DE102004053533A1

DE102004053533A1 - Fahrzeugsteuerungssystem

Info

Publication number: DE102004053533A1
Application number: DE102004053533A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Hirakata Funato; Toshikazu Hirakata Okada; Shigeru Hirakata Yamamoto; Tomohiro Hirakata Nakagawa
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2005-08-25
Also published as: JP2005163782A; JP4315888B2; US20050101436A1; US7195580B2

Abstract

Fahrzeugsteuerungssystem, das einen Motor (2) und ein hydromechanisches Getriebe (1) aufweist und derart aufgebaut ist, dass die Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik festgelegt wird, die dem direkten Bereich entspricht, in dem eine Energieübertragung von einer Antriebswelle (3) auf eine Abtriebswelle (31) des hydromechanischen Getriebes (1) über eine mechanische Getriebeeinheit allein in einem bestimmten Motordrehzahlbereich durchgeführt wird, wobei ein Motorsteuerungsmittel (65) zur Steuerung des Motors (2) und Verzögerungsmittel (60) zum Ausgeben eines Verzögerungsbefehls entsprechend dessen Betätigungswertes vorgesehen sind, um den Motor (2) derart zu steuern, dass in Reaktion auf den Verzögerungsbefehl von dem Verzögerungsmittel (60) das Motorabtriebsdrehmoment reduziert wird, das einem bestimmten Motordrehzahlbereich entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuerungssystem für die Verwendung in einem Arbeitsfahrzeug, wie einer Planierraupe.

Es gibt bekannte Fahrzeugsteuerungssysteme mit einem Motor und einem hydromechanischen Getriebe (HMT), welches die Motorleistung von einer Antriebswelle über eine mechanische Getriebeeinheit und eine hydrostatische Getriebeeinheit auf eine Abtriebswelle überträgt (z.B. japanische Patentveröffentlichung Kokoku Nr. 62-31660). Da mechanische Energie mit hoher Effizienz übertragen werden kann, ist das für dieses Fahrzeugsteuerungssystem vorgesehene hydromechanische Getriebe derart aufgebaut, dass es nur einen Teil der mechanischen Energie in hydraulische Energie umwandelt, so dass es eine hohe Energieübertragungseffizienz erreichen kann. Ein solches hydromechanisches Getriebe wird als ideales Getriebe für Fahrzeuge betrachtet, die großen Belastungsschwankungen ausgesetzt sind, wie Planierraupen und Radladern, und wird tatsächlich in einigen Fahrzeugen eingesetzt.

Bei einem typischen hydromechanischen Getriebe (HMT) werden variable Drehzahlcharakteristika durch ein Planetenradgetriebe erreicht. Insbesondere wird eine Anordnung angewendet, bei der von drei Elementen des Planetenradgetriebes, d.h. dem Sonnenrad, dem Planetenradträger, der mit Planetenrädern versehen ist, und dem Hohlrad, ein erstes Element mit der Antriebswelle gekuppelt ist, ein zweites Element mit der Abtriebswelle gekuppelt ist, und ein drittes Element mit einer Hydraulikpumpe oder einem Hydraulikmotor gekuppelt ist. Die Drehzahl der Hydraulikpumpe oder des Hydraulikmotors wird verändert, wodurch sich die Drehzahl der Antriebswelle verändert.

Herkömmlich gibt es im Wesentlichen zwei Typen von hydromechanischen Getrieben. Bei einem „Abtriebsverzweigungstyp" ist eine Hydraulikpumpe oder ein Hydraulikmotor, welche über einen Hydraulikkreis mit einer anderen Hydraulikpumpe oder einem anderen Hydraulikmotor verbunden sind, die ihrerseits mit dem Planetenradgetriebe gekuppelt sind, mit der Antriebswelle des Getriebes gekuppelt, um ein konstantes Übersetzungsverhältnis zu erreichen. Bei einem „Antriebsverzweigungstyp" ist eine Hydraulikpumpe oder ein Hydraulikmotor, welche über einen Hydraulikkreis mit einer anderen Hydraulikpumpe oder einem anderen Hydraulikmotor verbunden sind, die ihrerseits mit dem Planetenradgetriebe gekuppelt sind, mit der Abtriebswelle des Getriebes gekuppelt, um ein konstantes Übersetzungsverhältnis zu erreichen. Ferner sind der Abtriebsverzweigungstyp und der Antriebsverzweigungstyp jeweils in sechs Typen entsprechend der Kupplung der drei Elemente des Planetenradgetriebes mit der Hydraulikpumpe, dem Hydraulikmotor oder der Antriebs- und Antriebswelle klassifiziert, und insgesamt sind 12 Typen als Basiskombinationen verfügbar.

Die herkömmlichen hydromechanischen Getriebe des Abtriebsverzweigungstyps und des Antriebsverzweigungstyps werden nachfolgend ausführlicher beschrieben.

12(a) zeigt ein Schema eines hydromechanischen Getriebes des Abtriebsverzweigungstyps. Bei dem HMT des Abtriebsverzweigungstyps 100 ist ein erstes Zahnrad 103 an einer Antriebswelle 102 befestigt, die von einem Motor 101 angetrieben wird. Ein zweites Zahnrad 104, das mit dem ersten Zahnrad 103 in Eingriff steht, ist an einer Welle 105a einer ersten Pumpe/Motor 105 befestigt. An der Antriebswelle 102 ist ferner ein Sonnenrad 107 eines Planetenradgetriebes 106 befestigt. Eine Mehrzahl von Planetenrädern 108 sind derart angeordnet, dass sie mit dem Umfang des Sonnenrades 107 in Eingriff stehen. Jedes Planetenrad 108 ist an einem Planetenradträger 109 axial abgestützt, an dem eine Abtriebswelle 110 befestigt ist. Ein Hohlrad 111 steht mit dem Umfang des Planetenradsatzes 108 in Eingriff. Mit dem Umfang des Hohlrades 111 steht ein drittes Zahnrad 112 in Eingriff, welches an einer Welle 113a einer zweiten Pumpe/Motor 113 befestigt ist. Bei dieser Anordnung ist die erste Pumpe/Motor 105 über eine Leitung 114 mit der zweiten Pumpe/Motor 113 hydraulisch verbunden.

Bei einem derartigen System ist, wenn die Drehzahl der zweiten Pumpe/Motor 113, d.h. die Drehzahl des Hohlrades 111 Null ist, die hydraulisch übertragene Energie Null, so dass die gesamte Energie durch die mechanische Einheit übertragen wird. Auf der Basis der Drehzahl der Abtriebswelle 110 zu diesem Zeitpunkt wird der Betrieb dieses Systems beschrieben.

(1) Wenn die Drehzahl der Abtriebswelle 110 ansteigt, nimmt die zweite Pumpe/Motor 113 mittels Hydraulikdruck Antriebsenergie auf und wird dann aktiviert, um die Drehzahl der Abtriebswelle 110 zu erhöhen. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet die erste Pumpe/Motor 105 als eine Pumpe, wohingegen die zweite Pumpe/Motor 113 als ein Motor arbeitet, so dass Energie mittels Hydraulikdruck von der ersten Pumpe/Motor 105 auf die zweite Pumpe/Motor 113 übertragen wird. Dann wird die Leistung, die in Form von hydraulischer Energie übertragen wird, Plus (+), wie durch die Linie A-B in 12(b) gezeigt ist, und die hydraulische Energie fließt in einer Vorwärtsrichtung, d.h. von der Antriebswelle 102 zum Planetenradgetriebe 106.
(2) Wenn die Drehzahl der Abtriebswelle 110 sinkt, nimmt die zweite Pumpe/Motor 113 Antriebsenergie von dem Planetenradgetriebe 106 auf und dreht sich in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung im Fall (1). Zu diesem Zeitpunkt arbeitet die zweite Pumpe/Motor 113 als eine Pumpe, wohingegen die erste Pumpe/Motor 105 als ein Motor arbeitet, so dass Energie mittels Hydraulikdruck von der zweiten Pumpe/Motor 113 auf die erste Pumpe/Motor 105 übertragen wird. Dann wird die Leistung, die in Form von hydraulischer Energie übertragen wird, Minus (–), wie durch die Linie A-C in 12(b) gezeigt ist, und die hydraulische Energie fließt in einer Rückwärtsrichtung, d.h. von dem Planetenradgetriebe 106 zu der Antriebswelle 102.

13(a) zeigt ein HMT des Antriebsverzweigungstyps 200, bei dem das Planetenradgetriebe 106 an der Seite der Antriebswelle 102 angeordnet ist, wohingegen die erste Pumpe/Motor 105 an der Seite der Abtriebswelle 110 angeordnet ist. In 13(a) sind die Teile, die im Wesentlichen gleich oder in der Funktion im Wesentlichen gleich denen des in 12(a) gezeigten Getriebes 100 sind, durch dieselben Bezugszeichen wie in 12(a) bezeichnet, und deren ausführliche Beschreibung wird weggelassen.

Das HMT des Antriebsverzweigungstyps 200 ist wie folgt aufgebaut.

(1) Wenn die Drehzahl der Abtriebswelle 110 ansteigt, arbeitet die zweite Pumpe/Motor 113 als ein Motor, während die erste Pumpe/Motor 105 als eine Pumpe arbeitet, so dass Energie mittels Hydraulikdruck von der ersten Pumpe/Motor 105 auf die zweite Pumpe/Motor 113 übertragen wird. Dann wird die Leistung, die in Form von hydraulischer Energie übertragen wird, Minus (–), wie durch die Linie A-D in 13(b) gezeigt ist, und die hydraulische Energie fließt in einer Rückwärtsrichtung, d.h. von der Abtriebswelle 110 zum Planetenradgetriebe 106.
(2) Wenn die Drehzahl der Antriebswelle 110 sinkt, nimmt die zweite Pumpe/Motor 113 Antriebsenergie von dem Planetenradgetriebe 106 auf und dreht sich in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung im Fall (1). Zu diesem Zeitpunkt arbeitet die zweite Pumpe/Motor 113 als eine Pumpe, wohingegen die erste Pumpe/Motor 105 als ein Motor arbeitet, so dass Energie mittels Hydraulikdruck von der zweiten Pumpe/Motor 113 auf die erste Pumpe/Motor 105 übertragen wird. Dann wird die Leistung, die in Form von hydraulischer Energie übertragen wird, Plus (+), wie durch die Linie A-E in 13(b) gezeigt ist, und die hydraulische Energie fließt in einer Vorwärtsrichtung, d.h. von dem Planetenradgetriebe 106 zu der Abtriebswelle 110.

Somit treten sowohl bei dem HMT des Abtriebsverzweigungstyps als auch bei dem HMT des Antriebsverzweigungstyps Energieflüsse in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung im Drehzahlerhöhungsbereich und im Drehzahlreduzierungsbereich auf. Die Energieübertragungseffizienz wird in diesem Fall anhand des HMT des Abtriebsverzweigungstyps 100 geprüft, das zum Beispiel in 12 gezeigt ist. Hierbei ist die Übertragungseffizienz der mechanischen Einheit 95%, und die Übertragungseffizienz der hydrostatischen Einheit ist 80%, wobei im Allgemeinen dort, wo Pumpen-Motoren verwendet werden, die Übertragungseffizienz gering ist. Zum einfachen Vergleich wird angenommen, dass die Größe der Motorleistung 1,0 ist und die hydrostatische Einheit mit einem Drittel der Motorleistung angetrieben wird.

14(a) zeigt den Fall, in dem hydraulische Energie in Vorwärtsrichtung fließt. Insbesondere fließt ein Drittel (ein Anteil von 0,333) der von dem Motor 101 abgegebenen Energie zu der hydrostatischen Einheit, um die Drehzahl zu erhöhen. Auf die Abtriebswelle 110 wird von der mechanischen Einheit ein Energieanteil von 0,633 [(1-1/3) × 0,95] und von der hydrostatischen Einheit ein Energieanteil von 0,267 (0,333 × 0,8) übertragen. Infolgedessen ist die Gesamteffizienz 0,9 (0,633 + 0,267). Der Fall, in dem hydraulische Energie in Rückwärtsrichtung fließt, ist in 14(b) gezeigt. In diesem Fall wird an die mechanische Einheit ein Energieanteil von 1,267 (1 + 0,267) abgegeben, und ein Energieanteil von 1,20 (1,267 × 0,95) wird übertragen, so dass die Gesamteffizienz 0,870 (1,20 – 0,333) ist.

Wie eben beschrieben, tritt, wenn hydraulische Energie in Rückwärtsrichtung fließt, ein großer Energiefluss in jedem Element auf, woraus eine schlechte Effizienz resultiert. In anderen Worten ist ein hydraulischer Energiefluss in Vorwärtsrichtung besser als ein hydraulischer Energiefluss in Rückwärtsrichtung. Wie aus 14(a) und 14(b) ersichtlich ist, steigt, wenn ein Teil der Energie in Rückwärtsrichtung fließt, die durch die mechanische Einheit hindurchtretende Energie an, und somit muss die Größe des Planetenradgetriebes erhöht werden, was zu einem Nachteil in der Wirtschaftlichkeit führt.

Um dieses Problem der herkömmlichen HMT des Abtriebsverzweigungstyps und des Antriebsverzweigungstyps zu lösen, wurde ein Getriebe vorgeschlagen, das als HMT des Abtriebsverzweigungstyps arbeiten kann, wenn die Drehzahl der Abtriebswelle erhöht wird, und das als HMT des Antriebsverzweigungstyps arbeiten kann, wenn die Drehzahl der Abtriebswelle reduziert wird. Dieses Getriebe, das nachfolgend als HMT des umschaltbaren Abtriebs/Antriebsverzweigungstyps bezeichnet wird, hat mehrere Vorteile dadurch, dass zum Beispiel die in Form von hydraulischer Energie übertragene Leistung unabhängig von der Drehzahl der Abtriebswelle auf Plus gehalten werden kann, um einen konstanten hydraulischen Energiefluss in Vorwärtsrichtung zu ermöglichen, und dass eine erhöhte Energieeffizienz in allen Drehzahlbereichen von niedriger bis hoher Drehzahl erreicht werden kann.

Ein Fahrzeugsteuerungssystem mit einem Motor und dem oben beschriebenen HMT des umschaltbaren Abtriebs/Antriebsverzweigungstyps ist wie folgt aufgebaut. Das Gangschalten wird derart durchgeführt, dass, wie in 15 gezeigt ist, ein Motorabtriebsdrehmomentwert T_Q, der einer Motordrehzahl N_Q in einem niedrigen Drehzahlbereich entspricht, als ein Antriebsdrehmomentwert festgelegt wird, und das HMT des Abtriebs/Antriebsverzweigungstyps erzeugt von dessen Abtriebswelle ein Abtriebsdrehmoment, welches zu einer Zugkraft passt, die für eine Belastung erforderlich ist, während der Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird. Dann wird eine Linie der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik (durch die strichpunktierte Linie WL_Q in 15 dargestellt) in dem niedrigeren Drehzahlbereich auf der Basis des oben beschriebenen Gangschaltvorgangs festgelegt. Gleichermaßen wird ein Gangschalten derart durchgeführt, dass ein Motorabtriebsdrehzahlwert T_H, der einer Motordrehzahl N_H in einem höheren Drehzahlbereich entspricht, als ein Antriebsdrehmomentwert festgelegt wird, und das HMT des umschaltbaren Abtriebs/Antriebsverzweigungstyps erzeugt von dessen Abtriebswelle ein Abtriebsdrehmoment, welches zu der Zugkraft passt, die für eine Belastung erforderlich ist, während der Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird. Dann wird eine Linie der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik (durch die strichpunktierte Linie WL_H in 15 dargestellt) in dem höheren Drehzahlbereich auf der Basis des oben beschriebenen Gangschaltvorgangs festgelegt. Ferner wird ein direkter Bereich, welcher ein Motordrehzahlbereich zwischen der Motordrehzahl N_Q in dem niedrigeren Drehzahlbereich und der Motordrehzahl N_H in dem höheren Drehzahlbereich ist und in welchem die Energieübertragung von der Antriebswelle auf die Antriebswelle durch die mechanische Getriebeeinheit allein in dem HMT des umschaltbaren Abtriebs/Antriebsverzweigungstyps durchgeführt wird, in einem häufig verwendeten Bereich in dem Charakteristikdiagramm gebildet, das die Beziehung zwischen der Zugkraft und der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt, und eine Linie der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik (durch die durchgehende Linie WL_G in 15 gezeigt), die dem direkten Bereich entspricht, wird festgelegt.

Außerdem ist die Linie WL_Q der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem niedrigeren Drehzahlbereich zur Verwendung für ein HMT des Antriebsverzweigungstyps bestimmt, wohingegen die Linie WL_H der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem höheren Drehzahlbereich zur Verwendung für ein HMT des Abtriebsverzweigungstyps bestimmt ist. Die „Gesamtdrehzahlsteuerung" zur Steuerung der Motordrehzahl in allen Drehzahlbereichen, wie durch die Regelungslinien RL₀ bis RL₆ in 15 angezeigt ist, wird für die Motorsteuerung angewendet, da bei der Gesamtdrehzahlsteuerung Motordrehzahlschwankungen infolge von Variationen in der Belastung wahrscheinlich weniger auftreten, und daher kann eine hohe Stabilität sichergestellt werden. Es wird angemerkt, dass in 15 die Motordrehzahl N_Q in dem niedrigeren Drehzahlbereich eine Motordrehzahl ist, die dem maximalen Drehzahlpunkt des Motors entspricht, wohingegen die Motordrehzahl N_H in dem höheren Drehzahlbereich eine Motordrehzahl ist, die dem Nenndrehzahlpunkt des Motors entspricht (d.h. der Abtriebsdrehmomentpunkt, bei dem der Abtrieb des Motors ein Nennabtrieb ist). Der Punkt, welcher durch die Motordrehzahl N_Q in dem niedrigeren Drehzahlbereich, der mit dem Festlegen der Linie WL_Q der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem niedrigeren Drehzahlbereich verbunden ist, und durch den Motorabtriebsdrehmomentwert T_Q bestimmt ist, welcher der Motordrehzahl N_Q in dem niedrigeren Drehzahlbereich entspricht, wird nachfolgend als „Anpassungspunkt M_Q in dem niedrigeren Drehzahlbereich" bezeichnet. Der Punkt, welcher durch die Motordrehzahl N_H in dem höheren Drehzahlbereich, der mit dem Festlegen der Linie WL_H der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem höheren Drehzahlbereich verbunden ist, und durch den Motorabtriebsdrehmomentwert T_H bestimmt ist, welcher der Motordrehzahl N_H in dem höheren Drehzahlbereich entspricht, wird nachfolgend als „Anpassungspunkt M_H in dem höheren Drehzahlbereich" bezeichnet.

Bei dem Fahrzeugsteuerungssystem mit dem HMT des umschaltbaren Abtriebs/Antriebsverzweigungstyps tritt jedoch das Problem auf, dass der Anpassungspunkt M_Q in dem unteren Drehzahlbereich und der Anpassungspunkt M_H in dem höheren Drehzahlbereich in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet sein müssen, um den direkten Bereich wirksam zu bilden, und dass die Gesamtdrehzahlsteuerung für die Motorsteuerung angewendet wird. Besonders, wo ein Ausgleichspunkt Q zwischen einer Zugkraft F_Q, die für eine Belastung erforderlich ist, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V_Q auf der Linie WL_Q der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik liegt, stimmt der Motor mit dem HMT des umschaltbaren Abtriebs/Antriebsverzweigungstyps in dem Anpassungspunkt M_Q in dem niedrigeren Drehzahlbereich überein, selbst wenn die Öffnung der Motordrosselklappe in Verbindung mit dem Verzögerungsvorgang des Bremspedals oder dergleichen reduziert wird, so dass die gegenwärtige Regelungslinie von der Regelungslinie RL₀ für die volle Drosselung zu der Regelungslinie RL₄, welche durch den Anpassungspunkt M_Q in dem niedrigeren Drehzahlbereich verläuft, mittels der Regelungslinien RL₁, RL₂ und RL₃ verschoben wird. Daher kann die Abtriebsdrehzahl des HMT des umschaltbaren Abtriebs/Antriebsverzweigungstyps durch die Verschiebung der Regelungslinie nicht verändert werden. Kurz gesagt, bei diesem Fahrzeugsteuerungssystem tritt das Problem auf, dass es einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich gibt, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht schnell absinken kann, selbst wenn die Öffnung der Motordrosselklappe in Verbindung mit der Verzögerung reduziert wird.

Mit der Erfindung wird ein Fahrzeugsteuerungssystem geschaffen, welches zum schnellen Durchführen der Verzögerung in allen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen und zum Festlegen eines direkten Bereichs geeignet ist, wo Energie von dem Motor über die mechanische Getriebeeinheit allein in dem hydromechanischen Getriebe übertragen wird.

Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch ein Fahrzeugsteuerungssystem mit einem Motor und einem hydromechanischen Getriebe, das derart aufgebaut ist, dass Energie des Motors von einer Antriebswelle über eine mechanische Getriebeeinheit und eine hydrostatische Getriebeeinheit auf eine Abtriebswelle übertragen wird, wobei das Gangschalten derart durchgeführt wird, dass das hydromechanische Getriebe von dessen Antriebswelle ein Abtriebsdrehmoment erzeugt, welches zu einer Zugkraft passt, die für eine Belastung erforderlich ist, während ein Motorabtriebsdrehmomentwert, der einer Motordrehzahl in einem niedrigeren Drehzahlbereich des Motors entspricht, als ein Antriebsdrehmomentwert festgelegt wird und der Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird, und wobei eine Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem niedrigeren Drehzahlbereich auf der Basis des Gangschaltens festgelegt wird, wobei das Gangschalten derart durchgeführt wird, dass das hydromechanische Getriebe von dessen Abtriebswelle ein Abtriebsdrehmoment erzeugt, welches zu einer Zugkraft passt, die für eine Belastung erforderlich ist, während ein Motorabtriebsdrehmomentwert, der einer Motordrehzahl in einem höheren Drehzahlbereich des Motors entspricht, als ein Antriebsdrehmomentwert festgelegt wird und der Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird, und wobei eine Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem höheren Drehzahlbereich auf der Basis des Gangschaltens festgelegt wird, und wobei eine Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik festgelegt wird, die einem direkten Bereich entspricht, welcher ein Motordrehzahlbereich zwischen der Motordrehzahl in dem niedrigeren Drehzahlbereich und der Motordrehzahl in dem höheren Drehzahlbereich ist, in welchem Leistung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle über die mechanische Getriebeeinheit allein übertragen wird, wobei das Fahrzeugsteuerungssystem ferner Motorsteuerungsmittel zur Steuerung des Motors und Verzögerungsmittel zum Ausgeben eines Verzögerungsbefehls entsprechend dessen Betätigungswertes aufweist, und wobei das Motorsteuerungsmittel ausgebildet ist, um den Motor derart zu steuern, dass in Reaktion auf den Verzögerungsbefehl von dem Verzögerungsmittel das Motorabtriebsdrehmoment reduziert wird, welches einem Motordrehzahlbereich entspricht, der die Motordrehzahl in dem niedrigeren Drehzahlbereich und die Motordrehzahl in dem höheren Drehzahlbereich umfasst.

Gemäß der Erfindung wird, wie in 9 gezeigt ist, das Gangschalten derart durchgeführt, dass das hydromechanische Getriebe von dessen Abtriebswelle ein Abtriebsdrehmoment erzeugt, welches zu einer Zugkraft passt, die für eine Belastung erforderlich ist, während ein Motorabtriebsdrehmomentwert T_Q, der einer Motordrehzahl N_Q in einem niedrigeren Drehzahlbereich des Motors entspricht, als ein Antriebsdrehmomentwert festgelegt wird und dieser Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird, wobei eine Linie WL_Q der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem niedrigeren Drehzahlbereich auf der Basis des Gangschaltens festgelegt wird. Außerdem wird das Gangschalten derart durchgeführt, dass das hydromechanische Getriebe von dessen Abtriebswelle ein Abtriebsdrehmoment erzeugt, welches zu einer Zugkraft passt, die für eine Belastung erforderlich ist, während ein Motorabtriebsdrehmomentwert T_H, der einer Motordrehzahl N_H in einem höheren Drehzahlbereich des Motors entspricht, als ein Antriebsdrehmomentwert festgelegt wird und der Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird, wobei eine Linie WL_H der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem höheren Drehzahlbereich auf der Basis des Gangschaltens festgelegt wird. Außerdem wird ein direkter Bereich gebildet, welcher ein Motordrehzahlbereich zwischen der Motordrehzahl N_Q in dem niedrigeren Drehzahlbereich und der Motordrehzahl N_H in dem höheren Drehzahlbereich ist, in welchem Leistung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle über die mechanische Getriebeeinheit allein in dem hydromechanischen Getriebe übertragen wird. Dann wird eine Linie WL_G der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik festgelegt, die dem direkten Bereich entspricht.

Gemäß der Erfindung sind ferner Motorsteuerungsmittel zur Steuerung des Motors und Verzögerungsmittel zum Ausgeben eines Verzögerungsbefehls entsprechend dessen Betätigungswertes vorgesehen. In Reaktion auf einen Verzögerungsbefehl von dem Verzögerungsmittel reduziert das Motorsteuerungsmittel das Motorabtriebsdrehmoment, welches einem Motordrehzahlbereich entspricht, der die Motordrehzahl N_Q in dem niedrigeren Drehzahlbereich und die Motordrehzahl N_H in dem höheren Drehzahlbereich umfasst (siehe die durch die gestrichelte Linie in 9 dargestellte Linie des Motorabtriebsdrehmoments). Dementsprechend werden die Linie WL_Q der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem niedrigeren Drehzahlbereich, die Linie WL_G der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik, die dem direkten Bereich entspricht, und die Linie WL_H der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem höheren Drehzahlbereich jeweils zu einem niedrigeren Zugkraftbereich in dem Diagramm der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in 9 verschoben [(WL_Q; WL_G; WL_H) → (WL_Q'; WL_G'; WL_H')], und die Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch Bestimmung einer Zugkraft (F_Q; F_G; F_H) bestimmt wird, die für eine Belastung erforderlich ist, wird in allen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen schnell reduziert [(V_Q → V_Q'); (V_G → V_G'); (V_H → V_H')]. Gemäß der Erfindung kann die Verzögerung in allen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen schnell durchgeführt werden, und ein direkter Bereich kann festgelegt werden, in dem Leistung von dem Motor über die mechanische Getriebeeinheit allein in dem hydromechanischen Getriebe übertragen wird.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 ein Schema eines Fahrzeugsteuerungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

2 ein Steuerblockdiagramm des Fahrzeugsteuerungssystems gemäß der Ausführungsform der Erfindung;

3(a) bis 3(c) jeweils eine Aufstellung zur Steuerung der Sollmotordrehzahl gemäß der Ausführungsform der Erfindung;

4 ein Diagramm der Fahrzeugzugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik gemäß der Ausführungsform;

5 ein Flussdiagramm eines Vorgangs, der von einer Steuereinrichtung während der Fahrzeugverzögerung durchgeführt wird;

6 ein Diagramm (1) zur Erläuterung des Grundprinzips der Steuerung der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik;

7 ein Diagramm (2) zur Erläuterung des Grundprinzips der Steuerung der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik;

8 ein Diagramm (3) zur Erläuterung des Grundprinzips der Steuerung der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik;

9 ein Diagramm (4) zur Erläuterung des Grundprinzips der Steuerung der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik;

10 ein Diagramm der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik zur Erläuterung der Verzögerung, die von dem Fahrzeugsteuerungssystem der Ausführungsform durchgeführt wird;

11 ein Diagramm der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik zur Erläuterung eines Zustandes, in dem eine maximale Geschwindigkeit durch Maximalgeschwindigkeitseinstellmittel eingestellt ist;

12(a) und 12(b) ein Schema bzw. ein Diagramm der Charakteristik der übertragenen Leistung eines HMT des Abtriebsverzweigungstyps mit zwei Pumpen/Motoren;

13(a) und 13(b) ein Schema bzw. ein Diagramm der Charakteristik der übertragenen Leistung eines HMT des Antriebsverzweigungstyps mit zwei Pumpen/Motoren;

14(a) und 14(b) Schemen zur Erläuterung des Unterschiedes in der Effizienz zwischen den Energieflüssen; und

15 die Beziehung zwischen einer Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik und der Gesamtdrehzahlsteuerung in einem HMT des umschaltbaren Abtriebs/Antriebsverzweigungstyps.

Mit Bezug auf die Zeichnung wird ein Fahrzeugsteuerungssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.

1 ist ein Schema eines Fahrzeugsteuerungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bei der Ausführungsform wird ein Antriebssystem eines Raupenkettenfahrzeuges, wie einer Planierraupe, verwendet, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt.
Das Fahrzeugsteuerungssystem gemäß der Ausführungsform der Erfindung weist einen Dieselmotor 2 und ein hydromechanisches Getriebe 1 (nachfolgend als Getriebe 1 bezeichnet) auf, das die Leistung des Motors 2 von dessen Antriebswelle über eine mechanische Getriebeeinheit und eine hydrostatische Getriebeeinheit auf dessen Abtriebswelle überträgt.
An dem Motor 2 ist ein Kraftstoffeinspritzsystem 2a des Akkumulatortyps (common rail) montiert. Das Kraftstoffeinspritzsystem 2a selbst ist wohl bekannt und wird daher nicht ausführlich erläutert. Das Kraftstoffeinspritzsystem 2a ist derart gestaltet, dass es Kraftstoff mittels einer Kraftstoffförderpumpe in einen Akkumulator fördert und durch Öffnen/Schließen eines Solenoidsteuerventils aus einer Einspritzdüse spritzt. Die Kraftstoffeinspritzcharakteristika werden von einem Antriebssignal bestimmt, das von einer später beschriebenen Steuereinrichtung 40 an das Solenoidsteuerventil gesendet wird, so dass gewünschte Einspritzcharakteristika für alle Drehzahlen des Motors 2 vom Niedrigdrehzahlbereich bis zum Hochdrehzahlbereich erreicht werden können. Bei der Ausführungsform bildet ein so genanntes elektronisch gesteuertes Einspritzsystem, das aus dem Kraftstoffeinspritzsystem 2a, der Steuereinrichtung 40 und verschiedenen Sensoren (die typischerweise einen später beschriebenen Motordrehzahlsensor 50 umfassen) zusammengesetzt ist, ein Motorsteuerungssystem 65 (Motorsteuerungsmittel). Bei einem solchen elektronisch gesteuerten Einspritzsystem wird eine Solleinspritzcharakteristik durch digitale Werte aufgestellt, wodurch die später beschriebenen Motorcharakteristika erreicht werden.
Bei dem Getriebe 1 ist ein erstes Zahnrad 4 an einer Antriebswelle 3 befestigt, die von einem Motor 2 angetrieben wird. Das erste Zahnrad 4 steht mit einem zweiten Zahnrad 5 in Eingriff, das über einen Synchronisiermechanismus (Kupplungsmechanismus) 6 mit einer Welle 7a einer ersten Pumpe/Motor 7 gekuppelt werden kann. Der Synchronisiermechanismus 6 ist zwischen dem zweiten Zahnrad 5 und einem fünften Zahnrad 17 (später beschrieben) zum selektiven Synchronisieren der Drehung der Welle 7a mit der Drehung des zweiten Zahnrades 5 oder der Drehung des fünften Zahnrades 17 während des Schaltvorgangs angeordnet.
Zwischen der Antriebswelle 3 und einer Zwischenabtriebswelle 8, die auf derselben Achslinie ausgerichtet sind, ist ein Planetenradgetriebe 9 zum Gangschalten angeordnet. An der Antriebswelle 3 sind ein Sonnenrad 10 des Planetenradgetriebes 9 zum Gangschalten drehbar abgestützt und ein Planetenradträger 12 zum axialen Abstützen einer Mehrzahl von Planetenrädern 11 befestigt. Ein drittes Zahnrad 13 mit großem Durchmesser ist einstückig mit dem Sonnenrad 10 gekuppelt. Ein viertes Zahnrad 14 steht mit dem Umfang des dritten Zahnrades 13 in Eingriff und ist an einer Welle 15a einer zweiten Pumpe/Motor 15 befestigt. Ein Hohlrad 16 steht mit dem Umfang des Planetenradsatzes 11 in Eingriff. An dem Hohlrad 16 ist die Zwischenabtriebswelle 8 befestigt. Das fünfte Zahnrad 17 steht mit dem Umfang des Hohlrades 16 in Eingriff und ist an der Welle 7a der ersten Pumpe/Motor 7 drehbar und axial abgestützt. Die erste Pumpe/Motor 7 und die zweite Pumpe/Motor 15 sind über eine Hydraulikleitung 18 miteinander verbunden.
Die Zwischenabtriebswelle 8 ist mit einem Rückwärtsplanetenradgetriebe 19 und einem Vorwärtsplanetenradgetriebe 20 des Einfachplanetentyps versehen. Das Rückwärtsplanetenradgetriebe 19 ist aus einem Sonnenrad 21, das an der Zwischenabtriebswelle 8 befestigt ist, einem Hohlrad 22, das an der Außenseite des Sonnenrades 21 liegt, einem Planetenrad 23, das zwischen dem Sonnenrad 21 und dem Hohlrad 22 liegt und mit diesen in Eingriff steht, und einem Planetenradträger 25 zusammengesetzt, der das Planetenrad 23 abstützt und von einer hydraulischen Rückwärtskupplung 24 hydraulisch gebremst werden kann. Das Vorwärtsplanetenradgetriebe 20 ist aus einem Sonnenrad 26, das an der Zwischenabtriebswelle 8 befestigt ist, einem Hohlrad 28, das an der Außenseite des Sonnenrades 26 liegt und von einer hydraulischen Vorwärtskupplung 27 hydraulisch gebremst werden kann, einem Planetenrad 29, das zwischen dem Sonnenrad 26 und dem Hohlrad 28 liegt und mit diesen in Eingriff steht, und einem Planetenradträger 30 zusammengesetzt, der das Planetenrad 29 abstützt und einstückig mit dem Hohlrad 22 des Rückwärtsplanetenradgetriebes 19 verbunden ist.
Der Planetenradträger 30 ist mit der Antriebswelle 31 gekuppelt, welche ihrerseits über ein Kegelrad mit einer hydraulischen Steuerungseinheit 32 gekuppelt ist, die an einer Querwelle angeordnet ist. Die Steuerungseinheit 32 ist mit einem rechten und einem linken Enduntersetzungsgetriebe 33 gekuppelt. Die von der Antriebswelle 31 auf die Querwelle übertragene Energie wird dann auf ein rechtes und ein linkes Kettenrad für den Antrieb einer rechten bzw. linken Raupenkette über die Steuerungseinheit 32, die Enduntersetzungsgetriebe 33 und anderes übertragen.
Bei dem Getriebe 1 gemäß der Ausführungsform ist, wenn die Welle 7a der ersten Pumpe/Motor 7 über den Synchronisiermechanismus 6 mit dem zweiten Zahnrad 5 gekuppelt ist, die erste Pumpe/Motor 7 an der Seite der Antriebswelle 3 positioniert, so dass das Getriebe 1 als ein HMT des Abtriebsverzweigungstyps arbeitet (siehe 12). Wenn die Welle 7a der ersten Pumpe/Motor 7 mit dem fünften Zahnrad 17 gekuppelt ist, ist die erste Pumpe/Motor 7 an der Seite der Zwischenabtriebswelle 8 positioniert, so dass das Getriebe 1 als ein HMT des Antriebsverzweigungstyps arbeitet (siehe 13).
Wenn die Welle 7a der ersten Pumpe/Motor 7 mit der Seite des zweiten Zahnrades 5 gekuppelt ist, d.h. wenn die Drehzahl der Zwischenabtriebswelle 8 an der Drehzahlerhöhungsseite ist, arbeitet die erste Pumpe/Motor 7 als Pumpe, während die zweite Pumpe/Motor 15 als Motor arbeitet. Daher fließt Energie mittels Hydraulikdruck von der ersten Pumpe/Motor 7 zu der zweiten Pumpe/Motor 15. In anderen Worten fließt hydraulische Energie in einer Vorwärtsrichtung von der Antriebswelle 3 zu der Zwischenabtriebswelle 8. Dementsprechend wird Energie von dem Motor 2 an den Planentenradträger 12 abgegeben, und Energie von der zweiten Pumpe/Motor 15, die als Motor arbeitet, wird an das Sonnenrad 10 abgegeben, während Rotationsenergie von dem Planetenradträger 12 an die Antriebswelle (Welle 7a) der ersten Pumpe/Motor 7, die als Pumpe arbeitet, und von dem Hohlrad 16 an die Zwischenabtriebswelle 8 abgegeben wird.
Andererseits arbeitet, wenn die Welle 7a der ersten Pumpe/Motor 7 mit der Seite des fünften Zahnrades 17 gekuppelt ist, d.h. wenn die Drehzahl der Zwischenabtriebswelle 8 an der Drehzahlminderungsseite ist, die erste Pumpe/Motor 7 als Motor, während die zweite Pumpe/Motor 15 als Pumpe arbeitet. Daher fließt Energie mittels Hydraulikdruck von der zweiten Pumpe/Motor 15 zu der ersten Pumpe/Motor 7. In anderen Worten fließt hydraulische Energie in einer Vorwärtsrichtung von der Antriebswelle 3 zu der Zwischenabtriebswelle 8. Dementsprechend wird Energie von dem Motor 2 an den Planetenradträger 12 abgegeben, und Energie von der ersten Pumpe/Motor 7, die als Motor arbeitet, wird an das Hohlrad 16 abgegeben, während Rotationsenergie von dem Sonnenrad 10 an die Antriebswelle (Welle 15a) der zweiten Pumpe/Motor 15, die als Pumpe arbeitet, und von dem Hohlrad 16 an die Zwischenabtriebswelle 8 abgegeben wird.
Nun wird mit Bezug auf das Blockdiagramm aus 2 die Grundstruktur der Steuerungseinheit des Fahrzeugsteuerungssystems gemäß der Ausführungsform der Erfindung erläutert.
In dem in 2 gezeigten Steuerblockdiagramm ist die Antriebswelle des Motors 2 mit einem Motordrehzahlsensor 50 zum Erfassen der Istdrehzahl der Antriebswelle des Motors 2 versehen, während die Abtriebswelle (d.h. die Zwischenabtriebswelle 8) der Differentialeinheit (d.h. des Planetenradgetriebes 9) mit einem Getriebeabtriebswellendrehzahlsensor 51 zum Erfassen der Istdrehzahl der Abtriebswelle der Differentialeinheit versehen ist. Ein Gaspedal 52 zum Festlegen eines Drosselklappenwertes für den Motor 2 ist mit einem Gaspedal-Positionssensor 53 zum Erfassen der Position des Gaspedals 52 versehen. Ein Vorwärts/Rückwärtsschalthebel 54 zum Schalten zwischen Vorwärts und Rückwärts ist mit einem Vorwärts/Rückwärtsschalthebel-Positionssensor 55 zum Erfassen der Vorwärts (F)-, Neutral (N)- und Rückwärts (R)-Position des Vorwärts/Rückwärtsschalthebels 54 versehen. Ein Maximalgeschwindigkeitseinstellhebel 56 (Maximalgeschwindigkeitseinstellmittel) zum Einstellen einer Maximalgeschwindigkeit für das Fahrzeug ist mit einem Maximalgeschwindigkeitseinstellhebel-Positionssensor 57 zum Erfassen der Position des Maximalgeschwindigkeitseinstellhebels 56 versehen. Die Welle 7a der ersten Pumpe/Motor 7 ist mit einem erste Pumpe/Motor-Drehzahlsensor 58 zum Erfassen der Istdrehzahl der Welle 7a versehen, während die Welle 15a der zweiten Pumpe/Motor 15 mit einem zweiten Pumpe/Motor-Drehzahlsensor 59 zum Erfassen der Istdrehzahl der Welle 15a versehen ist. Eine Bremseinrichtung 60 (Verzögerungsmittel) zum Abbremsen des Fahrzeuges ist mit einem Bremspedalbetätigungswertsensor 62 zum Erfassen des Betätigungswertes eines Bremspedals 61 versehen, das per Fuß betätigt wird. Die Eingaben an die Steuereinrichtung 40 sind (a) ein Motordrehzahlsignal von dem Motordrehzahlsensor 50, (b) ein Getriebeabtriebswellendrehzahlsignal von dem Getriebeabtriebswellendrehzahlsensor 51, (c) ein Gaspedalpositionssignal (Drosselsignal) von dem Gaspedal-Positionssensor 53, (d) ein Vorwärts/Rückwärts-Schalthebel-Positionssignal (Vorwärts/Rückwärts-Schaltsignal) von dem Vorwärts/Rückwärts-Schalthebel-Positionssensor 55, (e) ein Maximalgeschwindigkeitseinstellhebel-Positionssignal (Maximalgeschwindigkeitseinstellsignal) von dem Maximalgeschwindigkeitseinstellhebel-Positionssensor 57, (f) ein erste Pumpe/Motor-Drehzahlsignal von dem erste Pumpe/Motor-Drehzahlsensor 58, (g) ein zweite Pumpe/Motor-Drehzahlsignal von dem zweite Pumpe/Motor-Drehzahlsensor 59, und (h) ein Bremspedalbetätigungswertsignal (Verzögerungssignal) von dem Bremspedalbetätigungswertsensor 62.
Die Steuereinrichtung 40 ist aus einem Prozessor (CPU) zum Ausführen eines bestimmten Programms, einem Festspeicher (ROM) zum Speichern dieses Programms und verschiedener Tabellen und Aufstellungen, und einem beschreibbaren Speicher zusammengesetzt, der als ein Arbeitsspeicher dient, der zur Ausführung des Programms notwendig ist. In Erwiderung auf das Motordrehzahlsignal, das Getriebeabtriebswellendrehzahlsignal, das Gaspedal-Positionssignal (Drosselsignal), das Vorwärts/Rückwärts-Schalthebel-Positionssignal (Vorwärts/Rückwärts-Schaltsignal), das Maximalgeschwindigkeitseinstellhebel-Positionssignal (Maximalgeschwindigkeitseinstellsignal), das erste Pumpe/Motor-Drehzahlsignal und das zweite Pumpe/Motor-Drehzahlsignal führt die Steuereinrichtung 40 arithmetische Operationen durch Ausführung des Programms durch. Dann sendet die Steuereinrichtung 40 ein Schaltsteuerungssignal an ein Gangschaltventil 41 zum Schalten zwischen der hydraulischen Vorwärts- und Rückwärtskupplung 27 und 24. Die Steuereinrichtung 40 sendet auch ein Winkelsteuerungssignal an einen Stellantrieb 42 zur Steuerung des Taumelscheibenwinkels der ersten Pumpe/Motor 7 des Verstelltyps und an einen Stellantrieb 43 zur Steuerung des Taumelscheibenwinkels der zweiten Pumpe/Motor 15 des Verstelltyps. Ferner sendet die Steuereinrichtung 40 ein Umschaltsignal an ein Schaltventil 44 zum Bewegen der Hülse (nicht gezeigt) des Synchronisiermechanismus 6.
Bei der Steuereinrichtung 40 speichert der ROM Aufstellungen zur Steuerung der Sollmotordrehzahl (siehe 3(a) bis 3(c)), welche die Beziehung zwischen der Sollmotordrehzahl (Soll für die Istdrehzahl des Motors 2) und dem Bremshub (Betätigungswert des Bremspedals 61). Durch Nachsehen in den Aufstellungen zur Steuerung der Sollmotordrehzahl kann anhand eines von dem Bremspedalbetätigungswertsensor 62 gesendeten Eingabesignals eine Sollmotordrehzahl entsprechend eines Bremshubs festgelegt werden. Es wird angemerkt, dass in der folgenden Beschreibung die in 3(a) gezeigte Aufstellung zur Steuerung der Sollmotordrehzahl mit (A) bezeichnet wird, die in 3(b) gezeigte Aufstellung zur Steuerung der Sollmotordrehzahl mit (B) bezeichnet wird, und die in 3(c) gezeigte Aufstellung zur Steuerung der Sollmotordrehzahl mit (C) bezeichnet wird.
Durch Verwendung der folgenden Gleichung (1) berechnet die Steuereinrichtung 40 einen Sollwert (Sollübersetzungsverhältnis) für das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 1 (Verhältnis der Drehzahl der Zwischenabtriebswelle 8 zu der Drehzahl der Antriebswelle 3 (Motordrehzahl), wobei der Sollwert ermöglicht, dass die Istdrehzahl des Motors 2 mit der Sollmotordrehzahl übereinstimmt. E = e + k (n – N) (1)wobei E ein Sollübersetzungsverhältnis ist, e ein Istübersetzungsverhältnis ist, k eine Konstante ist, n eine Istmotordrehzahl ist, und N eine Sollmotordrehzahl ist.
Ein Winkelsteuerungssignal, welches das Istübersetzungsverhältnis e mit einem Sollübersetzungsverhältnis E in Übereinstimmung bringt, wird von der Steuereinrichtung 40 an den Stellantrieb 42, 43 gesendet.
Wenn die Sollmotordrehzahl N durch die Betätigung der Bremseinrichtung 60 von einem ersten Wert auf einen niedrigeren zweiten Wert geändert wird, gibt die Steuereinrichtung 40 ein Antriebssignal an das Kraftstoffeinspritzsystem 2a ab, um das Abtriebsdrehmoment des Motors zu reduzieren, während das Verhältnis des Betrages der Änderung ΔT des Abtriebsdrehmoments des Motors zu dem Betrag der Änderung der Sollmotordrehzahl konstant oder im Wesentlichen konstant gehalten wird. In Reaktion auf ein Verzögerungssignal (Verzögerungsbefehl), das von der Bremseinrichtung 60 gesendet wird, gibt die Steuereinrichtung 40 ein Antriebssignal an das Kraftstoffeinspritzsystem 2a ab, um das Motorabtriebsdrehmoment zu reduzieren, welches einem Motordrehzahlbereich mit einer Motordrehzahl N_Q (später beschrieben) in einem niedrigeren Drehzahlbereich und einer Motordrehzahl N_H (später beschrieben) in einem höheren Drehzahlbereich entspricht. Wenn eine maximale Geschwindigkeit, die durch den Maximalgeschwindigkeitseinstellhebel 56 eingestellt wird, innerhalb eines Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs liegt, der einem später beschriebenen direkten Bereich entspricht, gibt die Steuereinrichtung 40 ein Antriebssignal an das Kraftstoffeinspritzsystem 2a ab, um die Drehzahl des Motors zu steuern und die eingestellte Maximalgeschwindigkeit anzupassen. Außerdem, wenn die Maximalgeschwindigkeit, die durch den Maximalgeschwindigkeitseinstellhebel 56 eingestellt wird, innerhalb des Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs ist, der einer Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik WL_Q (später beschrieben) in dem niedrigeren Drehzahlbereich und einer Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik WL_H (später beschrieben) in dem höheren Drehzahlbereich entspricht, gibt die Steuereinrichtung 40 ein Winkelsteuersignal an die Stellantriebe 42, 43 ab, um das Übersetzungsverhältnis und die eingestellte Maximalgeschwindigkeit anzupassen.
Als nächstes werden die Umschaltsteuerung des Schaltventils 44, der Vorgang, der von der Steuereinrichtung 40 während der Fahrzeugverzögerung durchgeführt wird, und das Grundprinzip der Steuerung der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in der Reihenfolge mit Bezug auf 4, auf das Flussdiagramm in 5, und auf 6 bis 9 beschrieben.
Mit Bezug auf 4 wird die Umschaltsteuerung des Schaltventils 44 beschrieben.
Wie in dem Diagramm in 4 gezeigt ist, wird auf der Basis der Zugkraft und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die aus einem Eingabesignal von dem Motordrehzahlsensor 50 berechnet werden, ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich (Bereich (1)) für den Bereich von einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die einem maximalen Drehmomentpunkt T_M des Motors 2 entspricht, zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt, die einem Nenndrehmomentpunkt T_N entspricht (Abtriebsdrehmomentpunkt, bei dem der Abtrieb des Motors 2 eine Nennleistung ist). Der Bereich (1) ist der Bereich (direkter Bereich), wo die Drehung der zweiten Pumpe/Motor 15 gestoppt wird, d.h. die Leistungsübertragung wird durch die mechanische Einheit allein durchgeführt. Wenn aus Eingabesignalen von dem Motordrehzahlsensor 50 und dem Getriebeabtriebswellendrehzahlsensor 51 erfasst wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit von dem Bereich (1) auf die Seite der Drehzahlerhöhung geschaltet wurde, d.h. dass die Fahrzeuggeschwindigkeit in einen Bereich (Bereich (2)) eingetreten ist, der die Fahrzeuggeschwindigkeit überschreitet, die dem Nenndrehmomentpunkt T_N entspricht, wird dann die erste Pump/Motor 7 mit dem zweiten Zahnrad 5 (Seite der Antriebswelle 3) gekuppelt, so dass das Getriebe 1 als ein Getriebe des Abtriebsverzweigungstyps arbeitet. Andererseits, wenn aus Eingabesignalen von dem Motordrehzahlsensor 50 und dem Getriebeabtriebswellendrehzahlsensor 51 erfasst wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit von dem Bereich (1) auf die Seite der Drehzahlverringerung geschaltet wurde, d.h. dass die Fahrzeuggeschwindigkeit in einen niedrigeren Bereich (Bereich (3)) als der Fahrzeuggeschwindigkeit eingetreten ist, die dem maximalen Drehmomentpunkt T_M entspricht, wird dann die erste Pumpe/Motor 7 mit dem fünften Zahnrad 17 (Seite der Zwischenabtriebswelle 8) gekuppelt, so dass das Getriebe 1 als ein Getriebe des Antriebsverzweigungstyps arbeitet. Es wird angemerkt, dass in der folgenden Beschreibung der Bereich, in dem das Getriebe 1 als ein Getriebe des Abtriebsverzweigungstyps arbeitet, als Abtriebsverzweigungsbereich bezeichnet wird, während der Bereich, in dem das Getriebe 1 als ein Getriebe des Antriebsverzweigungstyps arbeitet, als Antriebsverzweigungsbereich bezeichnet wird. In 4 zeigt das Diagramm der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik einen Zustand, in dem die Bremseinrichtung 60 nicht betätigt ist. Die Wendepunkte für die Bereiche (1), (2) und (3), welche durch den maximalen Drehmomentpunkt T_M und den Nenndrehmomentpunkt T_N spezifiziert sind, werden geschaltet, wie später während der Betätigung der Bremseinrichtung 60 beschrieben ist.
Mit Bezug auf 5 wird der Vorgang beschrieben, der von der Steuereinrichtung 40 während der Verzögerung des Fahrzeuges durchgeführt wird.
Schritt S1: Es wird geprüft, ob ein Verzögerungssignal (Bremspedalbetätigungswertsignal) von dem an der Bremseinrichtung 60 vorgesehenen Bremspedalbetätigungswertsensor 62 eingegeben wurde, und der Betätigungswert des Bremspedals wird erfasst. Wenn ein Verzögerungssignal eingegeben wurde, fährt das Programm mit Schritt S2 fort.
Schritt S2 bis S5: In Schritt S2 wird bestimmt, welcher Betriebsbereich des Getriebes 1 platziert war, wenn das Verzögerungssignal eingegeben wurde. Dieses Bestimmen, das dem Betriebsbereich zugeordnet ist, wird unabhängig von dem Vorhandensein/Fehlen eines Verzögerungssignals konstant durchgeführt. Das Getriebe 1 wird in dem Antriebsverzweigungsbereich (Bereich (3) in 4) betrieben, gerade nachdem das Fahrzeug gestartet wurde. Das Sollübersetzungsverhältnis E, welches ermöglicht, dass das Volumenverhältnis der ersten Pumpe/Motor 7 Null wird, wird als ein Referenzübersetzungsverhältnis e_c angesehen. Wenn das Istübersetzungsverhältnis e das Referenzübersetzungsverhältnis e_c überschritten hat, wird bestimmt, dass der Betriebsbereich, in welchem das Getriebe 1 betrieben wird, von dem Antriebsverzweigungsbereich in den direkten Bereich (Bereich (1) in 4) geändert wurde. Wenn bestimmt wird, dass das Getriebe 1 im direkten Bereich betrieben wurde, wenn das Verzögerungssignal eingegeben war, wird in Schritt S3 die in 3(b) gezeigte Aufstellung zur Steuerung der Sollmotordrehzahl (B) gelesen. Die Aufstellung zur Steuerung der Sollmotordrehzahl (B) stellt eine obere Grenzdrehzahl N_H und eine untere Grenzdrehzahl N_Q für den Betätigungswert des Bremspedals 61, d.h. den Bremshub bereit, wenn das Getriebe 1 im direkten Bereich betrieben wird. Wenn die Istdrehzahl n des Motors niedriger als die untere Grenzdrehzahl N_Q ist, während das Getriebe 1 im direkten Bereich betrieben wird, wird der Betriebsbereich des Getriebes 1 in den Antriebsverzweigungsbereich geändert. Wenn die Istmotordrehzahl n höher als die obere Grenzdrehzahl N_H ist, wird der Betriebsbereich des Getriebes 1 in den Abtriebsverzweigungsbereich (Bereich (2) in 4) geändert. Wenn das Istübersetzungsverhältnis e niedriger als das Referenzübersetzungsverhältnis e_c ist, wenn das Getriebe 1 im Abtriebsverzweigungsbereich arbeitet, wird der Betriebsbereich in den direkten Bereich geändert. Wenn bestimmt wird, dass ein Verzögerungssignal eingegeben wurde und das Getriebe 1 im Antriebsverzweigungsbereich arbeitet, wird dann in Schritt S4 die in 3(c) gezeigte Aufstellung zur Steuerung der Sollmotordrehzahl (C) gelesen. Wenn bestimmt wird, dass ein Verzögerungssignal eingegeben wurde und das Getriebe 1 im Abtriebsverzweigungsbereich arbeitet, wird dann in Schritt S5 die in 3(a) gezeigte Aufstellung zur Steuerung der Sollmotordrehzahl gelesen.
Schritt S6 bis S7: Wenn das Getriebe 1 im direkten Bereich betrieben wird, wird in Schritt S6 ein Antriebssignal an das Kraftstoffeinspritzsystem 2a abgegeben, um den Abtrieb des Motors entsprechend dem Betätigungswert des Bremspedals 61 zu reduzieren. Wenn das Getriebe 1 im Antriebsverzweigungs- oder Abtriebsverzweigungsbereich betrieben wird, wird die Sollmotordrehzahl N auf der Basis der Aufstellung zur Steuerung der Sollmotordrehzahl geändert, welche in Schritt S4 oder S5 gelesen wurde. Zusammen mit der Änderung der Sollmotordrehzahl N wird in Schritt S7 ein Antriebssignal in das Kraftstoffeinspritzsystem 2a eingegeben, um das Abtriebsdrehmoment des Motors zu reduzieren, während das Verhältnis ΔT/ΔN des Betrages der Änderung ΔT des Abtriebsdrehmoments des Motors zu dem Betrag der Änderung ΔN der Sollmotordrehzahl im Wesentlichen konstant ist. Es ist auch möglich, den Schritt S7 weiter nach dem Schritt S3 im Lichte der Konsistenz der Steuerung auszuführen, die in allen Betriebsbereichen des Getriebes 1 durchgeführt wird. In diesem Falle ist die Sollmotordrehzahl in den Aufstellungen zur Steuerung der Sollmotordrehzahl (A) und (B) durch gestrichelte Linien dargestellt. Der durch jede gestrichelte Linie dargestellte Teil wird in dem Diagramm entsprechend der auf das Getriebe 1 ausgeübten Belastung nach rechts oder links verschoben.
Schritt S8 bis S10: In Schritt S8 wird das Sollübersetzungsverhältnis E auf der Basis des Istübersetzungsverhältnisses e des Getriebes 1, der Istmotordrehzahl n und der Sollmotordrehzahl N in der vorhergehenden Gleichung (1) [E = e + k (n – N)] berechnet. In Schritt S9 bis S10 wird ein Winkelsteuerungssignal zur Reduzierung der Differenz zwischen dem berechneten Sollübersetzungsverhältnis E und dem Istübersetzungsverhältnis e an die Stellantriebe 42, 43 abgegeben, bis das Istübersetzungsverhältnis e gleich dem Sollübersetzungsverhältnis E ist. Zusammenfassend wird, wenn die hydrostatische Getriebeeinheit des HMT arbeitet, die Bremseinrichtung derart gesteuert, dass der Betrag der Kraftstoffeinspritzung durch den Betrieb des Bremspedals reduziert wird und gleichzeitig die Sollmotordrehzahl für das HMT verringert wird.
Mit Bezug auf 6 bis 9 wird das Grundprinzip der Steuerung der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik beschrieben.
Bei der Steuereinrichtung 40 berechnet die CPU nach dem Festlegen eines Sollwertes N_a für die Istdrehzahl des Motors 2 einen Sollwert für das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 1 auf der Basis der vorhergehenden Gleichung (1), so dass die Istmotordrehzahl des Motors 2 mit dem Sollwert N_a übereinstimmt. Dann wird der berechnete Sollwert für das Übersetzungsverhältnis als das Sollübersetzungsverhältnis E festgelegt, und die Steuereinrichtung 40 gibt ein Winkelsteuerungssignal an die Stellantriebe 42, 43 ab, damit das Istübersetzungsverhältnis e des Getriebes 1 mit dem Sollübersetzungsverhältnis E übereinstimmt. Anschließend führt das Getriebe 1 ein Gangschalten (Drehmomentumkehr) durch, so dass ein Motorabtriebsdrehmomentwert, der dem Sollwert N_a entspricht, als ein Antriebsdrehmomentwert festgelegt wird und das Getriebe 1 von dessen Zwischenabtriebswelle 8 ein Abtriebsdrehmoment erzeugt, welches der Zugkraft F entspricht, die für die ausgeübte Belastung erforderlich ist, während der Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird. Dann wird eine Linie WL_a der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik auf der Basis des oben beschriebenen Gangschaltvorgangs festgelegt (siehe 6). Gleichermaßen führt, wenn die Sollmotordrehzahl N durch die Betätigung der Bremseinrichtung 60 von einem Sollwert N_a auf einen niedrigeren anderen Sollwert N_b als dem Sollwert N_a geändert wird, das Getriebe 1 ein Gangschalten (Drehmomentumkehr) durch, so dass ein Motorabtriebsdrehmomentwert, der dem Sollwert N_b entspricht, als ein Antriebsdrehmomentwert festgelegt wird und das Getriebe 1 von dessen Zwischenabtriebswelle 8 ein Abtriebdrehmoment erzeugt, welches der Zugkraft F entspricht, die für die ausgeübte Belastung erforderlich ist, während der Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird. Dann wird eine Linie WL_b der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik auf der Basis des oben beschriebenen Gangschaltvorgangs festgelegt (siehe 6).
Wenn die Sollmotordrehzahl N von dem Sollwert N_a auf den unteren Sollwert N_b geändert wird, gibt die Steuereinrichtung 40 ein Antriebssignal an das Kraftstoffeinspritzsystem 2a ab, um das Abtriebsdrehmoment des Motors zu reduzieren, während das Verhältnis ΔT/ΔN konstant oder im Wesentlichen konstant gehalten wird. Das Verhältnis ΔT/ΔN ist das Verhältnis des Betrages der Änderung ΔT (T_a – T_b) des Motorabtriebsdrehmomentwertes zu dem Betrag der Änderung ΔN (N_a – N_b) der Sollmotordrehzahl N, das heißt die durchschnittliche Änderungsrate (Neigung, die durch die Linie a – b dargestellt ist) des Motorabtriebsdrehmoments im Übergangsbereich (zwischen N_a und N_b) der Sollmotordrehzahl N. Dementsprechend variiert die Motorabtriebsdrehmomentcharakteristik von der durch TL_a in 6 dargestellten Linie der Motorabtriebsdrehmomentcharakteristik (nur der wesentliche Teil ist gezeigt) zu der durch TL_b in 6 dargestellten Linie der Motorabtriebsdrehmomentcharakteristik (nur der wesentliche Teil ist gezeigt). Infolgedessen wird auch die Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik zu der Linie WL_b der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik verschoben, welche in dem Niedriggeschwindigkeitsbereich des Diagramms der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in 6 als die Linie WL_a der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik dargestellt ist. Dann wird die Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch Bestimmen der für die Belastung erforderlichen Zugkraft F ermittelt wird, reduziert (V_a → V_b).
Durch Festlegen einer durch NL in 7 dargestellten Linie der Sollmotordrehzahlübergangscharakteristik (nur der wesentliche Teil ist gezeigt), in anderen Worten durch Steuerung des Betrages der Reduzierung des Motorabtriebsdrehmoments in Bezug auf den Betrag der Änderung der Sollmotordrehzahl bei der oben beschriebenen Motorsteuerung wird eine andere Linie WL_b' der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in einem Bereich festgelegt, welcher niedriger als die Linie WL_a der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik hinsichtlich der Zugkraft und Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Diagramm der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in 7 ist.
Danach wird die in 7 dargestellte Steuerung der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik (TL₀ → TL₁, TL₁ → TL₂, TL₂ → TL₃, ... TL_(n–3) → TL_(n–2) → TL_(n–2) → TL_(n–1), TL_(n–1) → TL_n), wie in 8 gezeigt ist, in jeder von n Zonen durchgeführt, in die der Sollmotordrehzahlübergangsbereich (N_A – N_B) eingeteilt ist, und die Anzahl von Zonen n wird auf das Maximum erhöht. Infolgedessen wird der Punkt (nachfolgend als Anpassungspunkt bezeichnet), der durch den Motorabtriebsdrehmomentwert spezifiziert ist, der dem Motordrehzahlwert entspricht, wenn die gegenwärtige Sollmotordrehzahl des Motors 2 mit der Istmotordrehzahl übereinstimmt, auf einer Linie NL der Sollmotordrehzahlübergangscharakteristik verschoben, welche auf der Basis der Aufstellung zur Steuerung der Sollmotordrehzahl festgelegt wird (M₀ → M₁ → M₂ → M₃ ... M_(n–3) → M_(n–2) → M_(n–1)→ M_n). Daher kann eine Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik jeweils für den Niedriglast/Hochgeschwindigkeitsbereich, den Niedriglast/Niedriggeschwindigkeitsbereich und den Hochlast/Niedriggeschwindigkeitsbereich des Diagramms der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in 8 durch Festlegen der Linie NL der Sollmotordrehzahlübergangscharakteristik, d.h. durch Festlegen der Aufstellung zur Steuerung der Sollmotordrehzahl (siehe die durch WL₃, WL_n und WL_(n–3) dargestellten Linien der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik) festgelegt werden.
Wenn die Bremseinrichtung 60 in einem Zustand betätigt wird, in dem die in 9 gezeigte Zufkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik festgelegt ist, wird die folgende Steuerung durch das Motorsteuerungssystem 65 in Reaktion auf ein Verzögerungssignal (Verzögerungsbefehl) durchgeführt, das von der Bremseinrichtung 60 abgegeben wird. Die durch NL_Q und NL_H in 9 bezeichneten Linien sind Linien der Übergangscharakteristik für die Sollmotordrehzahlen, die auf der Basis der in 3(a) bis 3(b) gezeigten Aufstellungen zur Steuerung der Sollmotordrehzahl festgelegt sind.
Besonders werden bei der in 9 gezeigten Steuerung der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik die Steuerung des Taumelscheibenwinkels der Stellantriebe 42, 43 und die Umschaltsteuerung des Schaltventils 44 (später beschrieben) mittels der Steuereinrichtung 40 durchgeführt, so dass das Gangschalten derart durchgeführt wird, dass, während ein Motorabtriebsdrehmomentwert T_Q, welcher der Motordrehzahl N_Q entspricht, in dem niedrigeren Drehzahlbereich des Motors 2 als ein Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird, das Getriebe 1 von der Zwischenabtriebswelle 8 ein Abtriebsdrehmoment erzeugt, das zu der Zugkraft passt, die für die Belastung erforderlich ist, und die Linie WL_Q der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem niedrigeren Drehzahlbereich wird auf der Basis dieses Gangschaltvorgangs festgelegt. Gleichermaßen wird das Gangschalten derart durchgeführt, dass, während ein Motorabtriebsdrehmomentwert T_H, welcher der Motordrehzahl N_H entspricht, in dem höheren Drehzahlbereich des Motors 2 als ein Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird, das Getriebe 1 von der Zwischenabtriebswelle 8 ein Abtriebsdrehmoment erzeugt, das zu der Zugkraft passt, die für die Belastung erforderlich ist, und eine Linie WL_H der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem höheren Drehzahlbereich wird auf der Basis dieses Gangschaltvorgangs festgelegt. Außerdem wird der direkte Bereich gebildet, welcher ein Motordrehzahlbereich ist, der zwischen der Motordrehzahl N_Q in dem niedrigeren Drehzahlbereich und der Motordrehzahl N_H in dem höheren Drehzahlbereich liegt und in welchem die Leistungsübertragung von der Antriebswelle 3 auf die Zwischenabtriebswelle 8 durch die mechanische Getriebeeinheit nur in dem Getriebe 1 durchgeführt wird. Außerdem wird eine Linie WL_Q der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik festgelegt, die dem direkten Bereich entspricht.
Wenn die Verzögerung von der Bremseinrichtung 60 in dem Zustand durchgeführt wird, in dem die in 9 gezeigte Zugkraft-Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik festgelegt ist, arbeitet das Motorsteuerungssystem 65 in Reaktion auf ein Verzögerungssignal von der Bremseinrichtung 60, um das Motorabtriebsdrehmoment entsprechend dem Motordrehzahlbereich zu reduzieren, der die Motordrehzahl N_Q in dem niedrigeren Drehzahlbereich und die Motordrehzahl N_H in dem höheren Drehzahlbereich umfasst (siehe die Linie des Motorabtriebsdrehmoments, die durch die gestrichelte Linie in 9 dargestellt ist). Daher werden die Linie WL_Q der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem niedrigeren Drehzahlbereich, die Linie WL_Q der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik, die dem direkten Bereich entspricht, und die Linie WL_H der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem höheren Drehzahlbereich jeweils in einen niedrigeren Zugkraftbereich in dem Diagramm der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in 9 verschoben [(WL_Q; WL_G; WL_H) → (WL_Q'; WL_G'; WL_H')], und die Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch Bestimmung der Zugkraft bestimmt wird, die für die Belastung erforderlich ist, wird in allen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen reduziert [(V_Q → V_Q'); (V_G → V_G'); (V_H → V_H')
Bei der Ausführungsform ist, wenn die Bremseinrichtung 60 in Betrieb ist, die Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzsystems 2a derart festgelegt, wie in 10 gezeigt ist, dass die Motorabtriebsdrehmomentcharakteristik, die dem Motordrehzahlbereich zwischen einer Motordrehzahl (N_Q1, N_Q2, N_Q3 ... N_Qn) in einem niedrigeren Drehzahlbereich und einer Motordrehzahl (N_H1, N_H2 ... N_Hn) in einem höheren Drehzahlbereich entspricht, derart ist, dass ein konstanter oder im Wesentlichen konstanter Übergang der Motorleistung ermöglicht wird, d.h. eine Motorabtriebsdrehmomentcharakteristik, welche die Gleichleistungsregelung erfüllt (siehe die Linie des Motorabtriebsdrehmoments, die durch die gestrichelte Linie in 10 dargestellt ist). In dieser Weise wird der übermäßige Abtrieb des Motors reduziert, um die Kraftstoffkosten zu reduzieren.
Es wird angemerkt, dass ein Punkt, der durch eine Motordrehzahl in einem niedrigeren Drehzahlbereich, die durch eine Linie der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem niedrigeren Drehzahlbereich festgelegt ist, und einen Motorabtriebsdrehmomentwert bestimmt wird, der dieser Motordrehzahl in dem niedrigeren Drehzahlbereich entspricht, nachfolgend als Anpassungspunkt in dem niedrigeren Drehzahlbereich bezeichnet wird, während ein Punkt, der durch eine Motordrehzahl in einem höheren Drehzahlbereich, die durch eine Linie der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem höheren Drehzahlbereich festgelegt ist, und einen Motorabtriebsdrehmomentwert bestimmt wird, der dieser Motordrehzahl in dem höheren Drehzahlbereich entspricht, nachfolgend als Anpassungspunkt in dem höheren Drehzahlbereich bezeichnet wird.
Mit Bezug auf das Diagramm der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in 10 wird der Betrieb des Fahrzeugsteuerungssystems gemäß der Ausführungsform während der Fahrzeugverzögerung im Lichte des Grundprinzips der zuvor beschriebenen Steuerung der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik beschrieben.
Mit Bezug auf 9 wird die Verzögerung innerhalb des Antriebsverzweigungsbereichs beschrieben.
In dem in 10 gezeigten Diagramm der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik werden die Steuerung des Taumelscheibenwinkels der Stellantriebe 42, 43 und die Umschaltsteuerung des Schaltventils 44 (später beschrieben) durchgeführt, so dass das Gangschalten derart vorgenommen wird, dass, während ein Motorabtriebsdrehmomentwert T_Q0, der einer Motordrehzahl N_Q0 in einem niedrigeren Drehzahlbereich des Motors 2 entspricht, als ein Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird, das Getriebe 1 von der Zwischenabtriebswelle 8 ein Abtriebsdrehmoment erzeugt, das zu der Zugkraft passt, die für die Belastung erforderlich ist, und eine Linie WL_Q0 der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem niedrigeren Drehzahlbereich, die auf diesem Gangschaltvorgang basiert, wird als der Antriebsverzweigungsbereich festgelegt. Gleichermaßen wird ein Gangschalten derart durchgeführt, dass, während ein Motorabtriebsdrehmomentwert T_H0, der einer Motordrehzahl N_H0 in einem höheren Drehzahlbereich des Motors 2 entspricht, als ein Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird, das Getriebe 1 von der Zwischenabtriebswelle 8 ein Abtriebsdrehmoment erzeugt, das zu der Zugkraft passt, die für die Belastung erforderlich ist, und eine Linie WL_H0 der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem höheren Drehzahlbereich, die auf diesem Gangschaltvorgang basiert, wird als der Abtriebsverzweigungsbereich festgelegt. Außerdem wird der direkte Bereich gebildet, welcher ein Motordrehzahlbereich ist, der zwischen der Motordrehzahl N_Q0 in dem niedrigeren Drehzahlbereich und der Motordrehzahl N_H0 in dem höheren Drehzahlbereich liegt, und in welchem die Leistungsübertragung von der Antriebswelle 3 auf die Zwischenabtriebswelle 8 von der mechanischen Getriebeeinheit nur in dem Getriebe 1 durchgeführt wird. Außerdem wird eine Linie WL_G0 der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik festgelegt, die dem direkten Bereich entspricht. Ferner werden die durch NL_Q und NL_H in 10 dargestellten Linien der Sollmotordrehzahlübergangscharakteristik entsprechend der Aufstellung zur Steuerung der Sollmotordrehzahl in 3(a) bis 3(c) festgelegt.
Mit der somit festgelegten Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik wird, wenn das Bremspedal 61 der Bremseinrichtung 60 niedergedrückt wird, bis der Betätigungswert des Pedals zum Beispiel etwa 60% des Gesamthubs erreicht, ein Anpassungspunkt in dem niedrigeren Drehzahlbereich von einem Punkt M_Q0 zu einem Punkt M_Q2 über einen Punkt M_Q1 auf der Linie NL_Q der Sollmotordrehzahlübergangscharakteristik verschoben, während ein Anpassungspunkt in dem höheren Drehzahlbereich von einem Punkt M_H0 zu einem Punkt M_H2 über einen Punkt M_H1 auf der Linie NL_H der Sollmotordrehzahlübergangscharakteristik verschoben wird. Infolgedessen wird die Linie WL_Q0 der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem niedrigeren Drehzahlbereich, welche durch den Anpassungspunkt M_Q0 in dem niedrigeren Drehzahlbereich als der Antriebsverzweigungsbereich festgelegt ist, zu einer Linie WL_Q2 der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik verschoben, welche über eine durch WL_Q1 dargestellte Linie der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik durch den Anpassungspunkt M_Q2 als der Antriebsverzweigungsbereich festgelegt ist. Gleichermaßen wird die Linie WL_H0 der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem höheren Drehzahlbereich, welche durch den Anpassungspunkt M_H0 in dem höheren Drehzahlbereich als der Antriebsverzweigungsbereich festgelegt ist, zu einer Linie WL_H2 der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik verschoben, welche über eine durch WL_H1 dargestellte Linie der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik durch den Anpassungspunkt M_H2 als der Abtriebsverzweigungsbereich festgelegt ist. Gleichzeitig wird die Linie WL_G0 der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik, welche dem direkten Bereich zwischen dem Anpassungspunkt M_Q0 in dem niedrigeren Drehzahlbereich und dem Anpassungspunkt M_H0 in dem höheren Drehzahlbereich entspricht, über eine durch WL_G1 dargestellte Linie der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik zu einer Linie WL_G2 der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik verschoben. Wenn der Ausgleichspunkt zwischen einer Zugkraft F_Q, die für die Belastung erforderlich ist, und der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik auf der Linie der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik des Antriebsverzweigungsbereichs liegt, wird der Ausgleichspunkt durch den zuvor beschriebenen Verzögerungsvorgang (Q₀ → Q₁ → Q₂) zu der Seite der niedrigeren Drehzahl verschoben, und die Fahrzeuggeschwindigkeit wird von V_Q0 über V_Q1 auf V_Q2 reduziert. Wenn der Ausgleichspunkt zwischen einer Zugkraft F_G, die für die Belastung erforderlich ist, und der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik auf der Linie der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik des direkten Bereichs liegt, wird der Ausgleichspunkt durch den oben beschriebenen Verzögerungsvorgang (G₀ → G₁) zu der Seite der niedrigeren Drehzahl verschoben, und die Fahrzeuggeschwindigkeit wird von V_G0 auf V_G1 reduziert. Wenn der Ausgleichspunkt zwischen einer Zugkraft F_H, die für die Belastung erforderlich ist, und der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik auf der Linie der Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik des Abtriebsverzweigungsbereichs liegt, wird der Ausgleichspunkt durch den oben beschriebenen Verzögerungsvorgang (H₀ → H₁) zu der Seite der niedrigeren Drehzahl verschoben, und die Fahrzeuggeschwindigkeit wird von V_H0 auf V_H1 reduziert.
Wenn der Maximalgeschwindigkeitseinstellhebel 56 betätigt wird, um die Maximalgeschwindigkeit zum Beispiel auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit V_Gmax (siehe 11) in dem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich festzulegen, der dem direkten Bereich entspricht, legt dann das Motorsteuerungssystem 65 eine durch RL_G in 11 dargestellte Regelungslinie in einem hohen Motordrehzahlbereich fest, welche eine Motordrehzahl N_Gmax aufweist, die zu der Maximaldrehzahl V_Gmax passt, so dass die Maximaldrehzahl des Fahrzeuges auf V_Gmax begrenzt wird. Wenn der Maximalgeschwindigkeitseinstellhebel 56 betätigt wird, um die Maximalgeschwindigkeit zum Beispiel auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit V_Qmax (siehe 11) in dem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, der dem Antriebsverzweigungsbereich entspricht, oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit V_Hmax (siehe 11) in dem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich festzulegen, der dem Abtriebsverzweigungsbereich entspricht, wird das Übersetzungsverhältnis durch die Steuerung des Taumelscheibenwinkels des Stellantriebs 42, 43 begrenzt. Infolgedessen wird eine durch SL_Q oder SL_H in 11 dargestellte Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungslinie festgelegt, so dass die Maximalgeschwindigkeit des Fahrzeuges auf V_Qmax oder V_Hmax begrenzt wird.
Wie zuvor beschrieben, ist es bei der Ausführungsform der Erfindung möglich, eine schnelle Verzögerung in Verbindung mit der Betätigung der Bremseinrichtung 60 in allen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen durchzuführen und einen Fahrzeugbereich (direkter Bereich) festzulegen, in dem Leistung von dem Motor 2 über die mechanische Getriebeeinheit allein in dem Getriebe 1 übertragen wird. Außerdem hat die Ausführungsform den Vorteil, dass, da eine Maximalgeschwindigkeit durch den Maximalgeschwindigkeitseinstellhebel 56 in allen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen beliebig festgelegt werden kann, die Geschwindigkeit des Fahrzeuges geregelt werden kann, um die festgelegte Maximalgeschwindigkeit nicht zu überschreiten, selbst wenn die Belastung plötzlich sinkt.
Ferner tritt, da das Fahrzeugsteuerungssystem gemäß der Ausführungsform der Erfindung mit dem Getriebe 1 ausgestattet ist, das jederzeit einen hydraulischen Energiefluss in Vorwärtsrichtung ermöglicht, keine Erhöhung des Leistungsverlustes auf, der durch einen Energiefluss in Rückwärtsrichtung verursacht wird, wie dies bei herkömmlichen Getrieben des Antriebsverzweigungstyps und des Abtriebsverzweigungstyps der Fall ist, so dass eine verbesserte Leistungseffizienz sichergestellt werden kann. Außerdem können Drehmomentverluste verhindert werden, was eine verbesserte Funktionsfähigkeit zu Folge hat.
Legende zu 9, 10, 11 und 15:
Figur 9
Figur 10
Figur 11
Figur 15

Claims

Fahrzeugsteuerungssystem mit einem Motor (2) und einem hydromechanischen Getriebe (1), das derart aufgebaut ist, dass Energie des Motors (2) von einer Antriebswelle (3) über eine mechanische Getriebeeinheit und eine hydrostatische Getriebeeinheit auf eine Antriebswelle (31) übertragen wird, wobei das Gangschalten derart durchgeführt wird, dass das hydromechanische Getriebe (1) von dessen Antriebswelle (31) ein Abtriebsdrehmoment erzeugt, welches zu einer Zugkraft passt, die für eine Belastung erforderlich ist, während ein Motorabtriebsdrehmomentwert, der einer Motordrehzahl in einem niedrigeren Drehzahlbereich des Motors entspricht, als ein Antriebsdrehmomentwert festgelegt wird und der Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird, und wobei eine Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem niedrigeren Drehzahlbereich auf der Basis des Gangschaltens festgelegt wird, wobei das Gangschalten derart durchgeführt wird, dass das hydromechanische Getriebe (1) von dessen Antriebswelle (31) ein Abtriebsdrehmoment erzeugt, welches zu einer Zugkraft passt, die für eine Belastung erforderlich ist, während ein Motorabtriebsdrehmomentwert, der einer Motordrehzahl in einem höheren Drehzahlbereich des Motors entspricht, als ein Antriebsdrehmomentwert festgelegt wird und der Antriebsdrehmomentwert konstant gehalten wird, und wobei eine Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik in dem höheren Drehzahlbereich auf der Basis des Gangschaltens festgelegt wird, und wobei eine Zugkraft/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristik festgelegt wird, die einem direkten Bereich entspricht, welcher ein Motordrehzahlbereich zwischen der Motordrehzahl in dem niedrigeren Drehzahlbereich und der Motordrehzahl in dem höheren Drehzahlbereich ist, in welchem Leistung von der Antriebswelle (3) auf die Abtriebswelle (31) über die mechanische Getriebeeinheit allein übertragen wird, wobei das Fahrzeugsteuerungssystem ferner Motorsteuerungsmittel (65) zur Steuerung des Motors (2) und Verzögerungsmittel (60) zum Ausgeben eines Verzögerungsbefehls entsprechend dessen Betätigungswertes aufweist, und wobei das Motorsteuerungsmittel (65) ausgebildet ist, um den Motor (2) derart zu steuern, dass in Reaktion auf den Verzögerungsbefehl von dem Verzögerungsmittel (60) das Motorabtriebsdrehmoment reduziert wird, welches einem Motordrehzahlbereich entspricht, der die Motordrehzahl in dem niedrigeren Drehzahlbereich und die Motordrehzahl in dem höheren Drehzahlbereich umfasst.
Fahrzeugsteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei das Motorsteuerungsmittel (65) den Motor (2) derart steuert, dass, wenn das Verzögerungsmittel in Betrieb ist, eine Motorabtriebsdrehmomentcharakteristik, die dem Motordrehzahlbereich zwischen der Motordrehzahl in dem niedrigeren Drehzahlbereich und der Motordrehzahl in dem höheren Motordrehzahlbereich entspricht, derart ist, dass ein konstanter oder im Wesentlichen konstanter Übergang der Motorleistung möglich ist.
Fahrzeugsteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die mechanische Getriebeeinheit ein Planetenradgetriebe (9) ist, das zwischen der Antriebswelle (3) und der Abtriebswelle (31) angeordnet ist, wobei die hydrostatische Getriebeeinheit eine erste Pumpe/Motor (7) und eine zweite Pumpe/Motor (15) aufweist, die mit der ersten Pumpe/Motor (7) verbunden ist, wobei die Antriebswelle (3) mit einem ersten Element (12) des Planetenradgetriebes (9) gekuppelt ist, die zweite Pumpe/Motor (15) mit einem zweiten Element (10) des Planetenradgetriebes (9) gekuppelt ist, und die Abtriebswelle (31) mit einem dritten Element (16) des Planetenradgetriebes (9) gekuppelt ist, und wobei ein Kupplungsmechanismus (6) vorgesehen ist, welcher eingerückt oder ausgerückt ist, um die erste Pumpe/Motor (7) mit entweder der Antriebswelle (3) oder der Abtriebswelle (31) selektiv zu kuppeln.
Fahrzeugsteuerungssystem nach Anspruch 3, wobei das Motorsteuerungsmittel (65) den Motor (2) derart steuert, dass, wenn das Verzögerungsmittel (60) in Betrieb ist, eine Motorabtriebsdrehmomentcharakteristik, die dem Motordrehzahlbereich zwischen der Motordrehzahl in dem niedrigeren Drehzahlbereich und der Motordrehzahl in dem höheren Drehzahlbereich entspricht, derart ist, dass ein konstanter oder im Wesentlichen konstanter Übergang der Motorleistung möglich ist.
Fahrzeugsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend Maximalgeschwindigkeitseinstellmittel (56) zum Einstellen einer maximalen Fahrzeug geschwindigkeit, wobei, wenn die durch das Maximalgeschwindigkeitseinstellmittel (56) eingestellte maximale Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich liegt, der dem direkten Bereich entspricht, das Motorsteuerungsmittel (65) den Motor (2) derart steuert, dass die Drehzahl des Motors (2) an die eingestellte maximale Fahrzeuggeschwindigkeit angepasst wird.