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Technisches Gebiet
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Diese Offenbarung betrifft allgemein die Steuerung der Auswahl der Getriebeübersetzung in schweren Maschinen, wie etwa Sattelzugmaschinen, mit Automatikgetriebe. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung schwere Maschinen mit Automatikgetriebe, die in Übereinstimmung mit einem ausgewählten aus mehreren vorbestimmten Getriebeübersetzungs-Auswahlplänen gesteuert werden. Der Gangwahlplan wird auf der Grundlage von beobachteten Bedingungen ausgewählt, die den Leistungsbedarf anzeigen. Solche Bedingungen umfassen sowohl Bedieneranforderungen (z. B. Drosselstellung) als auch Maschinenlast (z. B. Maschinengewicht, Steigung der befahrenen Oberfläche etc.).
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Hintergrund
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Schwere Maschinen mit Radantrieb, wie etwa Sattelzugmaschinen und Grader/Schürfer, arbeiten unter einer breiten Reihe von Bedingungen, die unterschiedliche Mengen an Antriebskraft (d. h. Drehmoment) erfordern, die von einem Ausgang eines Antriebsstrangs erzeugt werden müssen, um die Maschine vorzutreiben. Solche Bedingungen umfassen Oberflächentypen, Steigung und Ladegewichtsbedingungen. Darüber hinaus berücksichtigt eine Fahrzeugantriebsstrangsteuerung die Erwartungen eines menschlichen Bedieners, wie sie zum Beispiel durch eine aktuelle Drosselstellung angezeigt werden. Somit besteht zumindest ein wichtiger Aspekt der Fahrzeugantriebsstrangsteuerung darin, aktuelle Betriebsbedingungen und Fahreranforderungen zu berücksichtigen und darauf ansprechende Fahrzeugantriebsstrangsteuerbefehle zu erstellen (z. B. die Kraftstoff-/Luftzuströmung zu erhöhen, das Getriebeübersetzungsverhältnis zu verringern/erhöhen, etc.).
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Ein Getriebeübersetzungs-/Schaltwahl-Regelungsverfahren wird in dem
US-Patent 7,499,784 an Kresse beschrieben. Ein Schaltplan für ein Getriebe in einem Überlandlastwagen (z. B. einem Sattelschlepper) wird auf der Grundlage erfasster Bedingungen ausgewählt. Insbesondere wird der Schaltplan auf der Grundlage einer Fahrzeugmasse und einer abgeschätzten Straßensteigung ausgewählt. In dem Beispiel wird eine Straßensteigungsabschätzung auf der Grundlage einer aktuellen Fahrzeugmasse (einschließlich des Ladegewichts) und der Zugkraft des Antriebsstrangs berechnet. Die eine Beschleunigung des Lasters verursachende Nettokraft wird durch Subtrahieren einer Reihe von Kräften (Bremskraft, Fahrtwiderstand und Steigung) von dem durch den Antriebsstrang auf die Räder erzeugten Drehmoment bestimmt. Ein rekursiver Abschätzer nach der Methode der kleinsten Quadrate mit Vergessensfunktion erleichtert die Erzeugung einer ersten Abschätzung der Straßensteigung aus den vorstehend erwähnten Parameterwerten. Eine zweite Steigungsabschätzung stellt einen alternativen Steigungswert bereit, wenn schlechte Signal-Rausch-Verhältnisse erfasst werden. Die Fahrzeugmassenabschätzung und eine Steigungsabschätzung, die von einer der beiden alternativen Steigungsabschätzungsquellen bereitgestellt werden, stellen Eingänge in eine Getriebesteuerung bereit, die zwischen Leistungs- oder Kraft- und Wirtschaftlichkeits- bzw. Reichweiten-Modi umschaltet.
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Die europäische Anmeldung
EP 0 512 596 A1 an Nitz beschreibt eine Schaltmustersteuerung, in der das Hoch- oder Herunterschalten in Ansprechen auf Veränderungen in der Straßenbelastung modifiziert wird. Straßenlastbedingungen über den normalen können auftreten, wenn ein Fahrzeug einen Anhänger schleppt, eine steile Steigung befährt und/oder wenn eine ungewöhnliche aerodynamische Belastung erfahren wird. Wird eine übermäßige Straßenlast erfasst, wird ein Schaltmuster übernommen, das durch früheres Herunterschalten während der Verlangsamung und späteres Hochschalten während der Beschleunigung eines Fahrzeugs gekennzeichnet ist, das unter Straßenlastbedingungen über den normalen fährt.
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Unzulänglichkeiten im Stand der Technik werden durch Aspekte eines beispielhaften Verfahrens und einer beispielhaften Getriebeanordnung (einschließlich eines Steuergeräts dafür) gelöst, die hierin beschrieben werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Hierin werden ein Fahrzeug und ein Verfahren beschrieben, das von einem solchen Fahrzeug ausgeführt wird. Das Fahrzeug umfasst ein Automatikgetriebe und einen Satz von Sensoreingängen, die Werte bereitstellen, die einen aktuellen betrieblichen Status des Fahrzeugs anzeigen und relevant für die Steuerung des Automatikgetriebes sind. Der Satz von Sensoreingängen umfasst:
Motordrehzahl, Motordrehmoment, aktuelle Getriebeübersetzung; und
Fahrzeuggeschwindigkeit. Das Fahrzeug umfasst darüber hinaus einen programmierten Prozessor, der durch computerausführbare Anweisungen dazu ausgebildet ist, iterativ und koabhängig einen Fahrzeugmasse-Parameterwert und einen Steigungsgrad-Parameterwert zu erzeugen. Der programmierte Prozessor verwendet, wenn er den Fahrzeugmasse-Parameterwert und den Steigungsgrad-Parameterwert erzeugt, einen Satz von Parametern, die umfassen: eine Vortriebskraft, die das Fahrzeug antreibt; einen Satz von Kräften, die auf das Fahrzeug wirken und der Vorwärtsbewegung Widerstand leisten, und eine beobachtete Änderungsrate einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Die Erfindung wird darüber hinaus in einem Verfahren verkörpert, das durch ein Fahrzeug ausgeführt wird, das die oben erwähnte Funktionalität verkörpert, sowie ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium mit computerausführbaren Anweisungen zur Ausführung durch einen Prozessor bzw. ein Steuergerät, um die oben beschriebene Funktionalität auszuführen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Während insbesondere die nachfolgenden Patentansprüche die Merkmale der vorliegenden Erfindung darlegen, werden die Erfindung und ihre Vorteile am besten durch die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verständlich, in welchen:
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1 eine Umrissdarstellung einer Maschine bzw. eines Fahrzeugs in Form eines Motorgraders ist, welcher als ein Beispiel für eine Maschine veranschaulicht ist, die zur Einbeziehung eines Last-/Steigungsschätzers und einer Gangwahlstrategie in Übereinstimmung mit der Offenbarung geeignet ist;
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2 eine Blockdiagrammdarstellung eines programmierten Steuergeräts, Automatikgetriebes und damit in Verbindung stehender Komponenten für eine beispielhafte Maschine in Übereinstimmung mit der Offenbarung ist;
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3a graphisch einen Satz von Leistungskurven und den Betrieb einer Maschine darstellt, die eine Reihe von Gängen in einer üblichen Weise durchläuft;
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3b graphisch einen Satz von Leistungskurven und den Betrieb einer Maschine darstellt, die eine Reihe von Gängen in Übereinstimmung mit einem leistungsbasierten Herunterschaltschema für ein Automatikgetriebe durchläuft;
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4 ein Flussdiagramm ist, das den Betrieb eines beispielhaften Verfahrens zusammenfasst, das durch ein programmiertes Steuergerät ausgeführt wird, um ein Automatikgetriebe in Übereinstimmung mit der Offenbarung zu verwalten; und
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5 eine schematische Abbildung eines Satzes von Funktionsblöcken ist, die in eine Konfiguration eines programmierten Prozessor eingebaut sind, um Masse- und Steigungsberechnungen auf der Grundlage von beobachteten Kräften durchzuführen, die auf ein Fahrzeug während des Betriebs wirken.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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Vor der Betrachtung der Zeichnungen sei allgemein bemerkt, dass diese Offenbarung Fahrzeuge mit Automatikgetriebe betrifft, die durch ein programmiertes Steuergerät geregelt werden, um die Verwaltung einer Gangwahl- bzw. Schaltpunktstrategie zu erleichtern, die zum Teil auf einem Antriebsstrangsleistungsparameter (z. B., Leistungskurve, Drehmomentkurve, etc.), einer Ladegewichtabschätzung und einer Steigungsabschätzung basiert. Die Ladegewicht- und Steigungsabschätzungen werden aus einer Bestimmung der Kräfte erzeugt, die potenziell auf ein Fahrzeug in Bewegung wirken. Auf der Grundlage der berechneten Ladegewicht- und Steigungsabschätzungen löst das Steuergerät selektiv einen Schaltsteuerplan aus einem Satz von vorkonfigurierten Schaltsteuerplänen für das Fahrzeug aus. Stößt es zum Beispiel auf eine gesamte Widerstandskraft, die die aktuelle Vortriebskraft des Fahrzeugs (in einem aktuell ausgewählten Gang) übersteigt, wird ein Gangschaltsteuerschema mit hoher Ausgabe ausgelöst. Das Gangschaltsteuerschema mit hoher Ausgabe, das durch ein frühes Herunterschalten während einer linearen Fahrzeugverzögerung gekennzeichnet ist, hält den Antriebsstrang beim Herunterschalten während der Verlangsamung der Maschine aufgrund der Begegnung mit hohem Widerstand gegen die Bewegung in der aktuellen Fahrtrichtung des Fahrzeugs auf einer hohen (Leistungs- und/oder Drehmoment-)Ausgabe. In dem illustrierten Beispiel ist der Herunterschaltsteuerplan implementiert, um die Hochleistungsausgabe beizubehalten, gemessen an einer Schnittstelle eines Antriebsrads mit der befahrenen Oberfläche – was hierin als ”Felgenzugkraft” bezeichnet wird (die Kraft, die von dem äußeren Rand des Rades ausgeübt wird, um ein Fahrzeug entlang einer Oberfläche vorzutreiben).
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Die Begegnung mit einem hohen Widerstand gegen die Fahrzeugbewegung entlang einer befahrenen Oberfläche kann einer Reihe von Quellen zugeschrieben werden, die umfassen: Tragen einer schweren Last, Befahren einer steilen Steigung, Werkzeug-/Gerätewiderstand (z. B., Graderschildwiderstand), etc. Das hierin beschriebene System und Verfahren berücksichtigen mehrere, potenziell variierende Quellen des Widerstands gegen die Fahrzeugbewegung, um zum Beispiel einen geeigneten Gangschaltplan zu bestimmen, zum Beispiel um zu bestimmen, ob ein Plan zum frühen Herunterschalten für das Automatikgetriebe ausgelöst werden soll, und dadurch die Ausgabe des Antriebsstrangs während einer Reihe von Gangwechseln auf einem oder nahe eines Maximums gehalten werden soll.
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Die hierin beschriebene Getriebesteuerungsstrategie, die durch das programmierte Steuergerät implementiert wird, umfasst zwei generalisierte Funktionen. Eine erste Funktion bestimmt einen Endgang auf der Grundlage einer aktuellen Bestimmung des Antriebsstrang-Ausgabedrehmoments, gemessen an der Rad/Boden-Schnittstelle, das notwendig ist, um einem aktuellen Widerstand gegen die Vorwärtsbewegung entgegenzuwirken. Zum Beispiel ist ein solcher Widerstand eine Funktion einer gemessenen Steigung, die das Fahrzeug derzeit zu bewältigen versucht, sowie einer aktuellen Fahrzeugmasse. Die gemessene Steigung wird zum Beispiel durch eine Trägheitsmesseinheit bereitgestellt. Die Fahrzeugmasse wird durch ein beliebiges einer Reihe von Verfahren bestimmt, die Bestimmungen auf der Grundlage von Maschineneigenschaften und physikalischen Berechnungen umfasst (z. B. Kraft = (Masse)·(Beschleunigung)).
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Eine zweite Funktion der beiden generalisierten Funktionen wählt einen geeigneten Herunterschaltplan auf der Grundlage des von der ersten Funktion bereitgestellten Endgangs und einer Kombination von Faktoren, die umfassen: eine Drosselstellung, einen Laststatus, eine Maschinenbeschleunigung und einen aktuellen Gang. Die Kombination der ersten und zweiten Modulfunktionalitäten erleichtert ein konsistentes Gangschaltverhalten beim Durchlaufen einer Reihe von Herunterschaltvorgängen, die durch die Begegnung mit einem hohen Widerstand gegen die durch ein Maschinengetriebe bereitgestellte Vortriebskraft notwendig werden.
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Nachdem nun kurz die allgemeine Funktionalität eines beispielhaften Ladegewichts- und Steigungsschätzers zusammengefasst wurde, der verwendet wird, um eine Leistungsgangschaltstrategie auszulösen, um den Betrieb mit maximaler Zugkraftleistung während einer Verzögerungsperiode beim Befahren einer steilen Steigung zu erleichtern, wird nun die Aufmerksamkeit auf 1 gelenkt, die eine perspektivische Umrissansicht eines Beispiels einer Maschine 100 bereitstellt, die ein solches Steuerschema einbezieht. In der Veranschaulichung von 1 ist die Maschine 100 ein Motorgrader, der ein Beispiel für eine Maschine ist, um die Konzepte des beschriebenen Ladegewicht- und Steigungsschätzers zu veranschaulichen, deren Ausgang von einem programmierten Steuergerät für ein Automatikgetriebe verwendet wird, um eine leistungsbasierte Gangwahlstrategie auszulösen. Während die Anordnung in Verbindung mit dem Motorgrader veranschaulicht wird, findet die hierin beschriebene Anordnung potenziell Anwendung in verschiedenen anderen Maschinentypen, wie etwa Radladern, Sattelzugmaschinen, etc. Der Begriff „Maschine” bezieht sich auf eine beliebige Maschine, die eine Betriebsart ausführt, die einer Industrie, wie z. B. Bergbau, Bauwirtschaft, Landwirtschaft, Transport oder einer beliebigen anderen bekannten Industrie zugeordnet ist. Zum Beispiel kann die Maschine ein Muldenkipper, Baggerlader, Grader, eine Materialmanipulationsmaschine oder dergleichen sein.
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Ein Motorgrader wird in der folgenden Beschreibung als ein Beispiel zur Veranschaulichung verwendet. Eine Seitenansicht einer Maschine 100, in diesem Beispiel eines Motorgraders 101, ist in 1 gezeigt. Der Motorgrader 101, eine Maschine mit einem hydrostatisch betriebenen Vortriebskreis zur Bewegung der Maschine über das Gelände und einem hydraulisch betriebenen Werkzeugkreis zur Durchführung verschiedener Maschinenaufgaben, wird hierin rein zur Veranschaulichung beschrieben. Es wird jedoch ein beliebiger weiterer Modus für die Leistungsversorgung der Maschine in Betracht gezogen, zum Beispiel durch Verwendung elektrisch betriebener Motoren und/oder Stellglieder. Zum Beispiel kann eine alternative Ausführungsform für die Maschine 100 einen Generator oder eine weitere Vorrichtung umfassen, die in der Lage ist, eine alternative Energieform zu erzeugen, wie etwa elektrische Leistung.
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Der in 1 dargestellte Motorgrader 101 umfasst allgemein einen zweiteiligen Rahmen, der aus einem Motorrahmen 102 und einem Werkzeugabschnitt 104 gebildet wird. Alternativ kann der Motorgrader 101 einen einteiligen Rahmen umfassen. Der Motorrahmen 102 ist in der gezeigten Ausführungsform mit dem Werkzeugabschnitt 104 durch ein Gelenk (nicht dargestellt) verbunden. Der Werkzeugabschnitt 104 umfasst ein Führerhaus 106 und zwei Laufräder 108 (nur einer sichtbar), die mit dem Boden in Kontakt stehen. In dem illustrierten Beispiel ist das Werkzeug, ein Schild 110, entlang eines mittleren Abschnitts des Werkzeugabschnitts 104 aufgehängt. Das Schild 110 kann selektiv eingestellt werden, um mit dem Boden an verschiedenen Höhen und Winkeln in Eingriff zu gelangen, um ein gewünschtes Gefälle oder eine gewünschte Kontur zu erreichen, während der Motorgrader 101 in Betrieb ist. Die Einstellung der Position des Schilds 110 wird durch ein System von Stellgliedern erreicht, das in 1 allgemein mit 112 bezeichnet ist, während die Unterstützung der Ladung, die von dem Schild 110 während des Betriebs erfahren wird, durch eine Stange 114 erreicht wird, welche schwenkbar den Werkzeugabschnitt 104 mit dem Schild 110 verbindet.
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Der Motorrahmen 102 trägt einen Motor (nicht sichtbar), der gegen die Witterung durch eine Motorabdeckung 116 geschützt wird. Der Motor stellt die notwendige Leistung bereit, um den Motorgrader 101 vorzutreiben, sowie um die verschiedenen Stellglieder und Systeme des Motorgraders 101 zu betreiben. Es versteht sich, dass andere Maschinen unterschiedliche Konfigurationen und/oder verschiedene ihnen zugeordnete Werkzeuge aufweisen können.
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In einer hydrostatisch betriebenen Maschine kann der Motor in dem Motorrahmen 102 einer hydrostatischen Pumpe (nicht dargestellt) zugeordnet sein, die Teil eines Hydrauliksystems ist, das ein Vortriebssystem des System des Motorgraders 101 betreibt. In der gezeigten Ausführungsform wird der Motorgrader 101 durch zwei Sätze von Antriebsrädern 118 angetrieben (nur ein Satz ist sichtbar), wobei jeder Satz zwei Antriebsräder 118 umfasst, die in einer Tandemkonfiguration entlang eines Trägers 120 angeordnet sind. Zwei Träger, einer davon der Träger 120, sind schwenkbar an den Enden einer Welle oder Achse an einem jeweiligen Schwenkgelenk oder -lager 123 verbunden, wobei der Träger 120 der beiden Träger an einer Seite des Motorgraders 101 angeordnet ist.
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Zumindest eines oder beide der zwei Antriebsräder 118 an dem Träger 120 können durch einen entsprechenden Motor aktiv gedreht oder angetrieben werden. Wird nur ein Rad der beiden Antriebsräder 118 mit Leistung versorgt, kann das andere Rad frei laufen, oder anders ausgedrückt, kann sich frei relativ zu dem Träger 120 drehen.
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Ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Leistungsversorgungssystems 200 für eine Maschine mit einem Automatikgetriebe, zum Beispiel die Maschine 100 (1), ist in 2 dargestellt. Das Leistungsversorgungssystem 200 umfasst ein Getriebe 202. Das Getriebe 202 ist angeordnet, um Leistung von einem Motor (nicht dargestellt) an Systeme zu übertragen, die die Maschine vortreiben oder auf andere Weise bewegen. In dem veranschaulichten Beispiel stellt das Getriebe 202 Leistung über einen Vortriebsleistungsausgang 204 an ein oder mehrere Systeme bereit, die arbeiten, um die Maschine zu bewegen und gemeinsam als ein Maschinenvortriebssystem 206 gezeigt werden.
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Das Maschinenvortriebssystem 206 stellt eine Bewegungskraft für die Maschine 100 bereit. Der Vortriebsleistungsausgang 204 wird in einer beliebigen geeigneten Weise bereitgestellt, einschließlich zum Beispiel mechanischer Leistung von einer drehenden Getriebeausgangswelle. Das Maschinenvortriebssystem 206 umfasst einen oder mehrere mechanische Antriebe, die dazu angeordnet sind, Komponenten, die Kraft zum Antreiben zum Beispiel eines oder mehrerer Räder der Maschine 100 bereitstellen, zu drehen oder auf andere Weise zu betätigen.
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In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst das Leistungsversorgungssystem 200 ein programmiertes Steuergerät 214. Das programmierte Steuergerät 214 ist zum Beispiel ein einzelnes Steuergerät oder umfasst alternativ mehr als ein Steuergerät, das angeordnet ist, um verschiedene Funktionen und/oder Merkmale der Maschine 100 zu steuern. Das programmierte Steuergerät 214 umfasst rein beispielhaft ein Gangwahl-Logikmodul 216, das computerausführbare Anweisungen umfasst, die die Ausführung einer hierin beschrieben Getriebesteuerungsstrategie erleichtern. Insbesondere umfasst das Gangwahl-Logikmodul 216 eine erste Funktion, die einen Endgang auf der Grundlage einer aktuellen Bestimmung des Antriebsstrang-Ausgangsdrehmoments bestimmt, das erforderlich ist, um einem aktuellen Widerstand gegen die Bewegung der Maschine 100 auf einer befahrenen Oberfläche entgegenzuwirken. Rein beispielhaft ist ein solcher Widerstand eine Funktion einer gemessenen und/oder berechneten Steigung, die das Fahrzeug gerade zu befahren versucht, sowie einer aktuellen Fahrzeugmasse. Die Steigung wird zum Beispiel durch eine Trägheitsmesseinheit bereitgestellt. Alternativ wird die Steigung indirekt aus betrieblichen Parameter berechnet, die eine aktuell befahrene Steigung anzeigen. Die Fahrzeugmasse wird durch ein beliebiges einer Reihe von Verfahren bestimmt, die Bestimmungen auf der Grundlage von Maschineneigenschaften und physikalischen Berechnungen umfasst (z. B. Kraft = (Masse)·(Beschleunigung)).
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Das Gangwahl-Logikmodul 216 umfasst eine zweite Funktion zur Auswahl eines geeigneten Herunterschaltplans (eine Reihe von Herunterschaltpunkten) auf der Grundlage des Endgangs, der durch die erste Funktion bereitgestellt wird, sowie einer Kombination von Faktoren, die umfassen: eine Drosselstellung, einen Laststatus, eine Maschinenbeschleunigung und einen aktuellen Gang. Ein Drosselstellungssignal wird zum Beispiel von einer Bedienersteuervorrichtung 224 über eine Bedienersteuersignalleitung 226 bereitgestellt. Andere potenzielle Eingangssignale von der Bedienersteuervorrichtung 224 über die Steuersignalleitung 226 umfassen ein Fahrgeschwindigkeitsreglersignal.
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In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst das Leistungsversorgungssystem 200 verschiedene Verbindungen, die dazu angeordnet sind, Informationen und Befehlssignale zwischen dem programmierten Steuergerät 214 und den verschiedenen Systemen der Maschine 100 auszutauschen. Solche Verbindungen weisen einen beliebigen geeigneten Typ auf und können zum Austausch von mehreren Signalen in beiden Richtungen geeignet sein. In einer Ausführungsform sind solche Verbindungen Kommunikationskanäle zwischen verschiedenen Einrichtungen, die über ein CAN-Netzwerk miteinander verbunden sind. Insbesondere verbindet eine Drehzahlsensorverbindung 218 das programmierte Steuergerät 214 mit einem Getriebeabtriebsdrehzahlsensor 219. Die Drehzahlsensorverbindung 218 stellt ein Signal bereit, das die Ausgangsdrehzahl des Getriebes 202 angibt, was dann wiederum die Berechnung einer Reihe anderer Parameterwerte wie Maschinengeschwindigkeit und Änderungsrate der Maschinengeschwindigkeit zum Zweck der Bestimmung der aktuellen Verzögerungsrate zum Beispiel während des Befahrens eines Hügels erleichtert.
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Der Satz von Signalen, der von dem programmierten Steuergerät 214 empfangen wird, umfasst die folgenden Parameter, die von der Gangwahllogik verwendet werden können: Beschleunigung (in Fahrtrichtung der Maschine), Maschinenschräglage oder -neigung (abgeschätzt oder gemessen), und Motordrehzahl (u/min des Motors).
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Das programmierte Steuergerät 214 kann dazu ausgebildet sein, während des Betriebs des Leistungsversorgungssystems 200 Informationen in Bezug auf die Bestimmung der Drehmoment-/Kraft- oder Leistungsnutzung durch die verschiedenen Systeme, zum Beispiel durch das Maschinenvortriebssystem 206, zu erhalten und zu verarbeiten. Das programmierte Steuergerät 214 bestimmt die durch den Vortriebsleistungsausgang 204 ausgeübte Antriebskraft und die von diesem gelieferte Leistung.
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Alternativ kann, anstatt die Getriebeausgangsdrehzahl zu verwenden, eine tatsächliche aktuelle Geschwindigkeit der Maschine 100 zum Beispiel aus einem gefilterten Strom bzw. einer gefilterten Reihe von momentanen Beschleunigungssignalen abgeleitet werden, die durch einen Beschleunigungsmesser 240 bereitgestellt werden. Das gefilterte Beschleunigungssignal, das durch den Beschleunigungsmesser 240 angegeben wird, kann normalisiert werden, wenn die Geschwindigkeit der Maschinenfortbewegung auf einer nicht ebenen Fahrtoberfläche unter Verwendung eines durch einen Neigungssensor 242 bereitgestellten Signals berechnet werden soll. Der Neigungssensor 242 gibt die Steigung an, auf welcher die Maschine fährt (in einer Vorwärtsrichtung).
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Das programmierte Steuergerät 214 ist mit dem Getriebe 202 rein beispielhaft durch zwei Kommunikationsverbindungen verbunden, einer Getriebeausgangsverbindung 228 und einer Getriebeeingangsverbindung 230. Die Getriebeausgangsverbindung 228 stellt die Fähigkeit des programmierten Steuergeräts 214 dar, Befehlssignale an die verschiedenen Getriebestellglieder und Systeme zu liefern, die den Betrieb des Getriebes 202 steuern. Informationssignale, die einen oder mehrere Getriebebetriebsparameter angeben, werden dem programmierten Steuergerät 214 über die Getriebeeingangsverbindung 230 bereitgestellt. Wie oben erörtert sind die Getriebeeingangsverbindung 230 und die Getriebeausgangsverbindung 228 in einer beliebigen geeigneten Anordnung verkörpert, zum Beispiel durch Verwendung von CAN-Verbindungen, die in der Lage sind, mehr als ein Signal gleichzeitig zu übertragen; es können jedoch auch andere Anordnungen verwendet werden.
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Es sollte klar sein, dass das hierin erörterte programmierte Steuergerät 214 eine Computereinrichtung, z. B. ein programmierter Prozessor, ist, der computerausführbare Anweisungen von einem computerlesbaren Medium liest und diese Anweisungen ausführt. Computerlesbare Medien schließen sowohl nichtflüchtige als auch flüchtige Medien ein. Beispiele für erstere sind magnetische Scheiben, optische Scheiben, Flash-Speicher, RAM, ROM, Bänder, Karten etc.
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Beispiele für letztere umfassen akustische Signale, elektrische Signale, AM- und FM-Wellen, etc. So wie der Ausdruck in den folgenden Patentansprüchen verwendet wird, soll ”nicht flüchtiges computerlesbares Medium” materielle Medien bezeichnen, die durch einen Computer gelesen werden können, außer es wird in dem betreffenden Anspruch speziell etwas anderes angegeben.
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Nachdem nun eine beispielhafte Maschinen- und Leistungssteuerungsanordnung (2) beschrieben wurde, wird nun die Aufmerksamkeit auf die 3a und 3b gelenkt, die zusammen rein veranschaulichend eine beispielhafte Getriebeübersetzungs-Auswahlstrategie abbilden (3b). Die veranschaulichte Strategie hält die Motorleistung während der Verlangsamung der Maschine 100 konstant auf der höchsten Ausgabe, was jedoch eine Reihe von Herunterschaltvorgängen notwendig macht, um die unerwünschte Verlangsamung zu stoppen. Eine solche Verlangsamung wird zum Beispiel verursacht, wenn ein hoher Widerstand gegen die Vorwärtsbewegung auf Grund einer Kombination von Faktoren erfahren wird, die umfassen, dass die Maschine eine starke Steigung zu befahren versucht, während sie ein hohes Ladegewicht oder eine große Werkzeuglast trägt (z. B. ein mit dem Boden in Eingriff stehendes Graderschild).
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In dem illustrierten Beispiel bildet 3a graphisch ein typisches Getriebeherunterschaltschema ab. In dem Beispiel stellt die Linie 300 einen Felgenzugkraft-Leistungspfad dar, bei welchem heruntergeschaltet wird, wenn ein Fahrzeug sich verlangsamt, so dass ein wesentlicher Leistungssprung in Ansprechen auf jedes Herunterschalten um einen Gang auftritt.
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Im Gegensatz zu dem Felgenzugkraft-Leistungspfad von 3a ist in 3b ein Felgenzugkraft-Leistungspfad 310 der Maschine 100 abgebildet, die in Übereinstimmung mit einer Reihe von Hochleistungs-Herunterschaltvorgängen arbeitet, bei der ein Herunterschaltvorgang an Überkreuzungspunkten der Leistungskurven für benachbarte Gänge erfolgt. In dem veranschaulichten Beispiel von 3b erfolgt das Herunterschalten, verglichen mit dem Herunterschaltplan, der in 3 abgebildet ist, vergleichsweise früher für jeden Herunterschaltvorgang zwischen benachbarten Gängen für eine Reihe von Herunterschaltvorgängen vom fünften Gang bis zum ersten Gang. Zum Beispiel geschieht in 3 das Herunterschalten von dem dritten auf den zweiten Gang bei ungefähr 17 Meilen pro Stunde (Fahrzeuggeschwindigkeit) auf. An diesem Punkt hat sich die Motordrehzahl (u/min) ausreichend verlangsamt, so dass ein beträchtlicher Leistungsabfall aufgetreten ist, während die Maschine weiter in dem höheren Gang läuft. In Übereinstimmung mit einer Anordnung zum frühen Herunterschalten, wie sie in 3b abgebildet ist, erfolgt das Herunterschalten von dem dritten in den zweiten Gang jedoch an einem Leistungskurven-Überkreuzungspunkt bei ungefähr 20 Meilen pro Stunde. Das Auslösen von Herunterschaltvorgängen, bevor die Leistungsabgabe des Motors wesentlich abfällt (z. B. an Leistungskurven-Überkreuzungspunkten zwischen benachbarten Gängen) ermöglicht eine höhere Gesamtleistungsabgabe durch den Motor während der Reihe von Herunterschaltvorgängen vom fünften in den ersten Gang nach dem in 3b abgebildeten Herunterschaltplan – verglichen mit der Reihe von Herunterschaltvorgängen, die während des in 3a bereitgestellten Beispiels erfolgen. Ein Verfahren, das von dem Gangwahl-Logikmodul 216 ausgeführt wird, wird hierin im Folgenden unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Das Verfahren umfasst das Identifizieren von Umständen, die eine Reihe von Herunterschaltvorgängen von einem aktuellen Gang zu einem Zielgang notwendig machen, wodurch dem Getriebe 202 ermöglicht wird, über den Vortriebsleistungsausgang 204 ausreichend Drehmoment an das Maschinenvortriebssystem 206 zu liefern, um einer aktuellen Gesamtwiderstandskraft, auf die das Getriebe 202 der Maschine 100 trifft, zu begegnen oder diese zu überwinden.
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4 fasst eine Menge von Schritten für ein Verfahren 400 zusammen, die wiederholt (z. B. periodisch oder in Ansprechen auf ein Auslöseereignis) von der Maschine 100 unter Anleitung des programmierten Steuergeräts 214 ausgeführt werden. Die zusammengefassten Schritte betreffen die Erfassung eines Auslöseereignisses, und danach die Implementierung einer Gangschalt-Steuerstrategie in Übereinstimmung mit der in 3b abgebildeten Herunterschaltanordnung zur Maximierung der Leistung (Leistungsabgabe), während eine Reihe von sequenziell ausgeführten Herunterschaltvorgängen bis zu einem Zielgang ausgeführt werden. Der Zielgang wird auf der Grundlage eines aktuellen Widerstands gegen die Vorwärtsbewegung, den die Maschine 100 erfährt, bestimmt. Ein solcher Widerstand basiert zumindest auf einem aktuellen Steigungsgrad und einer Masse der Maschine 100 (einschließlich Ladegewicht). Eine solche Berechnung kann jedoch auch eine Reihe von anderen zum Widerstand gegen die Vorwärtsbewegung beitragenden Faktoren einbeziehen (im Folgenden hierin unter Bezugnahme auf 5 beschrieben). Das Verfahren 400 ist rein beispielhaft. Somit werden Variationen für die Steuerung der Auslösung des rein veranschaulichend in 3b abgebildeten Herunterschaltplans auf der Grundlage verschiedener beobachteter Maschinenparameter ebenfalls in Betracht gezogen. Das in 4 zusammengefasste Verfahren wird durch einen Ladegewicht- und Neigungsschätzer unterstützt, die beide im Folgenden hierin unter Bezugnahme auf 5 beschrieben werden.
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Während Schritt 405 berechnet das programmierte Steuergerät 214 einen aktuellen Widerstand gegen die Vorwärtsbewegung der Maschine 100. Eine solche Berechnung basiert zumindest auf einer aktuellen Steigung sowie einer aktuellen Masse der Maschine 100, wie sie durch das programmierte Steuergerät 214 berechnet werden. Ein bestimmtes Beispiel einer Konfiguration des programmierten Steuergeräts 214, um die aktuellen Masse- und Steigungsberechnungen bereitzustellen, wird in der hierin im Folgenden beschriebenen 5 bereitgestellt. In dem illustrativen Beispiel berücksichtigt die Berechnung des Widerstands gegen die Vorwärtsbewegung auch eine Widerstandskraft, die einem Maschinenwerkzeug/-gerät zugeschrieben wird, wie etwa einem ausgefahrenen Schürferschild an einer Gradermaschine.
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Während des Schritts 410 wendet das programmierte Steuergerät 214 den während Schritt 405 berechneten Widerstand gegen die Vorwärtsbewegung auf einen Satz von Drehmomenteigenschaften für jeden der Vorwärtsgänge der Maschine 100 an, um einen Zielgang für die Maschine 100 zu bestimmen. Rein beispielhaft ist der Zielgang der höchste Gang, bei dem ausreichend Drehmoment durch das Getriebe 202 und den Vortriebsleistungsausgang 204 bereitgestellt wird, um den aktuellen Widerstand gegen die Vorwärtsbewegung, der während Schritt 405 berechnet wurde, zu überwinden. Die Steuerung geht dann über auf Schritt 415.
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Erfasst während Schritt 415 das programmierte Steuergerät 214 eine Auslösebedingung zur Aktivierung des frühen Herunterschaltplans für die Maschine 100, wie etwa den rein veranschaulichend in 3b abgebildeten Herunterschaltplan, geht die Steuerung dann auf Schritt 420 über. Rein beispielhaft kann die Auslösebedingung eine oder mehrere aus dem Satz von individuellen/kombinierten Bedingungen auf der Grundlage eines Satzes von Eingängen, die zum Beispiel umfassen: Drosselstellung, aktueller Gang, Rollwiderstand, Steigung, aktuelle Fahrzeuggesamtmasse, berechneter Zielgang.
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Zum Beispiel ist in einer beispielhaften Ausführungsform der Frühschaltplan in Kraft, solange der berechnete Zielgang nicht um zwei niedriger ist als der aktuelle Gang. Somit ist beabsichtigt, in die frühe Schaltstrategie einzutreten, wenn die Maschine wahrscheinlich für längere Zeit einen wesentlichen Drehmomentmangel erfährt, der ein Herunterschalten bis zu einem Zielgang erfordert, um ein Ausgangsdrehmoment zu erreichen, das die während Schritt 405 berechnete aktuelle Widerstandskraft übersteigt. Wird keine Auslösebedingung erfasst, geht die Steuerung von Schritt 415 auf das Ende über.
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Das hierin weiter oben unter Bezugnahme auf 4 beschriebene illustrative Steuerungsverfahren kann durch Verwendung zusätzlicher und/oder alternativer Sensoren modifiziert oder verbessert werden.
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Nachdem nun ein beispielhafter Betrieb des Gangwahl-Logikmoduls 216 des programmierten Steuergeräts 214 beschrieben wurde, um einen frühen Gangherunterschaltplan auf der Grundlage eines aktuellen Widerstands gegen die Vorwärtsbewegung zu erfassen und auszuführen, wird nun die Aufmerksamkeit auf die 5 gelenkt, die eine Konfiguration des programmierten Steuergeräts 214 zusammenfasst, die die Erzeugung einer Masse und einer Steigung (Neigung) erleichtert, die zur Berechnung einer solchen Widerstandskraft gegen die Vorwärtsbewegung für die Maschine 100 während Schritt 405 von 4 verwendet wird.
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Ein Eingabenblock 500 stellt einen Satz von Eingangsparametern bereit, die von dem programmierten Steuergerät 214 verwendet werden, um die Masse- und Steigungsberechnungen durchzuführen. Die durch den Eingabenblock 500 bereitgestellten Eingangsparameter umfassen rein beispielhaft: ein Drehzahlverhältnis, Motordrehzahl, Motordrehmoment, aktuelle Getriebeübersetzung und Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Eingangsparameter werden an einen Satz von Zwischenberechnungsblöcken (unten beschrieben) bereitgestellt, die ihrerseits ihre Ausgabe an einen Masseberechner 502 und einen Steigungsberechner 504 bereitstellen. Die abgeschätzten Masse- und Steigungswerte, die durch den Masseberechner 502 und einen Steigungsberechner 504 erzeugt werden, werden in vorteilhafter Weise an das Gangwahl-Logikmodul 216 zur Steuerung der Gangwahl bereitgestellt. Während die Masse- und Steigungsschätzungen in der hierin weiter oben besprochenen (siehe 4) frühen Herunterschaltstrategie verwendet werden, verwendet das Gangwahl-Logikmodul 216 die berechneten Masse- und Steigungsabschätzungen – sogar in Fällen, wo der frühe Gangherunterschaltmodus nicht aktiviert ist – zur Steuerung der Getriebeübersetzungsauswahl, um die Leistung und/oder Kraftstoffökonomie der Maschine 100 zu verbessern.
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Der Betrieb des Masseberechners 502 und des Steigungsberechners 504 erfolgt iterativ und parallel. Der Masseberechner 502 erzeugt eine Masseabschätzung M nach folgender Gleichung: M = (Fprop – Frolling – Fair – Finertia)/((Fhrzg. Beschleunigung) + ((Trägheitsbeschl.)(sin(Steigung))))
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Der Steigungsberechner 504 erzeugt eine Steigungsabschätzung G nach folgender Gleichung: G = asin((Fprop – Frolling – Fair – Finertia – (Fhrzg Beschl)(Masse))/((Masse)(Trägheitsbeschl.)))
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Darüber hinaus sind die Masse- und Steigungsberechnungen koabhängig. Somit werden die Ausgangswerte des Masseberechners
502 an den Steigungsberechner
504 weitergeleitet, um die Steigungsberechnungen zu erleichtern, und die Ausgangswerte des Steigungsberechners
504 an den Masseberechner
502, um die Masseberechnungen zu erleichtern. Die iterative Teilung der Masse- und Steigungsabschätzungsberechnungen durch den Masseberechner
502 und den Steigungsberechner
504 schafft eine selbstkorrigierende koabhängige Beziehung zwischen dem Masseberechner
502 und dem Steigungsberechner
504, die die Notwendigkeit der Implementierung von Fehlerkorrekturalgorithmen aufhebt, wie etwa eines rekursiven Algorithmus der kleinsten Quadrate, der zum Beispiel durch das
US-Patent 7,499,784 an Kresse beschrieben wird.
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Wie explizit in 5 abgebildet, können ein Masseberechnungs-Filter/Mittelwertbildner 503 und ein Steigungsberechnungs-Filter/Mittelwertbildner 505 über Eingangs- und/oder Ausgangswerte für den Masseberechner 502 und den Steigungsberechner 504 implementiert werden, um ein Maß der zeitlichen Stabilität für kurzfristige Masse- und Steigungsberechnungen bereitzustellen. Wie im Hinblick auf die veranschaulichten Ausführungsformen klar sein wird, kann die Filter/Mittelwertbildner-Funktionalität auf eine Reihe von Wegen unter Verwendung eines beliebigen aus einer Reihe von Filterungs-/Mittelwertbildungsschemata implementiert werden. Rein beispielhaft wird ein gewichtetes gleitendes Mittelwertsfenster, das eine Abfolge von x Koeffizienten (Gewichtungen) angibt, die sich auf einen Wert von 1 summieren, auf eine Abfolge von zuvor berechneten Werten angewendet, welche umfassen: (1) einen aktuellen Wert, der durch den Masseberechner 502 oder den Steigungsberechner 504 erstellt wird, sowie (2) x – 1 zuvor berechnete Werte die durch den Masseberechnungs-Filter/Mittelwertbildner 503 oder den Steigungsberechnungs-Mittelwertbildner 505 erstellt wurden.
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Darüber hinaus können mehrere Definitionen für Filter/Mittelwertbildner bereitgestellt werden. Zuerst werden verschiedene Filter-/Mittelwertbildner-Definitionen zur Verarbeitung des Ausgangs des Masseberechnung-Filters/Mittelwertbildners 503 und des Steigungberechnungs-Filters/Mittelwertbildners 505 bereitgestellt. Als zweites werden mehrere verschiedene Filter-/Mittelwertbildner-Definitionen bereitgestellt und dynamisch spezifiziert, auf der Grundlage eines aktuellen allgemeinen Betriebszustands der Maschine. Solche Zustände umfassen zum Beispiel Starten/Beschleunigen aus einem Anhaltezustand, einen Gangwechsel, einen gleichmäßigen Laufzustand. In solchen verschiedenen Betriebszuständen werden unterschiedliche Mengen an Koeffizienten verwendet, um aktuelle Änderungen der durch den Masseberechner 503 und den Steigungsberechner 505 erstellten Masse- und Steigungswerte zu akzeptieren oder zu verwerfen. Weitere abstimmbare Aspekte der Filter-/Mittelwertbildner-Definitionen umfassen die Zeitverzögerung zwischen Berechnungen neuer Masse- und Steigungswerte und die Anzahl aller Werte (x), die innerhalb des Mittelwertfensters fallen (in dem veranschaulichten Beispiel).
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Die untenstehende Beschreibung bezieht sich auf die Quellen für die Parameterwerte (siehe 5) für die oben identifizierten Parameter, die durch den Masseberechner 502 und den Steigungsberechner 504 verwendet werden. Ein Vortriebskraftberechner 510 stellt den Parameterwert Fprop, die Kraft, die an dem Ausgang des Getriebes erzeugt wird, auf der Grundlage der folgenden Gleichung bereit: Fprop = ((Mot.Drehm.)(Wandl.Drehm.Verhl.) – (Getr.Verl.))/(Gesamtradius)
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Der Parameterwert für das Motordrehmoment (Mot.Drehm.) basiert auf einem berichteten Motordrehmomentwert, der einem Wandlerabsorptionsblock 514 von dem Eingabenblock 500 bereitgestellt wird. Das tatsächliche an dem Getriebeausgang gelieferte Drehmoment wird von dem Wandlerabsorptionsblock 514 auf der Grundlage eines Satzes von bereitgestellten Parametern bereitgestellt, die den Betrieb des Drehmomentwandlers beeinflussen. Insbesondere bestimmt der Wandlerabsorptionsblock 514, ob der Wandler im Sperrmodus oder im Wandlermodus ist. Arbeitet der Drehmomentwandler im Sperrmodus, gibt der Wandlerabsorptionsblock 514 das berichtete Motordrehmoment (von dem Eingabenblock 500) in seiner unveränderten Form an den Vortriebskraftberechner 510 weiter (d. h., den Motordrehmomentwert, der von dem Eingabenblock 500 bereitgestellt wird). Arbeitet der Drehmomentwandler jedoch im ”Wandler”-Modus, stellt (reduziert) der Wandlerabsorptionsblock 514 den berichteten Motordrehmomentwert, den er von dem Eingabenblock 500 empfängt, gemäß einer Umwandlungstabelle/-gleichung auf der Grundlage aktueller Maschinenbetriebsparameterwerte ein, die umfassen: das berichtete Motordrehmoment (von dem Eingabenblock 500), Drehzahlverhältnis (Verhältnis aus Drehmomentwandlereingang zu Wandlerausgang), und Motordrehzahl (von dem Eingabenblock 500).
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Das Wandlerdrehmomentverhältnis (Wandl.Drehm.Verhl.) wird durch einen Wandlerdrehmomentverhältnis-Block 512 auf der Grundlage eines Drehzahlverhältnis-Parameterwerts bereitgestellt, der von dem Eingabenblock 500 auf der Grundlage der Wandlereingangsdrehzahl und der Wandlerausgangsdrehzahl bereitgestellt wird. Der Parameterwert Getriebeverluste (Getr.Verl.) berücksichtigt Kraftverluste, die der Drehung/Bewegung der Getriebekomponenten zuschreibbar sind. Der Getriebeverluste-Kraftwert wird dynamisch durch den Vortriebskraftberechner 510 auf der Grundlage von Drehzahlverhältnis-, Motordrehzahl- und Getriebeübersetzungs-Parameterwerten erzeugt, die von dem Eingabenblock 500 bereitgestellt werden.
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Der Parameterwert Gesamtradius entspricht dem Rollradius eines Antriebsrades auf einer befahrenen Oberfläche (z. B. den Abstand von dem Mittelpunkt des Antriebsrades zum Boden).
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Nachdem nun die Funktionalität des Vortriebskraftberechners 510 beschrieben wurde, soll nun die Aufmerksamkeit auf einen Satz von zusätzlichen Funktionsblöcken gelenkt werden, die Eingangsparameterwerte an den Masseberechner 502 und den Steigungsberechner 504 liefern. Ein Rollkraftberechner 520 stellt den Parameterwert Rollkraft bereit, den Rollwiderstand, der durch eine Oberfläche verursacht wird, auf welcher die Fahrzeugräder laufen, auf der Grundlage der folgenden Gleichung: Rollkraft (Frolling) = 0.0041 + (Fahrzeuggeschwindigkeit)(0.000041)(Masse)cos(Steigung) + (Werkzeugkraft)
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Der Rollkraftberechner 520 empfängt Masse- und Steigungseingangswerte von dem Masseberechner 502 und dem Steigungsberechner 504, und empfängt die Fahrzeuggeschwindigkeit von dem Eingabenblock 500. Der Rollkraftberechner 520 soll ein anpassbarer Block sein, in dem eine Konstante und/oder ein Koeffizient (z. B., 0,0041 und 0,000041) entweder kurzfristig (z. B., wenn ein Werkzeug wie etwa ein Graderschild in Betrieb gesetzt wird) oder langfristig (Arbeiten auf weichem Boden, Befahren einer Straße etc.) modifiziert werden kann.
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Darüber hinaus ist der Rollkraftberechner 520 dazu ausgebildet, Kräfte zu berücksichtigen, die einem Werkzeug/Gerät zuschreibbar sind, das auf eine Weise in Betrieb gesetzt wird, die die Bewegung der Maschine, an der es angebracht ist, entweder unterstützt oder dieser Widerstand entgegensetzt (z. B. wenn das Werkzeug in den Boden eingreift). Im Fall des Motorgraders 101 stellt ein Sensor (z. B. Druckmesswandler) ein Signal bereit, das die Widerstandskraft eines Werkzeugs (z. B. Schild 110) darstellt. Die Werkzeugwiderstandskraft wird durch den Ausdruck ”Werkzeugkraft” in der oben bereitgestellten Rollkraftgleichung dargestellt. Das die Werkzeugwiderstandskraft darstellende Signal kann gefiltert werden, um das Signal über eine kurze Dauer zu glätten und transiente Sensorspitzen zu verhindern oder zu minimieren, die die langfristigen Rollwiderstandsberechnungen, die von dem Rollkraftberechner 520 durchgeführt werden, nicht signifikant beeinflussen sollten.
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Ein Luftkraftberechner 530 stellt auf der Grundlage der folgenden Gleichung den Parameterwert Luftkraft bzw. den Widerstand, der durch den Strömungswiderstand erzeugt wird, wenn ein Fahrzeug sich durch Luft bewegt: Luftkraft = (Strömungswiderstandskoeffizient)(Frontfläche)(Fahrzeuggeschwindigkeit^2)/2
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Der Luftkraftberechner 530 empfängt einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Drehzahlwert von dem Eingabenblock 500. Die Frontfläche wird auf der Grundlage vorhergehender Messungen bereitgestellt, und der Strömungswiderstandskoeffizient wird durch vorhergehende Messungen für den betreffenden Typ der Maschine 100 unter verschiedenen Bedingungen bereitgestellt.
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Ein Trägheitskraftberechner 540 stellt den Parameterwert Trägheitskraft bereit, der Kraft, die notwendig ist, um das Getriebe und andere Antriebsstrangkomponenten der Maschine 100 zu beschleunigen, auf der Grundlage einer aktuellen Fahrzeugbeschleunigung (d. h., Änderung in der Lineargeschwindigkeit pro Zeiteinheit) und einer aktuellen Getriebeübersetzung bereit. Die aktuelle Getriebeübersetzung wird durch den Eingabenblock 500 bereitgestellt. Die Fahrzeugbeschleunigung wird durch einen Beschleunigungsberechner 550 auf der Grundlage einer Reihe von Eingangsfahrzeuggeschwindigkeiten über angegebene Zeitperioden bereitgestellt. Es wird besonders angemerkt, dass der Getriebeübersetzungseingangs-Parameterwert (der den aktuellen Gang der Maschine angibt) in Maschinen, wo die Trägheitskräfte in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Gang auf Grund ihrer beträchtlichen Massen stark schwanken, sehr wichtig für genaue Berechnungen sowohl durch den Masseberechner 502 als auch durch den Steigungsberechner 504 sein kann.
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Nachdem nun die Eingangswerte und Berechnungen, die durch eine beispielhafte Konfiguration des programmierten Steuergeräts 214 durchgeführt werden, beschrieben wurden, wird weiter angemerkt, dass es in manchen Fällen nützlich ist, Berechnungen durch den Masseberechner 502 und den Steigungsberechner 504 zu halten oder sogar zurückzusetzen. In dem in 5 bereitgestellten illustrativen Beispiel schützt ein Rücksetz-/Halte-Logikblock 506 vor potenziell ungewöhnlichen Eingangsparameterwerten, die zu unerwünschtem fehlerhaften Verhalten des Gangwahl-Logikmoduls 216 führen können. Insbesondere empfängt der Rücksetz-/Halte-Logikblock 506 Eingangswerte von dem Eingabenblock 500, die aktuelle Betriebsbedingungen für die Maschine 100 angeben, die entweder ein Zurücksetzen oder Halten der zuvor durch den Masseberechner 502 und/oder den Steigungsberechner 504 berechneten Werte verlangen. Auf der Grundlage der von dem Eingabenblock 500 empfangenen Eingangswerte gibt der Rücksetz-/Halte-Logikblock 506 unter Bedingungen Halte- oder Rückstellsignale an den Masseberechner 502 und den Steigungsberechner 504 oder beide aus. Zum Beispiel wird der durch den Masseberechner 502 erzeugte Massewert auf den Leerlastwert zurückgesetzt, wenn die Maschine 100 ein Sattelschlepper ist und ein Lastabhängknopf gedrückt wird. Auch gibt der Rücksetz-/Halte-Logikblock 506 immer dann, wenn die Maschine 100 wendet oder abbiegt, auf Grund der komplexen Kräfte, die bei einem solchen Betrieb auf die Maschine 100 wirken, einen Signalhaltebetrieb für den Masseberechner 502 und den Steigungsberechner 504 aus.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Offenbarung ist anwendbar auf angetriebene Maschinen mit einem Automatikgetriebe, das gesteuert und dazu ausgebildet ist, eine variable Vortriebskraft auf die Antriebsräder einer Maschine auszuüben. Insbesondere stellen die offenbarten Prinzipien einen Mechanismus bereit, um die Motorleistungsabgabe während einer Reihe von Herunterschaltvorgängen, die durch die Begegnung der Maschine mit einem erhöhten Widerstand gegen die Vorwärtsbewegung der Maschine als ein Ergebnis zum Beispiel des Befahrens eines Hügels mit einer relativ steilen Steigung notwendig werden, auf einem höheren Niveau aufrecht zu halten. Dieses System kann in einer Reihe von Maschinen implementiert werden, die unter einer Reihe von Vortriebslastbedingungen arbeiten und wahrscheinlich auf einen wesentlich erhöhten Widerstand gegen die Vorwärtsbewegung während des Normalbetriebs treffen. Obwohl viele Maschinen, die Nutzen aus den offenbarten Prinzipien ziehen können, Maschinen sein werden, die in geländegängigen Maschinen wie Grader und geländegängigen Sattelkippern/Schleppern verwendet werden, ist klar, dass die offenbarten Maschinen und Verfahren für das programmierte Steuergerät für solche Maschinen auch in anderen Zusammenhängen verwendet werden, und die Lehren hierin ebenfalls breite Verwendung finden.
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Durch Verwendung der offenbarten Prinzipien steuert das programmierte Steuergerät 214 ein Getriebe, um sicherzustellen, dass das Vortriebssystem auf einem Hochleistungsausgang arbeitet, wobei Gangherunterschaltvorgänge während der Verlangsamung der Maschine an den Überkreuzungspunkten der Leistungskurven für benachbarte Gänge auftreten. Es versteht sich, dass die vorstehende Beschreibung nur Beispiele des offenbarten Systems bzw. der offenbarten Technik bietet. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass andere Implementierungen der Offenbarung sich im Detail von den vorstehenden Beispielen unterscheiden können. Darüber hinaus sind alle Verweise auf Beispiele hierin als Verweis auf das spezielle, an diesem Punkt erörterte Beispiel gedacht, und sollen keine wie auch immer geartete Beschränkung des Umfangs der Offenbarung im Allgemeinen implizieren. Alle Formulierungen einer Unterscheidung und einer Herabsetzung bezüglich bestimmter Merkmale sollen eine geringere Bevorzugung für diese Merkmale angeben, jedoch diese nicht vom Bereich der Offenbarung ausschließen, falls nichts anderes angegeben ist.
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Die Erwähnung von Wertebereichen soll hier nur als ein abgekürztes Verfahren dazu dienen, einzeln jeden getrennten Wert zu nennen, der in den Bereich fällt, außer wenn dies in anderer Weise hier angezeigt wird, und jeder getrennte Wert wird in die Beschreibung miteingeschlossen, genauso wie wenn er einzeln hier genannt worden wäre. Alle hier beschriebenen Verfahren können in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, falls hier nichts anderes angegeben ist oder es zum konkreten Zusammenhang nicht in einem klaren Widerspruch steht.
