DE102021211456A1

DE102021211456A1 - Fahrzeugstopp-getriebesteuersystem und -verfahren

Info

Publication number: DE102021211456A1
Application number: DE102021211456.3A
Authority: DE
Inventors: Kyle K. McKinzie; Benjamin J. Hertel; Clayton G. Janasek
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2020-12-08
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2022-06-09
Also published as: CN114607763A; US20220176946A1; BR102021014996A2; US11654900B2

Abstract

Ein Steuersystem beinhaltet ein Getriebe und eine Steuerung, die konfiguriert sind, um einen Fahrzeugstopp-Befehl zu empfangen; Bestimmen einer Bodengeschwindigkeit; Vergleichen der Bodengeschwindigkeit mit einem ersten und einem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert; Erzeugen eines Herunterschaltbefehls, wenn die Bodengeschwindigkeit den zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet; Erzeugen eines Pendelschaltbefehls, wenn die Bodengeschwindigkeit größer als der erste vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert und kleiner als oder gleich dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist; Bestimmen, ob das Getriebe im ersten oder zweiten Modus arbeitet, wenn die Bodengeschwindigkeit kleiner als oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist; Auswählen einer Vierkantkupplung nach Bestimmen des Betriebsmodus; und mindestens teilweises Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung, um das Arbeitsfahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Nicht zutreffend.
ANGABE ÜBER STAATLICH GEFÖRDERTE FORSCHUNG
UND ENTWICKLUNG
Nicht zutreffend.
GEBIET DER OFFENBARUNG
Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Steuersystem und Verfahren für ein Arbeitsfahrzeug, insbesondere auf ein Getriebesteuersystem und -verfahren zum Anhalten des Arbeitsfahrzeugs.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Arbeitsfahrzeuge, wie etwa Traktoren, Radlader und andere große Land-, Bau- oder Forstfahrzeuge, arbeiten in verschiedenen Umgebungen, um eine Reihe von Funktionen auszuführen. Solche Fahrzeuge können manuell durch einen Bediener, autonom durch eine Steuerung oder halbautonom als eine Kombination aus manuellen und autonomen Vorgängen betrieben werden. Unter Umständen kann es wünschenswert sein, die primären Fahrzeugbremssysteme zu ergänzen oder situativ funktional zu ersetzen, um das Arbeitsfahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten, insbesondere unter Bedingungen, die für eine autonome Steuerung geeignet sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die Offenbarung stellt ein Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem und -verfahren bereit.
In einem Aspekt stellt die Offenbarung ein Steuersystem zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Arbeitsfahrzeugs mit einer Antriebsquelle bereit, die konfiguriert ist, um Leistung für eine Abtriebswelle zu generieren. Das Steuersystem beinhaltet ein Getriebe, das funktionsfähig zwischen der Antriebsquelle und der Abtriebswelle positioniert und konfiguriert ist, um selektiv die Leistung von der Antriebsquelle zu übertragen, um die Abtriebswelle in einer ersten Richtung gemäß mindestens einem Vorwärtsmodus und in einer zweiten Richtung gemäß mindestens einem Rückwärtsmodus anzutreiben. Das Getriebe beinhaltet mindestens eine Vorwärtseingangskupplung, die zum Einrücken konfiguriert ist, wenn die Leistung in dem mindestens einen Vorwärtsmodus übertragen wird, mindestens eine Rückwärtseingangskupplung, die zum Einrücken konfiguriert ist, wenn die Leistung in dem mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, eine erste Ausgangskupplung, die zum Einrücken konfiguriert ist, wenn die Leistung in einem ersten Modus des mindestens einen Vorwärtsmodus oder des mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, und eine zweite Ausgangskupplung, die zum Einrücken konfiguriert ist, wenn die Leistung in einem zweiten Modus des mindestens einen Vorwärtsmodus oder des mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird. Das Steuersystem beinhaltet ferner eine Steuerung, die einen Prozessor und eine Speicherarchitektur aufweist und konfiguriert ist zum: Empfangen oder Erzeugen eines Fahrzeugstopp-Befehls; Bestimmen einer Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs; Vergleichen der Bodengeschwindigkeit mit einem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert und einem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert; Erzeugen mindestens eines Herunterschaltbefehls für das Getriebe, wenn die Bodengeschwindigkeit den zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, um einen Herunterschaltvorgang innerhalb des Getriebes auszuführen; Erzeugen mindestens eines Pendelschaltbefehls für das Getriebe, wenn die Bodengeschwindigkeit größer als der erste vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert und kleiner als oder gleich dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist, um einen Pendelschaltvorgang innerhalb des Getriebes auszuführen; Bestimmen, ob das Getriebe in dem ersten Modus oder dem zweiten Modus als Betriebsmodus arbeitet, wenn die Bodengeschwindigkeit kleiner oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist; Auswählen, nach Bestimmen des Betriebsmodus, einer Vierkantkupplung aus der ersten Ausgangskupplung und der zweiten Ausgangskupplung, einschließlich des Auswählens der zweiten Ausgangskupplung als die ausgewählte Vierkantkupplung, wenn das Getriebe in dem ersten Modus arbeitet, und der ersten Ausgangskupplung als die ausgewählte Vierkantkupplung, wenn das Getriebe in dem zweiten Modus arbeitet; und mindestens teilweises Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung, um das Arbeitsfahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten.
In einem weiteren Aspekt stellt die Offenbarung ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Arbeitsfahrzeugs mit einer Antriebsquelle bereit, die konfiguriert ist, um Leistung für eine Abtriebswelle zu erzeugen, wobei ein Getriebe funktionsfähig zwischen der Antriebsquelle und der Abtriebswelle positioniert und konfiguriert ist, um die Leistung selektiv von der Antriebsquelle zu übertragen, um die Abtriebswelle in einer ersten Richtung gemäß mindestens einem Vorwärtsmodus und in einer zweiten Richtung gemäß mindestens einem Rückwärtsmodus anzutreiben. Das Getriebe beinhaltet mindestens eine Vorwärtseingangskupplung, die zum Einrücken konfiguriert ist, wenn die Leistung in dem mindestens einen Vorwärtsmodus übertragen wird, mindestens eine Rückwärtseingangskupplung, die zum Einrücken konfiguriert ist, wenn die Leistung in dem mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, eine erste Ausgangskupplung, die zum Einrücken konfiguriert ist, wenn die Leistung in einem ersten Modus des mindestens einen Vorwärtsmodus oder des mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, und eine zweite Ausgangskupplung, die zum Einrücken konfiguriert ist, wenn die Leistung in einem zweiten Modus des mindestens einen Vorwärtsmodus oder des mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird. Das Verfahren beinhaltet das Empfangen oder Erzeugen eines Fahrzeugstopp-Befehls, um das Arbeitsfahrzeug zu verlangsamen und zu stoppen; das Bestimmen einer Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs mit einer Steuerung an dem Arbeitsfahrzeug; das Vergleichen der Bodengeschwindigkeit durch die Steuerung mit einem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert und einem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert; das Erzeugen von mindestens einem Herunterschaltbefehl durch die Steuerung, wenn die Bodengeschwindigkeit den zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, um ein Herunterschalten innerhalb des Getriebes auszuführen; Erzeugen durch die Steuerung, wenn die Bodengeschwindigkeit größer als der erste vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellwert und kleiner oder gleich dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellwert ist, mindestens eines Pendelschaltbefehls für das Getriebe, um einen Pendelschaltvorgang innerhalb des Getriebes auszuführen; Bestimmen durch die Steuerung, wenn die Bodengeschwindigkeit kleiner oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellwert ist, ob das Getriebe in dem ersten Modus oder dem zweiten Modus als Betriebsmodus arbeitet; Auswählen einer Vierkantkupplung aus der ersten Ausgangskupplung und der zweiten Ausgangskupplung durch die Steuerung nach Bestimmen des Betriebsmodus, einschließlich des Auswählens der zweiten Ausgangskupplung als die ausgewählte Vierkantkupplung, wenn das Getriebe in dem ersten Modus arbeitet, und der ersten Ausgangskupplung als die ausgewählte Vierkantkupplung, wenn das Getriebe in dem zweiten Modus arbeitet; und mindestens teilweises Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung, um das Arbeitsfahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten.
Die Details einer oder mehrerer Ausführungsformen sind in den beiliegenden Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargestellt. Andere Eigenschaften und Vorteile werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht eines beispielhaften Arbeitsfahrzeugs, das ein Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem gemäß dieser Offenbarung implementiert;
2 ist eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs des Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystems des Fahrzeugs von 1 gemäß einem Beispiel;
3 ist ein Datenflussdiagramm einer Steuerung des Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystems von 1, die einen Fahrzeugstopp-Getriebebetrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel implementiert;
4 ist ein Flussdiagramm eines Fahrzeugstopp-Getriebesteuerverfahrens gemäß einem Beispiel;
5 ist ein Kupplungsbefehlsplan, der innerhalb des Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystems von 1 1 gemäß einem Beispiel verwendet wird; und
6 ist ein weiterer Kupplungsbefehlsplan, der innerhalb des Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystems von 1 gemäß einem Beispiel verwendet wird.

Gleiche Bezugssymbole in den unterschiedlichen Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen des offenbarten Antriebsstrangs, Fahrzeugs und Getriebesteuersystems und -verfahrens beschrieben, wie in den begleitenden Figuren der vorstehend kurz beschriebenen Zeichnungen dargestellt. Verschiedene Abwandlungen der beispielhaften Ausführungsformen können von Fachleuten auf dem Gebiet in Betracht gezogen werden.
Das Arbeitsfahrzeug arbeitet an verschiedenen Arbeitsorten, um verschiedene Funktionen unter unterschiedlichen Bedingungen auszuführen. Während des Betriebs können zumindest einige Aufgaben und Funktionen autonom (oder „automatisch“, die hierin austauschbar verwendet werden) ausgeführt werden, einschließlich Funktionen, die mit Bremsen unter bestimmten Bedingungen verbunden sind, wie etwa Hindernisvermeidung und Berghalten. Für Kosten, Effizienz und/oder Leistung ist es vorteilhaft, Fahrzeugbremsen mit nativer Hardware zu implementieren, auch während autonomer Situationen. Als ein Beispiel für eine solche native Hardware in einigen Arbeitsfahrzeugen können Aspekte des Getriebes ausgelegt sein, um Abschnitte des Antriebsstrangs zu verlangsamen, z. B. um Energie in dem Antriebsstrang während eines „Pendelschaltens“ abzuführen, um die Fahrzeugrichtung zu ändern. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben, kann das Getriebe in einem anderen Kontext und einer anderen Implementierung auch verwendet werden, um das Fahrzeug während eines Fahrzeugstopp-Getriebebetriebs zu verlangsamen und anschließend anzuhalten. Solche Getriebebetriebe können als Teil autonomer Funktionen nützlich sein, da sie die Notwendigkeit zusätzlicher Hardware vermeiden, die andernfalls erforderlich wäre, um automatisch andere Fahrzeugbremsen (z. B. die Achse, das Rad oder die Feststellbremsen) zu betätigen. Stattdessen kann der Fahrzeugstopp-Getriebebetrieb durch ein Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem implementiert werden, das durch eine Steuerung verwaltet und durch ein geeignetes Lastschaltgetriebe auf Grundlage von Fahrzeug- und Umweltparametern implementiert wird.
Im Allgemeinen kann das Getriebe eine beliebige Anzahl von Wellen, Zahnrädern, Kupplungen und anderen Leistungsübertragungselementen beinhalten, um das Drehmoment und die Drehzahl des Leistungsflusses zwischen einem an eine Antriebsquelle gekoppelten Eingang und einem an die Räder gekoppelten Ausgang in geeigneter Weise zu übertragen und zu verändern. Insbesondere können die Kupplungen durch Befehle von der Steuerung auf der Grundlage von Lastschaltbetriebsplänen betätigt werden, um die Leistung wie gewünscht oder für den normalen Betrieb erforderlich sowie die Bremsfunktionen während des im Folgenden näher erörterten Fahrzeugstopp-Getriebebetriebs angemessen zu konditionieren.
In einem Beispiel kann das Getriebe eine oder mehrere Eingangskupplungen und mindestens zwei Ausgangskupplungen beinhalten, in denen mindestens eine der Eingangskupplungen und mindestens eine der Ausgangskupplungen während eines typischen Antriebsvorgangs eingerückt sind; und beim Durchführen eines Fahrzeugstopp-Getriebebetriebs kann die eingerückte Eingangskupplung moduliert und/oder anschließend ausgerückt werden, während mindestens eine oder mehrere der zuvor ausgerückten Ausgangskupplungen eingerückt werden, um die Energie von der Ausgangswelle und den Rädern abzuführen, um das Fahrzeug zu verlangsamen, anzuhalten und auf Kurs zu halten. Tatsächlich ermöglicht das Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem ein „Vierkanten“ einer oder mehrerer Ausgangskupplungen des Lastschaltgetriebes, um die überschüssige Energie innerhalb des Antriebsstrangs abzuführen, um das Fahrzeug zu verlangsamen, anzuhalten und auf Kurs zu halten.
In einigen Beispielen kann das Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem das Vierkanten von einer oder mehreren der Ausgangskupplungen als eine Funktion der Bodengeschwindigkeit des Fahrzeugs ausführen. Insbesondere kann das Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem auf Grundlage der Bodengeschwindigkeit ein Herunterschalten und/oder ein Pendelschalten innerhalb des Getriebes einleiten, um die Bodengeschwindigkeit auf Werte zu verlangsamen, die für ein Vierkanten besser geeignet sind. In einem Beispiel kann das Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem ein Herunterschalten vor dem Vierkantbetrieb ausführen, wenn die Bodengeschwindigkeit größer als der Vierkantgeschwindigkeitsschwellenwert und kleiner oder gleich dem Pendelschaltgeschwindigkeitsschwellenwert ist; und wenn die Bodengeschwindigkeit kleiner oder gleich dem Vierkantgeschwindigkeitsschwellenwert ist, implementiert das Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem sofort den Vierkantbetrieb. Zusätzlich und wie nachstehend beschrieben kann das Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem die Eingangs- und Ausgangskupplungen (sowie die Vierkantkupplungen) gemäß einem vorbestimmten Kupplungsbefehlsplan modulieren, um eine reibungslose und effektive Verzögerung und ein Anhalten des Arbeitsfahrzeugs bereitzustellen.
Bezugnehmend auf 1 kann ein Arbeitsfahrzeug 100 ein Fahrzeugstopp- Getriebesteuersystem 102 beinhalten, das mit einer Steuerung 104, einer oder mehreren Komponenten eines Antriebsstrangs 106, einem oder mehreren Sensoren 108 und/oder ausgewählten zusätzlichen Komponenten des Fahrzeugs 100 ausgestattet und implementiert ist. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben, wird das Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem 102 zum Ableiten von Fahrzeug- und/oder Antriebsstrang-Energie verwendet, um das Fahrzeug 100 zu verlangsamen, anzuhalten und/oder auf Kurs zu halten (allgemein „ein Fahrzeugstopp-Getriebebetrieb“). Die Ausführung eines Fahrzeugstopp-Getriebebetriebs durch das Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem 102 kann im Kontext eines automatisierten Stopps, wie etwa für eine Hindernisvermeidung und/oder Berghalten, wie im Folgenden ausführlicher erörtert, besonders nützlich sein. In einem Beispiel kann das Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem 102 unabhängig von (oder in Verbindung mit) anderen Bremsen (z. B. Achs-, Betriebs- oder Feststellbremsen) des Fahrzeugs 100 verwendet werden.
In 1 ist das Fahrzeug 100 als Traktor dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass andere Konfigurationen möglich sein können, einschließlich Konfigurationen des Fahrzeugs 100 als eine andere Art von Traktor, ein Radlader, eine Erntemaschine, ein Holzschlepper, ein Grader oder eine Art von verschiedenen anderen Arbeitsfahrzeugtypen. Es versteht sich ferner, dass der offenbarte Antriebsstrang 106 auch bei Nicht-Arbeitsfahrzeugen und Nicht-Fahrzeuganwendungen (z. B. Installationen an einem festen Standort) verwendet werden kann. Zusätzlich zu den Elementen innerhalb des Antriebsstrangs 106 kann das Fahrzeug 100 eine oder mehrere zusätzliche Komponenten oder Systeme beinhalten, wie etwa Lenk-, Brems- und Betätigungssysteme, um Aspekte des Fahrzeugs 100 angemessen zu manövrieren oder zu manipulieren. Im Allgemeinen umfasst der Antriebsstrang 106 einen oder mehrere Motoren, Batterien und Energieübertragungselemente, um das Fahrzeug 100 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung anzutreiben sowie verschiedene zusätzliche Systeme des Fahrzeugs 100 mit mechanischer oder elektrischer Energie zu versorgen.
Im Allgemeinen steuert die Steuerung 104 den Betrieb des Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystems 102, des Antriebsstrangs 106 und anderer Aspekte des Fahrzeugs 100, einschließlich aller hierin beschriebenen Funktionen. Die Steuerung 104 kann als Rechenvorrichtungen mit zugehörigen Prozessorvorrichtungen und Speicherarchitekturen, als hydraulische, elektrische oder elektro-hydraulische Steuerungen oder anderweitig konfiguriert sein. Somit kann die Steuerung 104 konfiguriert sein, um verschiedene Rechen- und Steuerfunktionen in Bezug auf das Fahrzeug 100 auszuführen. Die Steuerung 104 kann in Kommunikation mit verschiedenen anderen Systemen oder Vorrichtungen des Fahrzeugs 100 stehen. Zum Beispiel kann die Steuerung 104 in elektronischer oder hydraulischer Kommunikation mit verschiedenen Sensoren (z.B. Sensoren 108), Stellgliedern und anderen Vorrichtungen innerhalb (oder außerhalb) des Fahrzeugs 100 stehen. Einige dieser Sensoren 108 werden im Folgenden näher erläutert. Die Steuerung 104 kann mit anderen Systemen oder Vorrichtungen (einschließlich anderer Steuerungen) auf verschiedene bekannte Arten kommunizieren, einschließlich über einen CAN-BUS (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 100 über drahtlose, drahtgebundene oder hydraulische Kommunikationsmittel oder auf andere Weise. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 104 so konfiguriert sein, dass sie Eingabebefehle empfängt und eine Schnittstelle mit einem Bediener über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle oder Bedienerschnittstelle herstellt. Das Fahrzeug 100 kann ferner einen Hebel oder eine andere Bedienereingabevorrichtung beinhalten, die eine Interaktion mit den hierin erörterten Leistungsübertragungselementen des Antriebsstrangs 106 erleichtert, obwohl die Steuerung 104 in einigen Beispielen eine oder mehrere Funktionen autonom oder automatisch (z. B. ohne Bedienereingabe) implementieren kann.
Die Steuerung 104 kann als die Fahrzeugsteuerung betrachtet werden, die den Gesamtbetrieb des Fahrzeugs 100 steuert, einschließlich der Steuerung des Antriebsstrangs 106, der autonomen und/oder halbautonomen Steuerung des Fahrzeugs 100 und/oder der Steuerung von Elementen des Antriebsstrangs 106, wie etwa eines Getriebes. In einigen Beispielen kann sich die Steuerung 104 gemeinsam auf eine Gruppe von Steuerelementen beziehen, die einzelnen Elementen oder Systemen des Fahrzeugs 100 zugeordnet sein können.
Die Sensoren 108 stellen im Allgemeinen eine Sammlung von Fahrzeugsensoren dar, um die hierin beschriebenen Funktionen zu implementieren. Beispielsweise können die Sensoren 108 einen oder mehrere Geschwindigkeitssensoren beinhalten, um Informationen im Zusammenhang mit dem Bestimmen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (z. B. Bodengeschwindigkeit) und/oder verschiedener Aspekte des Antriebsstrangs 106 zu sammeln. Die Sensoren 108 können auch einen oder mehrere Ortssensoren (z. B. GPS oder andere kinematische Sensoren) und/oder Neigungssensoren beinhalten. Die Sensoren 108 beinhalten ferner einen oder mehrere Hinderniserkennungssensoren, wie etwa LIDAR-Sensoren (Light Detection and Ranging), Infrarot- und/oder sichtbare Lichtkameras, Radar-Sensoren (Radio Detection and Ranging), Lasersensoren, Umgebungslichtsensoren und/oder Grenzsensoren.
Die Steuerung 104 kann die von den Sensoren 108 gesammelten Informationen verwenden, um Bedingungen innerhalb einer Betriebsumgebung des Fahrzeugs 100 oder anderweitig mit dem Fahrzeug 100 verbundene Bedingungen zu identifizieren(z. B. Antriebsstrangbedingungen, projizierte Weginformationen, Hinderniskarten, Objektidentifizierung und dergleichen). Als Reaktion darauf kann die Steuerung 104 einen oder mehrere Aspekte der autonomen oder halbautonomen Fahrzeugsteuerung implementieren. Zum Beispiel kann die Steuerung 104 Befehle für einen oder mehrere Aspekte des Antriebsstrangs 106 erzeugen, einschließlich des Bremssystems, des Drosselsystems und des Lenksystems. In bestimmten Beispielen, die im Folgenden erörtert werden, kann die Steuerung 104 automatisierte Getriebebefehle erzeugen, um das Fahrzeug 100 aus einem oder mehreren Gründen anzuhalten, insbesondere als Reaktion auf Hindernisse und/oder um einen Berghalt auszuführen.
In Bezug auf die Hindernisvermeidung sammeln die Sensoren 108 Informationen im Zusammenhang mit der Fahrzeugumgebung und dem Fahrzeug 100 und stellen die Informationen der Steuerung 104 bereit. Die Steuerung 104 kann die Umgebungs- und/oder Fahrzeuginformationen auswerten, um Hindernisse in dem projizierten Weg des Fahrzeugs 100 zu identifizieren. Wenn sich das Hindernis innerhalb des projizierten Pfads des Fahrzeugs 100 befindet, kann die Steuerung 104 einen Fahrzeugstopp-Befehl für das Getriebe als einen Fahrzeugstopp-Getriebebetrieb des Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystems 102 erzeugen, wie im Folgenden ausführlicher erörtert.
In Bezug auf den Berghalt können die Sensoren 108, wie vorstehend beschrieben, Informationen im Zusammenhang mit der Fahrzeugumgebung und dem Fahrzeug 100 sammeln und die Informationen der Steuerung 104 bereitstellen. Solche Informationen können Positions- oder kinematische Informationen beinhalten, über die Fahrzeugneigungsinformationen bestimmt werden können. Solche Informationen können ferner Antriebsstranginformationen beinhalten, wie etwa Drehmoment und andere Parameter innerhalb des Antriebsstrangs 106. Die Steuerung 104 kann die Umgebungs- und/oder Fahrzeuginformationen auswerten, um Bedingungen zu identifizieren, die für einen Berghalt geeignet sind. Derartige Bedingungen können beinhalten, dass das Fahrzeug 100 auf einem Berg oder einer anderen Art von Neigung positioniert ist, bei der die Schwerkraft ansonsten dazu führen würde, dass das Fahrzeug 100 die Neigung hinunterrollt. Wenn die Berghaltebedingungen identifiziert werden, kann die Steuerung 104 einen Fahrzeugstopp-Befehl für das Getriebe 124 als einen Fahrzeugstopp-Getriebebetrieb des Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystems 102 erzeugen, wie im Folgenden ausführlicher erörtert.
Weitere Details bezüglich des Fahrzeugstopp-Getriebebetriebs des Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystems 102 werden nachfolgend bereitgestellt. Der Betrieb kann auf Grundlage einer der vorstehend erörterten Bedingungen sowie anderer Bedingungen automatisch implementiert werden oder auf Grundlage von Befehlen, die von einem Fahrzeugführer initiiert werden, manuell implementiert werden.
Bezug wird zusätzlich auf 2 genommen, die eine schematische Ansicht des Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystems 102 ist, das in dem Fahrzeug 100 von 1 implementiert werden kann. In der nachfolgenden Erörterung werden verschiedene beispielhafte Konfigurationen von Wellen, Zahnrädern und anderen Leistungsübertragungselementen beschrieben. Es versteht sich, dass verschiedene alternative Konfigurationen innerhalb des Geistes dieser Offenbarung möglich sein können.
Die Ansicht von 2 zeigt die Steuerung 104, die an Abschnitte des Antriebsstrangs 106 gekoppelt ist, einschließlich einer Antriebsquelle 122 und eines Getriebes 124. Die Antriebsquelle 122 kann eine beliebige geeignete Antriebsquelle sein, einschließlich eines Verbrennungsmotors, einer stufenlos variablen Antriebsquelle (CVP) (z. B. eines elektrischen oder hydraulischen Motors) oder einer Kombination aus einem Motor und CVP. Das Getriebe 124 kann eine beliebige Anordnung sein, die Leistung von der Antriebsquelle 122 zu einem Ausgang überträgt. Im Allgemeinen kann das Getriebe 124 ein Lastschaltgetriebe sein, bei dem „Gang“ und/oder Drehzahl- oder Leistungsverhältnisänderungen automatisch unter Befehl der Steuerung 104 auf Grundlage von Betriebsbedingungen und Schaltplänen implementiert werden können, einschließlich unter einer Last von der Antriebsquelle 122.
In einem Beispiel kann das Getriebe 124 eine Anzahl von Stufen 130, 140, 160, 180, 200, 220, 230 aufweisen. Im Getriebe 124 von 2 sind sieben (7) Stufen 130, 140, 160, 180, 200, 220, 230 als Beispiel vorgesehen. Jede der Stufen 130, 140, 160, 180, 200, 220, 230 ist einer oder mehreren Wellen 132, 142, 162, 182, 202, 222, 232 zugeordnet, um die verschiedene Leistungsübertragungselemente montiert sind. In diesem bestimmten Beispiel kann die Welle 132 der ersten Stufe als Eingangswelle zum Empfangen von Leistung von der Antriebsquelle 122 betrachtet werden, und die Welle 232 der siebten Stufe kann als Ausgangswelle betrachtet werden, die eine oder mehrere Komponenten des Fahrzeugs 100 (z. B. ein oder mehrere bodeneingreifende Räder, Geräte und/oder Leistungsübertragungsvorrichtungen) antreibt.
Wie nachfolgend beschrieben, kann das Getriebe 124 eine Reihe von Kupplungen 150, 152, 170, 172, 190, 192, 210, 212 beinhalten, die auf Grundlage von Befehlen von der Steuerung 104 manipuliert werden können, um Drehmoment zwischen zwei Elementen in eingerückten Positionen vollständig zu übertragen oder um die Übertragung von Drehmoment zwischen zwei Elementen in ausgerückten Positionen zu trennen, wodurch eine Reihe von Leistungsflusswegen durch das Getriebe 124 bei verschiedenen Drehzahlen und Richtungen bereitgestellt wird. Darüber hinaus können die Kupplungen 150, 152, 170, 172, 190, 192, 210, 212 teilweise eingerückt oder moduliert sein, so dass die jeweiligen Kupplungselemente relativ zueinander gleiten, wodurch eine Drehmomentübertragung in Abhängigkeit von dem Betriebsmodus teilweise übertragen oder verhindert wird. Die Anordnung der Kupplungen 150, 152, 170, 172, 190, 192, 210, 212 innerhalb der Stufen 130, 140, 160, 180, 200, 220, 230 wird nachfolgend beschrieben.
Als ein Beispiel können eine oder mehrere der Kupplungen (insbesondere Kupplungen 190, 210) verwendet werden, um die Drehmomentübertragung in anderen Abschnitten des Getriebes 124 zu verhindern, um interne Energieverluste durch Abführen der Energie (z. B. mit Wärme und Reibung) zu erzeugen, um das Fahrzeug 100 als einen Fahrzeugstopp-Getriebebetrieb zu verlangsamen und/oder anzuhalten, der durch das Fahrzeugstopp-Getriebe-Steuersystem 102 ausgeführt wird, was im Folgenden nach einer Erläuterung des Getriebes 124 von 2 genauer beschrieben wird.
Die erste Stufe 130 beinhaltet ein erstes Zahnrad 134 und ein zweites Zahnrad 136, die zur Drehung mit der Welle 132 der ersten Stufe verbunden sind. Die zweite Stufe 140 beinhaltet ein drittes Zahnrad 144, ein viertes Zahnrad 146 und ein fünftes Zahnrad 148, die zur Drehung mit der Welle 142 der zweiten Stufe verbunden sind. Die zweite Stufe 140 beinhaltet ferner eine erste Eingangskupplung 150 mit einem ersten Element, das an dem dritten Zahnrad 144 angebracht ist, und einem zweiten Element, das an dem fünften Zahnrad 148 angebracht ist, sowie eine zweite Eingangskupplung 152 mit einem ersten Element, das an dem vierten Zahnrad 146 angebracht ist, und einem zweiten Element, das an dem fünften Zahnrad 148 angebracht ist. Wie angemerkt, kann jede der ersten und zweiten Eingangskupplung 150, 152 in eine eingerückte Position, eine ausgerückte Position oder teilweise eingerückte Positionen positioniert sein, um einen Leistungsfluss zwischen den jeweiligen Abschnitten und den zugehörigen Zahnrädern zu steuern.
Die dritte Stufe 160 beinhaltet ein sechstes Zahnrad 164, ein siebtes Zahnrad 166 und ein achtes Zahnrad 168 , das zur Drehung mit der Welle 162 der dritten Stufe verbunden ist. Die dritte Stufe 160 beinhaltet ferner eine dritte Eingangskupplung 170 mit einem ersten Element, das an dem sechsten Zahnrad 164 angebracht ist, und einem zweiten Element, das an dem achten Zahnrad 168 angebracht ist, sowie eine vierte Eingangskupplung 172 mit einem ersten Element, das an dem siebten Zahnrad 166 angebracht ist, und einem zweiten Element, das an dem achten Zahnrad 168 angebracht ist. Jede der dritten und vierten Eingangskupplungen 170, 172 kann in eine eingerückte Position, eine ausgerückte Position oder teilweise eingerückte Positionen positioniert sein, um einen Leistungsfluss zwischen den jeweiligen Abschnitten und den zugehörigen Zahnrädern zu steuern.
Die vierte Stufe 180 beinhaltet ein neuntes Zahnrad 184, ein zehntes Zahnrad 186 und ein elftes Zahnrad 188, das zur Drehung mit der Welle 182 der vierten Stufe verbunden ist. Die vierte Stufe 180 beinhaltet ferner eine erste Ausgangskupplung 190 mit einem ersten Element, das an dem neunten Zahnrad 184 angebracht ist, und einem zweiten Element, das an dem elften Zahnrad 188 angebracht ist, sowie eine zweite Ausgangskupplung 192 mit einem ersten Element, das an dem zehnten Zahnrad 186 angebracht ist, und einem zweiten Element, das an dem elften Zahnrad 188 angebracht ist. Die vierte Stufe 180 beinhaltet ferner ein zwölftes Zahnrad 194, das an dem ersten Element der zweiten Ausgangskupplung 192 (und somit dem zehnten Zahnrad 186) angebracht ist. Jede der ersten und zweiten Ausgangskupplungen 190, 192 kann in eine eingerückte Position oder eine ausgerückte Position positioniert sein, um einen Leistungsfluss zwischen den jeweiligen Abschnitten und den zugehörigen Zahnrädern zu steuern. Zusätzlich können die erste und zweite Ausgangskupplung 190, 192 teilweise eingerückt oder moduliert sein, um Drehmoment teilweise zu übertragen (oder zu verhindern).
Die fünfte Stufe 200 beinhaltet ein dreizehntes Zahnrad 204, ein vierzehntes Zahnrad 206 und ein fünfzehntes Zahnrad, das zur Drehung mit der fünften Stufenwelle 202 verbunden ist. Die fünfte Stufe 200 beinhaltet ferner eine dritte Ausgangskupplung 210 mit einem ersten Element, das an dem dreizehnten Zahnrad 204 angebracht ist, und einem zweiten Element, das an dem fünfzehnten Zahnrad 208 angebracht ist, sowie eine vierte Ausgangskupplung 212 mit einem ersten Element, das an dem vierzehnten Zahnrad 206 angebracht ist, und einem zweiten Element, das an dem fünfzehnten Zahnrad 208 angebracht ist. Jede der dritten und vierten Ausgangskupplungen 210, 212 kann in eine eingerückte Position oder eine ausgerückte Position positioniert sein, um einen Leistungsfluss zwischen den jeweiligen Abschnitten und den zugehörigen Zahnrädern zu steuern. Zusätzlich können die dritte und vierte Ausgangskupplung 210, 212 teilweise eingerückt oder moduliert sein, um Drehmoment teilweise zu übertragen (oder zu verhindern).
Die sechste Stufe 220 beinhaltet ein sechzehntes Zahnrad 224, ein siebzehntes Zahnrad 226 und ein achtzehntes Zahnrad 228, das zur Drehung mit der Welle 222 der sechsten Stufe verbunden ist. Die siebte Stufe 230 beinhaltet ein neunzehntes Zahnrad 234, das zur Drehung mit der Welle 232 der siebten Stufe verbunden ist.
Die Stufen 130, 140, 160, 180, 200, 220, 230 sind derart angeordnet, dass die Steuerung der Kupplungen 150, 152, 170, 172, 190, 192, 210, 212 einen ausgewählten Leistungsflussweg zwischen der Welle 132 der ersten Stufe und der Welle 232 der siebten Stufe ermöglicht. In dem dargestellten Beispiel ist das erste Zahnrad 134 der ersten Stufe 130 mit dem dritten Zahnrad 144 der zweiten Stufe 140 und dem sechsten Zahnrad 164 der dritten Stufe 160 ineinandergreifend oder anderweitig eingerückt. Das zweite Zahnrad 136 der ersten Stufe 130 ist mit dem vierten Zahnrad 146 der zweiten Stufe 140 und dem siebten Zahnrad 166 der dritten Stufe 160 ineinandergreifend oder anderweitig eingerückt. Ferner ist das fünfte Zahnrad 148 der zweiten Stufe 140 mit dem achten Zahnrad 168 der dritten Stufe 160 und dem elften Zahnrad 188 der vierten Stufe 180 ineinandergreifend oder anderweitig eingerückt. Das neunte Zahnrad 184 der vierten Stufe 180 ist mit dem dreizehnten Zahnrad 204 der fünften Stufe 200 und dem sechzehnten Zahnrad 224 der sechsten Stufe 220 ineinandergreifend oder anderweitig eingerückt. Das zehnte Zahnrad 186 der vierten Stufe 180 ist mit dem vierzehnten Zahnrad 206 der fünften Stufe 200 ineinandergreifend oder anderweitig eingerückt. Das zwölfte Zahnrad 194 der vierten Stufe 180 ist mit dem siebzehnten Zahnrad 226 der sechsten Stufe 220 ineinandergreifend oder anderweitig eingerückt. Das elfte Zahnrad 188 der vierten Stufe 180 ist mit dem fünften Zahnrad 148 der zweiten Stufe 140 und dem fünften Zahnrad 208 der fünften Stufe 200 ineinandergreifend oder anderweitig eingerückt. Das achtzehnte Zahnrad 228 der sechsten Stufe 220 ist mit dem neunzehnten Zahnrad 234 der siebten Stufe 230 ineinandergreifend oder anderweitig eingerückt.
Während des Betriebs kann mindestens eine der Eingangskupplungen 150, 152, 170, 172 mit mindestens einer der Ausgangskupplungen 190, 192, 210, 212 ausgewählt werden, um eine Anzahl von unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen und Richtungen zu implementieren. In einem Beispiel werden die Eingangskupplungen 150, 152, 170, 172 und die Ausgangskupplungen 190, 192, 210, 212 betätigt, um acht verschiedene Ubersetzungsverhältnisse (oder „Modi“ oder „Gänge“) in jeder von einer Vorwärtsrichtung und einer Rückwärtsrichtung (z. B. Modi F1-F8 und Modi R1-R8) zu ermöglichen. Im Allgemeinen werden die erste und zweite Eingangskupplung 150, 152 verwendet, um den Vorwärtsmodus (F1-F8) zu implementieren, und die dritte und vierte Eingangskupplung 170, 172 werden verwendet, um den Rückwärtsmodus (R1-R8) zu implementieren.

Obwohl die Anordnungen variieren können, ist in dem abgebildeten Getriebe 124 der erste Vorwärtsmodus (F1) eine niedrigere Drehzahl und ein höheres Drehmoment als der zweite Vorwärtsmodus (F2), was wiederum eine niedrigere Drehzahl und ein höheres Drehmoment als der dritte Vorwärtsmodus (F3) ist, und so weiter. In ähnlicher Weise ist der erste Rückwärtsmodus (R1) eine niedrigere Drehzahl und ein höheres Drehmoment als der zweite Rückwärtsmodus (R2), was wiederum eine niedrigere Drehzahl und ein höheres Drehmoment als der dritte Rückwärtsmodus (R3) ist, und so weiter. Die jeweiligen Kupplungen 150, 152, 170, 172, 190, 192, 210, 212, die für jeden Modus (F1-F8, R1-R8) eingerückt sind, sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle(1)

Modus	Eingangskupplung	Ausgangskupplung	Vierkantkupplung
F1	erste Eingangskupplu ng 150	erste Ausgangskupplun g 190	dritte Ausgangskuppl ung 210
F2	zweite Eingangskupplu ng 152	erste Ausgangskupplun g 190	dritte Ausgangskuppl ung 210
F3	erste Eingangskupplu nq 150	dritte Ausgangskupplun g 210	erste Ausgangskuppl ung 190
F4	zweite Eingangskupplu ng 152	dritte Ausgangskupplun g 210	erste Ausgangskuppl ung 190
F5	erste Eingangskupplu ng 150	zweite Ausgangskupplun g 192
F6	zweite Eingangskupplu ng 152	zweite Ausgangskupplun g 192
F7	erste Eingangskupplu ng 150	vierte Ausgangskupplun g 212
F8	zweite Eingangskupplu ng 152	vierte Ausgangskupplun g 212
R1	dritte Eingangskupplu ng 170	erste Ausgangskupplun q 190	dritte Ausgangskuppl unq 210
R2	vierte Eingangskupplu ng 172	erste Ausgangskupplun q 190	dritte Ausgangskuppl unq 210
R3	dritte Eingangskupplu ng 170	dritte Ausgangskupplun q 210	erste Ausgangskuppl unq 190
R4	vierte Eingangskupplu ng 172	dritte Ausgangskupplun g 210	erste Ausgangskuppl ung 190
R5	dritte Eingangskupplu ng 170	zweite Ausgangskupplun g 192
R6	vierte Eingangskupplu ng 172	zweite Ausgangskupplun g 192
R7	dritte Eingangskupplu ng 170	vierte Ausgangskupplun g 212
R8	vierte Eingangskupplu nq 172	vierte Ausgangskupplun g 212

Als ein Beispiel und unter Bezugnahme auf Tabelle (1) sind im ersten Vorwärtsmodus (F1) die erste Eingangskupplung 150 und die erste Ausgangskupplung 190 eingerückt. Somit wird das Drehmoment von der Antriebsquelle 122 auf die erste Stufenwelle 132, durch das erste Zahnrad 134 und das dritte Zahnrad 144 und über die erste Eingangskupplung 150 übertragen. Das Drehmoment wird dann über das fünfte Zahnrad 148 auf das elfte Zahnrad 188 und über die erste Ausgangskupplung 190 übertragen. Von der ersten Ausgangskupplung 190wird das Drehmoment durch das neunte Zahnrad 184 der vierten Stufe 180 auf das sechzehnte Zahnrad 224 der sechsten Stufe 220, durch die Welle 222 der sechsten Stufe auf das achtzehnte Zahnrad 228 und über das neunzehnte Zahnrad 234auf die Ausgangswelle 232 übertragen. Der zweite Vorwärtsmodus (F2) ähnelt dem ersten Vorwärtsmodus (F1), außer dass das Drehmoment durch die zweite Eingangskupplung 152 anstelle der ersten Eingangskupplung 150 übertragen wird. Der dritte und vierte Vorwärtsmodus (F3, F4) verwendet die erste und zweite Eingangskupplung 150, 152 und die dritte Ausgangskupplung 210. Der fünfte und sechste Vorwärtsmodus (F5, F6) verwendet die erste und zweite Eingangskupplung 150, 152 und die zweite Ausgangskupplung 192; und der siebte und achte Vorwärtsmodus (F7, F8) verwendet die erste und zweite Eingangskupplung 150, 152 und die vierte Ausgangskupplung 212.
Als ein Beispiel und unter Bezugnahme auf Tabelle (1) sind in dem ersten Rückwärtsmodus (R1) die dritte Eingangskupplung 170 und die erste Ausgangskupplung 190 eingerückt. Somit wird das Drehmoment von der Antriebsquelle 122 auf die erste Stufenwelle 132, durch das sechste Zahnrad 164 und über die dritte Eingangskupplung 170 übertragen. Das Drehmoment wird dann durch das achte Zahnrad 168, durch das fünfte Zahnrad 148, durch das elfte Zahnrad 188und über die erste Ausgangskupplung 190 übertragen. Von der ersten Ausgangskupplung 190wird das Drehmoment durch das neunte Zahnrad 184 der vierten Stufe 180 auf das sechzehnte Zahnrad 224 der sechsten Stufe 220, durch die Welle 222 der sechsten Stufe auf das achtzehnte Zahnrad 228 und über das neunzehnte Zahnrad 234auf die Ausgangswelle 232 übertragen. In den Rückwärtsmodi (R1-R8) wird die Ausgangswelle 232 in entgegengesetzten Richtungen wie in den Vorwärtsmodi (F1-F8) angetrieben. Der zweite Rückwärtsmodus (R2) ähnelt dem ersten Rückwärtsmodus (R1), mit der Ausnahme, dass das Drehmoment durch die vierte Eingangskupplung 172 anstelle der dritten Eingangskupplung 170 übertragen wird. Der dritte und vierte Rückwärtsmodus (R3, R4) verwenden die dritte und vierte Eingangskupplung 170, 172 und die dritte Ausgangskupplung 210. Der fünfte und sechste Rückwärtsmodus (R5, R6) verwenden die dritte bzw. vierte Eingangskupplung 170, 172 und die zweite Ausgangskupplung 192; und der siebte und achte Rückwärtsmodus (R7, R8) verwenden die dritte bzw. vierte Eingangskupplung 170, 172 und die vierte Ausgangskupplung 212.
So befiehlt die Steuerung 104 während des Betriebs den Kupplungen 150, 152, 170, 172, 190, 192, 210, 212, den Vorwärts- und Rückwärtsmodus zu durchlaufen, z. B. von F1 zu F2 zu F3 (oder von R1 zu R2 zu R3) usw., einschließlich zurück von F8 zu F7 zu F6 (oder von R8 zu R7 zu R6) usw. Das Bewegen von einem höheren Modus in einen niedrigeren Modus (z. B. von F8 zu F7 usw. oder von R8 zu R7 usw.) kann als „Herunterschalten“ betrachtet werden. Zusätzlich führt die Steuerung 104 zu Zeiten eine „Pendelschaltung“ aus, bei der die Kupplungen 150, 152, 170, 172, 190, 192, 210, 212 manipuliert werden, um die Ausgaberichtung zu ändern, z. B. von einem der Vorwärtsmodi in einen der Rückwärtsmodi oder von einem der Rückwärtsmodi in einen der Vorwärtsmodi.
Wie vorstehend vorgestellt, kann das Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem 102 auch Getriebebremsen in einem oder mehreren der Modi (F1-F8, R1-R8) implementieren, um das Fahrzeug 100 anzuhalten und in einer stationären Position zu halten. Beispielsweise kann in einem bestimmten Modus eine der Ausgangskupplungen, die nicht als Teil des Drehmomentübertragungsweges verwendet wird, moduliert und/oder eingerückt werden, um den Leistungsfluss zu verhindern, wodurch das Fahrzeug verlangsamt und angehalten wird. Dieser Getriebebremsvorgang kann als „Vierkanten“ betrachtet werden, und die Kupplung, die mindestens teilweise eingerückt ist, kann als „Vierkantkupplung“ betrachtet werden.
In einem Beispiel kann die Getriebebremsung in den ersten vier Vorwärtsmodi (F1-F4) und den ersten vier Rückwärtsmodi (R1-R4) implementiert werden. Die Vierkantkupplungen, die zur Implementierung des Bremsens im Getriebe 124 verwendet werden können, sind ebenfalls in Tabelle (1) zusammengefasst. Zum Beispiel und wie vorstehend angemerkt, sind im ersten Vorwärtsmodus (F1) die erste Eingangskupplung 150 und die erste Ausgangskupplung 190 eingerückt, um Leistung von der Antriebsquelle 122 auf die Welle 132 der ersten Stufe, durch das erste Zahnrad 134 und das dritte Zahnrad 144, über die erste Eingangskupplung 150, durch das fünfte Zahnrad 148 und das elfte Zahnrad 188, über die erste Ausgangskupplung 190, durch das neunte Zahnrad 184 der vierten Stufe 180 auf das sechzehnte Zahnrad 224 der sechsten Stufe 220, durch die Welle 222 der sechsten Stufe auf das achtzehnte Zahnrad 228und über das neunzehnte Zahnrad 234 auf die Ausgangswelle 232 zu übertragen. Während dieses Leistungsflusses kann die dritte Ausgangskupplung 210 der fünften Stufe 200 moduliert und/oder eingerückt sein, um die Drehung der Elemente der vierten Stufe 180 zu verhindern, wodurch der Leistungsfluss zur Ausgangswelle 232 verhindert wird. In dem zweiten Vorwärtsmodus (F2) ist die dritte Ausgangskupplung 210 auch die Vierkantkupplung, während die erste Ausgangskupplung 190 die Vierkantkupplung für den dritten und vierten Vorwärtsmodus (F3, F4) ist.
Ein ähnlicher Vorgang kann in den Rückwärtsmodi (R1-R8) auftreten. Zum Beispiel und wie vorstehend erwähnt, werden im ersten Rückwärtsmodus (R1) die dritte Eingangskupplung 170 und die erste Ausgangskupplung 190 eingerückt, um die Leistung von der Antriebsquelle 122 auf die Welle der ersten Stufe 132, durch das sechste Zahnrad 164, über die dritte Eingangskupplung 170, durch das achte Zahnrad 168, durch das fünfte Zahnrad 148, durch das elfte Zahnrad 188, über die erste Ausgangskupplung 190, durch das neunte Zahnrad 184 der vierten Stufe 180 zum sechzehnten Zahnrad 224 der sechsten Stufe 220, durch die Welle der sechsten Stufe 222 zum achtzehnten Zahnrad 228 und über das neunzehnte Zahnrad 234 zur Ausgangswelle 232 zu übertragen. Während dieses Leistungsflusses kann die dritte Ausgangskupplung 210 der fünften Stufe 200 moduliert und/oder eingerückt sein, um die Drehung der Elemente der vierten Stufe 180 zu verhindern, wodurch der Leistungsfluss zur Ausgangswelle 232 verhindert wird. In dem zweiten Rückwärtsmodus (R2) ist die dritte Ausgangskupplung 210 auch die Vierkantkupplung, während die erste Ausgangskupplung 190 die Vierkantkupplung für den dritten und vierten Rückwärtsmodus (R3, R4) ist.
Weitere Details bezüglich des Betriebs des Fahrzeugstopp-Getriebebetriebs des Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystems 102 können unter Bezugnahme auf 3 bereitgestellt werden, die ein Datenflussdiagramm ist, das eine Ausführungsform der Steuerung 104 zeigt, das den Betrieb des Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystems 102 implementiert. In diesem Fall kann die Steuerung 104 als eine Fahrzeugsteuerung, eine dedizierte Getriebesteuerung oder eine verteilte Steuerung (oder Steuerungen) betrachtet werden. In Bezug auf diesen Aspekt des Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystems 102 von 3 kann die Steuerung 104 als eine oder mehrere Funktionseinheiten oder Module 110, 112 (z. B., Software, Hardware oder Kombinationen davon) organisiert sein, einschließlich eines Fahrzeugstopp-Bedingungsmoduls 110 und eines Fahrzeuggetriebestopp-Moduls 112 . Beispielsweise können die Module 110, 112 und andere Aspekte der Steuerung 104 mit einer Verarbeitungsarchitektur, wie etwa Prozessor 114 und Speicher 116sowie geeigneten Kommunikationsschnittstellen implementiert werden. Zum Beispiel kann die Steuerung 104 die Module 110, 112 mit dem Prozessor 114 auf der Basis von Programmen oder Befehlen implementieren, die im Speicher 116 gespeichert sind.
Während des Betriebs kann die Steuerung 104, insbesondere das Fahrzeugstopp-Bedingungsmodul 110, verschiedene Arten von Eingangssignalen oder Daten empfangen, einschließlich von Sensoren 108. Im Allgemeinen bewertet oder verarbeitet das Fahrzeugstopp-Bedingungsmodul 110 die Daten und erzeugt unter bestimmten Bedingungen einen Fahrzeugstopp-Befehl für das Fahrzeuggetriebestopp-Modul 112, um das Fahrzeug 100 anzuhalten. In einigen Beispielen kann das Fahrzeugstopp-Bedingungsmodul 110 auch Eingangssignale empfangen, die eine Anforderung des Bedieners über die Bedienerschnittstellenvorrichtung (nicht gezeigt) darstellen, das Arbeitsfahrzeug 100 in Form einer Anforderung zum Anhalten des Fahrzeugs anzuhalten. Typischerweise kann das Fahrzeugstopp-Bedingungenmodul 110 jedoch die Fahrzeugstopp-Bedingungen ableiten und den Fahrzeugstopp-Befehl auf Grundlage von Eingabedaten von den Sensoren 108 erzeugen, wie nun beschrieben wird.
Wie gezeigt, können die Sensoren 108 Eingabedaten für das Fahrzeugstopp-Bedingungenmodul 110 in Form von Hindernisdaten und Berghaltedaten sowie anderen Daten, wie etwa Bodengeschwindigkeit und anderen Parametern, erzeugen. Wie vorstehend eingeführt, können die Hindernisdaten Umgebungs- und/oder Fahrzeuginformationen enthalten, die es dem Fahrzeugstopp-Bedingungsmodul 110 ermöglichen, Hindernisse im projizierten Weg des Fahrzeugs 100 zu identifizieren und als Reaktion darauf einen Fahrzeugstopp-Befehl zur Implementierung durch das Fahrzeuggetriebestopp-Modul 112 und Getriebe 124 zu erzeugen, wie ebenfalls vorstehend erwähnt, können die Berghaltedaten Informationen enthalten, die mit der Fahrzeugumgebung und dem Fahrzeug 100 verbunden sind, wie etwa Positions- oder kinematische Informationen, anhand derer Informationen über die Fahrzeugneigung bestimmt werden können sowie Informationen über den Antriebsstrang. Das Fahrzeugstopp-Bedingungsmodul 110 kann die Berghaltedaten auswerten, um Bedingungen zu identifizieren, die für einen „Berghalt“ geeignet sind, um einen Fahrzeugstopp-Befehl zu erzeugen, der vom Fahrzeuggetriebestopp-Modul 112 und dem unten beschriebenen Getriebe 124 implementiert wird.
Nach Empfang des Fahrzeugstopp-Befehls erzeugt das Fahrzeuggetriebestopp-Modul 112 die Befehle für das Getriebe 124, um den Fahrzeugstopp zu implementieren. In einem Beispiel und/oder bestimmten Bedingungen kann das Fahrzeuggetriebestopp-Modul 112 die Fahrzeugstopp-Befehle erzeugen, die geeignet sind, den Fahrzeugstopp-Getriebebetrieb sofort zu implementieren. In anderen Beispielen und/oder bestimmten Bedingungen kann das Fahrzeuggetriebestopp-Modul 112 Rückschaltkupplungsbefehle und/oder Pendelschaltkupplungsbefehle für das Getriebe 124 erzeugen, bevor die Fahrzeugstopp-Kupplungsbefehle erzeugt werden. Insbesondere kann das Fahrzeuggetriebestopp-Modul 112 Rückschaltkupplungsbefehle und/oder Pendelschaltkupplungsbefehle für das Getriebe 124 in Abhängigkeit von der Bodengeschwindigkeit und/oder anderen Getriebedaten erzeugen, die von den Sensoren 108 generiert werden. Weitere Einzelheiten zur Berücksichtigung der Bodengeschwindigkeit und der Getriebedaten durch das Fahrzeuggetriebestopp-Modul 112 zum Erzeugen der verschiedenen Getriebebefehle (z. B. Befehle für das Herunterschalten der Kupplung, Befehle für die Pendelschaltkupplung und Befehle für die Fahrzeugstopp-Kupplung) werden im Folgenden unter Bezugnahme auf das Verfahren 300 von 4 erörtert. Darüber hinaus werden zusätzliche Details zur Implementierung des Fahrzeugstopp-Getriebebetriebs über die Fahrzeugstopp-Kupplungsbefehle weiter unten unter Bezugnahme auf 5 und 6 ausführlicher erörtert.
Der Betrieb des Fahrzeugstopp-Getriebebetriebs kann in einem größeren Zusammenhang gemäß dem in 4 dargestellten Flussdiagramm eines Verfahrens 300 beschrieben werden. In einem Beispiel kann das Verfahren 300 durch das vorstehend unter Bezugnahme auf 1-3 beschriebene Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem 102 implementiert werden, während in weiteren Beispielen auch andere Mechanismen verwendet werden können. Der Fahrzeugstopp-Getriebebetrieb von 4 kann manuell durch einen Bediener oder automatisch aktiviert werden. Typischerweise wird das Verfahren 300 nachfolgend im Zusammenhang mit einem Fahrzeug 100 beschrieben, das normal arbeitet, z. B. Antrieb, Manövrieren und/oder Durchführen von Arbeitsaufgaben.
Zunächst empfängt die Steuerung 104 des Fahrzeugs 100 während des Betriebs des Fahrzeugs 100 in einem Schritt 302 Umgebungs- und/oder Fahrzeugdaten, z. B. von Sensoren 108. Wie vorstehend angemerkt, können die Umgebungs- und/oder Fahrzeugdaten Informationen über potenzielle Hindernisse innerhalb eines prognostizierten Weges, die Neigung oder Winkelposition des Fahrzeugs 100, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100und/oder Antriebsstrangparameter beinhalten, wie etwa aktuelle Getriebemodus- und/oder Drehmomentbedingungen.
In Schritt 304 wertet die Steuerung 104 die Umgebungs- und/oder Fahrzeugdaten im Hinblick auf die Bedingungen für einen automatisierten Stopp aus. Beispielsweise kann die Steuerung 104 die Umwelt- und/oder Fahrzeugdaten überprüfen, um zu bestimmen, ob sich ein Hindernis in dem projizierten Weg des Fahrzeugs 100 befindet, und/oder um zu bestimmen, ob das Fahrzeug 100 an einer Neigung positioniert ist, so dass ein Berghalt erwünscht ist. Wenn die Bedingungen nicht für einen automatisierten Stopp geeignet sind, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 302 zurück, in dem die Umwelt- und/oder Fahrzeugdaten weiterhin empfangen und ausgewertet werden. Wenn die Bedingungen für einen automatisierten Stopp geeignet sind, fährt das Verfahren 300 mit Schritt 306 fort.
In Schritt 306, in dem die Bedingungen für einen automatisierten Stopp geeignet sind, erzeugt und/oder implementiert die Steuerung 104 einen Getriebebefehl, um das Fahrzeug 100 anzuhalten. Wie vorstehend angemerkt, kann die Erzeugung und Umsetzung des Fahrzeugstopp-Getriebebetriebs durch die gleiche oder unterschiedliche Steuerarchitekturen am Fahrzeug 100 ausgeführt werden. In jedem Fall „empfängt“ die Steuerung 104 den Befehl (z. B. innerhalb oder an anderer Stelle erzeugt) zur Ausführung.
In Schritt 308 initiiert die Steuerung 104 die Implementierung des Fahrzeugstopp-Getriebebefehls durch Vergleichen der Bodengeschwindigkeit mit einem ersten vorbestimmten Wert oder Schwellenwert, der einen Vierkantkupplungs-Geschwindigkeitsschwellenwert darstellt. Im Allgemeinen spiegelt der Vierkantkupplungs-Geschwindigkeitsschwellenwert eine Betriebs- oder Drehmomentgrenze der ausgewählten Vierkantkupplung wider, die als eine Fahrzeuggeschwindigkeit ausgedrückt wird. Eine solche Grenze kann die Fähigkeit der ausgewählten Vierkantkupplung zum Abführen der Energie widerspiegeln. Beispielsweise kann es unerwünscht sein, die ausgewählte Vierkantkupplung bei relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten einzurücken. Der Vierkantkupplungs-Geschwindigkeitsschwellenwert kann in der Steuerung 104 gespeichert sein oder es kann anderweitig darauf zugegriffen werden, z. B. in einer Nachschlagetabelle.
In Schritt 308 fährt das Verfahren 300 mit Schritt 310 fort, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem Vierkantkupplungs-Geschwindigkeitsschwellenwert liegt. In Schritt 308, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich dem Vierkantkupplungs-Geschwindigkeitsschwellenwert ist, geht das Verfahren 300 weiter zu Schritt 318.
In Schritt 310 vergleicht die Steuerung 104 die Bodengeschwindigkeit mit einem zweiten vorgegebenen Wert oder Schwellenwert, der einen Schwellenwert für die Pendelschaltgeschwindigkeit darstellt. Im Allgemeinen spiegelt der Pendelschalt-Geschwindigkeitsschwellenwert eine Betriebs- oder Drehmomentgrenze der Kupplungen wider, die an einer Pendelschaltung beteiligt sind, ausgedrückt als eine Fahrzeuggeschwindigkeit. Eine solche Grenze kann die Fähigkeit der Pendelschaltkupplungen widerspiegeln, während der Pendelschaltung zu verlangsamen und die Richtung zu ändern. Beispielsweise kann es unerwünscht sein, die Pendelschaltung bei relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten auszuführen. Der Schwellenwert für die Pendelschaltgeschwindigkeit kann in der Steuerung 104 gespeichert sein oder es kann anderweitig darauf zugegriffen werden, z. B. in einer Nachschlagetabelle. In einem Beispiel kann der Pendelschalt-Geschwindigkeitsschwellenwert größer sein als der Vierkantkupplungs-Geschwindigkeitsschwellenwert, während in anderen Beispielen der Schwellenwert für die Pendelschaltgeschwindigkeit und die zugehörigen Schritte (z. B., Schritte 310, 314, 316) weggelassen werden können.
In Schritt 31 0fährt das Verfahren 300 mit Schritt 312 fort, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem Pendelschalt-Geschwindigkeitsschwellenwert liegt. In Schritt 310, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich dem Pendelschalt-Geschwindigkeitsschwellenwert ist, fährt das Verfahren 300 mit Schritt 314 fort. Wie nachstehend erörtert, bewirken die Schritte 308 und 310, dass das Verfahren 300 mit Schritt 312 fortfährt, um ein Herunterschalten auszuführen, wenn die Bodengeschwindigkeit größer als der Vierkant-Geschwindigkeitsschwellenwert und kleiner oder gleich dem Pendelschaltschwellenwert ist, das Verfahren 300 mit Schritt 314 fortfährt, um ein Pendelschalten auszuführen; und wenn die Bodengeschwindigkeit kleiner oder gleich dem Vierkant-Geschwindigkeitsschwellenwert ist, das Verfahren mit Schritt 318 fortfährt, um den Vierkantbetrieb sofort zu implementieren.
In Schritt 312 fungiert die Steuerung 104 , um ein Herunterschalten innerhalb des Getriebes 124 zu befehlen. Typischerweise arbeitet das Herunterschalten des Getriebes, um das Fahrzeug 100 zu verlangsamen, z. B. um das Erreichen einer Geschwindigkeit zu erleichtern, die zum Vierkanten geeignet ist. Nach Abschluss des Herunterschaltens des Getriebes fährt das Verfahren 300 mit Schritt 308 fort, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit erneut im Hinblick auf den Vierkant-Geschwindigkeitsschwellenwert ausgewertet wird.
Zurück zu Schritt 314 befiehlt die Steuerung 104 als Reaktion darauf, dass die Bodengeschwindigkeit kleiner oder gleich dem Pendelschalt-Geschwindigkeitsschwellenwert ist, eine Pendelschaltung innerhalb des Getriebes 124. Wie vorstehend angemerkt, erfolgt die Getriebependelschaltung, um die Richtung des Fahrzeugs 100 zu ändern (z. B. von Vorwärts zu Rückwärts oder von Rückwärts zu Vorwärts). Die Pendelschaltung dient dazu, das Fahrzeug 100 zu verlangsamen, z. B. um das Erreichen einer für den Vierkantbetrieb geeigneten Geschwindigkeit zu erleichtern.
Nach Schritt 314fährt das Verfahren 300 mit Schritt 316 fort, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewertet wird, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug angehalten wird. Wenn das Fahrzeug 100 angehalten wird, fährt das Verfahren 300 mit Schritt 318 fort, um die Vierkantkupplung einzurücken, wie nachstehend beschrieben. Wenn das Fahrzeug 100 in Schritt 316 nicht angehalten wird, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 314 zurück, um den Pendelschaltbetrieb oder die Pendelschaltbetriebe fortzusetzen.
Wenn das Fahrzeug ab Schritt 316 angehalten wird oder die Fahrzeuggeschwindigkeit anderweitig zum Einrücken der Vierkantkupplung ab Schritt 308 geeignet ist, fährt das Verfahren 300 mit Schritt 318 fort. In Schritt 318 wählt die Steuerung 104 die eine oder die mehreren Vierkantkupplungen in dem Getriebe 124 aus. Die ausgewählte Vierkantkupplung kann vom aktuellen Modus abhängen. Zum Beispiel ist die Kupplung, die für die Auswahl als Vierkantkupplung in dem in 2 dargestellten Getriebe 124 geeignet ist, oben in Tabelle (1) angegeben.
In Schritt 320 erzeugt die Steuerung 104 Befehle, um die ausgewählte Vierkantkupplung zu modulieren. Die ausgewählte Vierkantkupplung kann als Rampe oder Neigung moduliert werden, um eine gewünschte Verzögerung zu realisieren, Beispiele hierfür werden weiter unten unter Bezugnahme auf 5 und 6 erörtert. Wie vorstehend angemerkt, fungiert die Modulation der ausgewählten Vierkantkupplung, um das Fahrzeug 100 zu verlangsamen.
Beim Modulieren der Vierkantkupplung in Schritt 320 fährt das Verfahren 300 mit Schritt 322 fort, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewertet wird, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug 100 angehalten wird. Wenn sich das Fahrzeug 100 noch bewegt, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 320 zurück, um die Modulation der Vierkantkupplung fortzusetzen, um das Fahrzeug 100 weiter zu verlangsamen. Wenn das Fahrzeug 100 in Schritt 322 angehalten wird, fährt das Verfahren 300 mit Schritt 324 fort.
In Schritt 324wird die ausgewählte Vierkantkupplung vollständig eingerückt und eingerückt gehalten, um die stationäre Position des Fahrzeugs 100 beizubehalten. Beispielhafte Implementierungen des Einrückens der Vierkantkupplung und Befehle an die anderen Kupplungen werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 5 und 6 erörtert. Das Verfahren 300 kann an diesem Punkt enden, um auf weitere Eingabe oder Befehle von dem Bediener und/oder der Steuerung 104 zu warten.
Weitere Details bezüglich des Betriebs des Fahrzeugstopp-Getriebebetriebs des Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystems 102 können unter Bezugnahme auf 5 bereitgestellt werden, die ein Diagramm ist, das einen Kupplungsbefehlsplan 240 darstellt, der die Beziehung zwischen Kupplungsdrehmomentkapazitäten, Fahrzeuggeschwindigkeit und der Zeit unmittelbar vor und während eines Fahrzeugstopp-Getriebebetriebs widerspiegelt (z. B., wie in den Schritten 320, 322 und 324 im Verfahren 300 von 4 erörtert). Zusätzlich und unter kurzer Bezugnahme auf 3, kann der Kupplungsbefehlsplan 240 vom Fahrzeuggetriebestopp-Modul 112 der Steuerung 104 implementiert werden.
In 5 wird die Kupplungsdrehmomentkapazität auf einer ersten (oder linken) y-Achse 242, die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der zweiten (oder rechten) y-Achse 244 und die Zeit auf der x-Achse 246 dargestellt. Darüber hinaus wird die Fahrzeuggeschwindigkeit über die Zeit durch die Linie 250 dargestellt; die Eingangskupplungs-Drehmomentkapazität über die Zeit durch die Linie 252 dargestellt; die Ausgangskupplungs-Drehmomentkapazität über die Zeit wird durch die Linie 254 dargestellt; und die Vierkantkupplungs-Drehmomentkapazität über die Zeit durch die Linie 256 dargestellt. Im Allgemeinen stellen die Drehmomentkapazitäten 252, 254, 256 den Grad des Einrückens der jeweiligen Kupplung dar, z. B. zwischen Null-Eingriff und einem Maximaleingriff. Wie vorstehend angemerkt, werden die Eingangskupplungs-Drehmomentkapazität 252, die Ausgangskupplungs-Drehmomentkapazität254 und die Vierkantkupplungs-Drehmomentkapazität 256 in dem in 5 dargestellten Beispielplan von Steuerung 104 gesteuert, um die Fahrzeuggeschwindigkeit 250 auf Null zu bringen.
Wie gezeigt, sind die Eingangskupplungs-Drehmomentkapazität 252 und die Ausgangskupplungs-Drehmomentkapazität 254 anfänglich während eines Anfangszeitraums maximal, was bedeutet, dass das Fahrzeug 100 normal in einem der vorstehend beschriebenen Modi betrieben wird. Zu einem ersten Zeitpunkt 260 erzeugt die Steuerung 104 einen Stoppbefehl, um einen Fahrzeugstopp-Getriebebetrieb einzuleiten. Wie vorstehend angemerkt und im Folgenden ausführlicher erörtert, erzeugt die Steuerung 104 einen Stoppbefehl aus verschiedenen Gründen, einschließlich zum Vermeiden eines Hindernisses im Weg des Fahrzeugs 100 und/oder zum Ausführen eines Berghalts an einer Neigung.
Bei Erzeugung des Stoppbefehls zum ersten Zeitpunkt 260 befiehlt die Steuerung 104 die Vorbereitung der Vierkantkupplung zum Einrücken, z. B. durch Beaufschlagen der Ventile, die der ausgewählten Vierkantkupplung zugeordnet sind (z.B. Kupplung 190, 210 im obigen Beispiel), mit Druck für den aktuellen Modus. Nach Abschluss der Vorbereitung, die durch einen zweiten Zeitpunkt 262 dargestellt ist, rückt die Steuerung 104 die Eingangskupplung mindestens teilweise aus (z. B. Kupplung 150, 152, 170, 172 im obigen Beispiel). Zusätzlich ist zum zweiten Zeitpunkt 262die ausgewählte Vierkantkupplung (z. B. Kupplung 190, 210) mindestens teilweise eingerückt. Wie gezeigt, ist das Drehmoment der ausgewählten Vierkantkupplung zunächst Null und steigt mit der Zeit an einer vorbestimmten Modulationsrampe an. Die vorbestimmte Modulationsrampe für die ausgewählte Vierkantkupplung kann konfiguriert sein, um eine gewünschte Verzögerungsrate für das Fahrzeug 100 zu erzeugen.
Anfänglich zum zweiten Punkt in Zeit 262, in diesem Beispiel, befiehlt die Steuerung 104 der Eingangskupplung, teilweise auszurücken (aber eine gewisse Drehmomentkapazität beizubehalten) während eines Zeitraums zwischen dem zweiten Punkt in Zeit 262 und einem dritten Punkt in Zeit 264. Die partielle Drehmomentkapazität der Eingangskupplung während dieses Zeitraums kann einen reibungsloseren Übergang während eines Fahrzeugstopp-Getriebebetriebs bereitstellen. Wie in der Darstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit 250 , die dem Kupplungsbefehlsplan 240 überlagert ist, zu sehen ist, führt das Einrücken der Vierkantkupplung zu einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit 250 zum zweiten Zeitpunkt 262.
Zum dritten Zeitpunkt 264wird die Eingangskupplungs-Drehmomentkapazität 252 auf Null reduziert. Weiterhin steigt im dritten Punkt der Zeit 264 die Vierkantkupplungs-Drehmomentkapazität 256 weiter an, bis ein vierter Punkt in der Zeit 266 erreicht wird, der mit dem Erreichen der Fahrzeuggeschwindigkeit 250 auf Null zusammenfällt. Zum vierten Zeitpunkt 266 wird die Vierkantkupplungs-Drehmomentkapazität 256 auf das Maximum erhöht. Tatsächlich wird das Fahrzeug 100 zum vierten Zeitpunkt 266 vollständig angehalten und die Viererkupplungs-Drehmomentkapazität 256 spiegelt sich in einer vollständig eingerückten Vierkantkupplung wider, die das Fahrzeug 100 in einer stationären Position hält. Infolgedessen zeigt das Fahrzeugstopp- Getriebesteuersystem 102 einen Mechanismus zum Anhalten des Fahrzeugs 100 mit dem Getriebe 124 gemäß dem Kupplungsbefehlsplan 240 von 5.
Andere Fahrzeugstopp-Getriebebetriebe können bereitgestellt werden. Ein weiterer Kupplungsbefehlsplan 270 wird in 6 durch die Beziehungen zwischen Kupplungsstrombefehlen (Achse 272), Fahrzeuggeschwindigkeit (Achse 274) und Zeit (Achse 276) wiedergegeben. Insbesondere gibt der Kupplungsbefehlsplan 270 die Fahrzeuggeschwindigkeit 280 über die Zeit, den Eingangskupplungs-Strombefehl 282 über die Zeit, den Ausgangskupplungs-Strombefehl 284 über die Zeit und den Vierkantkupplungs-Strombefehl 286 über die Zeit an. Unter kurzer Bezugnahme auf 3 kann der Kupplungsbefehlsplan 270 vom Fahrzeuggetriebestopp-Modul 112 der Steuerung 104 implementiert werden.
Wie gezeigt, sind der Eingangskupplungs-Strombefehl 282 und der Ausgangskupplungs-Strombefehl 284 während einer Anfangszeitspanne zunächst auf einem Maximum, was bedeutet, dass das Fahrzeug 100 normal in einem der vorstehend beschriebenen Modi arbeitet. Zu einem ersten Zeitpunkt 290 erzeugt die Steuerung 104 einen Stoppbefehl, um einen Fahrzeugstopp-Getriebebetrieb einzuleiten. Bei Erzeugung des Stoppbefehls zum ersten Zeitpunkt 290 befiehlt die Steuerung 104 die Vorbereitung der Vierkantkupplung zum Einrücken, z. B. durch Bereitstellen eines maximalen Stroms an die ausgewählte Vierkantkupplung für eine bestimmte Zeit, gefolgt von einer Reduzierung des Stroms für ein teilweises Einrücken der Vierkantkupplung. Nach Abschluss dieser Vorbereitung, die durch einen zweiten Zeitpunkt 262 dargestellt ist, ist die Eingangskupplung mindestens teilweise ausgerückt. Zusätzlich kann zum zweiten Zeitpunkt 262 der Kupplungsstrombefehl an die ausgewählte Vierkantkupplung, wie dargestellt, als Teil einer vorbestimmten Modulationsrampe stufenweise und/oder linear erhöht werden, um eine gewünschte Verzögerungsrate für das Fahrzeug 100 zu erzeugen.
Anfänglich zum zweiten Punkt im Zeitpunkt 292, in diesem Beispiel, befiehlt die Steuerung 104 der Eingangskupplung, teilweise auszurücken (aber eine gewisse Drehmomentkapazität beizubehalten) während eines Zeitraums zwischen dem zweiten Punkt im Zeitpunkt 292 und einem dritten Punkt im Zeitpunkt 294. Die partielle Drehmomentkapazität der Eingangskupplung während dieses Zeitraums kann für einen sanfteren Übergang während des Getriebestoppbetriebs sorgen. Wie auch die im Kupplungsbefehlsplan 270 überlagerte Fahrzeuggeschwindigkeit 280 zeigt, führt das teilweise Einrücken der Vierkantkupplung zu einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit 280 zum zweiten Zeitpunkt 292 in der Zeit.
Zum dritten Zeitpunkt 294 wird der Eingangskupplungs-Strombefehl 282 auf Null reduziert. Ferner steigt der Vierkantkupplungs-Strombefehl 286 zum dritten Zeitpunkt 294 weiter an, bis er einen vierten Punkt in der Zeit 296 erreicht, der mit der Fahrzeuggeschwindigkeit 280 zusammenfällt, die auf Null sinkt. Zum vierten Zeitpunkt 296 wird der Vierkantkupplungs-Strombefehl 286 auf das Maximum erhöht. Tatsächlich ist das Fahrzeug 100 zum vierten Zeitpunkt 296 vollständig zum Stillstand gekommen und die Vierkantkupplungs-Drehmomentkapazität 256 spiegelt eine vollständig eingerückte Vierkantkupplung wider, die das Fahrzeug 100 in einer stationären Position hält. Infolgedessen stellt der Kupplungsbefehlsplan 270 , der vom Fahrzeugstopp-Getriebesteuersystem 102 implementiert wird, einen Mechanismus zum Anhalten des Fahrzeugs 100 mit dem Getriebe 124 dar.
Dementsprechend stellt die vorliegende Offenbarung einen Mechanismus zum Anhalten eines Fahrzeugs mit dem Getriebe bereit, insbesondere in einer autonomen Situation, um ein Hindernis zu vermeiden oder einen Berghalt auszuführen, wodurch zusätzliche Hardware vermieden wird, die ansonsten erforderlich ist, um solche Funktionen mit Achsen- oder Betriebsbremsen auszuführen.
Außerdem werden die folgenden Beispiele bereitgestellt, die zur Vereinfachung der Bezugnahme nummeriert sind:

1. Steuersystem zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Arbeitsfahrzeugs mit einer Antriebsquelle, die konfiguriert ist, um Leistung für eine Abtriebswelle zu erzeugen, wobei das Steuersystem Folgendes umfasst: ein Getriebe, das funktionsfähig zwischen der Antriebsquelle und der Abtriebswelle positioniert und konfiguriert ist, um selektiv die Leistung von der Antriebsquelle zu übertragen, um die Abtriebswelle in einer ersten Richtung gemäß mindestens einem Vorwärtsmodus und in einer zweiten Richtung gemäß mindestens einem Rückwärtsmodus anzutreiben, wobei das Getriebe Folgendes beinhaltet: mindestens eine Vorwärtseingangskupplung, die konfiguriert ist, um einzurücken, wenn die Leistung in dem mindestens einen Vorwärtsmodus übertragen wird, mindestens eine Rückwärtseingangskupplung, die konfiguriert ist, um einzurücken, wenn die Leistung in dem mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, eine erste Ausgangskupplung, die konfiguriert ist, um einzurücken, wenn die Leistung in einem ersten Modus des mindestens einen Vorwärtsmodus oder des mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, und eine zweite Ausgangskupplung, die konfiguriert ist, um einzurücken, wenn die Leistung in einem zweiten Modus des mindestens einen Vorwärtsmodus oder des mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird; und eine Steuerung mit einem Prozessor und einer Speicherarchitektur, die konfiguriert ist zum: Empfangen oder Erzeugen eines Fahrzeugstopp-Befehls; Bestimmen einer Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs; Vergleichen der Bodengeschwindigkeit mit einem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert und einem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert; Erzeugen mindestens eines Herunterschaltbefehls für das Getriebe, wenn die Bodengeschwindigkeit den zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, um ein Herunterschalten innerhalb des Getriebes auszuführen; Erzeugen mindestens eines Pendelschaltbefehls für das Getriebe, wenn die Bodengeschwindigkeit größer als der erste vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert und kleiner als oder gleich dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist, um eine Pendelschaltung innerhalb des Getriebes auszuführen; Bestimmen, ob das Getriebe im ersten Modus oder im zweiten Modus als Betriebsmodus arbeitet, wenn die Bodengeschwindigkeit kleiner als oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist; Auswählen, nach dem Bestimmen des Betriebsmodus, einer Vierkantkupplung von der ersten Ausgangskupplung und der zweiten Ausgangskupplung, einschließlich Auswählen der zweiten Ausgangskupplung als die ausgewählte Vierkantkupplung, wenn das Getriebe im ersten Modus arbeitet, und der ersten Ausgangskupplung als die ausgewählte Vierkantkupplung, wenn das Getriebe im zweiten Modus arbeitet; und mindestens teilweises Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung, um das Arbeitsfahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten.
2. Das Steuersystem von Beispiel 1, wobei die Steuerung nach dem mindestens teilweisen Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung ferner konfiguriert ist zum: Auswerten der Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs; und vollständigen Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung, wenn die Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs annähernd Null ist.
3. Das Steuersystem nach Beispiel 2, wobei die Steuerung beim Ausführen des Herunterschaltens ferner konfiguriert ist zum: Vergleichen der Bodengeschwindigkeit mit dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert und dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert; Erzeugen eines weiteren Herunterschaltbefehls für das Getriebe, wenn die Bodengeschwindigkeit den zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, um einen weiteren Herunterschaltvorgang innerhalb des Getriebes auszuführen; Erzeugen des mindestens einen Pendelschaltbefehls für das Getriebe, wenn die Bodengeschwindigkeit größer als der erste vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert und kleiner oder gleich dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist, um den Pendelschaltvorgang innerhalb des Getriebes auszuführen; Bestimmen, ob das Getriebe in dem ersten Modus oder dem zweiten Modus als Betriebsmodus arbeitet, wenn die Bodengeschwindigkeit kleiner oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist; Auswählen der Vierkantkupplung aus der ersten Ausgangskupplung und der zweiten Ausgangskupplung nach Bestimmen des Betriebsmodus, einschließlich des Auswählens der zweiten Ausgangskupplung als die ausgewählte Vierkantkupplung, wenn das Getriebe in dem ersten Modus arbeitet, und der ersten Ausgangskupplung als die ausgewählte Vierkantkupplung, wenn das Getriebe in dem zweiten Modus arbeitet; und mindestens teilweises Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung, um das Arbeitsfahrzeug zu verlangsamen.
4. Das Steuersystem nach Beispiel 1, wobei die Steuerung beim Ausführen des Pendelschaltens ferner konfiguriert ist zum: Auswerten der Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs; und vollständigen Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung, wenn die Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs annähernd Null ist.
5. Das Steuersystem nach Beispiel 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Empfangen von Sensordaten von mindestens einem Sensor am Arbeitsfahrzeug; Auswerten der Sensordaten, um eine Fahrzeugstopp-Bedingung zu identifizieren; und Erzeugen des Fahrzeugstopp-Befehls, wenn die Fahrzeugstopp-Bedingung identifiziert wird, um das Arbeitsfahrzeug anzuhalten.
6. Das Steuersystem nach Beispiel 5, wobei die Sensordaten Hindernisdaten sind und wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Auswerten der Hindernisdaten, um die Fahrzeugstopp-Bedingung als ein Hindernis im Weg des Arbeitsfahrzeugs zu identifizieren; und Erzeugen des Fahrzeugstopp-Befehls, wenn sich das Hindernis im Weg des Arbeitsfahrzeugs befindet.
7. Das Steuersystem nach Beispiel 5, wobei die Sensordaten Neigungsdaten sind, und wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Auswerten der Hindernisdaten, um die Fahrzeugstopp-Bedingung als Berghaltebedingung zu identifizieren; und Erzeugen des Arbeitsfahrzeugstopp-Befehls, wenn die Berghaltebedingung erkannt wurde.
8. Das Steuersystem nach Beispiel 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um beim mindestens teilweisen Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung die mindestens eine Vorwärtseingangskupplung oder die mindestens eine Rückwärtseingangskupplung teilweise auszurücken.
9. Das Steuersystem nach Beispiel 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um, wenn die Bodengeschwindigkeit null erreicht, die mindestens eine Vorwärtseingangskupplung oder die mindestens eine Rückwärtseingangskupplung vollständig auszurücken und die ausgewählte Vierkantkupplung vollständig einzurücken.
10. Steuersystem nach Beispiel 9, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um während des Betriebs in dem ersten Modus das Einrücken der ersten Ausgangskupplung aufrechtzuerhalten, wenn sie mindestens teilweise in die ausgewählte Vierkantkupplung eingreift, und während des Betriebs in dem zweiten Modus das Einrücken der zweiten Ausgangskupplung aufrechtzuerhalten, wenn sie mindestens teilweise in die ausgewählte Vierkantkupplung eingreift.
11. Steuersystem nach Beispiel 10, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um während des Betriebs im ersten Modus das Einrücken der ersten Ausgangskupplung aufrechtzuerhalten, wenn die ausgewählte Vierkantkupplung vollständig eingerückt ist und die Bodengeschwindigkeit Null erreicht, und während des Betriebs im zweiten Modus das Einrücken der zweiten Ausgangskupplung aufrechtzuerhalten, wenn die ausgewählte Vierkantkupplung vollständig eingerückt ist und die Bodengeschwindigkeit Null erreicht.
12. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Arbeitsfahrzeugs mit einer Antriebsquelle, die konfiguriert ist, um Leistung für eine Abtriebswelle zu erzeugen, einem Getriebe, das funktionsfähig zwischen der Antriebsquelle und der Abtriebswelle positioniert und konfiguriert ist, um selektiv die Leistung von der Antriebsquelle zu übertragen, um die Abtriebswelle in einer ersten Richtung gemäß mindestens einem Vorwärtsmodus und in einer zweiten Richtung gemäß mindestens einem Rückwärtsmodus anzutreiben, wobei das Getriebe mindestens eine Vorwärtseingangskupplung beinhaltet, die konfiguriert ist, um einzurücken, wenn die Leistung in dem mindestens einen Vorwärtsmodus übertragen wird, und mindestens eine Rückwärtseingangskupplung, die konfiguriert ist, um einzurücken, wenn die Leistung in dem mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, und eine erste Ausgangskupplung, die konfiguriert ist, um einzurücken, wenn die Leistung in einem ersten Modus des mindestens einen Vorwärtsmodus oder des mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, und eine zweite Ausgangskupplung, die konfiguriert ist, um einzurücken, wenn die Leistung in einem zweiten Modus des mindestens einen Vorwärtsmodus oder des mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen oder Erzeugen eines Fahrzeugstopp-Befehls, um das Arbeitsfahrzeug zu verlangsamen und zu stoppen; Bestimmen einer Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs mit einer Steuerung auf dem Arbeitsfahrzeug; Erzeugen mindestens eines Herunterschaltbefehls für das Getriebe durch die Steuerung, wenn die Bodengeschwindigkeit den zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, um ein Herunterschalten innerhalb des Getriebes auszuführen; Erzeugen mindestens eines Pendelschaltbefehls für das Getriebe durch die Steuerung, wenn die Bodengeschwindigkeit größer als der erste vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert und kleiner oder gleich dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist, um eine Pendelschaltung innerhalb des Getriebes auszuführen; Bestimmen durch die Steuerung, ob das Getriebe in dem ersten Modus oder dem zweiten Modus als Betriebsmodus arbeitet, wenn die Bodengeschwindigkeit kleiner oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist; Auswählen einer Vierkantkupplung aus der ersten Ausgangskupplung und der zweiten Ausgangskupplung durch die Steuerung nach Bestimmen des Betriebsmodus, einschließlich des Auswählens der zweiten Ausgangskupplung als die ausgewählte Vierkantkupplung, wenn das Getriebe in dem ersten Modus arbeitet, und der ersten Ausgangskupplung als die ausgewählte Vierkantkupplung, wenn das Getriebe in dem zweiten Modus arbeitet; und mindestens teilweises Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung, um das Arbeitsfahrzeug zu verlangsamen.
13. Verfahren nach Beispiel 12, ferner umfassend nach dem mindestens teilweisen Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung: Auswerten der Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs; und vollständiges Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung, wenn die Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs annähernd Null ist.
14. Verfahren nach Beispiel 13, ferner umfassend, beim Ausführen des Herunterschaltens: Vergleichen der Bodengeschwindigkeit mit dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert und dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert; Erzeugen eines weiteren Herunterschaltbefehls für das Getriebe, wenn die Bodengeschwindigkeit den zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, um ein weiteres Herunterschalten innerhalb des Getriebes auszuführen; Erzeugen des mindestens einen Pendelschaltbefehls für das Getriebe, wenn die Bodengeschwindigkeit größer als der erste vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert und kleiner als oder gleich dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist, um das Pendelschalten innerhalb des Getriebes auszuführen; Bestimmen, ob das Getriebe in dem ersten Modus oder dem zweiten Modus als ein Betriebsmodus betrieben wird, wenn die Bodengeschwindigkeit kleiner als oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist; Auswählen der Vierkantkupplung aus der ersten Ausgangskupplung und der zweiten Ausgangskupplung nach dem Bestimmen des Betriebsmodus, einschließlich des Auswählens der zweiten Ausgangskupplung als die ausgewählte Vierkantkupplung, wenn das Getriebe in dem ersten Modus betrieben wird, und der ersten Ausgangskupplung als die ausgewählte Vierkantkupplung, wenn das Getriebe in dem zweiten Modus betrieben wird; und mindestens teilweises Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung, um das Arbeitsfahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten.
15. Verfahren nach Beispiel 12, ferner umfassend, beim Ausführen des Pendelschaltens: Auswerten der Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs; und vollständiges Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung, wenn die Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs annähernd Null ist.

Wie hierin verwendet, kann „direkt“ verwendet werden, um eine Leistungsübertragung zwischen zwei Systemelementen ohne eine zwischenzeitliche Umwandlung der Leistung in eine andere Form anzuzeigen. Beispielsweise kann Leistung als „direkt“ von einem Motor an eine Ausgangskomponente übertragen angesehen werden, wenn die Leistung über eine Anzahl von Wellen, Kupplungen und Zahnrädern (z. B. verschiedene Stirnräder, Kegelräder, Summierräder oder andere Zahnräder) übertragen wird, ohne durch eine CVP in eine andere Form umgewandelt zu werden (z. B. ohne durch einen elektrischen Generator oder eine Hydraulikpumpe in elektrische oder hydraulische Leistung umgewandelt zu werden). In bestimmten Konfigurationen kann die fluidische Übertragung von Drehleistung durch einen Drehmomentwandler auch als „direkt“ betrachtet werden. Im Gegensatz dazu kann Leistung nicht als „direkt“ zwischen zwei Systemelementen übertragen angesehen werden, wenn ein Teil der Leistung während der Übertragung in eine andere Form umgewandelt wird. Beispielsweise kann Leistung nicht als „direkt“ zwischen einem Motor und einer Ausgangskomponente übertragen angesehen werden, wenn ein Teil der Leistung des Motors durch eine CVP in eine andere Form umgewandelt wird, selbst wenn dieser Teil später in Drehleistung umgewandelt wird (z. B. durch eine andere CVP) und dann mit der nicht umgewandelten Motorleistung (z. B. durch ein Summierplanetenrad oder eine andere Summierbaugruppe) rekombiniert wird. Wie hierin ebenfalls verwendet, kann „zwischen“ unter Bezugnahme auf eine bestimmte Sequenz oder Reihenfolge von Leistungsübertragungselementen verwendet werden, anstatt unter Bezugnahme auf die physische Ausrichtung oder Platzierung der Elemente. Beispielsweise kann eine Kupplungseinrichtung als „zwischen“ einem Motor und einer Ausgangskomponente liegend betrachtet werden, wenn Leistung über die Kupplungseinrichtung an die Ausgangskomponente geleitet wird, unabhängig davon, ob sich der Motor und die Ausgangskomponente auf physikalisch gegenüberliegenden Seiten der Kupplungseinrichtung befinden oder nicht.
Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht als Einschränkung der Offenbarung zu verstehen. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern der Kontext dies nicht klar ausschließt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“ bei einer Verwendung in dieser Patentschrift das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten angeben, jedoch nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines bzw. einer oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
Nach Einschätzung eines Fachmanns können bestimmte Aspekte des offenbarten Gegenstands als Verfahren, System (z. B. ein in einem Arbeitsfahrzeug enthaltenes Arbeitsfahrzeugsteuersystem) oder Computerprogrammprodukt ausgeführt werden. Dementsprechend können bestimmte Ausführungsformen vollständig als Hardware, vollständig als Software (einschließlich Firmware, residente Software, Mikrocode usw.) oder als Kombination aus Software- und Hardware-Aspekten (und anderen) implementiert werden. Darüber hinaus können bestimmte Ausführungsformen die Form eines Computerprogrammprodukts auf einem computerverwendbaren Speichermedium annehmen, in dem computerverwendbarer Programmcode ausgeführt ist.
Jedes geeignete computerverwendbare oder computerlesbare Medium kann genutzt werden. Das computerverwendbare Medium kann ein computerlesbares Signalmedium oder ein computerlesbares Speichermedium sein. Ein computerverwendbares oder computerlesbares Speichermedium (einschließlich eines Speichergeräts, das mit einem Computer oder einem elektronischen Client-Gerät verbunden ist) kann beispielsweise, aber nicht ausschließlich, ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleitersystem, -gerät oder -vorrichtung oder eine geeignete Kombination der vorgenannten sein. Spezifischere Beispiele (eine nichterschöpfende Liste) des computerlesbaren Mediums umfassen Folgendes: eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EPROM oder Flash-Speicher), eine optische Faser, einen tragbaren Compact-Disc-Festwertspeicher (CD-ROM), eine optische Speichervorrichtung. Im Kontext dieses Dokuments kann ein computerverwendbares oder computerlesbares Speichermedium jedes materielle Medium, das ein Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit dem Befehlsausführungssystem, dem Gerät oder der Vorrichtung enthalten oder speichern kann.
Ein computerlesbares Signalmedium kann ein propagiertes Datensignal mit darin ausgeführtem computerlesbarem Programmcode umfassen, zum Beispiel im Basisband oder als Teil einer Trägerwelle. Ein solches propagiertes Signal kann eine beliebige Form annehmen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, elektromagnetische oder optische Signale oder eine geeignete Kombination davon. Ein computerlesbares Signalmedium kann nichtvorübergehend sein und kann jedes computerlesbare Medium sein, das kein computerlesbares Speichermedium ist und das ein Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Befehlsausführungssystem, -apparat oder -gerät kommunizieren, propagieren oder transportieren kann.
Aspekte bestimmter Ausführungsformen werden hier unter Bezugnahme auf Flussdiagrammabbildungen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Geräten (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsformen der Offenbarung beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block solcher Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme sowie Kombinationen von Blöcken in solchen Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagrammen durch Computerprogrammanweisungen implementiert werden können. Diese Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor eines Allzweckcomputers, eines Spezialcomputers oder eines anderen programmierbaren Datenverarbeitungsgeräts zur Verfügung gestellt werden, um eine Maschine zu erzeugen, so dass die Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder des anderen programmierbaren Datenverarbeitungsgeräts ausgeführt werden, Mittel zur Implementierung der im Flussdiagramm und/oder im Blockdiagramm angegebenen Funktionen/Aktionen erzeugen.
Diese Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerlesbaren Speicher gespeichert werden, der einen Computer oder ein anderes programmierbares Datenverarbeitungsgerät anweisen kann, auf eine bestimmte Art und Weise zu funktionieren, so dass die im computerlesbaren Speicher gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsgegenstand erzeugen, der Anweisungen enthält, die die im Flussdiagramm und/oder im Block oder den Blöcken des Blockdiagramms angegebene Funktion/Aktion implementieren.
Die Computerprogrammanweisungen können auch auf einen Computer oder ein anderes programmierbares Datenverarbeitungsgerät geladen werden, um eine Reihe von Betriebsschritten zu veranlassen, die auf dem Computer oder einem anderen programmierbaren Gerät ausgeführt werden, um einen computerimplementierten Prozess zu erzeugen, so dass die Anweisungen, die auf dem Computer oder einem anderen programmierbaren Gerät ausgeführt werden, Schritte zur Implementierung der Funktionen/Aktionen bereitstellen, die im Flussdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder den Blöcken angegeben sind.
Alle Flussdiagramme und Blockdiagramme in den Figuren oder ähnliche Erörterungen oben können die Architektur, die Funktionalität und den Betrieb möglicher Implementierungen von Systemen, Methoden und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. In diesem Zusammenhang kann jeder Block im Flussdiagramm oder in den Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Teil des Codes darstellen, der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zur Implementierung der angegebenen logischen Funktion(en) enthält. Es sollte auch beachtet werden, dass in einigen alternativen Implementierungen die im Block notierten (bzw. anderweitig hierin beschriebenen) Funktionen außerhalb der in den Figuren notierten Reihenfolge auftreten können. So können z. B. zwei nacheinander dargestellte Blöcke (bzw. zwei nacheinander beschriebene Operationen) tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke (bzw. Operationen) können manchmal in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden, je nach der jeweiligen Funktionalität. Es wird auch darauf hingewiesen, dass jeder Block eines beliebigen Blockdiagramms und/oder einer Flussdiagrammdarstellung sowie Kombinationen von Blöcken in beliebigen Blockdiagrammen und/oder Flussdiagrammdarstellungen durch spezielle hardwarebasierte Systeme, die die angegebenen Funktionen oder Aktionen ausführen, oder durch Kombinationen von spezieller Hardware und Computeranweisungen implementiert werden können.
Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wurde zur Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt, soll aber nicht vollständig oder auf die Offenbarung in der offenbarten Form beschränkt sein. Viele Modifikationen und Variationen sind für Fachleute offensichtlich, ohne vom Umfang und Sinn der Offenbarung abzuweichen. Die hierin ausdrücklich genannten Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Offenbarung und ihre praktische Anwendung am besten zu erklären und es anderen Durchschnittsfachleuten auf diesem Gebiet ermöglichen, die Offenbarung zu verstehen und viele Alternativen, Änderungen und Abweichungen von den beschriebenen Beispielen zu erkennen. Dementsprechend liegen verschiedene Ausführungsformen und Implementierungen als die explizit beschriebenen im Geltungsbereich der folgenden Ansprüche.

Claims

Steuersystem (102) zum Betreiben eines Antriebsstrangs (106) eines Arbeitsfahrzeugs (100) mit einer Antriebsquelle (122), die konfiguriert ist, um Leistung für eine Abtriebswelle (232) zu erzeugen, wobei das Steuersystem (102) Folgendes umfasst: ein Getriebe (124), das funktionsfähig zwischen der Antriebsquelle (122) und der Abtriebswelle (232) positioniert und konfiguriert ist, um selektiv die Leistung von der Antriebsquelle (122) zu übertragen, um die Abtriebswelle (232) in einer ersten Richtung gemäß mindestens einem Vorwärtsmodus und in einer zweiten Richtung gemäß mindestens einem Rückwärtsmodus anzutreiben, wobei das Getriebe (124) Folgendes beinhaltet: mindestens eine Vorwärtseingangskupplung (150, 152), die konfiguriert ist, um einzurücken, wenn die Leistung in dem mindestens einen Vorwärtsmodus übertragen wird, mindestens eine Rückwärtseingangskupplung (170, 172), die konfiguriert ist, um einzurücken, wenn die Leistung in dem mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, eine erste Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212), die konfiguriert ist, um einzurücken, wenn die Leistung in einem ersten Modus des mindestens einen Vorwärtsmodus oder des mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, und eine zweite Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212), die konfiguriert ist, um einzurücken, wenn die Leistung in einem zweiten Modus des mindestens einen Vorwärtsmodus oder des mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird; und eine Steuerung (104) mit einer Prozessor- (126) und Speicher- (128) Architektur, die konfiguriert ist zum: Empfangen oder Erzeugen eines Fahrzeugstopp-Befehls; Bestimmen einer Bodengeschwindigkeit der Arbeitsmaschine (100); Vergleichen der Bodengeschwindigkeit mit einem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert und einem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert; Erzeugen mindestens eines Herunterschaltbefehls für das Getriebe (124), wenn die Bodengeschwindigkeit den zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, um ein Herunterschalten innerhalb des Getriebes (124) auszuführen; Erzeugen mindestens eines Pendelschaltbefehls für das Getriebe (124), wenn die Bodengeschwindigkeit größer als der erste vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert und kleiner oder gleich dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist, um eine Pendelschaltung innerhalb des Getriebes (124) auszuführen; Bestimmen, ob das Getriebe (124) im ersten Modus oder im zweiten Modus als Betriebsmodus arbeitet, wenn die Bodengeschwindigkeit kleiner oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist; Auswählen, nach Bestimmen des Betriebsmodus, einer Vierkantkupplung (190, 210) aus der ersten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) und der zweiten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212), einschließlich Auswählen der zweiten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) als die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210), wenn das Getriebe (124) in dem ersten Modus arbeitet, und der ersten Ausgangskupplung als die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210), wenn das Getriebe (124) in dem zweiten Modus arbeitet; und mindestens teilweise die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210) einzurücken, um das Arbeitsfahrzeug (100) zu verlangsamen oder anzuhalten.
Steuersystem (102) nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (126) ferner konfiguriert ist, um nach dem mindestens teilweisen Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung (190, 210): Auswerten der Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (100); und vollständiges Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung (190, 210), wenn die Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (100) annähernd Null ist.
Steuersystem (102) nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (126) ferner konfiguriert ist, um beim Ausführen des Herunterschaltens: Vergleichen der Bodengeschwindigkeit mit dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert und dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert; Erzeugen eines weiteren Herunterschaltbefehls für das Getriebe (124), um ein weiteres Herunterschalten innerhalb des Getriebes (124) auszuführen, wenn die Bodengeschwindigkeit den zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet; Erzeugen des mindestens einen Pendelschaltbefehls für das Getriebe (124), wenn die Bodengeschwindigkeit größer als der erste vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert und kleiner oder gleich dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist, um das Pendelschaltverfahren innerhalb des Getriebes (124) auszuführen; Bestimmen, ob das Getriebe (124) im ersten Modus oder im zweiten Modus als Betriebsmodus arbeitet, wenn die Bodengeschwindigkeit kleiner oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist; Auswählen der Vierkantkupplung (190, 210) aus der ersten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) und der zweiten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) nach dem Bestimmen des Betriebsmodus, einschließlich Auswählen der zweiten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) als die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210), wenn das Getriebe (124) in dem ersten Modus betrieben wird, und der ersten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) als die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210), wenn das Getriebe (124) in dem zweiten Modus betrieben wird; und mindestens teilweise die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210) einzurücken, um das Arbeitsfahrzeug (100) zu verlangsamen.
Steuersystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerung (126) ferner konfiguriert ist, um beim Ausführen des Pendelschaltens: Auswerten der Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (100); und vollständiges Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung (190, 210), wenn die Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (100) annähernd Null ist.
Steuersystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung (126) ferner konfiguriert ist zum: Empfangen von Sensordaten von mindestens einem Sensor (108) an dem Arbeitsfahrzeug (100); Auswerten der Sensordaten, um eine Fahrzeugstopp-Bedingung zu identifizieren; und Erzeugen des Fahrzeugstopp-Befehls, wenn die Fahrzeugstopp-Bedingung identifiziert wird, um das Arbeitsfahrzeug (100) anzuhalten.
Steuersystem (102) nach Anspruch 5, wobei die Sensordaten Hindernisdaten sind und wobei die Steuerung (126) ferner konfiguriert ist zum: Auswerten der Hindernisdaten, um die Fahrzeugstopp-Bedingung als ein Hindernis im Weg des Arbeitsfahrzeugs (100) zu identifizieren; und Erzeugen des Fahrzeugstopp-Befehls, wenn sich das Hindernis im Weg des Arbeitsfahrzeugs (100) befindet.
Steuersystem (102) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Sensordaten Neigungsdaten sind und wobei die Steuerung (126) ferner konfiguriert ist zum: Auswerten der Hindernisdaten, um die Fahrzeugstopp-Bedingung als Berghaltebedingung zu identifizieren; und Erzeugen des Arbeitsfahrzeugstopp-Befehls, wenn die Berghaltebedingung erkannt wurde.
Steuersystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuerung (126) ferner konfiguriert ist, um beim mindestens teilweisen Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung (190, 210) die mindestens eine Vorwärtseingangskupplung (150, 152) oder die mindestens eine Rückwärtseingangskupplung (170, 172) teilweise auszurücken.
Steuersystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuerung (126) ferner konfiguriert ist, um bei Erreichen der Bodengeschwindigkeit von Null die mindestens eine Vorwärtseingangskupplung (150, 152) oder die mindestens eine Rückwärtseingangskupplung (170, 172) vollständig auszurücken und die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210) vollständig einzurücken.
Steuersystem (102) nach Anspruch 9, wobei die Steuerung (126) konfiguriert ist, um während des Betriebs in dem ersten Modus das Einrücken der ersten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) aufrechtzuerhalten, wenn die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210) mindestens teilweise eingerückt ist, und während des Betriebs in dem zweiten Modus das Einrücken der zweiten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) aufrechtzuerhalten, wenn die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210) mindestens teilweise eingerückt ist.
Steuersystem (102) nach Anspruch 10, wobei die Steuerung (126) konfiguriert ist, um während des Betriebs in dem ersten Modus das Einrücken der ersten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) aufrechtzuerhalten, wenn die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210) vollständig eingerückt ist und die Bodengeschwindigkeit Null erreicht, und während des Betriebs in dem zweiten Modus das Einrücken der zweiten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) aufrechtzuerhalten, wenn die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210) vollständig eingerückt ist und die Bodengeschwindigkeit Null erreicht.
Verfahren (300) zum Betreiben eines Antriebsstrangs (106) eines Arbeitsfahrzeugs (100) mit einer Antriebsquelle (122), die konfiguriert ist, um Leistung für eine Abtriebswelle (232) zu erzeugen, einem Getriebe (124), das funktionsfähig zwischen der Antriebsquelle (122) und der Abtriebswelle (232) positioniert und konfiguriert ist, um selektiv die Leistung von der Antriebsquelle (122) zu übertragen, um die Abtriebswelle (232) in einer ersten Richtung gemäß mindestens einem Vorwärtsmodus und in einer zweiten Richtung gemäß mindestens einem Rückwärtsmodus anzutreiben, wobei das Getriebe (124) mindestens eine Vorwärtseingangskupplung (150, 152) beinhaltet, die zum Einrücken konfiguriert ist, wenn die Leistung in dem mindestens einen Vorwärtsmodus übertragen wird, und mindestens eine Rückwärtseingangskupplung (170, 172) beinhaltet, die zum Einrücken konfiguriert ist, wenn die Leistung in dem mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, und eine erste Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) beinhaltet, die zum Einrücken konfiguriert ist, wenn die Leistung in einem ersten Modus des mindestens einen Vorwärtsmodus oder des mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, und eine zweite Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) beinhaltet, die zum Einrücken konfiguriert ist, wenn die Leistung in einem zweiten Modus des mindestens einen Vorwärtsmodus oder des mindestens einen Rückwärtsmodus übertragen wird, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen oder Erzeugen eines Fahrzeugstopp-Befehls, um das Arbeitsfahrzeug (100) zu verlangsamen und anzuhalten; Bestimmen einer Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (100), mit einer Steuerung (126) an dem Arbeitsfahrzeug (100); Vergleichen der Bodengeschwindigkeit durch die Steuerung (126) mit einem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert und einem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert; Erzeugen mindestens eines Herunterschaltbefehls für das Getriebe (124) durch die Steuerung (126), wenn die Bodengeschwindigkeit den zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, um ein Herunterschalten innerhalb des Getriebes (124) auszuführen; Erzeugen von mindestens einem Pendelschaltbefehl für das Getriebe (124) durch die Steuerung (126), um eine Pendelschaltung innerhalb des Getriebes (124) auszuführen, wenn die Bodengeschwindigkeit größer als der erste vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert und kleiner oder gleich dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist; Bestimmen durch die Steuerung (126), ob das Getriebe (124) im ersten Modus oder im zweiten Modus als Betriebsmodus arbeitet, wenn die Bodengeschwindigkeit kleiner oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist; Auswählen einer Vierkantkupplung (190, 210) aus der ersten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) und der zweiten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) durch die Steuerung (126) beim Bestimmen des Betriebsmodus, einschließlich Auswählen der zweiten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) als die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210), wenn das Getriebe (124) in dem ersten Modus arbeitet, und der ersten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) als die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210), wenn das Getriebe (124) in dem zweiten Modus arbeitet; und mindestens teilweise Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung (190, 210), um das Arbeitsfahrzeug (100) zu verlangsamen.
Verfahren (300) nach Anspruch 12, ferner umfassend, nach dem mindestens teilweisen Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung (190, 210): Auswerten der Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (100); und vollständiges Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung (190, 210), wenn die Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (100) annähernd Null ist.
Verfahren (300) nach Anspruch 13, ferner umfassend beim Ausführen des Herunterschaltens: Vergleichen der Bodengeschwindigkeit mit dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert und dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert; Erzeugen eines weiteren Herunterschaltbefehls für das Getriebe (124), wenn die Bodengeschwindigkeit den zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, um ein weiteres Herunterschalten innerhalb des Getriebes (124) auszuführen; Erzeugen des mindestens einen Pendelschaltbefehls für das Getriebe (124), wenn die Bodengeschwindigkeit größer als der erste vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert und kleiner oder gleich dem zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist, um die Pendelschaltung innerhalb des Getriebes (124) auszuführen; Bestimmen, ob das Getriebe (124) im ersten Modus oder im zweiten Modus als Betriebsmodus arbeitet, wenn die Bodengeschwindigkeit kleiner oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist; Auswählen der Vierkantkupplung (190, 210) aus der ersten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) und der zweiten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) nach dem Bestimmen des Betriebsmodus, einschließlich Auswählen der zweiten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) als die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210), wenn das Getriebe (124) in dem ersten Modus betrieben wird, und der ersten Ausgangskupplung (190, 192, 210, 212) als die ausgewählte Vierkantkupplung (190, 210), wenn das Getriebe (124) in dem zweiten Modus betrieben wird; und mindestens teilweises Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung (190, 210), um das Arbeitsfahrzeug (100) zu verlangsamen oder anzuhalten.
Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, ferner umfassend, beim Ausführen des Pendelschaltens: Auswerten der Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (100); und vollständiges Einrücken der ausgewählten Vierkantkupplung (190, 210), wenn die Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (100) annähernd Null ist.