DE112006003477T5

DE112006003477T5 - Ölerwärmungsstrategie für ein Getriebe

Info

Publication number: DE112006003477T5
Application number: DE112006003477T
Authority: DE
Inventors: Frank A. East Peoria Demarco
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2008-11-13
Also published as: US20090011901A1; WO2007073434A1; US7670260B2; US20070142168A1; US7410446B2

Abstract

Ein Verfahren zur Erhöhung einer Temperatur von Öl in einem kontinuierlich variablen Getriebe (10) während des Startens des Motors (12), wobei das Getriebe eine Strömungsmittelpumpe (23) und einen Motor (26) aufweist und ferner mit einem mechanischen Getriebe (16), wobei das Verfahren Folgendes vorsieht:
Starten des Motors;
Aufrechterhaltung der Strömungsmittelpumpe in einem Zustand mit im Wesentlichen Null-Verdrängung (210);
Erwärmung des Getriebeöls durch relative Drehung einer ersten Kupplungsscheibe (78) und einer ersten Kupplungsnabe (82) einer ersten Kupplungsanordnung (40) und durch relative Drehung einer zweiten Kupplungsscheibe (80) und einer zweiten Kupplungsnabe (84) einer zweiten Kupplungsanordnung (42); und
Aufrechterhaltung eines im Wesentlichen Null-Netto-Drehmoments vom Getriebe während des Erhitzens des Öls durch die ersten und zweiten Kupplungsanordnungen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Ölerwärmungsstrategie für ein Getriebe und insbesondere auf eine Ölerwärmungsstrategie für ein hydromechanisches Getriebe.
Hintergrund
Ein hydraulisches Strömungsmittel oder Fluid, beispielsweise Öl, besitzt in einem Getriebe typischerweise eine niedrige Temperatur, beispielsweise –10°C bei Kaltstartzuständen oder -bedingungen. Bei einer so niedrigen Temperatur ergibt sich ein erhöhter Strömungswiderstand infolge der erhöhten Viskosität des Öls. Die Folge davon ist, dass die auf den Motor ausgeübte Belastung eine beträchtliche Größe erreicht. Ferner gilt Folgendes: der Betrieb einer Pumpe mit variabler Verdrängung in dem Getriebe auf maximale Verdrängung, kann unter diesen Zuständen eine Schädigung der Pumpe bedeuten. Dies gilt speziell deshalb, weil maximale Verdrängung von der Pumpe angefordert wird, um die Kupplungen in Eingriff zu bringen, wobei sich bei der Fahrgeschwindigkeit Null die Maschine nicht bewegen kann bis das Öl warm genug ist, um den Hub auf maximale Verdrängung einzustellen.
Verfahren zum Erwärmen des Öls in einem Getriebe bei Kaltstartbedingungen sind bekannt. Ein Verfahren zur Erwärmung des Öls in einem Getriebe ist in im US-Patent 5,115,694 (dem '694 Patent), ausgegeben an Sasaki et al, beschrieben. Das '694 Patent beschreibt einen Aufwärmvorgang für einen Motor in einem Getriebe unter Kaltstartbedingungen. Hydraulisches Strömungsmittel, beispielsweise Öl, wird von einer Pumpe angetrieben durch den Motor, an eine hydraulisch betätigbare Kupplung des Getriebes, d. h. Kupplungen und Bremsen, geliefert, um das Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu verändern. Wenn die Temperatur des Öls in dem Getriebe unterhalb einer vorbestimmten Schwelle liegt, dann wird der hydraulische Druck des durch die Pumpe gelieferten Öls zeitweise auf einen Minimumwert verringert. Da die Größe des Leitungsdrucks temporär oder zeitweilig vermindert wird, wird die durch die Pumpe auf den Motor ausgeübte Last vermindert, und Öl kann darauffolgend erwärmt werden. Nach dem zeitweisen Vermindern des Leitungsdrucks zur Erwärmung des Öls, kann der Leitungsdruck auf einen Maximalwert erhöht werden.
Obwohl die Aufwärmstrategie des '694 Patents das Öl im Getriebe bei Kaltstartbedingungen erwärmen kann, erwärmt das '694 Patent das Öl durch Verminderung des Leitungsdrucks in der Ölversorgung, wodurch die Menge von im Getriebe zirkulierendem Öl vermindert wird.
Das offenbarte System bezieht sich auf die Überwindung eines oder mehrerer der oben genannten Probleme.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt richtet sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zur Erhöhung einer Öltemperatur in einem kontinuierlich veränderbaren Getriebe während des Startens des Motors, wobei das Getriebe eine Strömungsmittelpumpe und einen Motor aufweist und ein mechanisches Getriebe. Das Verfahren umfasst Folgendes: Starten des Motors, Halten der Strömungsmittelpumpe auf im Wesentlichen Null Verdrängung und Erhitzen des Getriebeöls durch Relativdrehung einer ersten Kupplungsscheibe und einer ersten Kupplungsnabe, einer ersten Kupplungsanordnung und durch relative Drehung einer zweiten Kupplungsscheibe und einer zweiten Kupplungsnabe einer zweiten Kupplungsanordnung. Das Verfahren weist ferner Folgendes auf: Aufrechterhaltung eines im Wesentlichen Null-Nettodrehmoments vom Getriebe während des Erhitzens des Öls durch die ersten und zweiten Kupplungsanordnungen.
Gemäß einem weiteren Aspekt richtet sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zur Erhöhung einer Temperatur des Öls in einem kontinuierlich variablen Getriebe während des Startens des Motors, wobei das Getriebe eine Strömungsmittelpumpe und einen Motor aufweist, und ferner ein mechanisches Getriebe. Das Verfahren umfasst das Starten des Motors, das inkrementelle Erhöhen der Verdrängung der Strömungsmittelpumpe, ansprechend auf einen ersten Satz von vorbestimmten Bedingungen und das inkrementelle Erhöhen der Drehzahl des Motors, ansprechend auf einen zweiten Satz von vorbestimmten Bedingungen. Das Verfahren umfasst ferner Folgendes: Aufrechterhalten eines im Wesentlichen Null-Nettodrehmoments von dem Getriebe während der inkrementellen Erhöhung der Verdrängung der Strömungsmittelpumpe und der Drehzahl des Motors.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Veranschaulichung einer exemplarisch offenbarten Arbeitsmaschine;
2 ist eine schematische Ansicht eines exemplarisch offenbarten hydromechanischen Getriebes der Arbeitsmaschine der 1;
3 ist eine schematische Ansicht des hydromechanischen Getriebes der 2 mit einem ersten Synchronisierer mit einer niedrigen Rückwärtsposition und einem zweiten Synchronisierer mit einer niedrigen Vorwärtsposition;
4 ist eine schematische Ansicht eines Steuersystems des hydromechanischen Getriebes der 2;
5 ist eine Strömungsdarstellung, welche eine beispielhafte offenbarte Ölerwärmungsstrategie für das hydromechanische Getriebe der 2 veranschaulicht;
6a ist eine graphische Darstellung der Motordrehzahl, abhängig von der Zeit, für eine exemplarisch offenbarte Ölerwärmungsstrategie für das hydromechanische Getriebe der 2; und
6b ist eine graphische Darstellung welche die Pumpenverdrängung, abhängig von der Zeit darstellt, und zwar für eine exemplarisch offenbarte Ölerwärmungsstrategie für das hydromechanische Getriebe der 2.
Detaillierte Beschreibung
1 veranschaulicht eine exemplarische Arbeitsmaschine 8 mit einem exemplarischen kontinuierlich variablen Getriebe. Die Arbeitsmaschine 8 kann eine feststehende oder mobile Maschine verkörpern, die irgendeine Art einer Operation ausführt, die in Assoziation mit einer Industrie steht, wie beispielsweise Bergbau, Bauindustrie, Landwirtschaft, Transport- oder irgendeine andere bekannte Industrie. Beispielsweise kann die Arbeitsmaschine 8 eine Erdbewegungsmaschine sein, wie beispielsweise ein Bagger, ein Dozer, ein Ladegerät, ein Backhoe, ein Motorgrader, ein Ladelastwagen oder irgendeine andere Erdbewegungsmaschine.
Die 2 und 3 veranschaulichen schematische Ansichten des exemplarischen kontinuierlich variablen Getriebes 10 in zwei unterschiedlichen Einstellungen, die unten beschrieben werden. Die Komponenten des Getriebes 10 sind von Öl umgeben und das Öl kann durch das Getriebe 10 unter Verwendung einer (nicht gezeigten) Pumpe zirkuliert werden.
Das kontinuierlich variable Getriebe kann ein hydromechanisches Getriebe 10 sein, und zwar mit einem mechanischen Getriebe 16 und einem hydraulischen Variator in der Form eines hydrostatischen Getriebes (Pumpe und Motor) 14. Ein Motor 12 treibt das hydromechanische Getriebe 10 an, und kann ein interner Verbrennungsmotor sein, jedoch kann der Motor von irgendeiner Bauart sein, die in der Lage ist, das kontinuierlich variable Getriebe, wie es hier beschrieben ist, mit Leistung zu versorgen. Der Motor 12 liefert seine Ausgangsgröße an das hydrostatische Getriebe 14 und das mechanische Getriebe 16, und zwar durch ein Eingangsglied 18.
Das Eingangsglied 18 sieht eine Leistungsaufspaltung vor, und zwar zum hydrostatischen Getriebe 14, und zum mechanischen Getriebe 16 und zwar durch erste und zweite feste Eingangszahnräder 20 und 22. Der Ausdruck "fest" kann so verstanden werden, dass er bedeutet integral mit, darauf angebracht, verbunden durch eine Keilverbindung, verschmolzen durch Schweißen beispielsweise oder durch irgendwelche anderen Mittel, die dem Fachmann bekannt sind.
Das hydrostatische Getriebe 14 weist eine, eine variable Verdrängung aufweisende Pumpe 23 auf, wie beispielsweise eine Strömungsmittelpumpe, die antriebsmäßig mit dem Motor 12 verbunden ist, und zwar durch ein hydrostatisches Getriebeeingangszahnrad 24 und einen Motor 26, der seine Ausgangsgröße durch ein hydrostatisches Getriebeausgangszahnrad 28 an das mechanische Getriebe 16 liefert. Der Motor 26 kann eine variable Verdrängung oder eine feste Verdrängung besitzen. Der Fachmann erkennt, dass das hydrostatische Getriebe 14 auch als ein elektrischer Generator und elektrischer Motor verkörpert werden kann, oder als eine andere Vorrichtung, die in der Lage ist, Eingangsleistung zu liefern, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Das mechanische Getriebe 16 weist eine Planetenanordnung 30 auf, erste und zweite Ausgangsglieder 32 und 34, erste, zweite und dritte Synchronisieranordnungen oder Synchronisierer 36, 38 und 39 und erste und zweite Scheibenkupplungsanordnungen 40 und 42. Es sei bemerkt, obwohl die dargestellten Ausführungsbeispiele die Verwendung von Synchronisierern 36, 38 und 39 zeigen, es auch vorgesehen sein kann, dass die Synchronisierer 36, 38 und 39 ersetzt werden durch andere bekannte Eingriffsmittel, wie beispielsweise Kupplungen der Reibungsscheibenbauart.
Die Planetenanordnung 30 weist erste und zweite axial ausgerichtete Planetengetriebesätze 44 und 46 auf, und eine Planetenausgangswelle 48. Jeder Planetengetriebesatz 44 und 46 weist ein Sonnenrad 50, einen Träger 52 und ein Ringzahnrad 54 üblicherweise auf. Die Planetenausgangswelle 48 weist eine Innenwelle 56 auf, und eine Hülse 58, wie beispielsweise ein hohles Glied oder eine Nabe, und zwar getragen durch die Innenwelle 56. Sowohl die Innenwelle 56 als auch die Hülse 58 sind in Axialausrichtung miteinander vorgesehen. Die Innenwelle 56 stellt die Verbindung zu den Sonnenzahnrädern 50 der ersten und zweiten Planetengetriebesätze 44 und 46 her. Die Hülse 58 liefert ihre Ausgangsgröße von dem Träger 52 des zweiten Planetengetriebesatzes 46 durch ein ersten Planetenausgangszahnrad oder Getriebe 60. Die Innenwelle 56 liefert ihre Ausgangsgröße von den Sonnenzahnrädern 50 der ersten und zweiten Planetengetriebesätze 44 und 46 durch ein zweites Planetenausgangszahnrad oder Getriebe 62 und durch ein Hilfsantriebszahnrad 63. Die ersten und zweiten Planetenausgangsgetriebe 60 und 62 sind an der Planetenausgangswelle 48 befestigt, während das Hilfsantriebsgetriebe oder Zahnrad 63 sich darauf dreht.
Die ersten und zweiten Ausgangsglieder 32 und 34 sind parallel zu dem Eingangsglied 18 und der Planetenanordnung 30 positioniert. Das erste Ausgangsglied 32 weist ein erstes Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe 64 und ein erstes Hochdrehzahl-Reduktionsgetriebe 66 auf. Das zweite Ausgangsglied 34 weist ein zweites Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe 68 und ein zweites Hochdrehzahl-Reduktionsgetriebe 70 auf.
Die ersten und zweiten Synchronisierer 36 und 38 sind an den ersten und zweiten Naben oder Rotationsgliedern 72 bzw. 74 befestigt, und drehen sich im Betrieb um die entsprechenden ersten und zweiten Ausgangsglieder 32 und 34 auf mindestens einem Lager oder dergleichen (nicht gezeigt). Die ersten und zweiten Synchronisierer 36 und 38 sind Drei-Positionssynchronisierer, geeignet zur Bewegung aus einer Neutralposition in eine von zwei Positionen, und zwar abhängig von einer bevorzugten Drehzahl bzw. Geschwindigkeit und Richtung. Der dritte Synchronisierer 39 ist an der Innenwelle 56 der Planetenausgangswelle 48 befestigt, und zwar permanent oder durch eine Kupplung, wie beispielsweise einen Keil, und bewegt sich aus einer Neutralposition in eine Eingriffsposition.
Jedes Dreh- oder Rotationsglied 72 und 74 weist eine drehbare Kupplungsscheibe 78 und 80 auf, und zwar befestigt an einem Ende des Drehglieds 72 und 74, welches "gekuppelt" sein kann oder selektiv gehalten wird durch eine Eingriffskupplungsnabe 82 und 84, die im Allgemeinen über den Kupplungsscheiben 78 und 80 liegt, wie dies üblich ist. Ein relativ kleiner Abstand trennt die Kupplungsscheiben 78 und 80 von den entsprechenden Kupplungsnaben 82 und 84. Die Kupplungsscheiben 78 und 80 und die Kupplungsnaben 82 und 84 verkörpern die ersten und zweiten Kupplungsanordnungen 40 und 42. In einem Ausführungsbeispiel sind die Kupplungsanordnungen 40 und 42 bekannte hydraulisch in Eingriff bringbare und durch Federkraft außer Eingriff bringbare Drehreibungskupplungsanordnungen, die selektiv in Eingriff gebracht werden können, um eines der ersten oder zweiten Ausgangsglieder 32 und 34 mit einem Endausgangsglied 86 zu verbinden.
Die Niederdrehzahl- und Hochdrehzahl-Reduktionsgetriebe 64, 66, 68 und 70 sind konfiguriert zur freien Rotation um erste und zweite Ausgangsglieder 32 und 34 bei einem Außereingriffszustand. Rollenlager (nicht gezeigt) an den ersten und zweiten Ausgangsgliedern 32 und 34 tragen die Niederdrehzahl- und Hochdrehzahl-Reduktionsgetriebe 64, 66, 68 und 70. Wenn der eine oder andere der ersten oder zweiten Synchronisierer 36 und 38 im Eingriff steht, entweder mit den Niederdrehzahl- oder den Hochdrehzahl-Reduktionsgetrieben 64, 66, 68 und 70, so dreht das erste oder zweite Rotationsglied 72 und 74 sich mit der gleichen Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit, wie das in Eingriff stehende Niederdrehzahl- oder Hochdrehzahl-Reduktionsgetriebe 64, 66, 68 und 70. In gleicher Weise gilt Folgendes: wenn der dritte Synchronisierer 39 mit dem Hilfsantriebsgetriebe 63 in Eingriff steht, so dreht sich das Hilfsantriebsgetriebe 63 mit der gleichen Drehzahl wie die Innenwelle 56 der Planetenausgangswelle 48, die ein Hilfsausgangszahnrad bzw. Getriebe 87 antreibt, welches am ersten Ausgangsglied 32 befestigt ist.
Erste und zweite Ausgangswellengetriebe oder Zahnräder 94 und 96, befestigt an den ersten und zweiten Ausgangsgliedern 32 und 34, stehen mit dem Endantriebsgetriebe 98 des Endausgangsglieds 86 in Eingriff.
Wie üblich, sind Eingangsglied 18, Planetenausgangswelle 48, die ersten und zweiten Ausgangsglieder 32 und 34 und das Endausgangsglied 86 innerhalb eines (nicht gezeigten) Getriebegehäuses getragen und drehen sich um Lager oder dergleichen, und zwar (was nicht gezeigt ist) gehalten innerhalb des Gehäuses.
4 veranschaulicht eine schematische Ansicht eines exemplarischen Steuersystems 110 für das Getriebe 10. Ein Temperatursensor 112 ist zur Überwachung der Öltemperatur vorgesehen, und zwar beispielsweise nahe dem Variator und stromaufwärts entlang einer Ölversorgungsleitung für die Pumpe 23. Signale, die die Öltemperatur anzeigen, werden von dem Temperatursensor 112 zu einer Vorrichtung übertragen zur Überwachung einer Ölerwärmungsrate, wie beispielsweise zu einem Prozessor 114, verbunden mit einem Speicher 116.
Der Prozessor 114 kann mit einer Steuervorrichtung 118 verbunden sein, und zwar zum Aussenden von Signalen oder Befehlen zu verschiedenen Komponenten des Getriebes 10, beispielsweise der Pumpe 23 und dem Motor 12, und zwar ansprechend auf das Öltemperatursignal empfangen vom Prozessor 114. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 118 ein Signal zum Motor 12 zum Erhöhen einer Motordrehzahl aussenden. Die Steuervorrichtung 118 kann ein Signal zur Pumpe 23 senden, die sich mit dem Motor 12 dreht, um eine Pumpenverdrängung zu erhöhen.
Der Speicher 116 kann Daten bezüglich des Inkrements speichern, durch welches die Motordrehzahl oder die Pumpenverdrängung erhöht wird. Der Speicher 116 kann auch Daten speichern zur Bestimmung eines Maximalwertes für das Erhöhen der Motordrehzahl, ohne das Getriebe zu schädi gen (oder die höchste sichere Motordrehzahl, v safe), eines Maximalwerts zur Erhöhung der Pumpenverdrängung ohne das Getriebe zu schädigen (oder der höchste sichere Pumpenverdrängung, d safe), einer Darstellung der Viskosität, abhängig von der Temperatur, beispielsweise eine Tabelle oder eine nicht gezeigte graphische Darstellung, eine sichere Pumpenverdrängung, abhängig von der Viskositätsdarstellung (nicht gezeigt), und/oder anderen Daten. Die Auftragung oder Karte der Viskosität, abhängig von der Temperatur, kann bestimmt werden, basierend auf der Art des in dem Getriebe verwendeten Öls und die Auftragung der sicheren Pumpenversetzung, abhängig von der Viskosität, kann experimentell bestimmt werden. Die Steuervorrichtung 118 kann ein Signal zur Pumpe 23 schicken, um die Pumpenverdrängung zu erhöhen, und zwar um eine Größe, bestimmt unter Verwendung dieser gespeicherten Daten. Die Steuervorrichtung 118 kann auch ein Signal zum Motor 12 schicken, um die Motordrehzahl zu erhöhen, und zwar um eine Größe, bestimmt unter Verwendung dieser gespeicherten Daten. Der Speicher 116 kann auch zur Speicherung von Variablen verwendet werden, wie beispielsweise einer Schwelle oder Endtemperatur (Tf) und/oder einer Zeitgrenze (tf), die verwendet werden können um zu bestimmen, wann die Ölerwärmungsstrategie beendet werden soll, und normale Betriebsbedingungen der Arbeitsmaschine 8 beginnen sollen; ferner kann ein Minimalinkrement zur Erhöhung der Pumpenverdrängung (d min) bestimmt werden, ein Minimalinkrement zur Erhöhung der Motordrehzahl (v min) ebenfalls. Die in dem Speicher 116 gespeicherten Daten können aktualisiert werden, und zwar basierend auf neuen experimentellen Bestimmungen, oder basierend auf Änderungen des im Getriebe verwendeten Öltyps.
Industrielle Anwendbarkeit
Die offenbarte Ölerwärmungsstrategie kann bei praktisch jeder Arbeitsmaschine eingesetzt werden, die ein Getriebe aufweist, wie beispielsweise ein kontinuierlich variables Getriebe oder ein hydromechanisches Getriebe. Die offenbarte Ölerwärmungsstrategie gestattet, dass das Öl in dem Getriebe 10 erwärmt wird, und beschleunigt den Erwärmungsprozess bevor die Pumpe 23, die den Motor 26 im hydrostatischen Getriebe 14 antreibt, auf maximale Verdrängung eingestellt wird. Der Betrieb des Getriebes 10 gemäß dieser exemplarischen Ölerwärmungsstrategie wird nunmehr erläutert.
5 veranschaulicht eine exemplarische Strömungsdarstellung einer exemplarischen Ölerwärmungsstrategie. Bei Kaltstartbedingungen befindet sich die Pumpe 23 (2) auf der Verdrängung Null, der Motor 12 erzeugt eine Ausgangsgröße Null und das Öl im Getriebe 10 befindet sich im Allgemeinen auf einer niedrigen Temperatur (Schritt 200). Wahlweise kann an diesem Punkt der Temperatursensor 112 verwendet werden, um die Temperatur des Öls zu messen, um zu bestimmen ob die Temperatur unterhalb des Schwellenwerts (Tf) liegt, bevor weiter fortgeschritten wird.
Wie in 3 gezeigt, stehen erste und zweite Synchronisierer 36, 38 mit ersten bzw. zweiten Niederdrehzahl-Reduktionsgetrieben 64, 68 in Eingriff und die Motordrehzahl wird derart erhöht, dass der Motor 12 mit einer niedrigen Drehzahl leerläuft (Schritt 210), während die Pumpe 23 sich mit Null Verdrängung dreht. Der Motor 12 treibt das Eingangsglied 18 an, und dieses liefert eine aufgespaltene Eingangsleistung an das hydrostatische Getriebe 14, und die Planetenanordnung 30. Speziell gilt Folgendes: die ersten und zweiten festen Eingangsgetriebe bzw. Zahnräder 20 und 22 drehen sich simultan bei Drehung des Eingangsglieds 18 und übertragen Leistung durch das Eingangszahnrad oder Eingangsgetriebe 24 des hydrostatischen Getriebes und ein erstes Planeteneingangsgetriebe bzw. Zahnrad 102.
Während der Motor 12 mit niedriger Leerlaufdrehzahl betrieben wird, verwendet die Pumpe 23 die aufgespaltene Eingangsleistung zur Drehung mit der Verdrängung Null und daher wird nicht irgendein Volumen verdrängt. Die Folge ist, dass keine Leistung zum Motor 26 übertragen wird. Es wird auch keine Leistung zu dem hydrostatischen Ausgangsgetriebe 28 und einem zweiten Planeteneingangsgetriebe 104 übertragen.
Die aufgespaltene Eingangsleistung, die zu der Planetenanordnung 30 übertragen wird, sieht hydromechanische Ausgangsleistung vor, und zwar angezeigt durch den Pfeil 100, wobei diese durch die Innenwelle 56, verbunden mit den Sonnenzahnrädern 50 der ersten und zweiten Planetenzahnradsätze 44 und 46 und durch die Hülse 58, verbunden mit dem Planetenträger 52 des zweiten Planetengetriebes 46 ausgegeben wird. Das zweite Planetenausgangsgetriebe 62 steht mit dem zweiten Hochdrehzahl-Reduktionsgetriebe 70 in Eingriff, welch letzteres das erste Hochdrehzahl-Reduktionsgetriebe 66 antreibt. Demgemäß gilt Folgendes: wenn das zweite Planetenausgangsgetriebe 62 sich dreht, drehen sich auch die Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochdrehzahl-Reduktionsgetriebe 66, 70. In gleicher Weise gilt Folgendes: das erste Planetenausgangsgetriebe 60 steht in Eingriff mit dem ersten Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe 64, welches das zweite Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe 68 antreibt. Demgemäß drehen sich dann, wenn das erste Planetenausgangsgetriebe 60 dreht, auch die Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe 64 und 68.
Der erste Synchronisierer 36 bringt im Betrieb das erste Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe 64 zum Eingriff zur Synchronisation der Drehzahl oder der Umdrehung pro Zeiteinheit des ersten Drehglieds 72 mit der Drehzahl des ersten Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebes 64. Anders ausgedrückt, wird die relative Drehzahl zwischen dem ersten Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe 64 und dem ersten Drehglied 72 vorzugsweise auf Null vermindert. Wenn die Drehzahl des ersten Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebes 64 und die Drehzahl des ersten Drehglieds 72 gleich sind, oder im Wesentlichen gleich sind, so steht das erste Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe 64 und das erste Drehglied 72 voll im Eingriff in einer lösbaren verriegelten Position, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
Gleichzeitig sind der zweite Synchronisierer 38 und das zweite Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe 68 ebenfalls in einem Eingriffszustand, wodurch das zweite Drehglied 74 mit der Drehzahl des zweiten Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebes 68 synchronisiert wird. Anders ausgedrückt, arbeitet der zweite Synchronisierer 38 zur Verminderung der relativen Drehzahl vorzugsweise auf Null zwischen dem zweiten Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe 68 und dem zweiten Drehglied 74. Wenn die Drehzahl des zweiten Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebes 68 und die Drehzahl des zweiten Drehglieds 74 gleich sind oder im Wesentlichen gleich sind, so stehen das zweite Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe 68 und das zweite Drehglied 74 voll im Eingriff in einer lösbaren verriegelten Position, was im Stand der Technik bekannt ist. Die Pfeile 106 der 3 deuten den Leistungsfluss durch das hydromechanische Getriebe an.
Obwohl die ersten und zweiten Synchronisierer 36, 38 beide derart im Eingriff stehen, dass die Kupplungsscheiben 78 und 80 eine Nicht-Null-Drehzahl besitzen, so gibt es einen "Netto-Null"- oder annähernd Null-Drehmoment an dem ersten Ausgangsglied 86 derart, dass die Arbeitsmaschine 8 in einer stationären geparkten Betriebsweise bleiben kann.
Die beiden Kupplungsanordnungen 40 und 42 werden derart außer Eingriff gebracht, dass die Kupplungsnaben 82 und 84 von den Drehkupplungsscheiben 78 bzw. 80 außer Eingriff gebracht werden. Die Kupplungsscheiben 78 und 80 drehen sich mit einer Nicht-Null-Geschwindigkeit während die Kupplungsnaben 82 und 84 festgelegt sind, wodurch eine relative Nicht-Null-Kupplungsgeschwindigkeit beibehalten wird. Eine Zug- bzw. Widerstands-(oder Reibungs-)Kraft wird in dem Öl zwischen den Kupplungsscheiben 78 und 80 und den stationären Kupplungsnaben 82 und 84 erzeugt, und diese Zug- bzw. Widerstandskraft wirkt der Drehbewegung der Kupplungsscheiben 78 und 80 entgegen.
Die Zugkraft (und Leistung) ist dann höher, wenn eine höhere Kupplungs-Relativgeschwindigkeit vorliegt. Daher besteht ein Ansporn oder Anreiz, die Verdrängung der Pumpe 23 zu erhöhen, da die relative Kupplungsgeschwindigkeit ansteigt, wenn die Pumpenverdrängung sich erhöht, wodurch eine höhere Zugkraft erzeugt wird.
Die Zugkraft ist dann höher, wenn der Abstand zwischen den Kupplungsscheiben 78 und 80 und den Kupplungsnaben 82 und 84 kleiner ist. Da die Spalte zwischen den Kupplungsscheiben 78 und 80 und den entsprechenden Kupplungsnaben 82 und 84 klein sind, wird eine größere Zugkraft erzeugt. Ferner gilt Folgendes: die Zugkraft wird in beiden Kupplungsanordnungen 40 und 42 erzeugt, wodurch zwei Stellen zur Erzeugung der Zugkraft geschaffen werden.
In den beiden Kupplungsanordnungen 40 und 42 wird infolge des Anlegens der Zugkraft an das Öl in den Kupplungsanordnungen Wärme erzeugt. Das erwärmte Öl kann durch das Getriebe zirkulieren, beispielsweise durch Verwendung von einer oder mehren (nicht gezeigten) Pumpen, die durch den Motor 12 angetrieben werden. Daher wird nicht erhitztes Öl kontinuierlich zwischen die Kupplungsscheiben 78 und 80 und die Kupplungsnaben 82 und 84 nachgeliefert, und nach der Erhitzung zirkuliert das Öl weg von den Kupplungsanordnungen 40 und 42, beispielsweise zu dem hydrostatischen Getriebe 14 hin. Auch wird Öl durch die verschiedenen sich drehenden Getriebe in dem Getriebe 10 zirkuliert und erwärmt.
Obwohl die Kupplungsnaben 82 und 84 außer Eingriff von den entsprechenden Kupplungsscheiben 78 und 80 sind, kann ein Zugdrehmoment von den sich drehenden Kupplungsscheiben 78 und 80 zu den Kupplungsnaben 82 und 84 übertragen werden. Das Zugdrehmoment kann ansprechend auf die Zugkraft erzeugt werden, die auf das Öl einwirkt und die Kupplungsnaben in die Drehrichtung der entsprechenden Kupplungsscheiben 78 und 80 drückt.
Wenn die Kupplungsnaben 82 und 84 in Bewegung durch die entsprechenden Kupplungsscheiben 78 und 80 gedrängt oder gedrückt werden, so kann Drehbewegung von den Drehgliedern 72 und 74 zu den Ausgangsgliedern 32 und 34 übertragen werden. Die Ausgangswellenzahnräder bzw. Getriebe 94 und 96 und die Enden der entsprechenden Ausgangsglieder 32 und 34 stehen mit dem Endantriebszahnrad oder Getriebe 98 in Eingriff und das Endantriebszahnrad 98 liefert seine Ausgangsgröße durch das Endausgangs glied 86 an die Räder oder Ketten. Da jedoch die Drehkraft, erzeugt durch das Zugdrehmoment einwirkend auf die Kupplungsnaben 82 und 84 annähernd gleich ist und in entgegengesetzten Richtungen wirkt, wie unten beschrieben, so erzeugen diese Kräfte ein Netto-Drehmoment von Null oder annähernd Null am Endantriebszahnrad 98 und an dem Endausgangsglied 86.
Die ersten und zweiten Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe 64 und 68 sind miteinander im Eingriff und drehen sich in entgegengesetzten Richtungen. Die Drehzahlen der Zahnräder 64 und 68 sind ebenfalls gleich oder annähernd gleich, da die Größen der Zahnräder 64 und 68 gleich oder annähernd gleich sind. Wenn die ersten und zweiten Synchronisierer 36 und 38 mit den ersten und zweiten Niederdrehzahl-Reduktionszahnrädern 64 und 68 in Eingriff stehen, so wird die zu den Kupplungsnaben 82 und 84 über die Kupplungsscheiben 78 und 80 übertragene Drehbewegung gleich oder annähernd gleich und entgegengesetzt.
Auf diese Weise ist auch die zu den Ausgangsgliedern 32 und 34 und den Ausgangswellenzahnrädern 94 und 96 übertragene Drehbewegung gleich oder annähernd gleich und entgegengesetzt. Die Ausgangswellenzahnräder 94 und 96 stehen antriebsmäßig in Eingriff mit dem Endantriebszahnrad 98 und zwar in gleichen oder annähernd gleichen und entgegengesetzten Richtungen und daher ist das zum Endantriebszahnrad 98 übertragene Netto-Drehmoment Null oder annähernd Null. Ein Netto-Null- oder annähernd Null-Drehmoment wird zu den Rädern oder Ketten (nicht gezeigt) übertragen. Infolgedessen wird das Öl erwärmt, während der Motor 12 eine Nicht-Null-Ausgangsgröße liefert, und die Arbeitsmaschine 8 in einem stationären geparkten Zustand verbleibt.
Die Ölerwärmungsrate kann beschleunigt werden durch Erhöhen der Motordrehzahl (v engine) nach einer vorbestimmten Zeitgröße von beispielsweise 15 Sekunden (Schritt 220). Die Motordrehzahl kann durch ein vernünftiges vorbestimmtes Inkrement (v min), beispielsweise um 200 Umdrehungen pro Zeiteinheit erhöht werden. Nach dieser anfänglichen Erhöhung kann die Motordrehzahl mit regelmäßigen Zeitintervallen erhöht werden, beispielsweise alle 60 Sekunden, und zwar durch vernünftige vorbestimmte Größen, beispielsweise 200 Umdrehungen pro Zeiteinheit.
Alternativ kann anstelle von oder zusätzlich zu der Erhöhung der Motordrehzahl durch eine vorbestimmte Größe (v min) die Motordrehzahl auf eine höchste sichere Motordrehzahl (v safe) erhöht werden, die bestimmt ist unter Verwendung eines Regelverfahrens, basierend auf experimentell abgeleiteten Daten, gespeichert im Speicher 116. Beispielsweise kann die höchste sichere Motordrehzahl bestimmt werden als eine Funktion der Zeit, der Öltemperatur oder der Ölviskosität, unter Verwendung von im Speicher 116 gespeicherten Karten oder Darstellungen. Beispielsweise kann die höchste sichere Motordrehzahl bestimmt werden als eine Funktion der Zeit, der Öltemperatur oder der Ölviskosität unter Verwendung von im Speicher 116 gespeicherten Aufzeichnungen oder Karten. Der Motordrehzahlwert kann erhöht werden um dem höchsten sicheren Motordrehzahlwert (v safe), bestimmt unter Verwendung der gespeicherten Daten zu entsprechen.
6a ist eine graphische Darstellung der Motordrehzahl abhängig von der Zeit und zwar für eine exemplarisch offenbarte Ölerwärmungsstrategie. Die graphische Darstellung zeigt ein Beispiel wie die Motordrehzahl, abhängig von der Zeit, stufenweise erhöht werden kann.
Durch Erhöhen der Motordrehzahl wird mehr Wärme in den Kupplungsanordnungen 40 und 42 erzeugt. Wenn die Motordrehzahl ansteigt, so steigt auch die Relativgeschwindigkeit an den Kupplungsanordnungen 40 und 42 an. Die Drehzahlen der Kupplungsscheiben 78 und 80 erhöhen sich bezüglich der Kupplungsnaben 82 und 84. Auf diese Weise werden größere Zugkräfte an das Öl in den Kupplungsanordnungen 40 und 42 angelegt, wodurch mehr Wärme erzeugt wird und die Erhöhung der Öltemperatur beschleunigt wird.
Der Prozess des Erwärmens des Öls kann beschleunigt werden durch die Versetzung der Pumpe 23 aus ihrer Null-Versetzungsposition (Schritte 230 bis 280). Nachdem der Motor 12 für eine vorbestimmte Zeitgröße, beispielsweise 15 Sekunden auf einer niedrigen Leerlaufdrehzahl betrieben wurde, kann die Pumpe 23 versetzt oder verstellt werden, und zwar um eine vorbestimmte Größe (d min) auf eine Zwischenposition, die kleiner ist als die maximale Verdrängung (d max), beispielsweise 20% Verdrängung. Nach dieser anfänglichen Erhöhung der Pumpenverdrängung kann die Pumpenverdrängung zu regelmäßigen Zeitintervallen erhöht werden, beispielsweise alle 60 Sekunden.
Alternativ gilt Folgendes: statt des Erhöhens der Pumpenverdrängung durch eine vorbestimmte Größe (d min) kann die Pumpe 23 auf die höchste sichere Pumpenverdrängung (d safe) eingestellt werden, und zwar bestimmt unter Verwendung eines Regelverfahrens, basierend auf Daten, die im Speichen 116 gespeichert sind. Die Öltemperatur wird unter Verwendung des Temperatursensors (Schritt 230) gemessen. Die höchste sichere Pumpenverdrängung wird bestimmt aus der gemessenen Öltemperatur unter Verwendung der Daten, gespeichert im Speicher 116. Als erstes wird die Ölviskosität bestimmt, und zwar unter Verwendung der Viskosität, abhängig von der Temperaturaufzeichnung, gespeichert im Speicher 116 (Schritt 240). Sodann wird die höchste sichere Pumpenverdrängung (d safe) bestimmt, unter Verwendung der sicheren Pumpenverdrängung von der Viskositätsaufzeichnung, gespeichert im Speicher 116 (Schritt 250).
Der höchste sichere Pumpenverdrängungswert (d safe), bestimmt unter Verwendung der gespeicherten Daten, wird verglichen mit dem minimalen Pumpenverdrängungswert (d min), der ebenfalls in dem Speicher (Schritt 260) gespeichert ist. Wenn beispielsweise der minimale Pumpenverdrängungswert (d min) 20% Verdrängung ist und der höchste sichere Pumpenverdrängungswert (d safe) kleiner oder gleich 20% Verdrängung (d safe ≤ d min) ist, dann wird die Versetzung der Pumpe auf 20% Verdrängung (Schritt 270) hinaufgefahren (upstroked). Wenn jedoch der sichere Pumpenverdrängungswert größer ist als 20% Verdrängung (d safe > d min), dann wird die Pumpe auf den sicheren Pumpenverdrängungswert (Schritt 280) hinaufgebracht.
Die Öltemperatur (T) wird unter Verwendung des Temperatursensors 112 (Schritt 290) gemessen. Wenn die Temperatur größer ist als oder gleich einer vorbestimmten Endtemperatur (T ≥ T), dann ist die Ölerwärmungsstrategie vollendet oder vollständig (Schritte 300 und 310). Wenn die Temperatur kleiner ist als die vorbestimmte Endtemperatur (T < Tf), dann wird bestimmt ob die Zeitgrenze überschritten wurde (t ≥ tf), beispielsweise drei Minuten (Schritt 320). Wenn drei Minuten vergangen sind seit der Erwärmungsprozess gestartet wurde (t ≥ tf), sodann ist die Ölerwärmungsstrategie vollständig (Schritt 310).
Wenn jedoch weniger als drei Minuten vergangen sind seit der Motor zuerst in Betrieb genommen wurde (t < tf), dann setzt das Getriebe 10 seinen Lauf im laufenden Zustand für eine vorbestimmte Zeitgröße fort, beispielsweise bis 60 Sekunden seit dem Start des Erwärmungsprozesses vergangen sind (Schritt 330).
Sodann kann die Motordrehzahl (v engine) verglichen werden mit der höchsten sicheren Motordrehzahl (v safe), bestimmt im Schritt 22 (Schritt 340). Wenn die Motordrehzahl (v engine) kleiner ist als die höchste sichere Motordrehzahl (v safe), dann werden sowohl die Motordrehzahl als auch die Pumpenverdrängung erhöht, wie dies in den Schritten 220 bis 280 angegeben ist. Wenn jedoch die Motordrehzahl (v engine) größer ist als oder gleich der höchsten sicheren Motordrehzahl (v safe), dann wird die Pumpenversetzung oder -verdrängung erhöht, wie dies in den Schritten 230 bis 280 angegeben ist.
Somit handelt es sich hier um ein "closed-loop" d. h. Regelverfahren, das dann, wenn das Öl sich erwärmt die Motordrehzahl und/oder die Pumpenverdrängung inkremental erhöht wird bis die Öltemperatur die Endtemperatur erreicht.
6b ist eine graphische Darstellung der Pumpenverdrängung, abhängig von der Zeit, und zwar für eine exemplarisch offenbarte Ölerwärmungsstrategie. Die graphische Darstellung zeigt wie die Pumpenverdrängung über die Zeit hinweg schrittweise entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verändert werden kann.
Wenn die Pumpe auf eine Nicht-Null-Verdrängung "upstroked", d. h. hubmäßig erhöht wird, so kann Öl am hydrostatischen Getriebe 14 erwärmt werden. Bei einer Nicht-Null-Verdrängung verwendet die Pumpe 23 die gespaltene Eingangsleistung vom Eingangsglied 18 zum strömungsmittelmäßigen Antrieb des Motors 26 zur Umwandlung der Eingangsleistung vom Motor 12 in hydrostatische Ausgangsleistung, und zwar über ein kontinuierlich variables Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsverhältnis. Da die Pumpe sich dreht und auf eine Nicht-Null-Verdrängung eingestellt ist, wird Wärme in dem hydrostatischen Getriebe 14 erzeugt und übertragen zu dem das hydrostatische Getriebe 14 umgebenden Öl.
Obwohl jedoch der Motor hydrostatische Ausgangsleistung erzeugt, wird die Arbeitsmaschine noch immer daran gehindert sich zu bewegen, da die ersten und zweiten Synchronisierer beide im Eingriff stehen und gestatten, dass die Kupplungsscheiben sich mit annähernd gleichen und entgegengesetzten Drehzahlen drehen, wodurch ein Netto-Null-Drehmoment an dem Endausgangsglied 86 erzeugt wird.
Das hydrostatische Getriebe 14 gibt seine Ausgangsgröße durch das hydrostatische Ausgangsgetriebe 28 an die Planetenanordnung 30. Speziell gibt das hydrostatische Getriebe 14 seine Ausgangsgröße durch das hydrostatische Ausgangsgetriebe 28 zu einem zweiten Planeteneingangsgetriebe 104. Die Planetenanordnung 30 kombiniert die hydrostatische Ausgangsleistung von dem zweiten Planeteneingangsgetriebe 104 mit der gespaltenen mechanischen Eingangsleistung zum Vorsehen einer hydromechanischen Ausgangsleistung zum Anlegen an eine Last, wie beispielsweise an ein oder mehrere Antriebsräder eines Fahrzeugs oder Ketten einer Erdbewegungsma schine. Die Drehzahl und das Drehmoment der Planetenanordnung 30 können unbegrenzt verändert werden, und zwar durch Verändern des Hubs der Pumpe 23. Wenn sich die Pumpe 23 auf einer Null-Verdrängung befindet, so wird eine größere Drehzahl und ein größeres Drehmoment an die Planetenanordnung angelegt als dies der Fall ist, wenn die Pumpe 23 sich auf einer Null-Verdrängung befindet, wodurch mehr Wärme zur Übertragung auf das Öl erzeugt wird.
Man erkennt, dass das exemplarische Ölerwärmungsverfahren oder die Strategie irgendeine Kombination von Schritten vorsieht: Erhöhung der Motordrehzahl unter Verwendung vorbestimmter Inkremente oder durch Verwendung eines Regelverfahrens und von Schritten zur Erhöhung der Pumpenverdrängung unter Verwendung vorbestimmter Inkremente oder durch Verwendung eines Regelverfahrens. Die Ölerwärmungsstrategie kann nur Schritte umfassen zur Erhöhung der Motordrehzahl oder alternativ nur Schritte zur Erhöhung der Pumpenverdrängung.
Mehrere Vorteile gegenüber dem Stand der Technik stehen mit der exemplarischen Ölerwärmungsstrategie in Verbindung. Die Ölerwärmungsstrategie gestattet, dass Wärme zu dem Öl übertragen wird, ohne dass die Pumpe 23 "stroking", d. h. eine Verdrängungseinstellung auf maximale Verdrängung benötigt, und auch ohne einen vollen Eingriff der Kupplungsanordnungen zu benötigen.
Da zwei Synchronisierer 36, 38 gleichzeitig aktiviert werden können, wird das durch den Motor 12 erzeugte Drehmoment in effektiver Weise aufgespalten und zwar gleichmäßig zwischen den zwei Kupplungsanordnungen mit den Kupplungsscheiben 78, 80, die in im Wesentlichen gleichen und entgegengesetzten Richtungen sich drehen. Die Ölerwärmungsstrategie gestattet, dass das Öl im Getriebe 10 erwärmt wird, während die Arbeitsmaschine 8 in einem stationären geparkten Zustand verbleibt.
Das Öl kann erwärmt werden durch Erhöhen der Motordrehzahl und/oder durch Erhöhen der Pumpenverdrängung. Um den Erwärmungsprozess noch weiter zu beschleunigen, kann sowohl die Motordrehzahl als auch die Pumpenverdrängung erhöht werden. Eine Erhöhung der Motordrehzahl hat eine Erhöhung der relativen Kupplungsgeschwindigkeit und eine erhöhte Zugkraft zwischen den Kupplungsnaben 82, 84 und den Kupplungsscheiben 78, 80 zur Folge. Jedoch ist die Erhöhung der Motordrehzahl durch eine maximale sichere Motordrehzahl begrenzt, um Schaden für die Transmission oder das Getriebe 10 zu verhindern. Eine Erhöhung der Pumpenverdrängung resultiert in einer erhöhten Motordrehzahl.
Die Ölerwärmungsstrategie kann implementiert werden, und zwar automatisch unter Verwendung eines Regelverfahrens, was eine minimale Benutzereinwirkung erfordert. Befehle werden an den Motor 12 oder die Pumpe 23 geschickt, um die entsprechende Motordrehzahl oder die Pumpenverdrängung zu erhöhen, wobei diese Befehle erzeugt werden, basierend auf einer vorbestimmten Strategie, beispielsweise durch eine feste Größe oder eine Größe, bestimmt unter Verwendung von Aufzeichnungen der Motordrehzahl oder Pumpenverdrängung als eine Funktion der gemessenen Öltemperatur oder Viskosität. Die Aufzeichnung (mapping) kann bestimmt werden durch experimentelle Daten bei den höchsten sicheren Motordrehzahlen und Pumpenverdrängungen als eine Funktion einer gemessenen Temperatur oder Viskosität des Öls in dem Getriebe 10.
Die Ölerwärmungsstrategie ist ferner in der Lage, automatisch dann zu stoppen, wenn die Endtemperatur erreicht ist. Daher kann diese Strategie unabhängig von der Öltemperatur bei Kaltstartbedingungen verwendet werden.
Wärme kann in sowohl in den Kupplungsanordnungen 78, 80, 82, 84 als auch in dem hydrostatischen Getriebe 14 erzeugt werden, wodurch die Rate erhöht wird mit der das Öl im Getriebe 10 erwärmt wird, und wobei die Zeitspanne vermindert wird, die erforderlich ist zum Erwärmen des Öls bis zur Endtemperatur. Die sich bewegenden Getriebe- oder Zahnräder im Getriebe 10 dienen auch zur Erhöhung der erzeugten Wärme. Ferner gilt Folgendes: höhere Pumpenverdrängungen vergrößern nicht nur die Kupplungszugleistung, sondern erhöhen den Variatorleistungsverlust (Verlust in der Pumpe 23 und in dem Motor 26), wodurch zusätzliche Wärme erzeugt wird. Der Variatorleistungsverlust belastet den Motor 12, was mehr Wärme erzeugt.
Da die Kupplungsscheiben 78, 80 sich mit annähernd gleichen und entgegengesetzten Drehgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen drehen, wird ein Null-Netto-Drehmoment an das Ausgangsglied 86 geliefert, wodurch gestattet wird, dass die Arbeitsmaschine 8 stationär in einem geparkten Zustand verbleibt.
Auf diese Weise kann der Ölerwärmungsprozess beschleunigt werden, während eine minimale Benutzereinwirkung erforderlich ist. Da der Benutzer nicht solange wie üblich für das Erwärmen des Öls für den Beginn normaler Operationen der Arbeitsmaschine 8 warten muss, wird die Bequemlichkeit für den Benutzer erhöht.
Der Fachmann erkennt, dass verschiedene Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, und zwar bei dem offenbarten Getriebe ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Andere Ausführungsbeispiele der Offenbarung ergeben sich für den Fachmann aus der Betrachtung der Beschreibung sowie der hier offenbarten Praxis. Die Beschreibung und die Beispiele sind als beispielhaft zu verstehen.
Zusammenfassung
Ölerwärmungsstrategie für ein Getriebe
Es wird ein Verfahre vorgesehen zur Erhöhung einer Temperatur des Öls in einem kontinuierlich variablen Getriebe (10) während des Startens des Motors (12), wobei das Getriebe eine Strömungsmittelpumpe (23) und einen Motor (26) aufweist und ferner mit einem mechanischen Getriebe (16). Das Verfahren umfasst das Starten des Motors, das Aufrechterhalten der Strömungsmittelpumpe auf einer im Wesentlichen Null-Verdrängung (210), und das Erhitzen des Getriebeöls durch relative Drehung einer ersten Kupplungsscheibe (78) bezüglich der ersten Kupplungsnabe (82), einer ersten Kupplungsanordnung (40) und ferner durch die relative Drehung einer zweiten Kupplungsscheibe (80) und einer zweiten Kupplungsnabe (84) einer zweiten Kupplungsanordnung (42). Das Verfahren umfasst ferner das Aufrechterhalten eines im Wesentlichen Null-Netto-Drehmoments vom Getriebe während des Erwärmens des Öls durch die ersten und zweiten Kupplungsanordnungen.

8: Arbeitsmaschine
10: hydromechanisches Getriebe
12: Motor
14: hydrostatisches Getriebe
16: mechanisches Getriebe
18: Eingangsglied
20: erstes festes Eingangsgetriebe oder Zahnrad
22: zweites festes Eingangsgetriebe oder Zahnrad
23: variable Verdrängungspumpe, Pumpe mit variabler Verdrängung
24: hydrostatisches Getriebe, Eingangszahnrad bzw. Getriebe
26: Motor
28: hydrostatisches Getriebe Ausgangszahnrad bzw. Getriebe
30: Planetenanordnung
32: erstes Ausgangsglied
34: zweites Ausgangsglied
36: erster Synchronisierer
38: zweiter Synchronisierer
39: dritter Synchronisierer
40: erste Kupplungsanordnung
42: zweite Kupplungsanordnung
44: erster Planetengetriebe- oder Zahnradsatz
46: erster Planetengetriebe- oder Zahnradsatz
48: Planetenausgangswelle
50: Sonnenrad
52: Träger
54: Ringzahnrad
56: Innenwelle
58: Hülse
60: erstes Planetenausgangszahnrad oder Getriebe
62: zweites Planetenausgangszahnrad oder Getriebe
63: Ausgangshilfsdrehzahlgetriebe oder Zahnrad
64: erstes Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe oder Zahnrad
66: erstes Hochdrehzahl-Reduktionsgetriebe oder Zahnrad
68: zweites Niederdrehzahl-Reduktionsgetriebe oder Zahnrad
70: zweites Hochdrehzahl-Reduktionsgetriebe oder Zahnrad
72: erstes Drehglied
74: zweites Drehglied
78: erste Kupplungsscheibe
80: zweite Kupplungsscheibe
82: erste Kupplungsnabe
84: zweite Kupplungsnabe
86: Endausgangsglied
87: Hilfsausgangsgetriebe oder Zahnrad
94: erstes Ausgangswellenzahnrad oder Getriebe
96: zweites Ausgangswellenzahnrad oder Getriebe
98: Endantriebszahnrad oder Getriebe
100: Pfeil
102: erstes Planeteneingangsgetriebe oder Zahnrad
104: zweites Planeteneingangsgetriebe oder Zahnrad
106: Pfeile
110: Steuersystem
112: Sensor
114: Prozessor
116: Speicher
118: Steuervorrichtung
200: Schritt des "Kaltstartbedingungen"
210: Schritt des "Starte Motor und halte diesen auf niedriger Drehzahl für eine vorbestimmte Zeitgröße"
220: Schritt des "Erhöhens von v Motor"
230: Schritt des "Messens von T"
240: Schritt des "Konsultierens einer Tabelle, die die Viskositätsabhängigkeit von der Temperatur darstellt und Bestimmung der Ölviskosität"
250: Schritt des "Konsultierens einer Tabelle, die die Pumpenverdrängung abhängig von der Viskosität darstellt und Bestimmen von d safe bzw. d sicher"
260: Schritt von "d safe > d min?"
270: Schritt von "Stelle die Pumpe auf den Hub d min ein"
280: Schritt von "Stelle die Pumpe auf den hub d safe ein"
290: Schritt "Messe T"
300: "Schritt auf "T > Tf?"
310: Schritt des "vollständiges Aufwärmen"
320: Schritt auf "t > tf?"
330: Schritt des "Halte für eine vorbestimmte Zeitgröße"
340: Schritt des "v Motor < v safe?"

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 5115694 [0003]

Claims

Ein Verfahren zur Erhöhung einer Temperatur von Öl in einem kontinuierlich variablen Getriebe (10) während des Startens des Motors (12), wobei das Getriebe eine Strömungsmittelpumpe (23) und einen Motor (26) aufweist und ferner mit einem mechanischen Getriebe (16), wobei das Verfahren Folgendes vorsieht: Starten des Motors; Aufrechterhaltung der Strömungsmittelpumpe in einem Zustand mit im Wesentlichen Null-Verdrängung (210); Erwärmung des Getriebeöls durch relative Drehung einer ersten Kupplungsscheibe (78) und einer ersten Kupplungsnabe (82) einer ersten Kupplungsanordnung (40) und durch relative Drehung einer zweiten Kupplungsscheibe (80) und einer zweiten Kupplungsnabe (84) einer zweiten Kupplungsanordnung (42); und Aufrechterhaltung eines im Wesentlichen Null-Netto-Drehmoments vom Getriebe während des Erhitzens des Öls durch die ersten und zweiten Kupplungsanordnungen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner Folgendes vorgesehen ist: Erhöhen einer Drehzahl des Motors nachdem ein vorbestimmter Zustand erreicht ist (220); und Aufrechterhaltung der Erwärmung des Getriebeöls durch die Kupplungsanordnungen und das im Wesentlichen Netto-Null-Drehmoment des Getriebes nach der Erhöhung der Motordrehzahl.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei ferner Folgendes vorgesehen ist: Messen einer Temperatur des Getriebeöls (230, 290), des vorbestimmten Zustands einschließlich der gemessenen Temperatur des Getriebeöls als oberhalb einer Schwellentemperatur.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der vorbestimmte Zustand eine Zeitgrenze umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei ferner Folgendes vorgesehen ist: Inkrementelles Erhöhen der Drehzahl des Motors; und Aufrechterhaltung der Erwärmung des Getriebeöls durch die Kupplungsanordnungen und das im Wesentlichen Netto-Null-Drehmoment des Getriebes nach Wiedererhöhung der Drehzahl des Motors.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner Folgendes vorgesehen ist: Erhöhen einer Verdrängung der Strömungsmittelpumpe nachdem ein vorbestimmter Zustand erreicht ist (270, 280); und Aufrechterhaltung der Erwärmung des Getriebeöls durch die Kupplungsanordnungen und das im Wesentlichen Netto-Null-Drehmoment des Getriebes nach dem Erhöhen der Verdrängung der Pumpe.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der vorbestimmte Zustand eine Zeitgrenze umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei ferner Folgendes vorgesehen ist: inkrementelles Erhöhen der Verdrängung der Strömungsmittelpumpe; und Aufrechterhaltung der Erwärmung des Getriebeöls durch die Kupplungsanordnungen und das im Wesentlichen Netto-Null-Drehmoment des Getriebes nach dem Erhöhen der Verdrängung der Pumpe.
Ein kontinuierlich variables Getriebe (10), welches Folgendes aufweist: eine Strömungsmittelpumpen- und Motoranordnung (14), gekuppelt mit einem Motor (12); und ein mechanisches Getriebe (16) in antriebsmäßigem Eingriff mit der Strömungsmittelpumpen- und Motoranordnung und dem Motor, wobei das mechanische Getriebe erste und zweite Kupplungsanordnungen (40, 42) aufweist, wobei jede der Kupplungsanordnungen eine Kupplungsscheibe (78, 80) und eine Kupplungsnabe (82, 84) aufweist, und wobei eine Drehbewegung übertragbar ist von dem Motor zu den beiden Kupplungsscheiben; wobei die Kupplungsscheiben mit annähernd gleichen und entgegengesetzten Drehzahlen drehbar sind, und die Drehbewegung der Kupplungsscheiben bezüglich der Kupplungsnaben eine Zugkraft am Öl in den Kupplungsanordnungen erzeugt.
Kontinuierlich variables Getriebe nach Anspruch 9, wobei die Kupplungsanordnungen ein annähernd Null-Netto-Drehmoment zu einem Ausgangsglied (86) übertragen.