DE102016216584A1 - System und verfahren zum reagieren auf radschlupf in einem zugfahrzeug - Google Patents

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Clayton G. Janasek
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Abstract

Ein Fahrzeugtraktionssteuerungssystem für ein Fahrzeug weist eine Antriebsmaschine, mindestens ein Rad zum Bereitstellen einer Antriebskraft auf einer Aufstandsfläche und eine am Boden angreifende, gegenüber der Aufstandsfläche bewegliche Einrichtung auf. Das Traktionssteuerungssystem weist auch eine Steuerung auf, die zum Überwachen des Radschlupfs des mindestens einen Rads ausgelegt ist. Die Steuerung ist zum Bewegen der am Boden angreifenden Einrichtung mit einer zu einem Betrag des Radschlupfs proportionalen Geschwindigkeit ausgelegt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Regeln von Radschlupf in einem Zugfahrzeug.
  • Wenn sich ein Zugfahrzeug wie eine Planiermaschine in Bedingungen mit niedriger Traktion befindet, kann sich zu viel Radschlupf so auswirken, dass das Fahrzeug weniger leistungsfähig wird, wobei auch die Qualität der Aufstandsfläche unter dem Rad leiden kann. Schlechte Traktionsbedingungen sind bisher angegangen worden, indem das Drehmoment eines Elektromotors begrenzt wird, indem ein durchdrehendes Rad mit Einzelradbremsen abgebremst wird und indem hydrostatische Drehmomentantriebssysteme und stufenlos verstellbare hydraulische Antriebsdrehmomentbegrenzungssysteme eingesetzt werden. Andere Reaktionen auf Radschlupf liegen in der Regel beim Bediener.
  • Das Bereitstellen eines Verfahrens zur automatischen Traktionssteuerung für einen verminderten Radschlupf wird die Qualität der Aufstandsfläche verbessern, die hinter dem Fahrzeug zurückbleibt, die Leistungsfähigkeit des Fahrzeuges verbessern, Fahrzeugbedieneranfänger unterstützen und die Arbeitsbelastung erfahrener Fahrzeugbediener vermindern.
  • In einem Aspekt stellt die Offenbarung ein Fahrzeugtraktionssteuerungssystem für ein Fahrzeug mit einer Antriebsmaschine, mindestens einem Rad zum Bereitstellen einer Antriebskraft auf einer Aufstandsfläche und einer am Boden angreifenden, gegenüber der Aufstandsfläche beweglichen Einrichtung bereit. Das Traktionssteuerungssystem weist auch eine Steuerung auf, die zum Überwachen des Radschlupfs des mindestens einen Rads ausgelegt ist. Die Steuerung ist zum Bewegen der am Boden angreifenden Einrichtung mit einer zu einem Betrag des Radschlupfs proportionalen Geschwindigkeit ausgelegt.
  • In einem weiteren Aspekt stellt die Offenbarung ein Verfahren zum Regeln des Radschlupfs in einem Zugfahrzeug aufweisend eine Antriebsmaschine, mindestens ein Rad zum Bereitstellen einer Antriebskraft auf einer Aufstandsfläche und eine am Boden angreifende, gegenüber der Aufstandsfläche bewegliche Einrichtung bereit. Das Verfahren umfasst auch das Überwachen eines Betrags des Radschlupfs des mindestens einen Rads und das Steuern einer Geschwindigkeit der Bewegung der am Boden angreifenden Einrichtung proportional zum Betrag des Radschlupfs.
  • Weitere Aspekte der Offenbarung werden aus dem Studium der detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
  • 1A zeigt ein Zugfahrzeug mit einem Traktionssteuerungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • 1B zeigt eine schematische Darstellung des Traktionssteuerungssystems für das Zufahrzeug aus 1A.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Wiedergewinnen der Traktion des Zugfahrzeugs zeigt, sobald ein Schlupf aufgetreten ist.
  • 3 zeigt ein Kurvenbild, das den prozentualen Radschlupf sowie eine Höhe einer am Boden angreifenden Einrichtung eines Zugfahrzeugs über den Zeitverlauf zeigt.
  • 4 zeigt ein Kurvenbild, das den prozentualen Radschlupf gegenüber einer Hebegeschwindigkeit der am Boden angreifenden Einrichtung eines Zugfahrzeugs zeigt.
  • Bevor irgendwelche Ausführungsformen der Offenbarung im Einzelnen erläutert werden, versteht es sich, dass die Offenbarung hinsichtlich ihrer Anwendung nicht auf die in der folgenden Beschreibung angegebenen oder in den folgenden Zeichnungen dargestellten Details der Ausgestaltung und Verwirklichung der Bauteile beschränkt ist. Die Offenbarung kann in anderen Ausführungsformen verwirklicht und auf verschiedene Art und Weise umgesetzt werden.
  • Vorliegend wird ein in 1B schematisch dargestelltes Traktionssteuerungssystem 10 mit einer Steuerung 14 für ein Zugfahrzeug 18 beschrieben. Das Zugfahrzeug 18 kann beispielsweise eine Planiermaschine wie in 1A gezeigt aufweisen. Das vorliegend beschriebene Traktionssteuerungssystem 10 ist jedoch hinsichtlich seiner Anwendung nicht auf Planiermaschinen beschränkt und kann bei anderen Zugfahrzeugen angewendet werden. Das Traktionssteuerungssystem 10 kann Fahrzeugen wie Erdbewegungsgeräten, Baugeräten, Schneeräumungsgeräten, Sandbewegungsgeräten, Forstwirtschaftsgeräten, Landwirtschaftsgeräten, Lastfördergeräten, Bergwerksgeräten, Straßenunterhaltsgeräten, Kraftfahrzeugen usw. angewendet werden, ohne auf diese Beispiele beschränkt zu sein. Das Traktionssteuerungssystem 10 kann auch bei anderen Fahrzeugen, die mit einer am Boden angreifenden, die Belastung des Zugfahrzeugs 18 erhöhenden Einrichtung ausgerüstet sind, angewendet werden, wie dies nachfolgend noch eingehender erläutert werden wird.
  • 1A stellt beispielhaft das Zugfahrzeug 18 beispielsweise eine Planiermaschine dar, das mehrere Achsen 46, 50, 54 sowie mehrere Antriebsräder 26 aufweist, wobei die Achsen und Räder durch einen Antriebsstrang 30 angetrieben werden, der von einer Antriebsmaschine 34 angetrieben wird. Das Zugfahrzeug 18 kann jegliche Anzahl Achsen und Antriebsräder aufweisen. Das Fahrzeug 18 kann beispielsweise wie dargestellt eine erste Achse 46, eine zweite Achse 50, eine dritte Achse 54 und sechs damit kommunizierende Antriebsräder 26 aufweisen. Der Antriebsstrang 30 kann einige oder alle der Räder 26 mit einer Antriebskraft versorgen, beispielsweise nur die Hinterräder, sowohl die Vorder- als auch die Hinterräder, usw. Der Antriebsstrang 30 kann einen Antriebswählmechanismus 90 aufweisen, um Räder gezielt anzutreiben, so dass ein Benutzer die anzutreibenden Räder wählen kann. Beispielsweise können die Hinterräder unter normalen Betriebsbedingungen üblicherweise mit einer Antriebskraft versorgt werden, wobei die Vorderräder gezielt zugeschaltet werden können, um einen Anteil des vom Getriebe abgegebenen Drehmoments von den Hinterrädern nach Bedarf aufzunehmen. Bei anderen Verwirklichungen können andere Räder üblicherweise mit einer Antriebskraft versorgt und in jeglicher Kombination gezielt mit einer Antriebskraft versorgt werden. Das Fahrzeug 18 kann Antriebsräder 26 mit Reifen, endlosen Raupen oder anderen Traktionsvorrichtungen, die an einer Aufstandsfläche 58 (beispielsweise am Boden) angreifen, aufweisen. Die Antriebsräder 26 wirken direkt mit der Aufstandsfläche 58 zusammen und sind für die Bewegung und die Antriebskraft des Fahrzeugs 18 verantwortlich.
  • Der Antriebsstrang 30 weist ein Getriebe 70 wie ein Eingang-Getriebe oder ein Mehrgang-Getriebe oder ein stufenlos verstellbares Getriebe über direkte Kopplungsmittel, Drehmomentwandlerantriebe, hydrostatische Antriebe, Elektromotorantriebe, oder jede andere Art einem Fachmann derzeit oder in der Zukunft bekanntes Getriebe auf. Für den Zweck der vorliegend verwendeten Beispiele wird ein Mehrgang-Getriebe mit Direktantrieb verwendet. Die Anwendung ist jedoch nicht auf ein Getriebesystem mit Direktantrieb beschränkt. Das Traktionssteuerungssystem 10 lässt sich bei jeglichem Kraftübertragungssystem anwenden. Die vom Getriebe abgegebene Kraft treibt die Antriebsräder 26 an und kann direkt an die Antriebsräder 26 übertragen werden.
  • Die Antriebsmaschine 34 kann jegliche Kraftquelle zur Bereitstellung einer rotierenden Antriebsstrangkraft aufweisen, die eine Eingangsleistung an den Antriebsstrang 30 aufweist. Die Antriebsmaschine 34 kann eine Brennkraftmaschine, einen Hubkolbenmotor, einen Kreiskolbenmotor, einen hydraulischen Motor, ein hydrostatisches System, einen Elektromotor usw. aufweisen, ohne darauf beschränkt zu sein. Der Begriff „Motor“, der in diesem Dokument durchwegs verwendet wird (wie beispielsweise in „Motorumdrehungsgeschwindigkeit“) bezieht sich allgemein auf die Antriebsmaschine 34 und ist nicht auf einen Motor oder auf eine bestimmte Art von Antriebsmaschine beschränkt.
  • Das dargestellte Zugfahrzeug 18 weist eine Einrichtung 62 wie einen Planierschild auf, die sich zwischen der zweiten und dritten Achse 50, 54 befindet. Bei der Einrichtung 62 handelt es sich um ein am Boden angreifendes Werkzeug. Beispielsweise schürft der Planierschild die Aufstandsfläche 58 auf, um die Aufstandsfläche 58 während eines Planiervorgangs zu ebnen. Die Einrichtung 62 kann andere Einrichtungen wie einen Aufreißer, einen Aufraudorn, ein Frontanbaugerät, einen Pflug, einen Wischer, eine Schaufel usw. aufweisen, wobei das Fahrzeug 18 eine oder mehr dieser Einrichtungen aufweisen kann. Der Planierschild 62 ist über mindestens zwei Anbaupunkte am Rahmen 64 des Zugfahrzeugs 18 gekoppelt. Insbesondere ist der an dem Planierschild 62 gekoppelte Planierschildarm 68 zusätzlich über mehrere Hydraulikzylinder 72 (von denen nur einer in 1A gezeigt ist) und über einen Anbauschwenkpunkt 74, der der dritten Achse 54 angrenzend angeordnet ist, an den Rahmen 64 gekoppelt. Der Planierschild 62 ist dazu ausgebildet, sich gegenüber der Aufstandsfläche 58 allgemein nach oben und nach unten zu bewegen, beispielsweise in einer Richtung Y, die allgemein in der Normalen zur Aufstandsfläche 58 liegt, zur Aufstandsfläche 58 hin und davon weg. Mit anderen Worten sind die Hydraulikzylinder 72 ausgelegt, um den Planierschildarm 68 in die Richtung Y zu bewegen, was wiederum den Planierschild 62 in die Richtung Y bewegt. Der Planierschild 62 kann auch entlang einer vertikalen Achse YY (beispielsweise in der Normalen zur Aufstandsfläche 58) verschwenkt werden, um eine Stirnfläche 66 des Planierschilds 62 von vorne zu den Seiten hin zu drehen. Zusätzlich kann der Planierschild 62 um zusätzliche Achsen verschwenkbar sein, die vorliegend nicht im Einzelnen offenbart werden. Der Planierschild 62 kann sich auch vor der vordersten Achse (beispielsweise der dritten Achse 54), hinter der hintersten Achse (beispielsweise der ersten Achse 46) oder zwischen anderen Achsen befinden.
  • Eine vom Benutzer betätigte Steuerung 82 (beispielsweise eine Kreuzhebelsteuerung) befindet sich innerhalb einer Kabine 42 des Zugfahrzeugs 18 und ist für die manuelle Bewegung des Planierschilds 62 ausgelegt. In der dargestellten Verwirklichung bewegt sich die Kreuzhebelsteuerung 82 radial in zwei entgegengesetzte Richtungen. Die Kreuzhebelsteuerung 82 ist auch in eine neutrale Position vorgespannt. Die neutrale Position entspricht einer stationären Höhe des Planierschilds 62 gegenüber der Aufstandsfläche 58. Anders ausgedrückt bewegt sich der Planierschild 62 gegenüber dem Rahmen 64 nicht, wenn sich die Kreuzhebelsteuerung 82 in der neutralen Position befindet. Über eine Bewegung der Kreuzhebelsteuerung 82 in eine Vorwärtsrichtung (beispielsweise von einem in der Kabine 42 sitzenden Benutzer weg) wird der Planierschild 62 zu der Aufstandsfläche 58 hin oder in diese hinein abgesenkt. Demgegenüber wird über eine Bewegung der Kreuzhebelsteuerung 82 in eine Rückwärtsrichtung (beispielsweise zu einem in der Kabine 42 sitzenden Benutzer hin) der Planierschild 62 von der Aufstandsfläche 58 weg abgehoben. Der Bewegungsgrad bzw. -betrag der vom Benutzer betätigten Steuerung 82 aus der neutralen Position heraus entspricht verschiedenen Geschwindigkeiten der Bewegung des Planierschilds 62.
  • Wiederum Bezug nehmend auf 1A und 1B kann das Zugfahrzeug 18 eine Bedieneroberfläche 38 für die Bedienung des Systems aufweisen, die sich in der Kabine 42 des Zugfahrzeugs 18, an einer anderen Stelle am Fahrzeug, oder außerhalb des Fahrzeugs befinden kann (bei der Bedieneroberfläche kann es sich beispielsweise um ein persönliches tragbares Gerät mit drahtloser Verbindung zur Steuerung handeln). Die Steuerung 14 nimmt Eingaben von der Bedieneroberfläche 38, von der Kreuzhebelsteuerung 82 und von mehreren Sensoren 86 (1B) entgegen. Die Steuerung 14 weist auch Ausgänge zum Steuern der Antriebsmaschine 34, des Getriebes 70, der Kraftübertragungsantriebswähler 90 (beispielsweise zum Leiten der Antriebskraft an die Hinterräder, die Vorderräder, alle Räder usw.) und den Planierschild 62 auf. Die Steuerung 14 steht somit in Wirkverbindung mit dem Getriebe 70, der Antriebsmaschine 34, dem Planierschild 62 und dem Antriebswähler 90.
  • Bezugnehmend auf 1B weisen die Sensoren 86 einen Radgeschwindigkeitssensor 88 und einen Bodengeschwindigkeitssensor 92 auf. Der Bodengeschwindigkeitssensor 92 kann einen Radarmechanismus, ein globales Positionierungssystem (GPS) oder einen anderen geeigneten Geschwindigkeitsmesssensor aufweisen. Der Bodengeschwindigkeitssensor 92 misst die Geschwindigkeit des Zugfahrzeugs 18 gegenüber der Aufstandsfläche 58 und übermittelt der Steuerung 14 ein Bodengeschwindigkeitssignal. Der Radgeschwindigkeitssensor 88 misst die Geschwindigkeit mindestens eines vom Getriebe 70 mit einer Antriebskraft versorgten Rads und übermittelt der Steuerung 14 ein Radgeschwindigkeitssignal. Bei der Radgeschwindigkeit kann es sich um eine Umdrehungsgeschwindigkeit oder um eine Lineargeschwindigkeit (beispielsweise um eine Lineargeschwindigkeit mit der sich das Rad aufgrund dessen Umdrehungsgeschwindigkeit ohne Radschlupf bewegen würde) handeln. Die Steuerung 14 weist einen Prozessor zum Ausführen von Berechnungen und Vergleichen sowie zum Durchführen von logischen Schritten, die im Einzelnen untenstehend beschrieben werden, auf. Zusätzliche Sensoren 86 können an andere Merkmale des Zugfahrzeugs 18 gekoppelt sein. Beispielsweise können die Sensoren 86 die Motorumdrehungsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine 34 und/oder den Kupplungsdruck des Getriebes 70 messen.
  • Wie untenstehend im Einzelnen beschrieben kann es wünschenswert sein, dass eine Geschwindigkeit der Bewegung des Planierschilds 62 gesteuert wird, um die Belastung des Zugfahrzeugs 18 während Bedingungen mit niedriger Traktion zu vermindern, wenn ein Radschlupf auftritt oder über einem Schwellenwert auftritt. Die vorliegende Offenbarung mit dem Traktionssteuerungssystem 10 beschreibt ein Verfahren zum automatischen Beherrschen der Antriebskraft des Rads und der Geschwindigkeit der Bewegung des Planierschilds 62 gegenüber der Aufstandsfläche 58 durch die Steuerung 14.
  • Während dem Betrieb bewegt sich das Zugfahrzeug 18 in einer ersten Richtung entlang der Aufstandsfläche 58, wobei der Planierschild 62 durch die Betätigung der Kreuzhebelsteuerung 82 zum Ausführen eines Planiervorgangs in die Aufstandsfläche 58 hinein abgesenkt wird. Somit wirkt eine durch die Aufstandsfläche 58 erzeugte Kraft, die als resultierende Kraft F1 gezeigt wird, auf den Planierschild 62, wobei die Kraft F1 einer Kraft F2, die von den Antriebsrädern 26 zum Bewegen der Traktionsvorrichtung 18 entlang der Aufstandsfläche 58 bereitgestellt wird, entgegengesetzt ist (1A). Allgemein gilt, dass die Antriebsräder 26 gegenüber der Aufstandsfläche 58 Schlupf aufweisen werden, falls sich die Kraft F1 der Kraft F2 nähert oder letztere überschreitet (unter Berücksichtigung zusätzlicher auf das Fahrzeug wirkender Kräfte aufgrund von Luftwiderstand, Rollwiderstand, usw.).
  • Bezugnehmend auf 2 ist die Logik der Steuerung 14 des Traktionssteuerungssystem 10 dargestellt. Zunächst werden Schritte zum Messen der Bodengeschwindigkeit 96 über den Bodengeschwindigkeitssensor 92 und zum Messen der Radgeschwindigkeit 100 der Antriebsräder 26 über den Geschwindigkeitssensor 88 berechnet, um einen effektiven Radschlupf 104 des Zugfahrzeugs 18 zu bestimmen. In einem Beispiel kann die Steuerung 14 eine Geschwindigkeitsdifferenz berechnen, indem die Bodengeschwindigkeit 96 von der Radgeschwindigkeit 100 abgezogen wird (wobei die Radgeschwindigkeit wie oben erläutert beispielsweise zunächst von einer Radumdrehungsgeschwindigkeit in eine lineare Radgeschwindigkeit umgewandelt werden kann). Der berechnete Radschlupf 104 kann in Prozenten gemessen werden, beispielsweise als eine prozentuale Geschwindigkeitsdifferenz gegenüber der Radgeschwindigkeit. Wenn das Rad nicht durchdreht, beträgt der Radschlupf 0%, und wenn das Rad komplett ohne Traktion durchdreht, beträgt der Radschlupf 100%. In anderen Ausführungsformen kann der berechnete Radschlupf 104 auf andere Art und Weise quantifiziert und in anderen Einheiten ausgedrückt werden wie etwa als absolute Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Bodengeschwindigkeit und der Radgeschwindigkeit.
  • Falls kein Radschlupf 104 beobachtet wird, kehrt die Steuerung 14 zum Schritt 96 zurück, bis ein Radschlupf 104 beobachtet wird. Sobald der Radschlupf 104 beobachtet wird, umfasst ein Schritt 108 das Vergleichen des Radschlupfs 104 mit einem Radschlupfschwellenwert 112 (3). Beim Radschlupfschwellenwert 112 handelt es sich um einen programmierten Radschlupfbetrag, der innerhalb der Steuerung 14 festgelegt ist. In der dargestellten Ausführungsform beträgt der Radschlupfschwellenwert 112 etwa 10% Radschlupf, wobei der Radschlupfschwellenwert 112 in anderen Ausführungsformen größer oder kleiner als 10% sein kann. Falls der Radschlupf 104 unter dem Radschlupfschwellenwert 112 liegt, kehrt die Steuerung wieder zum Schritt 96 zurück. In weiteren Ausführungsformen ist der Radschlupfschwellenwert 112 gezielt veränderbar, um sich an verschiedene Bedingungen der Aufstandsfläche 58 anzupassen. Falls die Aufstandsfläche 58 beispielsweise eine schlechte Qualität aufweist, die eine Wahrscheinlichkeit eines Radschlupfs erhöht, kann der Radschlupfschwellenwert 112 abgesenkt werden.
  • Bezugnehmend auf 3 sind Amplituden des Radschlupfs 104 (beispielweise ein prozentualer Schlupf) und eine Höhe des Planierschilds 114 (beispielsweise in Zoll) gegenüber der Aufstandsfläche 58 über den Zeitverlauf (beispielsweise Minuten) eingezeichnet. Eine ursprüngliche in der Aufstandsfläche 58 anfänglich eingestellte Position des Planierschilds 62 ist durch die horizontale Achse des Kurvenbilds dargestellt. Eine erste Phase 118 der 3 entspricht den Schritten 96, 100, 104 und 108 der 2, wobei der Planierschild 62 in der ursprünglichen Position stillsteht während der Radschlupf 104 zunimmt.
  • Um einem Bediener des Zugfahrzeugs 18 eine maximale Steuerung der Bewegung des Planierschilds 62 bereitzustellen, setzt die Betätigung der Kreuzhebelsteuerung 82 die Steuerung 14 außer Kraft. Sobald die Kreuzhebelsteuerung 82 beispielsweise entweder nach vorne (zum Absenken des Planierschilds 62) oder nach hinten (zum Anheben des Planierschilds 62) betätigt wird, wird die Steuerung 14 so deaktiviert, dass sie die manuelle Bewegung des Planierschilds 62 nicht stören kann. Sobald der Radschlupf 104 größer ist als der Radschlupfschwellenwert 112, schreitet die Steuerung 14 somit weiter zum Schritt 115, um festzustellen, ob die Kreuzhebelsteuerung 82 betriebsfähig ist (2). Sobald die Kreuzhebelsteuerung 82 die Bewegung des Planierschilds 62 ausführt, kehrt die Steuerung 14 wieder zum Schritt 96 zurück.
  • Weiter bezugnehmend auf 2 schreitet die Steuerung 14 zum Schritt 116 weiter, um den Planierschild 62 mit einer zum Radschlupf 104 proportionalen Geschwindigkeit automatisch anzuheben, falls sich die Kreuzhebelsteuerung 82 in der neutralen Position befindet. Eine zweite Phase 122 der 3, die den Schritten 104, 116 der 2 entspricht, setzt ein, sowie der Planierschild 62 in seiner Höhe gegenüber der ursprünglichen Position des Planierschilds 62 zunimmt. Solange der Radschlupf über dem Schwellenwert 112 liegt, hebt die Steuerung 14 den Planierschild weiter an, auch wenn der Radschlupf 104 abzunehmen beginnt. Die zweite Phase 122 stellt die Variabilität bei der Hebegeschwindigkeit des Planierschilds 62 dar (beispielsweise die Veränderung der Höhe des Planierschilds 114 in einer zunehmenden Zeitperiode, bzw. die Steigung der Kurve, die die Höhe des Planierschilds 114 in 3 darstellt) in Bezug auf die Größendifferenz zwischen dem Radschlupf 104 und dem Radschlupfschwellenwert 112. Die Hebegeschwindigkeit des Planierschilds 62 nimmt allgemein auch mit der Zunahme der Differenz zwischen dem Radschlupf 104 und dem Radschlupfschwellenwert 112 zu.
  • Zwei Beispiele für die Korrelation zwischen dem Betrag des Radschlupfs 104 (auf der horizontalen Achse dargestellt) und der Hebegeschwindigkeit des Planierschilds 62 (auf der vertikalen Achse dargestellt) werden insbesondere in 4 gezeigt. Der Betrag des Radschlupfs 104 wird in Prozenten (%) gemessen, und die Hebegeschwindigkeit des Planierschilds 62 wird in Zoll pro Sekunde (in/s) gemessen. In einer Ausführungsform bestimmt eine lineare Korrelation 130 die Hebegeschwindigkeit des Planierschilds 62 und den Betrag des Radschlupfs 104. Sowie der Radschlupf 104 zunimmt, nimmt auch die Hebegeschwindigkeit des Planierschilds 62 direkt proportional zu. In einer anderen Ausführungsform bestimmt eine nichtlineare Korrelation 134, beispielsweise eine quadratische Korrelation, die Hebegeschwindigkeit des Planierschilds 62 proportional zum Betrag des Radschlupfs 104. Allgemein kann eine lineare Korrelation 130 von der Steuerung 14 verwendet werden, falls sich die Aufstandsfläche 58 in Bedingungen mit hoher Traktion befindet (beispielsweise bei verdichteter Erde), und eine positive nichtlineare Korrelation 134 kann von der Steuerung 14 verwendet werden, falls sich die Aufstandsfläche 58 in Bedingungen mit niedriger Traktion befindet (beispielsweise bei lockerer Erde). Die Empfindlichkeit der Hebegeschwindigkeit des Planierschilds 62 ist bei der linearen Korrelation 130 allgemein niedriger gegenüber einer nichtlinearen Korrelation, wie dies durch die Kurve 134 dargestellt wird. Beispielsweise kann der Radschlupf 104 bei Bedingungen mit sehr lockerer Traktion schnell zunehmen und somit eine schnelle Bewegung des Planierschilds 62 zum Begrenzen des Radschlupfs 104 sowie eine nichtlineare Geschwindigkeitszunahme als Reaktion darauf rechtfertigen. In anderen Ausführungsformen können die lineare Korrelation 130 und die nichtlineare Korrelation 134 kombiniert werden; beispielsweise beginnt die Hebegeschwindigkeit mit der linearen Korrelation 130 bevor bei einem Radschlupfschwellenwert über dem Radschlupfschwellenwert 112 auf die nichtlineare Korrelation 134 umgestellt wird. Bei unterschiedlichen Zugfahrzeugen 18 (beispielsweise bei Erdbewegungsgeräten, Schneeräumungsgeräten, Sandbewegungsgeräten, Forstwirtschaftsgeräten, Landwirtschaftsgeräten, Lastfördergeräten, Bergbaugeräten, Straßenunterhaltsgeräten, Kraftfahrzeugen usw.), die mit verschiedenen am Boden angreifenden Einrichtungen 62 (beispielsweise mit Pflügen, Wischern, Schaufeln, Aufraudornen usw.) kombiniert werden, kann sich die Korrelation zwischen dem Radschlupf 104 und der Hebegeschwindigkeit des Planierschilds 62 ändern, um die Traktion der spezifischen Anwendung des Traktionssteuerungssystem 10 effizienter zu erhöhen.
  • Bezugnehmend auf 2 schreitet die Steuerung 14 weiter zum Schritt 120, sobald der Radschlupf 104 unter dem Radschlupfschwellenwert 112 liegt, wobei die Steuerung den Planierschild 62 mit einer Geschwindigkeit absenkt, die in der Steuerung 14 programmiert ist. Deshalb hängt die Absenkgeschwindigkeit des Planierschilds 62 nicht vom Radschlupf 104 ab. Falls der Radschlupf 104 während des Absenkvorgangs wieder über den Radschlupfschwellenwert 112 hinaus zunimmt, wird die Steuerung 14 jedoch den Planierschild 14 wieder mit einer zum berechneten Radschlupf 104 (Schritt 116) proportionalen Geschwindigkeit anheben. Falls der Radschlupf 104 jedoch weiter gegenüber dem Radschlupfschwellenwert 112 abnimmt, schreitet die Steuerung 14 weiter zum Schritt 124, um den Planierschild 62 abzusenken, bis die ursprüngliche Position des Planierschilds 62 erreicht ist.
  • Eine dritte Phase 126 der 3 entspricht den Schritten 120, 104, 124 der 2. Die Absenkgeschwindigkeit des Planierschilds 62 ist konstant, so dass die Höhe des Planierschilds 114 als gerade Linie, d.h. als eine konstante Steigung, dargestellt ist. In der dargestellten Ausführungsform geht der Radschlupf 104 auf null Prozent zurück, bevor die Höhe des Planierschilds 114 die ursprüngliche Position erreicht. Unter anderen Betriebsumständen kann die Höhe des Planierschilds 114 die ursprüngliche Position erreichen, bevor der Radschlupf 104 auf null Prozent zurückgeht. Weil der Radschlupf 104 von der Traktion zwischen der Aufstandsfläche 58 und den Rädern 26 abhängt, könnte das Traktionssteuerungssystem 10 wieder zur zweiten Phase 122 zurückkehren, ohne dass der Planierschild 62 bzw. der Radschlupf 104 zur ursprünglichen Position bzw. auf null Prozent zurückkehrt, falls die Traktion abnimmt. In anderen Ausführungsformen kann die Absenkgeschwindigkeit des Planierschilds 62 vom Radschlupf 104 abhängen, wie dies in ähnlicher Form obenstehend in Bezug auf die Hegeschwindigkeit des Planierschilds 62 erläutert worden ist.
  • Das Traktionssteuerungssystem 10 an sich kann während des Betriebs des Zugfahrzeugs 18 in Abhängigkeit des Zustands der Aufstandsfläche 58 zwischen den Phasen 118, 122, 126 hin- und herpendeln. Der Zustand der Aufstandsfläche 58 (beispielsweise unterschiedliche Traktionsgrade) kann auftreten während sich das Zugfahrzeug 18 entlang der Aufstandsfläche 58 bewegt, wodurch der Radschlupf 104 so beeinflusst wird, dass dieser über und unter den Radschlupfschwellenwert 112 schwankt. Zudem wird zu jeder Zeit während des Betriebs des Zugfahrzeugs 18 bei Betätigung der Kreuzhebelsteuerung 82 die Steuerung 14 außer Betrieb gesetzt werden, um dem Bediener die volle Steuerung über die Bewegung des Planierschilds 62 zu bereitzustellen.

Claims (14)

  1. Fahrzeugtraktionssteuerungssystem (10) für ein Fahrzeug (18) mit einer Antriebsmaschine (34), mindestens einem Rad (26) zum Bereitstellen einer Antriebskraft auf einer Aufstandsfläche, und einer am Boden angreifenden, gegenüber der Aufstandsfläche beweglichen Einrichtung (62), wobei das Traktionssteuerungssystem (10) Folgendes umfasst: eine Steuerung, die zum Überwachen des Radschlupfs des mindestens einen Rads (26) ausgelegt ist, wobei die Steuerung zum Bewegen der am Boden angreifenden Einrichtung (62) mit einer zu einem Betrag des Radschlupfs proportionalen Geschwindigkeit ausgelegt ist.
  2. Fahrzeugtraktionssteuerungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei die Geschwindigkeit der Bewegung der am Boden angreifenden Einrichtung (62) mit dem Radschlupf ansteigt.
  3. Fahrzeugtraktionssteuerungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei dieses weiterhin einen Radschlupfschwellenwert umfasst, wobei die Steuerung zum Wegbewegen der am Boden angreifenden Einrichtung (62) von der Aufstandsfläche ausgelegt ist, wenn der Radschlupf über dem Radschlupfschwellenwert liegt.
  4. Fahrzeugtraktionssteuerungssystem (10) nach Anspruch 3, wobei die Steuerung zum Bewegen der am Boden angreifenden Einrichtung (62) zur Aufstandsfläche hin ausgelegt ist, wenn der Radschlupf unter dem Radschlupfschwellenwert liegt.
  5. Fahrzeugtraktionssteuerungssystem (10) nach Anspruch 4, wobei die am Boden angreifende Einrichtung (62) mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zur Aufstandsfläche hin bewegt wird.
  6. Fahrzeugtraktionssteuerungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei dieses weiterhin eine vom Benutzer betätigte Steuerung (82) umfasst, die zum Bewegen der am Boden angreifenden Einrichtung (62) von Hand mit mehreren Geschwindigkeiten ausgebildet ist.
  7. Fahrzeugtraktionssteuerungssystem (10) nach Anspruch 6, wobei die Steuerung zum Bewegen der am Boden angreifenden Einrichtung (62) außer Betrieb gesetzt ist, wenn die vom Benutzer betätigte Steuerung (82) die am Boden angreifende Einrichtung (62) bewegt.
  8. Verfahren zum Regeln des Radschlupfs in einem Zugfahrzeug (18) mit einer Antriebsmaschine (34), mindestens einem Rad (26) zum Bereitstellen einer Antriebskraft auf einer Aufstandsfläche und einer am Boden angreifenden, gegenüber der Aufstandsfläche beweglichen Einrichtung (62), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Überwachen des Radschlupfs des mindestens einen Rads (26), und Steuern einer Geschwindigkeit der Bewegung der am Boden angreifenden Einrichtung (62) proportional zum Betrag des Radschlupfs.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Überwachen des Betrags des Radschlupfs das Messen einer Geschwindigkeit des Zugfahrzeugs (18) gegenüber dem Boden, das Messen einer Radgeschwindigkeit des mindestens einen Rads (26) und das Berechnen des Betrags des Radschlupfs anhand der Geschwindigkeit gegenüber dem Boden und der Radgeschwindigkeit umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei dieses weiterhin das Vergleichen des Betrags des Radschlupfs mit einem Radschlupfschwellenwert umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei dieses weiterhin das Wegbewegen der am Boden angreifenden Einrichtung (62) von der Aufstandsfläche umfasst, wenn der Betrag des Radschlupfs größer ist als der Radschlupfschwellenwert.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei dieses weiterhin das Bewegen der am Boden angreifenden Einrichtung (62) zur Aufstandsfläche hin umfasst, wenn der Betrag des Radschlupfs geringer ist als der Radschlupfschwellenwert.
  13. Verfahren nach Anspruch 8, wobei dieses weiterhin das Erhöhen der Geschwindigkeit der Bewegung der am Boden angreifenden Einrichtung (62) umfasst, wenn sich der Betrag des Radschlupfs erhöht.
  14. Verfahren nach Anspruch 8, wobei dieses weiterhin das außer Kraft Setzen einer Steuerung umfasst, die die Geschwindigkeit der Bewegung der am Boden angreifenden Einrichtung (62) steuert, wenn eine Steuerung der am Boden angreifenden Einrichtung (62) von Hand eingeleitet wird.
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