DE19610591C2 - Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem - Google Patents
Hydromechanisches GetriebeverstellsteuersystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein hydromechanisches Getriebeverstell
steuersystem. Insbesondere betrifft die Erfindung ein hydrome
chanisches Getriebeverstellsteuersystem mit einer variablen
Verschiebekomponente einer hydrostatischen Einheit und einem Set
von Kupplungen, die von einem Mikrocomputer gesteuert werden, der
verschiedene Zustände erfaßt.
Hydromechanische Getriebesteuersysteme sind bekannt. Ein
hydromechanisches Getriebe kann einen stufenlos veränderbaren
Übersetzungsbereich über einen weiten Drehmoment- und
Geschwindigkeitsbereich abdecken. Infolgedessen können Fahrzeug
betriebscharakteristiken bei der Leistung oder beim Motor
verbessert werden. Beispielsweise kann ein Getriebesteuersystem
verwendet werden, um die maximale Leistung für die Beschleunigung
zu erhalten, eine optimale Wirtschaftlichkeit bezüglich des
Kraftstoffs oder eine Steuerung für eine feststehende Ausgangs
geschwindigkeit. Typischerweise verwenden bekannte Getriebe
steuersysteme eine Anzahl von logischen Hydraulikventilen, um die
Steueranforderungen zu erreichen. Diese Systeme können zwar ein
hydromechanisches Getriebe steuern, haben jedoch Nachteile wie
Inflexibilität, hohe Kosten, Komplexität, etc.
Die DE 44 17 335 A1 offenbart ein hydromechanisches Getriebe
verstellsteuersystem für ein Fahrzeugsystem, umfassend einen
Motor zum Antreiben des Fahrzeugsystems, eine hydrostatische
Einheit mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil, wobei das
Eingangsteil und das Ausgangsteil jederzeit eine Drehzahl
aufweisen, wobei die hydrostatische Einheit eine variable Ver
schiebekomponente mit einer Mehrzahl an Betriebsstellungen
umfaßt, wobei die Betriebsstellung der variablen Verschiebekom
ponente das Drehzahlverhältnis von Eingangsteil und Ausgangsteil
bestimmt, eine Mehrzahl von Kupplungen, welche betriebsmäßig mit
der hydrostatischen Einheit gekoppelt sind, wobei die Kupplungen
jeweils eine Einrückstellung und eine Ausrückstellung aufweisen,
eine Mehrzahl von Sensoren, welche betriebsmäßig dem Verstell
steuersystem zugeordnet sind zum Erfassen einer Mehrzahl von
Betriebszuständen, umfassend die Motordrehzahl den Leistungs
bedarf und die Stellung der variablen Verschiebekomponente, und
einen Microcontroller, welcher betriebsmäßig mit den Sensoren und
den Kupplungen gekoppelt ist zum Steuern der Stellung der
variablen Verschiebekomponente und des Einrückens und Ausrückens
der Kupplungen beruhend auf den Betriebszuständen. Das bekannte
hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem hat den Nachteil,
daß die Motordrehzahl nur durch die Stellung des Gaspedals
gesteuert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde das bekannte
Getriebeverstellsteuersystem derart weiterzuentwickeln, daß es
an bestimmte Situationen optimal anpaßbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen gemäß den
Ansprüchen 1 und 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, ein hydrome
chanisches Getriebesteuersystem zu schaffen, das ein stufenlos
veränderbares Getriebe derart steuert, daß die Bedürfnisse des
Benutzers am besten getroffen werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, ein hydro
mechanisches Getriebeverstellsteuersystem zu schaffen, das den
Motor, das Getriebe und das Lastsystem miteinander integriert.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, ein hydro
mechanisches Getriebeverstellsteuersystem zu schaffen, das einen
Mikrocontroller verwenden kann, der Signale vom Motor, dem
Betreiber, dem Getriebe und der Last empfängt, um das Getriebe
zu steuern.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, ein hydro
mechanisches Getriebeverstellsteuersystem zu schaffen, das eine
Vielzahl von Kupplungen steuert, die mit dem hydromechanischen
Getriebe verbunden sind.
Ein Getriebeverstellsteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung
umfaßt ein hydromechanisches Getriebe mit einer Eingangs- und
einer Ausgangswelle, eine Vielzahl von Kupplungen, die mit dem
Getriebe verbunden sind, und einen Mikrocontroller zum Steuern
des Verhältnisses der Ausgangswelle zur Eingangswelle und der
Auswahl der verschiedenen Kupplungen und der Motordrehzahl.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei
spielsweise näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaubild, das ein stufenlos veränderbares
Getriebesteuersystem zeigt, welches den Motor, das
Getriebe und das Lastsystem miteinander integriert,
Fig. 2 ein Blockschaubild des Getriebesteuersystems,
Fig. 3 ein Blockschaubild der Logikfunktion des Über
setzungsreglers, und
Fig. 4 ein Blockschaubild der Verstellauswahl, welche die
Eingangs-, Ausgangs- und Logikpfade zeigt.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaubild eines Steuersystems 10 für ein
veränderbares Getriebe, wobei das Steuersystem einen Motor 12,
ein stufenlos veränderbares Getriebe 14 und eine Last 16
miteinander integriert. Das System 10 weist auch einen Kraft
stoffsteuerabschnitt 18 und einen Übersetzungsregelabschnitt 20
auf, der nachstehend erläutert wird. Die in Fig. 1 gezeigten
Elemente sind miteinander durch Steuersignale verbunden. Das
Getriebesteuersystem 10 verwendet Eingangssignale, die von
verschiedenen Quellen abgenommen werden, um das Getriebe 14 zu
steuern. Das gezeigte System könnte an einem Fahrzeug verwendet
werden, das mit einem stufenlos veränderbaren Getriebe ausge
stattet ist, um das Getriebe derart zu steuern, daß die Erforder
nisse des Benutzers am besten getroffen werden.
Fig. 2 zeigt ein Schaubild des Getriebesteuersystems 10. Ein
Mikrocontroller 22 empfängt verschiedene Signale von einem
Fahrzeugsystem, das den Motor 12, den Betreiber, das Getriebe 14
und die Last 16 aufweist. Diese Signale umfassen eine Motorbremse
24, eine Motorgeschwindigkeit 26, eine Bereichsauswahl 28, eine
Leistungsanforderung 30, eine Taumelposition 32, eine Ausgangs
geschwindigkeit 34 und einen Systemdruck 36. Um das Verhältnis
der Eingangsgeschwindigkeit zur Ausgangsgeschwindigkeit zu
steuern, manipuliert der Mikrocontroller 22 die Taumelscheiben
position des variablen Getriebes auf der Basis der verschiedenen
Eingangssignale. Der Mikrocontroller 22 verwendet auch die
Signale, um eine Anzahl von Kupplungen zu steuern. Fig. 2 zeigt
drei Kupplungen 38, 40, 42, der Mikrocontroller 22 könnte jedoch
eine beliebige Anzahl von Kupplungen steuern.
Der Mikrocontroller 22 steuert das Übersetzungsverhältnis in der
folgenden Weise. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sendet der
Mikrocontroller 22 ein erstes Set von Steuersignalen 44 zu einem
proportionalen Vierwegeventil 46. Das Vierwegeventil 46 arbeitet
derart, daß es alternativ zwei Arbeitsöffnungen am Ventil unter
Druck setzt und ausleitet. Die zwei Öffnungen sind hydraulisch mit
einem Paar Hydraulikleitungen 48 verbunden, die an ihren
gegenüberliegenden Enden mit einer Steuerhilfseinrichtung 50 ver
bunden sind. Die Steuerhilfseinrichtung 50 weist einen Kolben 52
auf, der über eine Stange 54 mit einer bewegbaren Taumelscheibe
einer üblichen hydrostatischen Einheit verbunden ist. Die
hydrostatische Einheit weist eine Eingangswelle auf, die mit
einer Hauptbewegungseinrichtung wie einem Motor 12 und einer
Ausgangswelle gekoppelt ist, die mit einer Last gekoppelt ist.
Das Geschwindigkeitsverhältnis der Eingangswelle zur Ausgangs
welle wird von der Position der bewegbaren Taumelscheibe
gesteuert. Infolgedessen wird das Verhältnis der Eingangs- zur
Ausgangsgeschwindigkeit der hydrostatischen Einheit durch den
Druck gesteuert, der auf den Kolben 52 der Hilfseinrichtung 50
aufgebracht wird. Der auf den Kolben 52 aufgebrachte Druck wird
seinerseits durch das proportionale Vierwegeventil 46 gesteuert,
das durch den Mikrocontroller 22 gesteuert wird. Auf diese Weise
kann der Mikrocontroller 22 das Verhältnis der hydrostatischen
Einheit steuern.
Die Kupplungen 38, 40, 42 werden durch den Mikrocontroller 22 in
ähnlicher Weise gesteuert. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sendet
der Mikrocontroller 22 ein zweites Set an Steuersignalen 58 zu
drei Dreiwegeventilen 60, von denen jedes einer einzigen Kupplung
entspricht. Die Funktion eines jeden Dreiwegeventils 60 besteht
darin, alternativ eine Arbeitsöffnung unter Druck zu setzen und
aus zuleiten, die über eine Hydraulikleitung 62 mit einer Kupplung
verbunden ist. Die Hydraulikleitungen 62 steuern ihrerseits den
Eingriff und das Lösen der Kupplungen 38, 40 und 42. Auf diese
Weise kann der Mikrocontroller 22 die Kupplungen steuern.
Die Steuerlogikfunktion des Mikrocontrollers 22 kann in zwei
Gruppen separiert werden. Die erste Gruppe von Funktionen besteht
aus solchen, welche die Leistung und Geschwindigkeit beeinflußen.
Die zweite Gruppe von Funktionen sind diejenigen, welche die
inneren Kupplungen beeinflußen.
Fig. 3 ist ein Blockschaubild der Logikfunktion des Über
setzungs- oder Verhältnisreglers, welcher die Eingänge und Aus
gänge des Getriebes beeinflußt. Die Funktion des Verhältnisreg
lers 20 besteht darin, das Verhältnis der Eingangsgeschwindigkeit
zur Ausgangsgeschwindigkeit des Getriebes 14 zu steuern. Dies
wird durch Verändern der Position der Taumelscheibe des veränder
baren Getriebes durchgeführt.
Die Eingaben zum Verhältnisregler 20 enthalten die Betriebsbe
reichsauswahl 28, die typischerweise ein Schalter mit vier Posi
tion ist, der vom Benutzer des Fahrzeugs gesteuert wird. Der
Benutzer des Fahrzeugs kann entweder R, N, D oder D1 in Abhängig
keit der gewünschten Fahrzeugcharakteristiken auswählen. Wählt
der Benutzer beispielsweise die D1-Position, wird das Über
setzungsverhältnis auf den unteren Teil des Ausgangsgeschwindig
keitsbereichs begrenzt und erhöht den maximalen Systemdruck (Aus
gangsdrehmoment), der erhalten werden kann. Das Motor
geschwindigkeitssignal 26 (Eingabe) und das Ausgangsgeschwindig
keitssignal 34 werden an der Eingangs- und Ausgangswelle erzeugt.
Vorzugsweise werden die Geschwindigkeitssignale erzeugt, indem
eine Impulssammeleinrichtung mit einem magnetischen Sensor
verwendet wird. Eine derartige Impulssammeleinrichtung ist die
KPP BLN 95-9045-1, die von Sauer-Sundstrand hergestellt wird und
eine Versorgungsspannung annimmt und als Reaktion auf die Ge
schwindigkeit eines magnetisierten Rings ein digitales Impuls
signal ausgibt. Das Leistungsbedarfssignal 30 ist der Benutzer
befehl für die Motorleistung. Dieses Signal kann mit einem
Halleffekt-Rotationspositionssensor erzeugt werden, der mit der
Motorkraftstoffsteuerung verbunden ist, oder mit einer direkten
elektrischen Verbindung, falls der Motor des Fahrzeugs mit einem
elektronischen Regler ausgestattet ist. Ein derartiger Rotations
positionssensor hat die Teilnummer MCX 103B, D BLN-95-9040-1,
hergestellt von Sauer-Sundstrand, und kann mit einem Steu
erhandgriff, Fußpedal, Drossel etc. verbunden sein. Das System
drucksignal 36 kann mit elektronischen Übertragern abgefühlt
werden, die in den plus und minus Arbeitsöffnungen des hydro
statischen Getriebes 14 installiert sind. Das Taumelpositions
signal 32 wird von einem Sensor erzeugt, der in der Struktur des
veränderbaren Getriebes integriert ist. Der oben angesprochene
Rotationspositionssensor oder ein hierzu ähnlicher Sensor könnte
als Taumelpositionssensor verwendet werden. Das Motorbremssignal
24 wird auf ähnliche Weise abgefühlt.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, empfängt der Verhältnisregler 20
verschiedene Eingangssignale vom Steuersystem einschließlich der
Leistungsanforderung 30, der Motorgeschwindigkeit 26, der
Ausgangsgeschwindigkeit 34, dem Systemdruck 36, der Motorbremse
24, der Taumelpositon 32 und der Bereichsauswahl 28. Der Zweck
des Verhältnisreglers 20 besteht darin, die Taumelscheibe gemäß
der begrenzenden Betriebscharakteristik des Fahrzeugsystems zu
positionieren. Die begrenzende Betriebscharakteristik kann eine
der folgenden sein. Die erste begrenzende Betriebscharakteristik
besteht darin, die Motorgeschwindigkeit und die Leistung während
des Starts des Fahrzeugs und bei niedrigen Geschwindigkeiten zu
begrenzen. Hier würde die Motorgeschwindigkeit als Funktion der
Taumelposition und des Systemdrucks gesteuert werden, indem die
dem Motor 12 zugeführte Kraftstoffmenge begrenzt wird. Dies kann
durch ein Zweiwegesignal zwischen dem Motor und dem Getriebe,
beispielsweise als Netzwerksignal, erreicht werden. Eine zweite
begrenzende Betriebscharakteristik besteht darin, den Systemdruck
bei niedrigen Geschwindigkeiten auf einen maximalen Wert zu
begrenzen. Dies wird durch eine Druckmessung und eine Regelung
mit geschlossener Schleife erreicht, welche die Taumelposition
in einem Drucksteuermodus regelt. Diese Grenze kann mit dem vom
Benutzer ausgewählten Modus einstellbar oder veränderbar sein.
Die dritte Charakteristik besteht darin, den Motor an der Stelle
der optimalen Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu betreiben. Dies
wird erreicht, indem die Motorgeschwindigkeit mit dem Über
setzungsverhältnis auf einen Wert geregelt wird, welcher zu
demjenigen für den ausgewählten Motorleistungsbedarf derart paßt,
daß lediglich die erforderliche Leistung zugeführt wird. Die
vierte begrenzende Betriebscharakteristik besteht darin, die
maximale Getriebeausgangsgeschwindigkeit zu steuern, um die
Fahrzeuggeschwindigkeit zu begrenzen, während beispielsweise ein
minimaler Kraftstoffverbrauch oder eine maximale Wirksamkeit
aufrechterhalten wird, während ein Fahrtregler verwendet wird.
Dies wird mit einem Ausgangsgeschwindigkeitssensor und einem
Controller erreicht, der die Leistungsbedarfseingabe auf einen
Wert überlagert, der zur begrenzenden Ausgangsgeschwindigkeit
paßt, welche der Benutzer ausgewählt hat. Die fünfte begrenzende
Betriebscharakteristik besteht darin, daß unter einigen Betriebs
bedingungen die Motorgeschwindigkeit am besten bei einer
feststehenden Geschwindigkeit liegt, um andere Funktionen
unabhängig von der stufenlos veränderbaren Ausgabe zu betreiben.
Die sechste begrenzende Betriebscharakteristik besteht darin, daß
der Motor eine Bremsfähigkeit hat, die zum Verlangsamen des Fahr
zeugs während des Bremsens verwendet werden kann. Während der
Motorbremsung wird die Motorgeschwindigkeit erhöht, ohne daß
Kraftstoff zugeführt wird, indem das Verhältnis der Eingangs- zur
Ausgangsgeschwindigkeit des stufenlos veränderbaren Getriebes
verändert wird.
Wie obenstehend erläutert und in Fig. 2 gezeigt, wird das
Übersetzungsverhältnis durch die Taumelposition eingestellt,
welche ihrerseits vom proportionalen Vierwegeventil 46 gesteuert
wird. Der Mikrocontroller 22 aktiviert das Vierwegeventil 46, um
ein Verhältnis gemäß einer der oben erläuterten begrenzenden
Betriebscharakteristiken einzustellen. Der Taumelsteueral
gorhythmus kann eine Rückkoppelung eines Systemdrucks und einer
Taumelposition enthalten, um das Positionieren und die Genauig
keit der Taumelscheibe bei hohen Geschwindigkeiten zu stabilisie
ren.
Während des Normalbetriebs bestimmt der Benutzer den Leistungs
bedarf durch Verwenden des Gaspedals. Der Leistungsbedarf wird
vom Benutzer eingestellt, um besondere Betriebsbedingungen zu
erfüllen oder durch das Getriebe, wenn beschleunigt oder bei
einer festen Autobahngeschwindigkeit gefahren wird. Beim Bremsen
mittels des Motors kann ein Pedal verwendet werden, um die
Motorgeschwindigkeit zu erhöhen, ohne daß Kraftstoff erhöht wird,
um die Motorverzögerungsleistung zu schaffen. Dieses Pedal könnte
das normale Bremspedal mit einer Reihenverbindung zu den üblichen
Radbremsen sein.
Fig. 4 zeigt ein Logikblockschaubild der Kupplungsauswahl mit
Eingangs-, Ausgangs- und Logikpfaden. Die in Fig. 4 gezeigten
Signale für die Motorgeschwindigkeit 26, den Leistungsbedarf 30
und die Taumelposition 32 sind die gleichen wie die in Fig. 3
gezeigten und oben beschriebenen. Der Verhältnisregler 20 ist
ebenso gleich, wie oben beschrieben und in Fig. 3 gezeigt. Fig.
4 zeigt die Kupplungsauswahl für ein Dreimodus-Hydromechanik
getriebe, obwohl das Logikdiagramm für eine beliebige Anzahl von
Modi zutrifft.
Die übliche Taumelscheibe des hydrostatischen Getriebes 14 ist
in zwei Richtungen zu jeder von zwei maximalen Verschiebe
richtungen an jeder Seite einer neutralen Verschiebeposition
bewegbar. Verändert sich die Fahrzeuggeschwindigkeit, ändert sich
die Position der Taumelscheibe, bis sie eine der maximalen
Verschiebepositionen erreicht. Zu dieser Zeit wird ein Verstell
signal iniziiert und eine Kupplungsauswahl durchgeführt, so daß
der Drehmoment- und Geschwindigkeitsbereich ausgedehnt wird. Der
Kupplungsauswahlvorgang muß weich sein und ein kontinuierliches
Verhältnis unter Bedingungen wie Fahren, Bremsen, Hochschalten
und Hinunterschalten erlauben. Der Taumelwinkel kann während
eines Schaltens verändert werden, um die Weichheit des Schaltens
unter verschiedenen Leistungsbedingungen zu verbessern. Eine
ordnungsgemäße Kupplungsauswahl hängt von der Kenntnis des
Übersetzungsverhältnisses, der Motorgeschwindigkeit und des
Motorleistungsbedarfs ab. Die Kupplungsfolge erlaubt vorzugsweise
gleiche Winkelverstellungen.
Wie in Fig. 4 gezeigt, aktiviert die Verstellqualifizierungsbox
64 die Kupplungsauswahlbox 66 auf der Basis der Motorgeschwin
digkeit 26 und des Verhältnisreglers 20 wie folgt. Es gibt
mehrere Qualifikationen, die erforderlich sind, um ein Verstellen
zu iniziieren und vollständig durchzuführen. Zuerst müssen Hoch
schaltungen mit einer minimalen Motorgeschwindigkeit iniziiert
werden, um störende erneute Schaltungen bei niedriger Leistung
und niedriger Geschwindigkeit zu verhindern. Es ist zu beachten,
daß Rückschaltungen nicht qualifiziert sind. Zweitens müssen
Hochschaltungen bei einer Motorgeschwindigkeit auftreten, die
gleich ist oder höher als diejenige, welche vom Leistungs
bedarfsignal gefordert wird. In gleicher Weise muß bei Rück
schaltungen die Motorgeschwindigkeit unterhalb des Leistungs
bedarfsignals liegen. Dies erfordert eine signifikante Verände
rung der Motorgeschwindigkeit für erneute Schaltungen, was zu
einem Hysterese-Effekt führt. Dies stellt sicher, daß die Lei
stung in der gewünschten Richtung weiterströmt. Es ist zu
beachten, daß dies auftritt, wenn die Taumelscheibe eine ihrer
maximalen Verschiebepositionen erreicht, ob dies nun antreibend
oder arbeitend (whether driving or working) ist. Drittens muß die
Kupplung in der richtigen Reihenfolge betätigt und gelöst werden.
Viertens muß das Lösen einer Kupplung nach einer gemessenen
Zeitperiode durchgeführt werden, um ein teilweises Unterdruck
setzen der betätigenden Kupplung zu ermöglichen.
Wenn der Taumelwinkel eine Verstellung iniziiert und die
Qualifizierungsbedingungen erfüllt sind, wird eine Kupplung unter
Druck gesetzt und eine andere gelöst. Nach dem Schalten der
Kupplung muß sich der Leistungsstrom durch die hydrostatische
Einheit umkehren, und der Verhältnisregler muß die Steuerlogik
zur variablen Getriebeeinheit umkehren. Auf diese Weise muß die
Taumelscheibe nicht nach jedem Verstellen zur gegenüberliegenden
maximalen Verschiebeposition bewegt werden. Das Getriebe 14
verändert dann sein Verhältnis weiter, bis die Taumelscheiben
position die maximale Verschiebeposition in der gegenüberlie
genden Richtung erreicht und ein anderes Verstellsignal iniziiert
wird. Diese Verstellfolge arbeitet in einer ähnlichen Weise
während des Herunterschaltens, mit der Ausnahme, daß die Folge
umgekehrt wird und die Qualifizierungsmittel unterschiedlich
sind. Sowohl die Hochschaltungen als auch Hinunterschaltungen
werden durchgeführt, wenn das Fahrzeug fährt, im Leerlauf rollt
oder bremst.
Claims (22)
1. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem für ein
Fahrzeugsystem, umfassend:
einen Motor (12) zum Antreiben des Fahrzeugsystems,
eine hydrostatische Einheit mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil, wobei das Eingangsteil und das Ausgangsteil jederzeit eine Drehzahl aufweisen,
wobei die hydrostatische Einheit eine variable Ver schiebekomponente mit einer Mehrzahl an Betriebsstel lungen umfaßt, wobei die Betriebsstellung der variablen Verschiebekomponente das Drehzahlverhältnis von Eingangsteil und Ausgangsteil bestimmt,
eine Mehrzahl von Kupplungen (38, 40, 42), welche betriebsmäßig mit der hydrostatischen Einheit gekoppelt sind, wobei die Kupplungen jeweils eine Einrückstellung und eine Ausrückstellung aufweisen,
eine Mehrzahl von Sensoren, welche betriebsmäßig dem Verstellsteuersystem zugeordnet sind zum Erfassen einer Mehrzahl von Betriebszuständen, umfassend die Motordrehzahl (26) den Leistungsbedarf (30) und die Stellung (32) der variablen Verschiebekomponente, und
einen Microcontroller (22), welcher betriebsmäßig mit den Sensoren und den Kupplungen gekoppelt ist zum Steuern der Stellung der variablen Verschiebekom ponente, des Einrückens und Ausrückens der Kupplungen und der Motordrehzahl beruhend auf den Betriebszu ständen, wobei der Microcontroller die Stellung der variablen Verschiebekomponente, das Ein- und Ausrücken der Kupplungen und die Motordrehzahl des Motors (12) auf der Basis verschiedener beschränkender Charakteristiken des Fahrzeugsystems steuert.
einen Motor (12) zum Antreiben des Fahrzeugsystems,
eine hydrostatische Einheit mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil, wobei das Eingangsteil und das Ausgangsteil jederzeit eine Drehzahl aufweisen,
wobei die hydrostatische Einheit eine variable Ver schiebekomponente mit einer Mehrzahl an Betriebsstel lungen umfaßt, wobei die Betriebsstellung der variablen Verschiebekomponente das Drehzahlverhältnis von Eingangsteil und Ausgangsteil bestimmt,
eine Mehrzahl von Kupplungen (38, 40, 42), welche betriebsmäßig mit der hydrostatischen Einheit gekoppelt sind, wobei die Kupplungen jeweils eine Einrückstellung und eine Ausrückstellung aufweisen,
eine Mehrzahl von Sensoren, welche betriebsmäßig dem Verstellsteuersystem zugeordnet sind zum Erfassen einer Mehrzahl von Betriebszuständen, umfassend die Motordrehzahl (26) den Leistungsbedarf (30) und die Stellung (32) der variablen Verschiebekomponente, und
einen Microcontroller (22), welcher betriebsmäßig mit den Sensoren und den Kupplungen gekoppelt ist zum Steuern der Stellung der variablen Verschiebekom ponente, des Einrückens und Ausrückens der Kupplungen und der Motordrehzahl beruhend auf den Betriebszu ständen, wobei der Microcontroller die Stellung der variablen Verschiebekomponente, das Ein- und Ausrücken der Kupplungen und die Motordrehzahl des Motors (12) auf der Basis verschiedener beschränkender Charakteristiken des Fahrzeugsystems steuert.
2. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem nach
Anspruch 1, bei dem eine beschränkende Charakteristik darin
besteht, dass während des Starts des Fahrzeugs und bei
niedrigen Geschwindigkeiten die Motordrehzahl als Funktion
der Stellung der variablen Verschiebekomponente und des
Systemdrucks gesteuert wird, indem die dem Motor zugeführte
Kraftstoffmenge begrenzt wird.
3. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine beschränkende
Charakteristik darin besteht, den Systemdruck bei niedrigen
Geschwindigkeiten auf einen maximalen Wert zu begrenzen.
4. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine beschränkende
Charakteristik darin besteht, den Motor an der Stelle der
optimalen Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu betreiben, indem
die Motordrehzahl mit dem Übersetzungsverhältnis auf einen
Wert geregelt wird, welcher zu demjenigen für den ausge
wählten Motorleistungsbedarf derart paßt, daß lediglich die
erforderliche Leistung zugeführt wird.
5. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine beschränkende
Charakteristik darin besteht, die maximale Getriebeaus
gangsdrehzahl zu steuern, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu
begrenzen.
6. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine beschränkende
Charakteristik darin besteht, daß unter einigen Betriebs
bedingungen die Motordrehzahl am besten bei einer fest
stehenden Drehzahl liegt, um andere Funktionen unabhängig
von der stufenlos veränderbaren Ausgabe zu betreiben.
7. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine beschränkende
Charakteristik darin besteht, daß während der Motorbremsung
die Motordrehzahl erhöht wird, ohne daß Kraftstoff
zugeführt wird, indem das Verhältnis der Eingangs- zur
Ausgangsdrehzahl des stufenlos veränderbaren Getriebes
verändert wird.
8. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die variable Ver
schiebekomponente der hydrostatischen Einheit eine Taumel
scheibe umfaßt.
9. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Steuer
hilfseinrichtung, die betriebsmäßig zwischen der variablen
Verschiebekomponente und dem Microcontroller zum Steuern
der Stellung der variablen Verschiebekomponente angeordnet
ist.
10. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem nach
Anspruch 9, ferner umfassend ein Steuerventil, welches
hydraulisch mit der Steuerhilfseinrichtung und elektrisch
mit dem Microcontroller gekoppelt ist, um die
Steuerhilfseinrichtung zu steuern.
11. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem nach
Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil
ein Vierwege-Proportionalventil umfaßt.
12. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Mehr
zahl von Kupplungssteuerventilen, wobei die Kupplungs
steuerventile jeweils hydraulisch mit einer der Kupplungen
und elektrisch mit dem Microcontroller gekoppelt sind zum
Steuern des Einrückens und Ausrückens der Mehrzahl von
Kupplungen.
13. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem nach
Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungs
steuerventile Dreiwegeventile umfassen.
14. Hydromechanisches Getriebeverstellsteuersystem nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mehrzahl von Sensoren einen Eingangsteildrehzahlsensor
und einen Ausgangsteildrehzahlsensor umfaßt.
15. Verfahren zum Steuern eines hydromechanischen Getriebe
systems für ein Fahrzeugsystem, umfassend die Schritte
- - Vorsehen einer hydrostatischen Einheit mit einer Ein gangswelle und einer Ausgangswelle, wobei die hydro statische Einheit eine variable Verschiebekomponente mit einer Mehrzahl an Betriebsstellungen umfaßt, wobei die Betriebsstellung der variablen Verschiebe komponente das Drehzahlverhältnis von Eingangsteil und Ausgangsteil bestimmt,
- - Vorsehen eines betriebsmäßig mit der hydrostatischen Einheit gekoppelten Motors,
- - Vorsehen einer Mehrzahl von betriebsmäßig mit dem hydromechanischen Getriebe gekoppelten Kupplungen, wobei die Kupplungen jeweils eine Einrückstellung und eine Ausrückstellung aufweisen,
- - Erfassen einer Mehrzahl von Betriebszuständen des Fahrzeugsystems, wobei die Betriebszustände die Stellung der variablen Verschiebekomponente, die Motordrehzahl und den Leistungsbedarf umfassen,
- - Vorsehen eines Microprozessors zum Empfangen und Ver arbeiten der Mehrzahl von Betriebszuständen,
- - Regulieren des Verhältnisses der Drehzahl der Ein gangswelle zur Drehzahl der Ausgangswelle beruhend auf den Betriebszuständen des Fahrzeugsystems, wie sie durch den Microprozessor empfangen und verarbeitet werden, derart, daß das Verhältnis für einen gegebenen Satz an Betriebszuständen optimal ist, und
- - wahlweises Steuern der Stellung der variablen Ver schiebekomponente, des Einrückens und Ausrückens der Mehrzahl von Kupplungen und der Motordrehzahl beruhend auf den Betriebszuständen des Fahrzeugsystems, wie sie durch den Microcontroller empfangen und verarbeitet werden, wobei der Microcontroller die Stellung der variablen Verschiebekomponente, das Ein- und Ausrücken der Kupplungen und die Motordrehzahl des Motors (12) auf der Basis verschiedener beschränkender Charakteristiken des Fahrzeugsystems steuert.
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem eine beschränkende
Charakteristik darin besteht, dass während des Starts des
Fahrzeugs und bei niedrigen Geschwindigkeiten die
Motordrehzahl als Funktion der Stellung der variablen Ver
schiebekomponente und des Systemdrucks gesteuert wird,
indem die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge begrenzt
wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem eine beschrän
kende Charakteristik darin besteht, den Systemdruck bei
niedrigen Geschwindigkeiten auf einen maximalen Wert zu
begrenzen.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem eine
beschränkende Charakteristik darin besteht, den Motor an
der Stelle der optimalen Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu
betreiben, indem die Motordrehzahl mit dem Übersetzungs
verhältnis auf einen Wert geregelt wird, welcher zu dem
jenigen für den ausgewählten Motorleistungsbedarf derart
paßt, daß lediglich die erforderliche Leistung zugeführt
wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei dem eine
beschränkende Charakteristik darin besteht, die maximale
Getriebeausgangsdrehzahl zu steuern, um die Fahrzeug
geschwindigkeit zu begrenzen.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei dem eine
beschränkende Charakteristik darin besteht, daß unter
einigen Betriebsbedingungen die Motordrehzahl am besten bei
einer feststehenden Drehzahl liegt, um andere Funktionen
unabhängig von der stufenlos veränderbaren Ausgabe zu
betreiben.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, bei dem eine
beschränkende Charakteristik darin besteht, daß während der
Motorbremsung die Motordrehzahl erhöht wird, ohne daß Kraft
stoff zugeführt wird, indem das Verhältnis der Eingangs
- zur Ausgangsdrehzahl des stufenlos veränderbaren Getriebes
verändert wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, bei dem die
variable Verschiebekomponente der hydrostatischen Einheit
eine Taumelscheibe umfaßt.
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