-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf das Begrenzen
der Fahrgeschwindigkeit von Maschinen, die mit einem elektronisch
gesteuerten Antriebsstrang ausgestattet sind, und insbesondere auf
einen Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus, der in einer elektronischen
Getriebesteuervorrichtung ausgeführt
wird, um Motorsteuernachrichten auszugeben um eine Maschinengeschwindigkeit
zu begrenzen.
-
Hintergrund
-
Für die meisten
Straßenlastwagenanwendungen
wird eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung typischer Weise durch
eine Fahrzeuggeschwind igkeitsbegrenzungsstrategie ausgeführt, die in
der elektronischen Motorsteuervorrichtung angesiedelt ist. Geländemaschinen,
wie beispielsweise Lastwagen, die in Transporteinrichtungen, Hafeneinrichtungen
oder großen
Fabrik/Lagerbetrieben betrieben werden, sind möglicherweise auf der Straße nicht
zugelassen, und müssen
daher Straßenbetriebsemissionsregelungen
nicht erfüllen.
Zudem verwenden diese Lastwagen bzw. Transportfahrzeuge häufig weniger
teure so genannten "Industriemotoren", die keine eingebauten
Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategien aufweisen. Es kann
jedoch unter manchen Rechtssprechungen dennoch Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsregelungen für Geländemaschinen
geben. Beispielsweise kann eine Geländemaschinengeschwindigkeit
eine Geschwindigkeitsgrenze von 25 Meilen pro Stunde haben. Bei
dieser Art von Geländemaschine
wurde eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung typischer Weise durch
eine Gangblockage bzw. -bindung des Getriebes erreicht, oder dadurch,
dass Schaltungen über
einen bestimmten Gang hinaus nicht zugelassen wurden, und indem
man sich darauf verließ,
dass der Begrenzungsregler der oberen Motordrehzahl des Motors effektiv
die Raddrehzahl im höchsten Gang
begrenzt. Diese Strategie zur Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlbegrenzung
wurde von vielen Bedienern häufig
mit Frustration aufgenommen und beinhaltet einige andere Nachteile.
Beispielsweise reduziert eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung
durch Gangblockage zwangsläufig
die Effizienz und erhöht
den Brennstoffverbrauch, kann den Motorverschleiß erhöhen und kann aufgrund der erhöhten Motorumdrehungen
pro Minute sogar den Lärm vergrößern.
-
Die
vorliegende Offenbarung ist auf eines oder mehrere der oben dargelegten
Probleme gerichtet.
-
Zusammenfassung der Offenbarung
-
Gemäß einem
Aspekt weist das Verfahren der Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit
einer Maschine das Antreiben einer Maschine mit einer Geschwindigkeit
auf, und zwar durch Übertragen
der Motorleistung an ein mit dem Boden in Eingriff stehendes Glied
der Maschine über
einen Antriebsstrang, der ein Getriebe aufweist. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus wird
in einer elektronischen Getriebesteuervorrichtung ausgeführt, um
eine Motorsteuernachricht zu bestimmen. Die Motorsteuernachricht
wird an eine elektronische Motorsteuervorrichtung über eine Kommunikationsverbindung übertragen.
Die Maschinengeschwindigkeit wird durch das Ausführen eines Motorsteueralgorithmus
in einer elektronischen Motorsteuervorrichtung ansprechend auf die
Motorsteuernachricht begrenzt.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt weist ein Getriebe eine elektronische Getriebesteuervorrichtung auf,
die an einem Gehäuse
angebracht ist. Die elektronische Getriebesteuervorrichtung weist
Mittel zum Einrichten einer Kommunikationsverbindung mit einer elektronischen
Motorsteuervorrichtung auf. Die elektronische Getriebesteuervorrichtung
ist konfiguriert, um einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus
auszuführen,
um eine Motorsteuernachricht zu erzeugen.
-
Gemäß noch einem
weiteren Aspekt weist eine Maschine eine Vielzahl von mit dem Boden
in Eingriff stehenden Gliedern auf, die an einem Fahrgestell ange bracht
sind. Ein Antriebsstrang, der einen Motor aufweist, der an die mit
dem Boden in Eingriff stehenden Glieder gekoppelt ist, ist an dem Fahrgestell
angebracht. Der Antriebsstrang weist ein Getriebe mit der elektronischen
Getriebesteuervorrichtung auf. Die elektronische Getriebesteuervorrichtung
ist konfiguriert, um einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus auszuführen, um
eine Motorsteuernachricht zu erzeugen. Die Maschine weist auch Mittel
zur Kommunikation zwischen der elektronischen Getriebesteuervorrichtung
und der elektronischen Motorsteuervorrichtung auf. Schließlich weist
die Maschine Mittel zum Reduzieren einer Leistungsausgabe des Motors auf,
und zwar ansprechend auf eine Übertragung
der Motorsteuernachricht an die elektronische Motorsteuervorrichtung.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine schematische Veranschaulichung einer Maschine gemäß der vorliegenden
Offenbarung;
-
2 ist
eine diagrammartige Veranschaulichung einer Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategie
gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Offenbarung;
-
3 ist
ein Flussdiagramm eines Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus gemäß der vorliegenden
Offenbarung;
-
4 ist
eine diagrammartige Veranschaulichung einer Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategie
gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Offenbarung; und
-
5 ist
eine diagrammartige Veranschaulichung einer Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategie
gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Offenbarung.
-
Detaillierte Beschreibung
-
Nun
mit Bezug auf 1 weist eine Maschine 10,
welche ein Fahrzeug wie beispielsweise ein Geländelastwagen sein kann, ein
Fahrgestell 11 mit einem angebrachten elektronisch gesteuerten
Antriebsstrang 14 auf. Das Fahrgestell 11 wird
auf einer Vielzahl von mit dem Boden in Eingriff stehenden Gliedern 12,
wie bei spielsweise Rädern
oder Raupen, getragen. Der elektronisch gesteuerte Antriebsstrang 14 weist
einen elektronisch gesteuerten Motor 16 auf, der an die
mit dem Boden in Eingriff stehenden Glieder 12 über ein
elektronisch gesteuertes Getriebe 15 gekoppelt ist. Die
Leistung vom Motor 16 wird an die mit dem Boden in Eingriff
stehenden Glieder 12 über
eine Motorausgangswelle 17, eine Getriebeeingangswelle 18,
eine Getriebeausgangswelle 19, ein Differenzial 20 und
eine Achse 21 übertragen. Obwohl
dies nicht notwendig ist, kann der elektronisch gesteuerte Antriebsstrang 14 auch
einen Drehmomentwandler 24 aufweisen, der selektiv in einen verriegelten
Zustand gesetzt werden kann, der dazu führt, dass die Motorausgangswelle 17 die
gleiche Drehzahl hat wie die Getriebeeingangswelle 18. Wenn
sich der optionale Drehmomentwandler 24 in einem unverriegelten
Zustand befindet, kann die Drehzahl der Wellen 17 und 18 unterschiedlich
sein. Das elektronisch gesteuerte Getriebe 15 weist ein Gehäuse 25 mit
einer daran angebrachten elektronischen Getriebesteuervorrichtung 28 auf.
Der Motor 16 weist eine elektronische Motorsteuervorrichtung 29 auf,
die mit der elektronischen Getriebesteuervorrichtung 28 über die
Kommunikationsverbindung 27 kommuniziert. Die Kommunikationsverbindung 27 kann
eine proprietäre
Kommunikationsverbindung sein oder kann ein Teil einer standardisierten
Kommunikationsverbindung sein, wie beispielsweise ein J1939-Datenbuskommunikationsnetzwerk,
das gemäß der Society
of Automotive Engineers (SAE) standardisiert ist. Die elektronische
Getriebesteuervorrichtung 28 und die elektronische Motorsteuervorrichtung 29 tauschen
gemäß einem
proprietären
Protokoll Nachrichten aus oder entsprechend Standardnachrichten,
die nach den J1939-Netzwerkkommunikationsstandards formuliert sind,
die in der Technik bekannt sind, oder über beide.
-
Die
vorliegende Offenbarung zieht mehrere Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategien
in Betracht, die unter Verwendung öffentlicher Motorsteuernachrichtenprotokolle
oder unter Verwendung proprietärer
Motorsteuernachrichten ausgeführt
werden können.
Beispielsweise zieht die vorliegende Offenbarung eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategie
in Betracht wie in 2 gezeigt, wobei der TSC1-Geschwindigkeitsbegrenzungsbefehl als
eine Strategie zur Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit eingesetzt
wird. Der Fachmann erkennt, dass die TSC1-Motorsteuernachricht in
Bezug auf den Inhalt und die Reihenfolge standardisiert ist. 3 zeigt
die Verwendung der gleichen TSC1-Motorsteuernachricht,
außer
dass die Motorgeschwindigkeitsbegrenzungsstrategie gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
eingesetzt wird, welche das Drehzahlbegrenzungsbefehlsfeld der TSC1-Nachricht
einsetzt. Schließlich
zeigt 5 eine zusätzliche
Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategie, die eine proprietäre Leistungsbegrenzungsnachricht
verwendet, die an den Motor von der elektronischen Getriebesteuervorrichtung
gesendet wird als ein Mittel, durch welches die Fahrzeuggeschwindigkeit
begrenzt wird. Andere aufwendigere Strategien könnten verwendet werden, wie
das Einfügen
einiger anderer Motorsteuernachrichten, wie beispielsweise eines
künstlich
niedrigen Rauchgrenzwerts, der dazu führt, dass der Motor weniger
Brennstoff verbraucht, die Leistungsausgabe reduziert und daher
die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzt. Daher fallen andere Strategien,
die dem Fachmann in den Sinn kommen, in den beabsichtigten Umfang
der vorliegenden Offenbarung.
-
In
jeder der Strategien wird es wahrscheinlich nötig, in die Software einzugeben,
welche Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze bzw. -begrenzung erwünscht ist.
Beispielsweise kann diese Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze von Rechtsprechung
zu Rechtsprechung variieren, oder kann auf den Präferenzen des
Eigentümers
basieren. Dieses Merkmal ist in den 2, 4 und 5 als
Objekt 61 gezeigt, wobei eine Vorrichtung, wie beispielsweise
ein Wartungswerkzeug, mit der elektronischen Getriebesteuervorrichtung 28 der 1 in
Verbindung steht und wobei die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze in
einem Speicher gespeichert ist, der für die elektronische Getriebesteuervorrichtung 28 verfügbar ist.
Als nächstes können auch
Daten in die elektronische Getriebesteuervorrichtung 28 eingegeben
werden, welche das Verhältnis
der Getriebewellenausgangsdrehzahl zur Fahrzeuggeschwindigkeit in
Beziehung setzen. Dies ist als Objekt 62 in den 2, 4 und 5 gezeigt.
Dieses Datenobjekt kann als eine einzelne Zahl eingegeben werden
oder kann zwei oder mehr Dateneinträge aufweisen und kann im Speicher
für die
elektronische Getriebesteuervorrichtung 28 gespeichert
sein. Beispielsweise kann sich der erster Eintrag das Verhältnis der
Achsendrehzahl zur Getriebeausgangsdrehzahl in Beziehung setzen
und eine zweite Variable kann sich auf die Reifengröße beziehen.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze und das Verhältnis zwischen der Getriebeausgangswellendrehzahl
und der Fahrzeuggeschwindigkeit wird dann durch die elektronische
Getriebesteuervorrichtung 28 in eine Getriebeausgangsdrehzahlgrenze 63 umgerechnet,
die auch in einem Speicher gespeichert wird, der für die elektronische
Getriebesteuervorrichtung 28 verfügbar ist. Der Fachmann wird
erkennen, dass die Objekte 61 und 62 möglicherweise ausgelassen
werden können,
und zwar durch direkten Eintrag und Speichern einer Getriebeausgangsdrehzahlgrenze 63,
ohne vom beabsichtigten Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Um
eine Motorsteuernachricht zum Begrenzen der Geschwindigkeit zu erzeugen,
wird die Getriebeausgangsdrehzahlgrenze 63 über eine
berechnete Getriebegangübersetzung 64 in
eine Motordrehzahlgrenze 39 umgerechnet. Die Motordrehzahlgrenze 39 wird
in das Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlbegrenzungsbefehlsfeld der
Standard-TSC1-Motorsteuernachricht eingefügt, die von der elektronischen Getriebesteuervorrichtung 28 an
die elektronische Motorsteuervorrichtung 29 über die
Kommunikationsverbindung 27 gesendet wird, und zwar gemäß dem Standard-J1939-Kommunikationsprotokoll.
Der Motor empfängt
dann diese TSC1-Steuernachricht und begrenzt über die Operation seines Motorsteueralgorithmus
die Motordrehzahl. Als eine Folge führt die bei Objekt 55 gezeigte
Fahrzeugdynamik dazu, dass die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs
begrenzt wird. Das Merkmal des Motorsteueralgorithmus, der die Motordrehzahlbegrenzung 39 einsetzt, kann
der Motordrehzahlregleralgorithmus 65 sein.
-
Nun
wird mit Bezug auf 3 ein Beispiel des Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus
gemäß der vorliegenden
Offenbarung im Zusammenhang der Motordrehzahlbegrenzungsstrategie 60 dargestellt,
die mit Bezug auf 2 offenbart ist. Bei Schritt 41 wird
die Maschine 10 hochgefahren, was auch die elektronische
Getriebesteuervorrichtung 28 und die elektronische Motorsteuervorrichtung 29 aktiviert
und hochfährt.
Beim Kommunikationsdiagnoseschritt 42 bestimmt der Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus 40 ob
eine ordnungsgemäße Kommunikation
zwischen der elektronischen Getriebesteuervorrichtung 28 und
der elektronischen Motorsteuervorrichtung 29 über die
Kommunikationsverbindung 27 eingerichtet wurde. Wenn es
ein Versagen gibt, geht der Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus 40 voran
zu Schritt 53, in dem der Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus deaktiviert
wird und eine zweite Gangblockagestrategie zur Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit aktiviert
wird. Wenn der Kommunikationsdiagnoseschritt 42 ein positives
Ergebnis liefert, wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategie
gemäß der vorliegenden
Offenbarung aktiviert. Nachdem sie aktiviert ist, wird die Geschwindigkeitsbegrenzungsstrategie
des Fahrzeugs bei Schritt 44 in einen inaktiven Status
gesetzt. Wenn, während
sie inaktiv ist, Kommunikation mit dem Motor über Schritt 51 verloren
geht, dann wird die Standardgangblockagestrategie bei Schritt 43 eingeschaltet,
um die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit zu begrenzen. In regelmäßigen Zeitabständen, beispielsweise
mit der Taktgeschwindigkeit des Prozessors, der mit der elektronischen
Getriebesteuervorrichtung 28 assoziiert ist, bestimmt der
Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus 40, ob die
Fahrzeugfahrgeschwindigkeit größer ist
als die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze 61 abzüglich einer
gewissen Toleranz. Beispielsweise kann die Toleranz so festgelegt
sein, dass die Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategie mehrere
Meilen pro Stunde unter der tatsächlich
vorgeschriebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung Befehle initialisiert,
damit die Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung nicht überschritten
wird, bevor der Algorithmus und die Maschinendynamik Zeit haben,
zu reagieren. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb der Toleranz
der Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung ist, berechnet der Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus 40 eine
Motordrehzahlgrenze, wie zuvor beschrieben. Diese Motordrehzahlgrenze
wird dann in die öffentliche
TSC1-Motorsteuernachricht eingegeben und bei Schritt 47 an
die elektronische Motorsteuervorrichtung 29 übermittelt.
In dem Fall, in dem die Kommunikation mit der elektronischen Motorsteuervorrichtung 29 verloren
geht oder in dem wahrgenommen wird, dass der Motor nicht auf die TSC1-Motorgeschwindigkeitssteuernachricht
anspricht, kann der Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus 40 wiederum
bei Schritt 53 auf die Gangblockage zurückgreifen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit
zu begrenzen. Bei Schritt 48 bestimmt der Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus 40,
ob sich die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit innerhalb einer Stopptoleranz
der Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung befindet. Wenn nicht, dann
werden Schritt 46 und 47 wiederholt und die Motordrehzahlgrenze
wird erneut berechnet, und die Motordrehzahlgrenze wird über die
J1939-Datenverbindung als ein TSC1-Motordrehzahlbegrenzungsbefehl übertragen.
Wenn dies im Schritt 49 so ist, wird der Algorithmus zu
Schritt 50 vorangehen, wo die TSC1-Motorsteuerübertragung
beendet wird. Die elektronische Getriebesteuervorrichtung 28 kann
jedoch auch so programmiert sein, dass Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsbefehle,
wie beispielsweise über
die TSC1-Motorsteuernachricht, auf eine Weise ausgeführt werden,
dass sie andere TSC1-Begrenzungsbefehle nicht behindern, die zum Schutz
des Getriebes (z. B. Drehmomentbegrenzung) oder für andere
bekannte Fahrzeugsysteme, wie ein Antiblockierbremssystem, notwendig
sind.
-
Nun
mit Bezug auf 4 ist die alternative Strategie
zur Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit über den Drehmomentbegrenzungsbefehlsteil der
TSC1-Motorsteuernachricht
veranschaulicht. Die Schritte 61 und 62 sind identisch
mit den zuvor beschriebenen, und zwar dahin gehend, wie sie die
Getriebeausgangsdrehzahlgrenze 63 erreichen. Die gemessene
Getriebeausgangsdrehzahl 74, die über einen Sensor auf bekannte
Weise erhalten wird, wird von der Getriebeausgangsdrehzahlgrenze 63 beim Summierer 75 abgezogen,
um zu einem Getriebeausgangsdrehzahlfehler 76 zu gelangen.
Dieser Wert wird dann auf standardmäßige Weise an eine PID-Steuervorrichtung 77 geliefert,
die die prozentuale Motorlast 78 empfängt, um zu einer Motordrehmomentgrenze 140 zu
gelangen. Die Motordrehmomentgrenze wird dann zum geeigneten Feld
in der TSC1-Motorsteuernachricht
addiert und an die elektronische Motorsteuervorrichtung 29 übertragen.
Die elektronische Motorsteuervorrichtung reagiert durch Ausführung ihres
Motorsteueralgorithmus gemäß der Motordrehmomentgrenze,
was zu einer Begrenzung der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit führt, und
zwar aufgrund der Fahrzeugmasseneigenschaften und -dynamik bei Schritt 55.
-
Die
TSC1-Drehmomentbegrenzungsstrategie 70, die in 4 gezeigt
ist, könnte
möglicherweise
mit der Motordrehzahlbegrenzungsstrategie kombiniert werden, die
mit Bezug auf 2 beschrieben wurde. In einem
solchen Fall kann die elektronische Getriebesteuervorrichtung Software
für beide
Strategien führen
und kann zusätzliche
Logik aufweisen, um zu bestimmen, welche Strategie während gewisser
Situationen verwendet werden soll. Wenn die Maschine beispielsweise
mit einem Drehmomentwandler 24 ausgestattet ist, wie in 1 gezeigt
ist, kann die Strategie es bevorzugen die Motordrehzahlbegrenzungsstrategie
zu verwenden, wenn sich der Drehmomentwandler in einem verriegelten
Zustand befindet, greift jedoch auf die Drehmomentbegrenzungsstrategie 70 der 4 zurück, falls
die elektronische Getriebesteuervorrichtung 28 bestimmt,
dass der Drehmomentwandler 24 in einem nicht verriegelten
Zustand ist. In einem weiteren Beispiel kann der Algorithmus 40 eine
Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung über eine Drehmomentbegrenzung
wählen,
wenn ein Schaltvorgang detektiert wird.
-
Nun
wird mit Bezug auf 5 eine Motorleistungsbegrenzungssteuerstrategie 80 veranschaulicht.
Diese Strategie kann implementiert werden unter Verwendung einer
proprietären
Leistungsbegrenzungsnachricht die von der elektronischen Getriebesteuervorrichtung 28 an
die elektronische Motorsteuervorrichtung 29 gesendet wird,
oder indem man sich auf eine zukünftige
standardisierte Nachricht verlässt,
die bislang noch nicht existiert. In jedem Fall wird dem Fachmann
klar sein, dass die Motordrehzahlbegrenzungsstrategie 60 der 2 und
die Motordrehmomentbegrenzungsstrategie 70 der 4 im
Wesentlichen versuchen, die Motorleistungsausgabe zu begrenzen,
um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu begrenzen, aber sie tun dies auf eine
indirekte Weise. Die Strategie 80, die in 5 gezeigt
ist, geht dieses Problem direkt an, indem sie eine Motorleistungsgrenze
anweist, indem sie den Getriebeausgangsdrehzahlfehler 76 in
eine PID-Steuervorrichtung 87 eingibt, um zu einer Motorleistungsgrenze 240 zu
gelangen. Diese Motorleistungsgrenze wird an die elektronische Motorsteuervorrichtung 29 übertragen,
welche ihren Motorsteueralgorithmus ausführt, um die Leistung zu begrenzen und
um somit die Fahrzeuggeschwindigkeit zu begrenzen, und zwar aufgrund
der Fahrzeugmasseneigenschaften und des Systemansprechens, die bei Objekt 55 gezeigt
sind.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Die
vorliegende Offenbarung findet eine potenzielle Anwendung in jeglicher
Maschine mit einem elektronisch gesteuerten Antriebsstrang, die
einen Bedarf an einer Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung hat. Beispielsweise
wünschen
manche Flotteneigentümer,
dass ihre Maschinen in der Geschwindigkeit begrenzt sind und/oder
Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungen können durch Regelungen un ter
gewissen Rechtsprechungen erforderlich sein. Die vorliegende Offenbarung
ist insbesondere auf Maschinen anwendbar, die keine Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmen in
ihrer elektronischen Motorsteuervorrichtung angesiedelt haben. Zum
Beispiel ist die vorliegende Offenbarung insbesondere auf Maschinen
anwendbar, die so genannte Industriemotoren einsetzen, wie beispielsweise
zur Verwendung in Geländeanwendungen.
-
In
allen anwendbaren Fällen
weist ein elektronisch gesteuertes Getriebe eine elektronische Getriebesteuervorrichtung
auf, die einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus ausführt, um
eine Motorsteuernachricht zu bestimmen. Die Motorsteuernachricht
wird an die elektronische Motorsteuervorrichtung übertragen.
Die vorliegende Offenbarung kann auch eine potenzielle Anwendung
in der Begrenzung von Fahrzeuggeschwindigkeiten in anderen Anwendungen
finden, wie beispielsweise geringen Geschwindigkeiten, die mit Farbsprühvorrichtungen
und/oder Straßenherbizidsprühvorrichtungen
verbunden sind, in denen die im Motor angesiedelte VCL oder die Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategie oder
die Geschwindigkeitsregelungsstrategien in den Straßenmotoren
nicht ausreichend ausgelegt sind, um bei niedrigen Geschwindigkeiten
betrieben zu werden. Die vorliegende Offenbarung ist auch für Getriebehersteller
anwendbar, deren elektronisch gesteuerte Getriebe an unterschiedliche
Motoren angekoppelt werden können,
wenn sie in einer Maschine installiert werden, die Fahrzeuggeschwindigkeitsregulierungen
und/oder anderen Anforderungen unterliegt. Zum Beispiel ist die
vorliegende Offenbarung auf Getriebe anwendbar, die entweder mit
Straßen- oder
Geländemaschinen
zusammengebracht werden.
-
Die
Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategie, die sowohl die Motordrehzahlsteuerstrategie 60 der 2 als
auch die Drehmomentsteuerstrategie 70 der 4 verwendet
kann Standardmotorsteuernachrichtenprotokolle einsetzen. Dies kann insbesondere
für Maschinen
geeignet sein, in denen der Motor 16 von einem Hersteller
stammt und das Getriebe 15 von einem zweiten Hersteller
stammt, aber die beiden über
die Standardprotokolle kommunizieren, die mit der J1939-Datenverbindung assoziiert
sind. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung über die Motorleistungsbegrenzungsstrategie 80,
die mit Bezug auf 5 gezeigt ist, kann insbesondere in
solchen Fällen
Anwendung finden, in denen der Motor 16 und das Getriebe 15 vom
selben Hersteller stammen, so dass die Verwendung proprietärer Kommunikationsstrategien
ein geringes bis hin zu keinem Hindernis darstellt.
-
Andere
Erwägungen
können
ebenfalls gelten. Zum Beispiel hat die Motordrehzahlbegrenzungsstrategie 60 der 2 den
Vorteil, dass sie ein relativ einfacher Algorithmus ist, der kein
Tuning bzw. keine Feineinstellung benötigt. Zusätzlich kann sie den Motordrehzahlregler
beschleunigen, indem sie eine geringere Latenz vorsieht, was leicht
verständlich
ist und daher vorteilhaft sein sollte. Auf der anderen Seite kann
die Motordrehzahlsteuerstrategie 60 eine weniger attraktive
Leistung während
Schaltvorgängen
liefern und kann keine Antriebsstrangveränderungen stromaufwärts des
Getriebes berücksichtigen,
wie beispielsweise eine Leistungsableitung. Zudem kann die Motordrehzahlbegrenzungsstrategie 60 in 2 eine
weniger zufriedenstellende Leistung liefern, wenn ein Drehmomentwandler
in einem Antriebsbetriebszustand ist. Die Motordrehmomentbegrenzungsstrategie 70,
die in 4 gezeigt ist, kann den Vorteil besserer Leistung
während
Schaltvorgängen
haben und kann eine bessere Leistung liefern, während ein Drehmomentwandler
in einem Antriebsbetriebszustand ist. Zusätzlich kann diese Strategie besser
mit anderen TSC-Begrenzungen interagieren, wie beispielsweise Antiblockierbremssystem-Traktion-Steuerstrategien.
Zusätzlich
ist es nicht wahrscheinlich, dass die die Drehmomentbegrenzungsstrategie 70 von
möglichen
zusätzlichen
Komponenten beeinflusst wird, wie beispielsweise einer Leistungsableitung
zwischen dem Motor 16 und dem Getriebe 15. Auf
der anderen Seite kann die Drehmomentbegrenzungsstrategie 70 der 4 Nachteile im
Vergleich zu den anderen Strategien haben, und zwar dahingehend,
dass sie während
einer transienten Leistung ohne Schaltvorgänge nicht so gut Leistung erbringt
und zwar aufgrund von Verzögerungen, die
mit einem komplizierteren Algorithmus verbunden sind. Zudem kann
diese Strategie eine anwendungsbasierte Einstellung erfordern und
es kann wahrscheinlicher sein, dass sie den Zyklus begrenzt. Die Motorleistungsbegrenzungsstrategie 80 der 5 hat
den Vorteil, dass sie wahrscheinlich am besten während Schaltvorgängen arbeitet
und dass sie mögliche
zusätzliche
Komponenten zwischen dem Motor 16 und dem Getriebe 15 tolerieren
kann, wie beispielsweise eine Leistungsableitung. Auf der anderen
Seite kann diese Strategie momentan erfordern, dass eine neue wahrscheinlich
proprietäre Leistungsbegrenzungsdatenverbindungsnachricht auf
sowohl der elektronischen Motorsteuervorrichtung 29 als
auch der elektronischen Getriebesteuervorrichtung 28 entwickelt
und ausgeführt
wird. Zusätzlich
kann sie eine gewisse Anwendungsabstimmung erfordern, da sie möglicherweise
keine Leistung bringt, da sie keinen gut abgestimmten Motordrehzahlregler
verwendet.
-
In
einigen Konfigurationen kann der Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus detektieren,
wann sich die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit der vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung
annähert.
Wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Toleranzbereich der
Geschwindigkeitsbegrenzung des Fahrzeugs befindet, erzeugt der Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus 40 eine
Motorsteuernachricht, die an die elektronische Motorsteuervorrichtung 29 übertragen wird,
um die Leistungsausgabe vom Motor über eine Motordrehzahlbegrenzungssteuernachricht,
eine Motordrehmomentbegrenzungssteuernachricht oder eine Motorleistungsbegrenzungssteuernachricht
zu begrenzen. Wenn die elektronische Motorsteuervorrichtung 29 ihren
Motorsteueralgorithmus ausführt, setzt
sich die sich ergebende Begrenzung der Leistungsausgabe fort durch
die Fahrzeugdynamik, um dazu zu führen, dass die Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung
nicht überschritten
wird. Eine Ausführung
eines Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus 40 gemäß der vorliegenden
Offenbarung kann die Standardfahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategie
durch Gangblockage als Voreinstellung einsetzen und die alternativen Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategien, die
zuvor beschrieben wurden, nur aktivieren, wenn bestimmte Bedingungen
erfüllt
sind, wie beispielsweise, dass eine geeignete Kommunikationsverbindung
zwischen der elektronischen Getriebesteuervorrichtung 28 und
der elektronischen Motorsteuervorrichtung 29 aufrecht erhalten
wird. Die vorliegende Offenbarung zieht auch Ausführungen
des Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus in Betracht,
die es dem Bediener gestatten können, selektiv
den Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsalgorithmus 40 zu
aktivieren durch eine Art von Boole'scher Eingabe, wie beispielsweise eine
verdrahtete Schaltung, eine J1939-Nachricht oder irgendeine Betriebsart– bzw. Modustaste.
-
Zusätzlich zieht
die vorliegende Offenbarung Ausführungen
der Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung in Betracht, die letztendlich
ebenfalls dem Bediener gestatten können, aktiv die vorgeschriebene
Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung über irgendeine geeignete Schnittstelle
zu ändern.
Die vorliegende Offenbarung zieht auch einen Fehlerdetektionsmodus
in Betracht, in dem, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
um eine bestimmte Spanne überschreitet,
der Algorithmus dann annehmen kann, dass der Motor Motorsteuernachrichten
von der elektronischen Getriebesteuervorrichtung 28 nicht
länger
akzeptiert. In einem solchen Fall kann das Getriebe auf Gangblockage
als ein Verfahren zur Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgreifen.
-
Eine
Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategie, die in der elektronischen
Getriebesteuervorrichtung angesiedelt ist, hat mehrere Vorteile
gegenüber
herkömmlichen
Gangblockagestrategien, die in der Technik bekannt sind. Zum Beispiel
sollte eine Wahrnehmung des Bedieners bei einem Motor, der gemäß der vorliegenden
Offenbarung gesteuert wird, positiver sein. Zudem könnten die
Brennstoffeinsparungen aufgrund der Tatsache beachtlich sein, dass
ein Bediener die gleiche Arbeit bei einer geringeren Motordrehzahl
pro Minute ausführen kann
und somit weit weniger Brennstoff verbraucht, als unter Verwendung
einer Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsstrategie mit Gangblockage
verbraucht werden könnte.
Zum Beispiel können
die Brennstoffeinsparungen in der Größenordnung von 15–20% oder
mehr liegen. Zudem könnte
man, abgesehen von den Brennstoffeinsparungen und Effizienzerhöhung, einen
weitaus geringeren Lärm
erwarten, und zwar dadurch, dass man den Motor bei einer geringeren
Drehzahl pro Minute drehen lassen muss, um die gleichen Fahrzeuggeschwindigkeiten
zu erreichen wie mit Drehzahlen pro Minute, die mit Gangblockagestrategien
assoziiert sind.
-
Es
sollte klar sein, dass die obige Beschreibung nur zu Veranschaulichungszwecken
vorgesehen ist und dass sie nicht beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden
Erfindung auf irgendeine Weise einzuschränken. Daher wird der Fachmann
verstehen, dass andere Aspekte der Erfindung aus einem Studium der
Zeichnungen, der Offenbarung und der angehängten Ansprüche erhalten werden können. 26465