Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs als die dritte Arbeitsanwendung betreibbar sind, bereitzustellen.
Überlastschutzsystem (12), das ein Drehmoment (464, 564, 664, 764) steuert, das an ein Getriebe (50) eines zugehörigen Arbeitsfahrzeugs (10) zugeführt wird, das eine primäre Leistungsanlageneinheit (39), einen Motor (38), der betreibbar ist, um Leistung an die primäre Leistungsanlageneinheit als Reaktion auf ein Motorsollwertsignal (450, 550, 650, 750) zu liefern, eine Abtriebswelle (48) und ein Getriebe (50), das zwischen der Abtriebswelle (48) und der primären Leistungsanlageneinheit (39) positioniert ist, so dass die Abtriebswelle (48) Leistung von der primären Leistungsanlageneinheit (39) empfängt, um die Abtriebswelle (48) anzutreiben, umfasst, wobei das Überlastschutzsystem (12) Folgendes umfasst: einen Drehmomentsensor für eine primäre Leistungsanlage (29) in operativer Kommunikation mit der primären Leistungsanlageneinheit (39), wobei der Drehmomentsensor der primären Leistungsanlage (29) ein Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage (452, 552, 652, 752) erzeugt, das das Drehmoment darstellt, das dem Getriebe (50) durch die primäre Leistungsanlageneinheit (39) zugeführt wird; und eine Überlastschutzsystemsteuerung (22), umfassend: einen Prozessor (20); einen Eingang (27), der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist und das Drehmomentsignal der primären Leistungsanlage empfängt; eine nicht transiente Speichervorrichtung (21), die operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist; und eine Überlastschutzlogik (19), die in der Speichervorrichtung gespeichert ist, wobei die Überlastschutzlogik durch den Prozessor ausführbar ist, um: eine Größe des Motorsollwertsignals (450, 550, 650, 750) auf Grundlage des Drehmomentsignals der primären Leistungsanlage (452, 552, 652, 752) zu begrenzen, um das Drehmoment (464, 564, 664, 764), das von der primären Leistungsanlageneinheit an das Getriebe abgegeben wird, auf weniger als einen Drehmomentauslegungswert zu steuern.
Überlastschutzsystem (12) nach Anspruch 14, wobei: der Motor des zugehörigen Arbeitsfahrzeugs (10) selektiv in einem ersten Modus betreibbar ist, um Nennleistung an die primäre Leistungsanlageneinheit für eine vorbestimmte erste Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs abzugeben, und in einem Power Boost-Modus, um eine verstärkte Leistung, die größer als die Nennleistung ist, an die primäre Leistungsanlageneinheit für eine vorbestimmte zweite Arbeitsanwendung des Arbeitsfahrzeugs abzugeben; und die Überlastschutzlogik vom Prozessor ausführbar ist, um die Größe des Motorsollwertsignals zu begrenzen, um das Drehmoment, das von der primären Leistungsanlageneinheit für den Motor, der im Power Boost-Modus arbeitet, an das Getriebe abgegeben wird, auf weniger als den Drehmomentauslegungswert zu steuern.