DE102017223132A1

DE102017223132A1 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102017223132A1
Application number: DE102017223132.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander Stöbich; Hans Pilzweger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2019-06-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges (1) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines landwirtschaftlichen oder kommunalen Nutzfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang (1) eine Antriebsvorrichtung (2), ein Getriebe (4) mit mehreren Schaltstufen (ST1, ST2, ST3, ST4) sowie eine Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (9), mit welcher die Antriebsvorrichtung (2) angesteuert wird, umfasst, wobei die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (9) einen Verstellbereich mit einem Verstellweg aufweist, wobei bei dem Verstellbereich durch eine obere Grenze eine vorgebbare maximale Fahrgeschwindigkeit (FG) definiert wird, wobei die obere Grenze des Verstellbereiches in Abhängigkeit von einer gewählten Schaltstufe (ST1, ST2, ST3, ST4) an eine jeweils übertragbare Drehzahl (n, n, n, n) angepasst wird, bei welcher in dieser Schaltstufe (ST1, ST2, ST3, ST4) die maximale Fahrgeschwindigkeit (FG) unter Beibehaltung des Verstellweges eingehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines landwirtschaftlichen oder kommunalen Nutzfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang eine Antriebsvorrichtung, ein Getriebe mit mehreren Schaltstufen sowie eine Geschwindigkeitseinstelleinrichtung, mit welcher die Antriebsvorrichtung angesteuert wird, umfasst, wobei die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung einen Verstellbereich mit einem Verstellweg aufweist, und wobei bei dem Verstellbereich durch eine obere Grenze eine vorgebbare maximale Fahrgeschwindigkeit definiert wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, ein Computerprogrammprodukt sowie einen dieses Computerprogrammprodukt aufweisenden Datenträger.
Kraftfahrzeuge, insbesondere landwirtschaftliche oder kommunale Arbeits- oder Nutzfahrzeuge, sind hinsichtlich ihrer maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit aufgrund von gesetzlichen Bestimmungen limitiert, wobei die gesetzlich zulässigen Fahrendgeschwindigkeiten mitunter von Land zu Land variieren. Da die heutigen Antriebsaggregate oftmals eine betriebsbedingte Höchstgeschwindigkeit ermöglichen, die oberhalb der gesetzlich zulässigen Fahrgeschwindigkeit liegt, ist es vorgesehen, die Einhaltung der maximalen Fahrgeschwindigkeit durch eine Beschränkung im Antriebsstrang vorzunehmen. Hierzu wird für eine Geschwindigkeitseinstelleinrichtung, mit welcher das Antriebsaggregat durch eine Bewegung über einen Verstellbereich angesteuert wird, zur Definition einer maximalen Fahrgeschwindigkeit eine obere Grenze des Verstellbereiches festgelegt, welche der gesetzlich zugelassenen Fahrgeschwindigkeit entspricht.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der DE 101 09 775 A1 bekannt.
Die DE 101 09 775 A1 hat ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Arbeitsfahrzeugs zum Gegenstand. Der Antriebsstrang umfasst eine Antriebsvorrichtung mit einem Verbrennungsmotor, der mit einer Hydrostatpumpe in Antriebsverbindung steht, welche trieblich mit einem Hydraulikmotor verbunden ist. Weiterhin umfasst der Antriebsstrang ein Wechselgetriebe. Der Hydraulikmotor ist durch das Wechselgetriebe, welches unterschiedliche wählbare Schaltstufen aufweist, mit Antriebsmitteln verbunden. Zur Einstellung einer die Fahrgeschwindigkeit bestimmenden Drehzahl des Hydraulikmotors wirkt die Hydrostatpumpe oder der Hydraulikmotor mit einer Geschwindigkeitseinstelleinrichtung zusammen. Die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung weist zur Einstellung der Drehzahl des Hydraulikmotors einen Verstellbereich mit einem veränderbaren Verstellweg auf. Die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung wird entlang des Verstellweges bewegt. Der Verstellbereich weist zur Definition einer maximalen Fahrgeschwindigkeit eine obere Grenze auf. Zur Einhaltung der maximalen Fahrgeschwindigkeit wird der Verstellweg der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung in Abhängigkeit von der gewählten Schaltstufe elektronisch eingeschränkt, d.h. verkürzt. D.h., mit dem Erreichen der verkürzten oberen Grenze des Verstellweges durch die Bewegung der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung wird eine limitierte Drehzahl eingestellt.
Bei aktuellen Getrieben wird zur Einsparung von Kraftstoff, insbesondere bei Straßenfahrt mit der betriebsbedingten Höchstgeschwindigkeit, die Übersetzung der höchsten Schaltstufe sehr lang ausgelegt. Dadurch kann bei maximaler Fahrgeschwindigkeit mit einer reduzierten Motordrehzahl gefahren werden, was mit einem reduzierten Kraftstoffverbrauch einhergeht. Mit der Einschränkung respektive Verkürzung des Verstellweges geht einher, dass die maximale Fahrgeschwindigkeit bereits nach einem deutlich kürzeren Verstellweg erreicht wird, wodurch eine feinfühlige Dosierung der Antriebsvorrichtung zur Einstellung der Fahrgeschwindigkeit zumindest erschwert wird.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebstranges eines Kraftfahrzeugs zu realisieren, welches eine verbesserte Ansteuerung der Antriebsvorrichtung durch die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung in den höheren Schaltstufen ermöglicht, in denen eine Drehzahllimitierung zur Einhaltung der maximalen Fahrgeschwindigkeit greift.
Diese Aufgabe wird aus verfahrenstechnischer Sicht ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Aus vorrichtungstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung der Aufgabe durch die technischen Merkmale des nebengeordneten Anspruchs 8. Die hierauf jeweils folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Des Weiteren ist ein Computerprogrammprodukt, sowie ein dieses aufweisender Datenträger Gegenstand der Ansprüche 13 und 14.
Gemäß der Erfindung wird bei einem bei Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines landwirtschaftlichen oder kommunalen Nutzfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang eine Antriebsvorrichtung, ein Getriebe mit mehreren Schaltstufen sowie eine Geschwindigkeitseinstelleinrichtung, umfasst, das Antriebsaggregat mit der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung angesteuert. Dabei weist die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung einen Verstellbereich mit einem Verstellweg auf, wobei bei dem Verstellbereich durch eine obere Grenze eine vorgebbare maximale Fahrgeschwindigkeit definiert wird. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug, wie insbesondere einen Traktor oder Ackerschlepper. Diese Unterliegen hinsichtlich ihrer maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit gesetzlichen Restriktionen.
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die obere Grenze des Verstellbereiches in Abhängigkeit von einer gewählten Schaltstufe an eine übertragbare Drehzahl angepasst wird, bei welcher in dieser Schaltstufe die vorgegebene maximale Fahrgeschwindigkeit unter Beibehaltung des Verstellweges der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung eingehalten wird. Die obere Grenze des Verstellbereiches wird entsprechend der in dieser Schaltstufe maximal übertragbaren Drehzahl festgesetzt, wobei entlang des Verstellweges der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung einstellbare Drehzahlen entsprechend abgesenkt werden, wodurch der Verstellweg innerhalb des Verstellbereiches unverändert erhalten bleibt. Unter dem Begriff Geschwindigkeitseinstelleinrichtung wird insbesondere ein Fahr- bzw. Gaspedal oder ein Fahrhebel verstanden, welcher der veränderlichen Einstellung einer Fahrgeschwindigkeit durch eine Bedienperson des Kraftfahrzeugs dienen. Der Verstellweg bezeichnet den durch die Betätigung der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung zurücklegbaren Weg über den zur Verfügung stehenden Verstellbereich.
Eine derartige Ausgestaltung eines Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstranges hat dabei den Vorteil, dass in hohen Schaltstufen, in denen eine Limitierung der Drehzahl zur Einhaltung der maximalen Fahrgeschwindigkeit vorgesehen ist, der vollständige Verstellbereich zur Verfügung steht, so dass die Bedienperson keine Einschränkung bei der Dosiermöglichkeit der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung erfährt. Hierdurch lässt sich eine Komfortsteigerung erzielen und das Fahrgefühl verbessern. Des Weiteren ermöglicht das erfindungsgemäß Verfahren eine flexible Anpassung an unterschiedliche gesetzlich zulässige Fahrzeuggeschwindigkeiten. Damit lassen sich unterschiedliche Limitierungen der Fahrgeschwindigkeiten bei landwirtschaftlichen oder kommunalen Arbeitsfahrzeugen mit demselben Getriebe realisieren, indem die Drehzahl limitiert wird, sobald die gesetzlich zulässige Fahrgeschwindigkeit erreicht wird, ohne zugleich eine Einschränkung des Fahrkomforts durch eine damit einhergehende Beschränkung des Verstellbereiches zu bewirken.
Dagegen findet bei dem aus der DE 101 09 775 A1 bekannten Verfahren eine Beschränkung des Verstellweges der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung statt, die zu einer Einschränkung der Feinfühligkeit bei der Geschwindigkeitseinstellung durch die Bedienperson führt. So lässt sich vermeiden, dass in einer Fahrsituation, in der das Kraftfahrzeug mit einer Fahrgeschwindigkeit betrieben wird, in der sich die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung an der oberen Grenze des Verstellbereiches befindet, bei einer Rücknahme der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung zur Verringerung der Fahrgeschwindigkeit die Reduzierung erst einsetzt, wenn die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung den anteiligen Verstellweg zurückgelegt hat, der für die Einstellung der Fahrgeschwindigkeit aufgrund der Drehzahllimitierung nicht genutzt wird.
Bevorzugt kann die Anpassung der oberen Grenze des Verstellbereiches für Schaltstufen durchgeführt werden, welche zur Erreichung der maximalen Fahrgeschwindigkeit ausgelegt sind. Die Beschränkung der Anpassung nur auf die Schaltstufen des Getriebes, die zur Erreichung der maximalen Fahrgeschwindigkeit ausgelegt sind, welche in der Regel der Straßenfahrt vorbehalten sind, hat den Vorteil, dass bei den übrigen, niedrigeren Schaltstufen des Getriebes, die vorrangig für einen Arbeitsbetrieb, beispielsweise auf dem Feld, vorgesehen sind, der Verstellweg des Verstellbereiches in seiner Charakteristik unverändert bleibt.
Dabei kann eine abgestufte Anpassung der oberen Grenze des Verstellbereiches durchgeführt werden. Hierzu kann die Anpassung automatisch durch einen Schaltvorgang initiiert werden, wenn von einer Schaltstufe, die zur Erreichung der maximalen Fahrgeschwindigkeit ausgelegt ist, in eine höhere oder niedrigere Schaltstufe geschaltet wird, die ebenfalls zur Erreichung der maximalen Fahrgeschwindigkeit ausgelegt ist.
Weiterhin kann eine untere Grenze des Verstellbereiches durch eine Leerlaufdrehzahl definiert werden. Die untere Grenze des Verstellbereiches wird konstant gehalten.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann der Verstellweg durch eine erste Kennlinie und zumindest eine weitere Kennlinie vorgegeben werden. Die erste Kennlinie wird herangezogen, um den Verstellweg der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung vorzugeben, welcher bei einem Betrieb des Kraftfahrzeuges in einer Gangstufe dient, die nicht zur Erreichung der maximalen Fahrgeschwindigkeit ausgelegt ist. Hingegen wird die zumindest eine weitere Kennlinie für die Betriebssituationen herangezogen, in denen die gewählte Schaltstufe zur Erreichung der maximalen Fahrgeschwindigkeit ausgelegt ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn für jede der Schaltstufen, die zur Erreichung der maximalen Fahrgeschwindigkeit ausgelegt sind, eine individuelle Kennlinie hinterlegt wird.
So wird durch die erste Kennlinie der Verstellweg mit einer oberen Grenze des Verstellbereiches für zumindest eine der Schaltstufen eingestellt, in welcher die vom Übersetzungsverhältnis abhängige erreichbare Fahrgeschwindigkeit unterhalb der maximalen Fahrgeschwindigkeit liegt.
Mit der zumindest einen weiteren Kennlinie wird der Verstellweg mit einer oberen Grenze des Verstellbereiches für zumindest eine der Schaltstufen eingestellt, in weleher die vom Übersetzungsverhältnis abhängige erreichbare Fahrgeschwindigkeit oberhalb der maximalen Fahrgeschwindigkeit liegt.
Dabei kann der Verstellweg des Verstellbereiches für jede Schaltstufe, in welcher die vom Übersetzungsverhältnis abhängige erreichbare Fahrgeschwindigkeit oberhalb der maximalen Fahrgeschwindigkeit liegt, jeweils durch eine weitere Kennlinie vorgegeben werden.
Innerhalb eines Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug wird das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt durch ein Steuergerät geregelt, bei welchem es sich insbesondere um ein Steuergerät für eine im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnete Antriebsvorrichtung handelt, welche durch eine Geschwindigkeitseinstelleinrichtung ansteuerbar ist, die mit dem Steuerungsgerät steuerungstechnisch verbindbar ist. Die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung ist zur Einstellung einer Fahrgeschwindigkeit über einen Verstellbereich entlang eines Verstellweges bewegbar, welcher zur Definition einer vorgebbaren maximalen Fahrgeschwindigkeit eine obere Grenze aufweist, wobei das Steuergerät mit einer Getriebesteuereinrichtung zur Ansteuerung eines Getriebes mit mehreren Schaltstufen steuerungstechnisch verbindbar ist, um eine Auswahl einer Schaltstufe zu erfassen, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, die obere Grenze des Verstellbereiches in Abhängigkeit von der gewählten Schaltstufe an eine in dieser Schaltstufe maximal übertragbare Drehzahl zur Einhaltung einer maximalen Fahrgeschwindigkeit unter Beibehaltung des Verstellweges der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung anzupassen.
Hierzu kann das Steuergerät zur Bestimmung einer gewählten Schaltstufe und zur Auswahl aus einer in dem Steuergerät hinterlegten ersten Kennlinie und zumindest einer weiteren Kennlinie in Abhängigkeit von der gewählten Schaltstufe eingerichtet sein.
Vorteilhaft ist es, wenn in dem Steuergerät zur Anpassung des Verstellbereiches eine mit der Anzahl der Schaltstufen, welche zur Erreichung der maximalen Fahrgeschwindigkeit ausgelegt sind, korrespondierende Anzahl von weiteren Kennlinien hinterlegt sind. Die Hinterlegung von weiteren Kennlinien erlaubt eine einfache Anpassung sowie Aktualisierung an unterschiedliche Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs.
Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich auch als Computerprogrammprodukt verkörpern, welches, wenn es auf einem Prozessor eines Steuergeräts läuft, den Prozessor softwaremäßig anleitet, die zugeordneten erfindungsgegenständlichen Verfahrensschritte durchzuführen. In diesem Zusammenhang gehört auch ein computerlesbares Medium zum Gegenstand der Erfindung, auf dem ein vorstehend beschriebenes Computerprogrammprodukt abrufbar gespeichert ist.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebengeordneten oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Ansicht eines Antriebsstranges 1 eines Kraftfahrzeuges,
2 ein Diagramm, in welchem eine Antriebsdrehzahl über einem prozentualen Verstellweg einer Geschwindigkeitseinstelleinrichtung aufgetragen ist; und
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Antriebsstranges aus 1, entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Antriebsstranges 1 eines Kraftfahrzeuges, bei welchem es sich bevorzugt um ein landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug und weiter bevorzugt um einen Traktor oder Ackerschlepper handelt. Der Antriebsstrang 1 umfasst eine Antriebsvorrichtung 2, die als Brennkraftmaschine gestaltet ist und an einer Abtriebsseite durch ein zwischenliegendes Anfahrelement 3 mit einem nachgeschalteten Kraftfahrzeuggetriebe 4 verbunden werden kann. Während das Anfahrelement 3 bevorzugt als trockenlaufende oder auch nasslaufende Reibungskupplung ausgeführt ist, handelt es sich bei dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 insbesondere um ein Schaltgetriebe, besonders bevorzugt um ein automatisiertes Synchrongetriebe oder Teillastschaltgetriebe.
Wie des Weiteren in 1 zu sehen ist, ist das Kraftfahrzeuggetriebe 4 abtriebsseitig mit einem Achsgetriebe 5 einer Antriebsachse 6 verbunden, wobei durch das Achsgetriebe 5 eine von dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 übersetzte Antriebsbewegung der Antriebsvorrichtung 2 auf zwei Antriebsräder 7 und 8 der Antriebsachse 6 verteilt wird. Die Antriebsvorrichtung 2 wird durch eine Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 angesteuert, um verschiedene Fahrgeschwindigkeiten einzustellen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 als Fahr- oder Gaspedal ausgeführt. Eine Ausführung als Fahrhebel ist ebenfalls denkbar.
Der Antriebsvorrichtung 2 sowie der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9, dem Anfahrelement 3, dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 und dem Achsgetriebe 5 sind jeweils je ein Steuergerät 10 bzw. 11 bzw. 12 bzw. 13 zugeordnet, die mit weiteren - vorliegend nicht weiter dargestellten - Steuergeräten und Sensoren in ein Datenbussystem 14 des Kraftfahrzeuges eingebunden sind und untereinander kommunizieren. Dabei regelt das Steuergerät 10 die Antriebsmaschine 2, während durch das Steuergerät 11 eine Funktion zum automatisierten Öffnen und Schließen des Anfahrelementes 3 regelbar ist. Neben diesem automatisierten Betrieb des Anfahrelementes 3 besteht aber zudem die Möglichkeit, ein manuelles Öffnen und Schließen des Anfahrelements 3 entsprechend der Vorgaben des Fahrzeugführers vorzunehmen, wobei zu diesem Zweck das Steuergerät 11 mit einem - vorliegend nicht weiter dargestellten - Kupplungspedal in Verbindung steht.
Das Steuergerät 12 ist dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 zugeordnet und kann dieses nach Art eines automatisierten Schaltgetriebes regeln, wobei auch hier die Möglichkeit besteht, in einem manuellen Modus Schaltvorgänge entsprechend der Vorgaben des Fahrzeugführers durchzuführen. Schließlich ist das Steuergerät 13 dem Achsgetriebe 5 zugeordnet.
Das Steuergerät 10 steuert die Antriebsvorrichtung 2 in der Weise an, dass eine voreingestellte maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit FG_Max des Kraftfahrzeugs nicht überschritten wird, obwohl die Antriebsvorrichtung 2 und das Kraftfahrzeuggetriebe 4 eine höhere Fahrgeschwindigkeit zuließe. Als voreingestellte maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit FG_max des insbesondere als Traktor ausgebildeten Kraftfahrzeugs können beispielsweise 30 km/h, 40 km/h, 50 km/h oder höhere Fahrgeschwindigkeiten vorgesehen sein. Hierzu wird eine von der Antriebsvorrichtung 2 bereitgestellte maximale Antriebsdrehzahl in Abhängigkeit von einer gewählten Schaltstufe des Kraftfahrzeuggetriebes 4 automatisch limitiert, wenn die gewählte Schaltstufe zur Erreichung der maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit FG_Max ausgelegt ist. Die der Einstellung einer Fahrgeschwindigkeit dienende Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 weist einen Verstellbereich mit einem Verstellweg auf, innerhalb dessen die als Fahrpedal ausgebildete Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 bewegt wird, um unterschiedliche Fahrgeschwindigkeit durch Veränderung der von der Antriebsvorrichtung 2 bereitgestellten Antriebsdrehzahl einzustellen.
Der Verstellbereich wird durch eine untere Grenze, welche einer Leerlaufdrehzahl n_Leer der Antriebsvorrichtung 2 entspricht, und eine obere Grenze, welche der maximal bereitgestellten Antriebsdrehzahl n_Max der auf eine maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit FG_max limitierten Antriebsvorrichtung 2 entspricht, definiert. Die untere Grenze des Verstellbereiches entspricht einem prozentualen Verstellweg von 0%, während die obere Grenze einem prozentualen Verstellweg von 100% entspricht. Zur Erfassung eines Verstellweges bei Betätigung der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 über den Verstellbereich ist ein Sensor 15 vorgesehen, der ebenfalls dem Steuergerät 10 zugeordnet ist. Hierzu ist eine erste Kennlinie in dem Steuergerät 10 abrufbar hinterlegt, wie sie beispielhaft in 2 dargestellt ist. Eine Limitierung der Antriebsdrehzahl durch das Steuergerät 10 bewirkt, dass der Verstellbereich der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 gemäß der ersten Kennlinie nur noch anteilig genutzt werden kann, da die maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit FG_max aufgrund des Übersetzungsverhältnisses der gewählten Schaltstufe bereits bei einer geringeren Antriebsdrehzahl erreicht wird.
Als Besonderheit kann durch das Steuergerät 10 die obere Grenze des Verstellbereiches in Abhängigkeit von einer gewählten Schaltstufe an eine in dieser Schaltstufe maximal übertragbare Drehzahl zur Einhaltung der maximalen Fahrgeschwindigkeit FG_Max unter Beibehaltung des Verstellweges angepasst werden, so dass über den jeweiligen Drehzahlbereich zwischen der unteren Grenze und der oberen Grenze des Verstellbereich wieder der gesamte Verstellweg der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 zur Verfügung steht, um die Fahrgeschwindigkeit einzustellen. Die jeweils gewählte Schaltstufe wird von dem Steuergerät 12, das dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 zugeordnet ist, an das Steuergerät 10 übermittelt.
2 zeigt die Darstellung eines Diagramms, in welchem die Antriebsdrehzahl der Antriebsvorrichtung 2 über einem prozentualen Verstellweg der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 aufgetragen ist. Wie weiter oben bereits ausgeführt, ist mit dem Bezugszeichen 16 die erste Kennlinie bezeichnet, welche zur bei der Betätigung der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 verwendet wird, wenn die gewählte Schaltstufe das Erreichen der maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit FG_Max nicht oder mit der maximalen Antriebsdrehzahl n_Max der Antriebsvorrichtung 2 ermöglicht, d.h. eine Limitierung der Antriebsdrehzahl nicht durchgeführt wird. Eine weitere Kennlinie 17a zeigt einen an die Auswahl einer Schaltstufe angepassten Verlauf des Verstellweges, wenn der Verstellbereich als obere Grenze eine limitierte Drehzahl n_Limit1 aufweist, die durch eine Limitierung der Antriebsdrehzahl zur Einhaltung der maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit FG_max vorgegeben wird. Mit 17b ist eine weitere Kennlinie für eine nächsthöhere Schaltstufe bezeichnet, deren obere Grenze einer limitierte Drehzahl n_Limit2 entspricht. Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, wird gemäß der Kennlinie 16 die limitierte Drehzahl n_Limit2 respektive die die maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit FG_max bereits nach rund 64% des Verstellweges erreicht. Der verbleibende Anteil des Verstellweges bleibt ungenutzt bzw. ohne Wirkung. Durch die Anpassung der oberen Grenze des Verstellbereiches auf die limitierte Drehzahl n_Limit2 steht wieder der volle Verstellweg des Verstellbereiches der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 zur Verfügung. Eine weitere Kennlinie 17c zeigt einen an die Auswahl einer höheren Schaltstufe angepassten Verlauf des Verstellweges, wenn der Verstellbereich als obere Grenze eine Drehzahl n_Limit2 aufweist. Demnach wird gemäß der Kennlinie 16 die limitierte Drehzahl n_Limit2 bereits nach rund 50% des verfügbaren Verstellweges erreicht, so dass eine Bewegung der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 über die hiermit korrespondierende Position hinaus zu keiner Änderung der Fahrgeschwindigkeit führen wird.
Das Steuergerät 10 ist dazu eingerichtet, dass die Anpassung automatisch durch einen Schaltvorgang initiiert wird, wenn von einer Schaltstufe, die zur Erreichung der maximalen Fahrgeschwindigkeit FG_Max ausgelegt ist, in eine höhere oder niedrigere Schaltstufe geschaltet wird, die ebenfalls zur Erreichung der maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit FG_max ausgelegt ist. Hierzu können in dem Steuergerät 10 neben den exemplarisch dargestellten Kennlinien 17a, 17b und 17c weitere Kennlinien hinterlegt sein, insbesondere eine mit der Anzahl der Schaltstufen, welche zur Erreichung der maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit FG_Max ausgelegt sind, korrespondierende Anzahl von Kennlinien.
Dazu regelt das Steuergerät 10 das Kraftfahrzeuggetriebe 4 entsprechend dem im Ablaufdiagramm in 3 dargestellten Verfahren:
Ausgehend von der Limitierung der maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit FG_Max des Kraftfahrzeuges auf 50 km/h wird im laufenden Fahrbetrieb eine Schaltstufe ST1 ausgewählt, mit welcher die maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit FG_max bei der von der Antriebsvorrichtung bereitgestellten Antriebsdrehzahl n_Max , welche der oberen Grenze des Verstellbereiches entspricht, erstmalig erreichbar ist. Dem Verstellweg der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 liegt dabei die in dem Steuergerät 10 hinterlegte erste Kennlinie 16 zugrunde. Ein weiterer Schaltvorgang, dargestellt durch einen Doppelpfeil 18, führt zur Einlegung einer nächst höheren Schaltstufe ST2. In dieser Schaltstufe ST2 wird die maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit FG_Max bereits bei der limitierten Drehzahl n_Limit1 erreicht, wie in 2 veranschaulicht. Um den gesamten Verstellbereich der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 für die feinfühlige Einstellung der Fahrgeschwindigkeit nutzen zu können, wird in Abhängigkeit von der gewählten Schaltstufe ST2 die in dem Steuergerät 10 hinterlegte weitere Kennlinie 17a ausgewählt. Gemäß dieser Kennlinie 17a entspricht die obere Grenze des Verstellbereiches der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 der durch das Steuergerät 10 limitierten Drehzahl n_Limit1 . Der zur Verfügung stehende Verstellweg wird auf den Drehzahlbereich zwischen der konstanten Leerlaufdrehzahl n_Leer und der limitierten Drehzahl n_Limit1 umskaliert. D.h. die auf die limitierte Drehzahl n_Limit1 abgesenkte obere Grenze des Verstellbereiches wird durch die Bewegung der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung 9 erst erreicht, wenn der gesamte zur Verfügung stehende Verstellweg durchlaufen wurde.
Nachfolgend werden die Schaltvorgänge ebenfalls durch einen Doppelpfeile 18 veranschaulicht, wobei der Doppelpfeil ein Hoch- und Runterschalten symbolisiert.
Ein weiteres Hochschalten 18 in die nächst höhere Schaltstufe ST3 führt zu einer weiteren Limitierung der Drehzahl auf die limitierte Drehzahl n_Limit2 . In Abhängigkeit von der gewählten Schaltstufe ST3 wird die in dem Steuergerät 10 hinterlegte weitere Kennlinie 17b ausgewählt.
Mit erneutem Schalten 18 in die höhere Schaltstufe ST4 wird durch das Steuergerät 10 die von der Antriebsvorrichtung bereitgestellte Drehzahl auf die limitierte Drehzahl n_Limit2 begrenzt. In Abhängigkeit von der gewählten Schaltstufe ST4 wird die in dem Steuergerät 10 hinterlegte weitere Kennlinie 17c ausgewählt.
Das Zurückschalten 18 von der Schaltstufe ST 4 in die Schaltstufe ST2 führt dazu, dass von dem Steuergerät 10 die mit der Schaltstufe ST2 korrespondierende Kennlinie 17a ausgewählt wird, da sich die obere Grenze des Verstellbereiches von der niedrigeren Drehzahl n_Limit3 auf die Drehzahl n_Limit1 erhöht. Dem entsprechend wird der zur Verfügung stehende Verstellweg auf den Drehzahlbereich zwischen der konstanten Leerlaufdrehzahl n_Leer und der limitierten Drehzahl n_Limit1 umskaliert.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsstrang
2: Antriebsvorrichtung
3: Anfahrelement
4: Kraftfahrzeuggetriebe
5: Achsgetriebe
6: Antriebsachse
7: Antriebsrad
8: Antriebsrad
9: Geschwindigkeitseinstelleinrichtung
10: Steuergerät
11: Steuergerät
12: Steuergerät
13: Steuergerät
14: Datenbussystem
15: Sensor
16: Erste Kennlinie
17a: Kennlinie
17b: Kennlinie
17c: Kennlinie
18: Doppelpfeil
FG_Max: Maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit
n_Max: Maximale Antriebsdrehzahl
n_Limit1: Limitierte Drehzahl
n_Limit2: Limitierte Drehzahl
n_Limit3: Limitierte Drehzahl
n_Leer: Leerlaufdrehzahl
ST1: Schaltstufe
ST2: Schaltstufe
St3: Schaltstufe
St4: Schaltstufe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10109775 A1 [0003, 0004, 0011]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges (1) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines landwirtschaftlichen oder kommunalen Nutzfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang (1) eine Antriebsvorrichtung (2), ein Getriebe (4) mit mehreren Schaltstufen (ST1, ST2, ST3, ST4) sowie eine Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (9), mit welcher die Antriebsvorrichtung (2) angesteuert wird, umfasst, wobei die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (9) einen Verstellbereich mit einem Verstellweg aufweist, und wobei bei dem Verstellbereich durch eine obere Grenze eine vorgebbare maximale Fahrgeschwindigkeit (FG_Max) definiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Grenze des Verstellbereichs in Abhängigkeit von einer gewählten Schaltstufe (ST1, ST2, ST3, ST4) an eine jeweils übertragbare Drehzahl (n_Max, n_Limit1, n_Limit2, n_Li-mit3) angepasst wird, bei welcher in dieser Schaltstufe (ST1, ST2, ST3, ST4) die maximale Fahrgeschwindigkeit (FG_Max) unter Beibehaltung des Verstellweges der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (9) eingehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der oberen Grenze des Verstellbereiches für Schaltstufen (ST1, ST2, ST3, ST4) durchgeführt wird, welche zur Erreichung der maximalen Fahrgeschwindigkeit (FG_Max) ausgelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine abgestufte Anpassung der oberen Grenze des Verstellbereiches durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Grenze des Verstellbereiches durch eine Leerlaufdrehzahl (n_Leer) definiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellweg durch eine erste Kennlinie (16) und zumindest eine weitere Kennlinie (17a, 17b, 17c) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die erste Kennlinie (16) der Verstellweg mit einer oberen Grenze des Verstellbereiches für zumindest eine der Schaltstufen (ST1, ST2, ST3, ST4) eingestellt wird, in welcher die vom Übersetzungsverhältnis der jeweiligen der Schaltstufe (ST1, ST2, ST3, ST4) abhängige erreichbare Fahrgeschwindigkeit unterhalb der maximalen Fahrgeschwindigkeit (FG_Max) liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die zumindest eine weitere Kennlinie (17a, 17b, 17c) der Verstellweg mit einer oberen Grenze des Verstellbereiches für zumindest eine der Schaltstufen (ST1, ST2, ST3, ST4) eingestellt wird, in welcher die vom Übersetzungsverhältnis der jeweiligen der Schaltstufe (ST1, ST2, ST3, ST4) abhängige erreichbare Fahrgeschwindigkeit oberhalb der maximalen Fahrgeschwindigkeit (FG_Max) liegt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellweg des Verstellbereiches für jede Schaltstufe (ST1, ST2, ST3, ST4), in welcher die vom Übersetzungsverhältnis abhängige erreichbare Fahrgeschwindigkeit oberhalb der maximalen Fahrgeschwindigkeit (FG_max) liegt, jeweils durch eine weitere Kennlinie (17a, 17b, 17c) vorgegeben wird.
Steuergerät (10) für eine im Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeugs angeordnete Antriebsvorrichtung (2), welche durch eine Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (9) ansteuerbar ist, die mit dem Steuerungsgerät (10) steuerungstechnisch verbindbar ist, wobei die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (9) zur Einstellung einer Fahrgeschwindigkeit über einen Verstellbereich entlang eines Verstellweges bewegbar ist, wobei der Verstellbereich zur Definition einer maximalen Fahrgeschwindigkeit (FG_max) eine obere Grenze aufweist, wobei das Steuergerät (10) mit einer Getriebesteuereinrichtung (12) zur Ansteuerung eines Getriebes (4) mit mehreren Schaltstufen (ST1, ST2, ST3, ST4) steuerungstechnisch verbindbar ist, um eine Auswahl einer Schaltstufe (ST1, ST2, ST3, ST4) zu erfassen, und wobei das Steuergerät (10) dazu eingerichtet ist, die obere Grenze des Verstellbereiches in Abhängigkeit von der gewählten Schaltstufe (ST1, ST2, ST3, ST4) an eine in dieser Schaltstufe (ST1, ST2, ST3, ST4) übertragbaren Drehzahl zur Einhaltung einer maximalen Fahrgeschwindigkeit (FG_Max) unter Beibehaltung des Verstellweges der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (9) anzupassen.
Steuergerät (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (10) zur Bestimmung einer gewählten Schaltstufe und zur Auswahl aus einer in dem Steuergerät (10) hinterlegten ersten Kennlinie und zumindest einer weiteren Kennlinie in Abhängigkeit von der gewählten Schaltstufe eingerichtet ist.
Steuergerät (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Steuergerät zur Anpassung des Verstellbereiches eine mit der Anzahl der Schaltstufen (ST1, ST2, ST3, ST4), welche zur Erreichung der maximalen Fahrgeschwindigkeit ausgelegt sind, korrespondierende Anzahl von Kennlinien (16, 17a, 17b 17c) hinterlegt sind.
Steuergerät (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, durch welches ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8 durchführbar ist.
Computerprogrammprodukt für ein Steuergerät (10) nach Anspruch 9 bis 12, durch welches ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 durchführbar ist, wobei eine Routine zur Durchführung des Verfahrens durch entsprechende in einer Software hinterlegte Steuerungsbefehle umgesetzt ist.
Datenträger mit einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 13.