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Dokumentenidentifikation DE602004006428T2 10.01.2008
EP-Veröffentlichungsnummer 0001668274
Titel VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR STEUERUNG EINER ARBEITSFUNKTION EINES FAHRZEUGS UND DIE STEUERVORRICHTUNG UMFASSENDES ARBEITSFAHRZEUG
Anmelder Volvo Construction Equipment Holding Sweden AB, Eskilstuna, SE
Erfinder BRATTBERG, Björn, S-633 47 Eskilstuna, SE
Vertreter v. Füner Ebbinghaus Finck Hano, 81541 München
DE-Aktenzeichen 602004006428
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 21.09.2004
EP-Aktenzeichen 047754635
WO-Anmeldetag 21.09.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/SE2004/001361
WO-Veröffentlichungsnummer 2005028926
WO-Veröffentlichungsdatum 31.03.2005
EP-Offenlegungsdatum 14.06.2006
EP date of grant 09.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2008
IPC-Hauptklasse F16H 61/02(2006.01)A, F, I, 20061114, B, H, EP

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsfunktion eines Fahrzeugs mit einer Vorwärtsgangposition für einen Vorwärtsantrieb des Fahrzeugs und einer Rückwärtsgangposition für einen Rückwärtsantrieb des Fahrzeugs, das eine Erfassung eines Betriebsparameters und in Ansprechung darauf die Erzeugung eines Parametersignals für eine Steuereinheit und die Steuerung der Arbeitsfunktion umfasst, die auf der Basis des Werts des Parametersignals durch die Steuereinheit durchgeführt wird.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und ein Arbeitsfahrzeug, das die Steuervorrichtung umfasst.

Die Arbeitsfunktion kann beispielsweise die Steuerantwort sein, das heißt das Drehen der Räder im Falle des Drehens des Lenkrades oder der hydraulische Arbeitsdruck einer Maschine, die mit Hydraulik arbeitet. Die Erfindung ist jedoch insbesondere zur Steuerung der Auswahl des Gangmodus eines Arbeitsfahrzeugs, wie zum Beispiel eines Radladers, mit einem automatischen Getriebe mit mehreren Gangmodi geeignet. Zum Zwecke der Erläuterung wird dies anhand einer solchen Anwendung beschrieben. Die Erfindung kann natürlich auch an anderen Arten von Arbeitsfahrzeugen angewendet werden, wie zum Beispiel einem Tieflöffelbagger oder einem sogenannten Frontschaufelfahrzeug.

STAND DER TECHNIK

Moderne Radlader mit automatischen Getrieben verwenden derzeit verschiedene sogenannte Gangmodi oder Gangfunktionen entsprechend einer bestimmten Gangwechselstrategie. Die Gangmodi unterscheiden sich darin, dass ein Wechsel auf einen höheren Gang, ein Heraufschalten; für unterschiedliche Gangmodi bei unterschiedlichen Minimalmotordrehzahlen für einen Wechsel zwischen entsprechenden Gängen durchgeführt wird, und ein Wechsel auf einen niedrigeren Gang bei unterschiedlichen minimalen Fahrzeuggeschwindigkeiten durchgeführt wird. Bei herkömmlichen Radladern werden diese Modi manuell durch eine Bedienungsperson gewählt, die eine Steuerung, eine sogenannte APS-Steuerung verwendet.

Durch die gattungsgemäße EP 0 715 102 ist bereits ein Verfahren zur Steuerung von Gangmodi in einem automatischen Fahrzeuggetriebe auf der Basis von Parametersignalen bekannt, die Betriebsbedingungen für das Fahrzeug, die Fahrabsicht des Fahrers und die Straßenbedingungen darstellen. Die Betriebsparameter repräsentieren insbesondere die Steigung einer Strasse, auf der das Fahrzeug gefahren wird. Es ist jedoch bei einem Fahrzeug, in dem Automatikgetriebe der erwähnten Art normalerweise zu finden sind, üblich, auf im wesentlichen ebener Fläche zu arbeiten. In solchen Fällen besteht der Wunsch, abhängig von dem Betrieb des Fahrzeugs einen Gangmodus wählen zu können, der hinsichtlich des Wirkungsgrades, des Kraftstoffverbrauchs, der Umweltfaktoren etc. am passendsten ist.

ZIEL DER ERFINDUNG

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der in der Einleitung erwähnten Art bereitzustellen, das eine wichtige Information zur Steuerung einer Arbeitsfunktion, vorzugsweise der Wahl eines Gangmodus bereitstellt und das eine Steuerung der Arbeitsfunktion oder eine Wahl des Gangmodus auf der Basis dieser Information durchführt.

Das Ziel wird durch das in der Einleitung erwähnte Verfahren erreicht, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Parametersignal den Gesamtweg darstellt, den das Fahrzeug während einer einzelnen Sequenz mit wenigstens der Vorwärtsgangposition oder wenigstens der Rückwärtsgangposition gefahren ist. Mit anderen Worten wird die Distanz aufgezeichnet, die zwischen zwei Richtungswechseln des Fahrzeugs gefahren wird, und die automatische Steuerung der Arbeitsfunktion basiert auf dem Ergebnis der Aufzeichnung. Eine einzelne Aufzeichnung einer gefahrenen Distanz wird zu dem Moment begonnen, an dem ein Gangwechsel von einer Vorwärtsgangposition auf eine Rückwärtsgangposition oder umgekehrt vorhanden ist. Die Aufzeichnung der Distanz wird beendet, wenn der nächste Gangwechsel zurück zu der Vorwärtsgangposition oder der Rückwärtsgangposition durchgeführt wird. Es wird angenommen, dass diese Wechsel zwischen der Vorwärtsgangsposition und der Rückwärtsgangposition manuell durch den Fahrer des Fahrzeugs durchgeführt werden. Es ist gut möglich, nur die vorwärts gefahrene Distanz aufzuzeichnen oder nur die rückwärts gefahrene Distanz aufzuzeichnen, es ist jedoch bevorzugt, dass die Distanz in beiden Richtungen aufgezeichnet wird.

Dadurch, dass die gefahrenen Distanzen auf diese Weise gemessen werden und die Steuerung jeder Arbeitsfunktion, zum Beispiel der Wahl des Gangmodus, auf diesen basiert, ist es möglich, die Steuerung der betreffenden Arbeitsfunktion an den Lastzyklus anzupassen, von dem derzeit angenommen wird, dass das Fahrzeug in ihm arbeitet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Fahrzeug ein Automatikgetriebe auf, das für einen Gangwechsel gemäß einer Vielzahl von Gangmodi konfiguriert ist, wobei der Gangmodus auf der Basis des Parametersignals gewählt wird. Die Gangmodi unterscheiden sich darin, dass ein Wechsel auf einen höheren Gang bei unterschiedlichen minimalen Motordrehzahlen durchgeführt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren die Erzeugung eines Parametersignals aus jeder einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Sequenzen und den Vergleich der Parametersignale und die Steuerung der Arbeitsfunktion oder die Wahl des Gangmodus auf der Basis des Parametersignals, das den längsten gefahrenen Weg darstellt. Für jeden Gangmodus besteht deshalb ein Bereich von Wegen für die der Gangmodus genau gewählt wird. Welcher Gangmodus gewählt wird oder wie eine bestimmte Arbeitsfunktion gesteuert wird, hängt deshalb von dem Bereich ab, in dem der längste gemessene Weg gefunden wird. Geeigneterweise wird nur eine gewisse maximale Anzahl von Parametersignalen oder Aufzeichnungen von zuvor gefahrenen Wegen für einen Vergleich in der Steuereinheit aufgezeichnet.

Zu Beginn des Fahrens des Fahrzeuges wählt die Steuereinheit vorzugsweise automatisch einen höchsten Gangmodus, der bei einer niedrigeren Minimalmotordrehzahl als bei anderen Gangmodi auf einen höheren Gang wechselt. Sobald ein erstes Parametersignal erhalten wird, wird eine Überprüfung der Wahl des Gangmodus durchgeführt. Dieses Prinzip ist darüber hinaus insgesamt zur Steuerung anderer Funktionen als der Wahl des Gangmodus anwendbar.

Das Ziel der Erfindung wird auch durch die in der Einleitung erwähnte Vorrichtung erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Betriebsparameter den Weg des Fahrzeuges darstellt, den das Fahrzeug in einer einzelnen Sequenz mit wenigstens der Vorwärtsgangposition oder wenigstens der Rückwärtsgangposition gefahren ist.

Das Fahrzeug weist ein Automatikgetriebe auf, das für einen Wechsel des Gangs gemäß einer Vielzahl von Gangmodi ausgebildet ist, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie den Gangmodus auf der Basis des Parametersignals wählt.

Die Gangmodi unterscheiden sich darin, dass entsprechende Wechsel auf einen höheren Gang bei unterschiedlichen minimalen Motordrehzahlen stattfinden.

Um eine automatische Realisierung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zu ermöglichen, ist die Steuereinheit vorteilhafterweise so konfiguriert, dass sie von dem Sensor ein Parametersignal aus jeder einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Sequenzen sammelt, und die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie die Parametersignale vergleicht und die Arbeitsfunktion steuert oder den Gangmodus wählt auf der Basis des Parametersignals, das den längsten gefahrenen Weg darstellt.

Zusätzlich ist die Steuereinheit vorzugsweise so konfiguriert, dass sie bei Beginn des Fahrens des Fahrzeugs den höchsten Gangmodus wählt, der in einen höheren Gang bei der niedrigsten Minimalmotordrehzahl aller Gangmodi wechselt.

Der Sensor sollte zusätzlich so konfiguriert sein, dass er während einer andauernden Sequenz mit dem Getriebe in Vorwärtsgangposition oder Rückwärtsgangposition fortlaufend ein Signal an die Steuereinheit sendet, das den gefahrenen Weg betrifft, und die Steuereinheit sollte so konfiguriert sein, dass in den nächst höheren Gangmodus gewechselt wird, wenn das Parametersignal einen Weg angibt, der den längsten Weg überschreitet, der durch die Parametersignale für die unmittelbar vorhergehenden Sequenzen dargestellt wird. Dies bedeutet, dass ein Gangwechsel sogar stattfinden kann, bevor ein endgültiger vollständiger Weg in einer Gangposition gemessen wurde. Es kann während einer fortlaufenden Messung ausreichend sein, dass der Weg den bislang längsten gemessenen Weg oder einen vorherbestimmten Wert überschreitet, damit ein Zwischenwechsel auf einen höheren Gangmodus von der Steuereinheit angefordert wird.

Zusätzliche Eigenschaften und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung und aus anderen unabhängigen Patentansprüchen erkenntlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird zum Zwecke der Erläuterung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen

1 schematisch in einer Seitenansicht ein Arbeitsfahrzeug in Form eines Radladers zeigt,

2 schematisch eine Ausführungsform eines Antriebsstrangs für den Radlader zeigt,

3 schematisch eine Vorrichtung zur Steuerung des Motors und des Getriebes des Radladers zeigt,

4 und 5 Beispiele verschiedener Lastzyklen für ein Arbeitsfahrzeug zeigen, das erfindungsgemäß ausgebildet ist, und

6 einen Gangwechselplan zeigt, in dem die Motordrehzahl bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit gezeigt ist und aus dem erkenntlich ist, wann ein Wechsel zwischen zwei angrenzenden Gängen stattfindet und wie sich die Gangpositionen zwischen unterschiedlichen Gangmodi unterscheiden.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

1 zeigt ein Arbeitsfahrzeug in Form eines Radladers 1. Der Radlader 1 umfasst einen vorderen 2 und einen hinteren Teil 3 des Fahrzeugs. Der hintere Teil 3 des Fahrzeugs umfasst eine Kabine 22 und den Antriebsmotor des Fahrzeugs (nicht gezeigt). Der Radlader 1 umfasst zusätzlich eine Ladearmeinheit 6 und ein Werkzeug 7, hier in Form einer Schaufel, die an der Ladearmeinheit zur Handhabung von Objekten und Materialien angeordnet ist. An einem ersten Ende ist die Ladearmeinheit 6 mit dem ersten Teil 2 des Fahrzeugs so verbunden, dass sie sich bewegen kann. An dem anderen Ende der Ladearmeinheit 6 ist das Werkzeug 7 mit der Einheit so verbunden, dass es sich bewegen kann. Jeder Teil 2, 3 des Fahrzeugs weist zusätzlich eine Antriebswelle 12, 120 auf. Die Teile 2, 3 des Fahrzeugs sind miteinander so verbunden, dass sie sich bezüglich zueinander bewegen können. Die Teile 2, 3 des Fahrzeugs können bezüglich einander um eine Achse mittels zweier erster hydraulischer Komponenten in Form von Hydraulikzylindern 4, 5 gedreht werden, die zwischen den Teilen angeordnet sind. Die Hydraulikzylinder 4, 5 sind deshalb zur Drehung des Radladers 1 angeordnet.

Die Ladearmeinheit 6 kann bezüglich des vorderen Teils 2 des Fahrzeugs durch zwei zweite Hydraulikkomponenten in Form von zwei Hydraulikzylindern 8, 9 angehoben und abgesenkt werden, die jeweils an einem Ende des vorderen Teils 2 des Fahrzeugs und an ihrem anderen Ende an der Ladearmeinheit 6 angebracht sind. Die Schaufel 7 kann bezüglich der Ladearmeinheit 6 mittels einer dritten Hydraulikkomponente in Form eines Hydraulikzylinders 10 geneigt werden, der an einem Ende an dem vorderen Teil 2 des Fahrzeugs und an seinem anderen Ende an der Schaufel 7 über ein Gelenksystem befestigt ist, das außerdem mit der Ladearmeinheit so verbunden ist, dass es schwenken kann.

2 zeigt in einer vereinfachten Zeichnung den Antriebsstrang 13 des Radladers 1. Der Antriebsstrang 13 umfasst einen Verbrennungsmotor 14 in Form eines Dieselmotors, ein Automatikgetriebe 15 und einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 16. Das Getriebe 15 besteht aus einem elektrisch gesteuerten Automatikgetriebe der "Lastschalt"-Art. Das Getriebe 15 umfasst einen Vorwärts- und Rückwärtsgetriebe 17. Der Drehmomentwandler 16 ist zwischen dem Motor 14 und dem Getriebe 15 angeordnet. Eine Ausgangswelle 19 von dem Motor 14 treibt deshalb den Drehmomentwandler 16 an. Eine Ausgangswelle 20 von dem Getriebe 15 ist für einen Antrieb der hinteren Antriebswelle 12, auf der die Antriebsräder 23 des Fahrzeugs angeordnet sind, über ein Differentialgetriebe 21 angeordnet.

2 zeigt zudem eine Pumpe 18 in dem Hydrauliksystem des Fahrzeugs, die für eine Versorgung der Hydraulikzylinder 4, 5, 8, 9, 10 mit Hydrauliköl ausgebildet ist. Die Pumpe 18 wird durch die Ausgangswelle 19 des Motors 14 angetrieben.

3 zeigt eine Vorrichtung 25 zur Steuerung des Motors 14 und des Getriebes 15 des Radladers 1. Die Steuervorrichtung 25 umfasst eine erste Steuereinheit 26 (oder ECU; elektronische Steuereinheit) mit einer Software zur Steuerung des Radladers 1. Die Steuereinheit 26 umfasst einen Prozessor und einen Speicher. Die Steuereinheit 26 ist mit dem Getriebe 15 zur Steuerung vorprogrammierter Gangmodi in Ansprechung auf gewisse Betriebsparameter verbunden. Die Steuereinrichtung 25 umfasst einen Sensor 27 zur Erfassung des gewählten Vorwärts- oder Rückwärtsgangs in dem Getriebe 15. Der Sensor 27 ist zur Erzeugung eines Signals mit dieser Information für die Steuereinheit 26 konfiguriert. Die Steuereinrichtung 25umfasst zusätzlich einen Sensor 32 zur Erfassung des Weges, den das Fahrzeug gefahren ist. Der Sensor 32 kann aus einer magnetischen Aufnahmevorrichtung bestehen, die die Bewegung eines Zahnradzahnes in dem Getriebe erfasst, da die Drehzahl des Zahnradzahnes der Drehzahl des Motors entspricht. Der Sensor 32 ist zur Erzeugung eines Signals mit dieser Information für die Steuereinheit 26 konfiguriert. Die Steuereinheit 26 empfängt Signale von den Sensoren 27 und 32, wählt einen Gangmodus auf der Basis dieser Informationen und steuert das Getriebe 15 entsprechend dem gewählten Gangmodus. Die Steuervorrichtung 25 umfasst zusätzlich einen Ganghebel 37, der wirksam mit der Steuereinheit 26 verbunden ist. Als Alternative zu dem Sensor 27, der zur Erfassung des gewählten Vorwärts- oder Rückwärtsgangs in dem Getriebe 15 verwendet wird, kann ein Sensor 36 verwendet werden, der die Position des Ganghebels 37 erfasst. Der Sensor 36 ist zur Erzeugung eines Signals mit dieser Information für die Steuereinheit 26 konfiguriert.

Die Steuereinrichtung 25 umfasst eine zweite Steuereinheit 29, siehe 3, zur Steuerung der Drehzahl des Motors 14 über eine bekannte Steuereinrichtung 31, wie zum Beispiel über eine Kraftstoffpumpe. Die zweite Steuereinheit 29 ist funktional (elektrisch) mit der ersten Steuereinheit 26 verbunden und empfängt Informationen von dieser, die die erforderliche Drehzahl des Motors betreffen. In diesem Fall erfasst ein Sensor 33 die Position eines Gaspedals 38 und erzeugt ein Signal mit Informationen über die Positionen des Gaspedals für die erste Steuereinheit 26. Die erste Steuereinheit 26 informiert somit die zweite Steuereinheit 29 über die erforderliche Motordrehzahl und die zweite Steuereinheit 29 steuert die Motordrehzahl auf entsprechende Weise. Die Motordrehzahl wird somit mit erhöhten Drücken des Gaspedals erhöht.

Die Drehzahl des Motors 14 wird durch einen Sensor 30 erfasst. Der Sensor 30 ist zur Erzeugung eines Signals mit der Motordrehzahlinformation für die erste Steuereinheit 26 (über die zweite Steuereinheit 29) konfiguriert. Die Motordrehzahlinformation wird zur Steuerung des Gangmodus verwendet, was nachstehend genauer beschrieben wird.

Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird auch auf herkömmliche Weise durch den Sensor 32 ermittelt. Informationen über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs werden zur Steuerung des Gangmodus verwendet, wie nachstehend näher beschrieben wird.

Die Steuervorrichtung 25 umfasst eine Vielzahl von Einrichtungen 35 zur Steuerung der Gangmodi des Getriebes 15. Diese Steuereinrichtungen 35 sind in dem Getriebe 15 für einen automatischen Wechsel zwischen verschiedenen Gängen angeordnet und für einen Empfang von Steuersignalen von der ersten Steuereinheit konfiguriert.

Anhand von 4 ist eine sogenannte Kurzzyklus-Belastung des Radladers 1 gezeigt, wobei der Radlader mit einem Automatikgetriebe 15 und einer Software ausgestattet ist, die unter anderem die Wahl eines von verschiedenen vorprogrammierten Gangmodi auf der Basis von fortlaufenden Betriebsparametersignalen steuert, die von den Sensoren der ersten Steuereinheit 26 zugeführt werden, in der die Software installiert ist.

Die in 4 gezeigte Kurzzyklusbelastung ist dadurch gekennzeichnet, dass der längste Weg, den ein Fahrzeug vorwärts oder rückwärts fährt, nicht eine bestimmte Anzahl von Metern überschreitet, in diesem Fall in der Größenordnung von 15 Metern.

5 zeigt einen anderen Lastzyklus, in dem die längste Distanz, die das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts zurücklegt, innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt.

Die Bezugszeichen 101104 und 101'104' in den 4 und 5 beziehen sich jeweils auf Lastzyklen des Radladers 1 in Form von vier Fahrzeugbewegungen, nämlich vorwärts in Richtung und in Wechselwirkung mit dem Material (Kies oder Stein), das bewegt werden soll 101, 101', rückwärts mit dem Material in der Schaufel 102, 102', wieder vorwärts zu der Position (Lastwagen 105 oder Steinbrecher 105'), wo das Material platziert werden soll 103, 103', und danach rückwärts 104, 104' zu der Anfangsposition.

Die Software in der Steuereinheit 26 ist so konfiguriert, dass sie automatisch den Modus wählt, der zu dieser Zeit am besten für den fraglichen Arbeitszyklus geeignet ist. Im allgemeinen gibt es vier Arten von Arbeitszyklen: "Transport", "Lasttragen", "nahe Handhabung", und "Kurzzyklusbelastung". Natürlich kann eine mehr oder weniger detaillierte Aufteilung durchgeführt werden, erfindungsgemäß ist jedoch diese Aufteilung bevorzugt, da sie als der zur Zeit beste Kompromiss zwischen Genauigkeit und Anzahl von Gangmodi betrachtet werden kann, der für eine Konfigurierung eines automatischen Getriebes für ein Fahrzeug der beschriebenen Art zweckmäßig ist.

Die verschiedenen Zyklen haben vorzugsweise die folgenden Grenzwerte: Zyklus längste Distanz Gangmodus 1 Transport > 500 m leicht 1 2 Lasttragen 75–500 m leicht 2 3 Nahe Handhabung 15–75 m normal 4 Kurzzyklusbelastung 0–15 m schwer

Es ist jedoch klar, dass komplett unterschiedliche Grenzwerte für die Definition der unterschiedlichen Zyklen verwendet werden können.

Die unterschiedlichen Gangmodi unterscheiden sich dadurch, dass ein Wechsel in den nächst höheren Gang bei einer relativ niedrigeren minimalen Motordrehzahl durchgeführt wird, je länger der maximale Weg ist, den das Fahrzeug fahren soll. Dies ist genauer in 6 gezeigt, in der die Motordrehzahl in Relation zu der Geschwindigkeit des Fahrzeugs gezeigt ist, und in der ein Beispiel eines Gangplans für einen Wechsel zwischen zum Beispiel dem zweiten, dritten und vierten Gang gezeigt ist. Für einen Wechsel von dem dritten auf den vierten Gang gibt es eine untere Hochschaltlinie 111. Diese Hochschaltlinie ist unterschiedlich, wird geändert, bei verschiedenen Gangmodi, wie es durch den Pfeil 112 gezeigt ist. Sie wird beispielsweise in Richtung einer höheren Motordrehzahl bewegt, wenn eine Kurzzyklusbelastung identifiziert wurde, und in Richtung einer unteren Motordrehzahl, wenn ein Transportzyklus identifiziert wurde. Mit anderen Worten ist die Hochschaltlinie um so niedriger, je höher der Gangmodus ist. Mit anderen Worten zeigt die Linie die niedrigste Motordrehzahl für ein Hochschalten in den nächsthöheren Gang für den jeweiligen Gangmodus.

Für den Zyklus 1, das heißt "Transport", wird der Gangmodus "leicht 1" aktiviert, bei dem ein Hochschalten früher durchgeführt wird, das heißt bei der geringsten Motordrehzahl. Bei der " Kurzzyklusbelastung" wird der Gangmodus aktiviert, bei dem ein Hochschalten bei der höchsten Motordrehzahl durchgeführt wird, das heißt das Fahrzeug in relativ niedrigen Gängen gefahren wird, da nicht erwartet wird, dass das Fahrzeug in einen höheren Gang geschaltet werden muss, bevor der nächste Richtungswechsel durchgeführt wird.

Gemäß 6 unterscheiden sich die unterschiedlichen Gangmodi auch dadurch, dass ein Herunterschalten in den nächsten niedrigeren Gang bei unterschiedlichen minimalen Geschwindigkeiten für die jeweiligen Gangmodi zusammen mit einer Reduzierung der Geschwindigkeit durchgeführt wird.

6 zeigt eine Herunterschaltlinie 113 für ein Herunterschalten von dem dritten Gang in den zweiten Gang. Die Linie zeigt die geringste Geschwindigkeit, bei der ein Herunterschalten durchgeführt wird. Diese Herunterschaltlinie unterscheidet sich bei den unterschiedlichen Gangmodi. Sie wird in Richtung einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit verschoben, wenn eine Kurzzyklusbelastung identifiziert wurde, und wird in Richtung einer geringeren Geschwindigkeit verschoben, wenn ein Transportzyklus identifiziert wurde. Mit anderen Worten ist der Gangmodus um so höher, je geringer die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, an der sich die Linie befindet, wie es durch den Pfeil 114 gezeigt ist. Je höher der Gangmodus ist, beginnend von "leicht 1", das heißt für den Arbeitszyklus "Transport" aktiviert, je später findet das Herunterschalten statt, das heißt die Verringerung der Geschwindigkeit vor dem Herunterschalten wird durch den nächsten niedrigeren Gang durchgeführt.

Die Software der Steuereinheit hat einen Speicher zur Speicherung der Parametersignale, die die zuletzt gefahrenen Wege angeben. Wie viele Wege gespeichert werden und miteinander verglichen werden, bestimmt die Sensitivität der Steuereinheit. Ein gefahrener Weg wird als gefahrener Weg zwischen zwei Richtungswechseln definiert. Ein Richtungswechsel ist ein Wechsel aus einer Vorwärtsgangposition in eine Rückwärtsgangposition und umgekehrt. Ein Richtungswechsel wird per Definition auch ausgeführt, wenn das Fahrzeug gestartet wird, das heißt also auch dann, wenn ein anfänglicher Wechsel von einer neutralen in die Vorwärts- oder Rückwärtsgangposition durchgeführt wird.

Durch die Erfindung kann das Fahrzeug aufgrund der fortlaufenden Wahl des Gangmodus durch die Steuereinheit auf der Basis der Art des Arbeitszyklus, der als zur Zeit relevant beurteilt wird, seine Gangwechselstrategie an vorherrschende Bedingungen anpassen und kann auf diese Weise wirksamer arbeiten und/oder mit geringerem Kraftstoffverbrauch und/oder mit weniger Umweltschaden. Beispielsweise kann ein unnötiges Heraufschalten in Arbeitszyklen des "Kurzzyklusbelastungs"-Typs vermieden werden, was ebenfalls zu einem gleichmäßigeren Fahren des Fahrzeugs beiträgt.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Computerprogramm zur Durchführung der oben beschriebenen Verfahrensschritte, wenn das Programm auf einem Computer durchgeführt wird. Das Programm ist in dem Speicher der Steuereinheit gespeichert. Das Computerprogramm könnte über drahtlose Einrichtungen an die Steuereinheit 26 gesandt werden, beispielsweise über das Internet.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Computerprogrammerzeugnis mit einem auf einem Medium gespeicherten Softwarecode, der durch einen Computer gelesen werden kann, um die Verfahrensschritte auszuführen, wenn das Programm auf einem Computer durchgeführt wird. Das Medium, das von einem Computer gelesen werden kann, kann eine Floppy-Disk oder eine CD-ROM sein.

Die oben erwähnte erste Steuereinheit 26 (ECU) wird oft auch CPU (Control Power Unit) oder einfach Boardrechner genannt.

Es ist klar, dass eine Vielzahl von alternativen Ausführungsformen der Erfindung für einen Fachmann auf dem Gebiet klar sind. Der Schutzbereich der Erfindung beschränkt sich nicht auf die Ausführungsform, die beschrieben wurde, sondern auf das, was in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist, gestützt durch die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen.

Beispielsweise erscheint es vernünftig anzunehmen, dass die Wahl des Gangmodus nicht nur auf der Messung der Wege zwischen Richtungswechseln besteht, sonder auch auf der Basis anderer Betriebsparameter, wie zum Beispiel der Steigung der Strasse etc. Verschiedene Kombinationen von Betriebsparametern, die die Basis für die Wahl des Gangmodus bilden, sind deshalb auch durch die Erfindung abgedeckt.

Es ist auch klar, dass das Signal, das den in der Erfindung beschriebenen Betriebsparameter "gefahrener Weg" darstellt, nicht direkt durch einen Sensor für eine Distanzmessung erzeugt werden muss, es jedoch bevorzugt wird. Es ist außerdem möglich, völlig unterschiedliche Parameter zu messen, jedoch vorausgesetzt, dass es eine Korrelation zwischen diesen und dem gefahrenen Weg gibt, um einen Gangmodus dem oben beschriebenen Prinzip entsprechend auf der Basis dieser zu wählen.

Die in 2 gezeigte Art eines Getriebes ist nur als ein Beispiel eines Getriebes zu betrachten, das mit der Erfindung verwendet werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die Steuerung von Gangmodi beschränkt. Sie könnte auch zur Steuerung der Drehzahl des Motors auf der Basis der Parametersignalwerte verwendet werden.


Anspruch[de]
Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsfunktion eines Fahrzeugs (1) mit einer Vorwärtsgangposition für einen Vorwärtsantrieb des Fahrzeugs und einer Rückwärtsgangposition für einen Rückwärtsantrieb des Fahrzeugs, das

– eine Erfassung eines Betriebsparameters und in Ansprechung darauf die Erzeugung eines Parametersignals für eine Steuereinheit (26), und

– eine durch die Steuereinheit (26) durchgeführte Steuerung der Arbeitsfunktion auf der Basis des Werts des Parametersignals,

umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass das Parametersignal den Gesamtweg darstellt, den das Fahrzeug während einer einzelnen Sequenz mit wenigstens der Vorwärtsgangposition oder wenigstens der Rückwärtsgangposition gefahren ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Automatikgetriebe (15) aufweist, das für einen Gangwechsel gemäß einer Vielzahl von Gangmodi konfiguriert ist, und dass der Gangmodus auf der Basis des Parametersignals gewählt wird. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gangmodi sich darin unterscheiden, dass ein Wechsel auf einen höheren Gang bei unterschiedlichen Minimalmotordrehzahlen stattfindet. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es die Erzeugung eines Parametersignals aus jeder einer Vielzahl von aufeinander folgenden Sequenzen und den Vergleich der Parametersignale und die Auswahl des Gangmodus auf der Basis des Parametersignals umfasst, das den längsten gefahrenen Weg darstellt. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie bei Beginn des Fahrens des Fahrzeugs den höchsten Gangmodus wählt, der bei der geringsten Minimalmotordrehzahl aller Gangmodi auf einen höheren Gang wechselt. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gefahrene Weg dauernd während einer fortlaufenden Sequenz mit dem Getriebe in Vorwärtsgangposition oder Rückwärtsgangposition erfasst wird, und dass auf den nächsten höheren Gangmodus gewechselt wird, wenn der Weg den größten Weg für die unmittelbar vorhergehenden Sequenzen überschreitet. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gangmodi darin unterscheiden, dass ein Schalten auf einen unteren Gang bei unterschiedlichen Minimaldrehzahlen durchgeführt wird. Computerprogramm mit einem Softwarecode zur Ausführung aller der Schritte, die in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht wurden, wenn das Programm auf einem Computer laufen gelassen wird. Vorrichtung zur Steuerung einer Arbeitsfunktion eines Fahrzeugs (1), das eine Vorwärtsgangposition für einen Vorwärtsantrieb des Fahrzeugs und eine Rückwärtsgangposition für einen Rückwärtsantrieb des Fahrzeugs aufweist, mit

– einem Sensor (32), der für eine Erfassung eines Betriebsparameters des Fahrzeugs und für eine Erzeugung eines Parametersignals in Ansprechung darauf konfiguriert ist, und

– einer Steuereinheit (26), die zum Empfang des Parametersignals und zur Steuerung der Arbeitsfunktionen auf der Basis seines Wertes konfiguriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter den Weg darstellt, den das Fahrzeug während einer einzelnen Sequenz mit wenigstens der Vorwärtsgangposition oder der Rückwärtsgangposition gefahren wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Automatikgetriebe (15) aufweist, das für einen Wechsel des Gangs gemäß einer Vielzahl von Gangmodi konfiguriert ist, wobei die Steuereinheit (26) so konfiguriert ist, dass sie den Gangmodus auf der Basis des Parametersignals wählt. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gangmodi darin unterscheiden, dass entsprechende Wechsel auf einen höheren Gang bei unterschiedlichen Minimalmotordrehzahlen stattfinden. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter der Weg ist, der bei einer einzelnen Sequenz mit Vorwärtsgangposition gefahren wurde, oder der Weg ist, der bei einer einzelnen Sequenz mit Rückwärtsgangposition gefahren wurde. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (26) so konfiguriert ist, dass sie von dem Sensor (32) ein Parametersignal aus jeder einer Vielzahl von aufeinander folgenden Sequenzen sammelt, und dass die Steuereinheit (26) so konfiguriert ist, dass sie die Parametersignale vergleicht und den Gangmodus auf der Basis des Parametersignals wählt, das den längsten gefahrenen Weg angibt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11–14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (26) so konfiguriert ist, dass sie bei Beginn des Fahrens des Fahrzeugs den höchsten Gangmodus wählt, der in einen höheren Gang bei der geringsten Minimalmotordrehzahl aller der Gangmodi wechselt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11–15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (32) so konfiguriert ist, dass er während einer andauernden Sequenz mit dem Getriebe in der Vorwärtsgangposition oder der Rückwärtsgangposition fortlaufend ein Signal an die Steuereinheit (26) sendet, das den gefahrenen Weg betrifft, und dass die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass in den nächsten höheren Gangmodus gewechselt wird, wenn das Parametersignal einen Weg angibt, der den längsten Weg überschreitet, der durch die Parametersignale für die unmittelbar vorhergehenden Sequenzen angegeben wurde. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11–16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gangmodi darin unterscheiden, dass ein Wechsel herunter auf einen niedrigeren Gang bei unterschiedlichen Minimaldrehzahlen durchgeführt wird. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11–17, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Sensor (27, 36 ) für eine Erfassung des gewählten Vorwärts- oder Rückwärtsgangs umfasst, und dass dieser Vorwärts-/Rückwärtsgangsensor (27, 36) so konfiguriert ist, dass er ein Parametersignal für die Steuereinheit (26) mit einer den gewählten Gang betreffenden Information erzeugt. Arbeitsfahrzeug mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11–18.






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