DE19738119A1 - System zum Abschätzen der Restbetriebszeit eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Abschätzung der Restbetriebszeit eines Arbeitsfahr­ zeuges, und insbesondere ein System zur Abschätzung der Restbetriebszeit eines Arbeits­ fahrzeuges, wie zum Beispiel eines hydraulischen Baggers, welcher Erde, Sand, Steinbroc­ ken in einer Mine oder ähnlichem ausgräbt und wegschafft.

Arbeitsfahrzeuge, wie zum Beispiel hydraulische Bagger werden verwendet, um Erde, Sand oder ähnliches auszugraben und diese dann zu transportieren und wegzuschaffen. Da die Arbeitsfahrzeuge bei einer solchen Arbeit stark belastet werden, sind verschiedene Maßnah­ men vorgeschlagen worden, die ihre Wartung und den Betrieb betreffen, (beispielsweise die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. SHO 59-98935).

Anders als herkömmliche Fahrzeuge, werden Arbeitsfahrzeuge, wie zum Beispiel hydrauli­ sche Bagger, oft an Stellen verwendet, die weitab von Städten liegen. Wenn einem Arbeits­ fahrzeug der Brennstoff für seine Maschine ausgeht, bleibt das Arbeitsfahrzeug unmittelbar stehen. Wenn dies passiert, ist es nicht länger möglich, daß das Arbeitsfahrzeug die Arbeit fortsetzt, so daß die Arbeitsleistung bedeutend beeinträchtigt wird.

Andererseits variiert die Belastung, welcher ein Arbeitsfahrzeug ausgesetzt ist, abhängig von der Art der Arbeit wesentlich. Dies macht es für einen Bediener schwer, abzuschätzen, wieviel Brennstoff durch das Arbeitsfahrzeug verbraucht wird. Deshalb haben Bediener ihr Arbeitsfahrzeug oft nicht rechtzeitig aufgetankt, so daß der Brennstoff des Arbeitsfahrzeu­ ges ausging und es nicht länger möglich war, die Arbeit fortzusetzen. Um das oben ge­ nannte Ausgehen des Kraftstoffes bei Arbeitsfahrzeugen zu vermeiden, werden viele her­ kömmliche Arbeitsfahrzeuge mit einer Vorrichtung ausgestattet, welche ein Warnsignal oder ähnliches anzeigt oder einen Warnton erzeugt, wenn das Kraftstoffniveau auf ein sol­ ches Niveau abgesunken ist, welches es dem Arbeitsfahrzeug gestattet, nur noch für eine zusätzliche Stunde unter maximaler Belastung zu arbeiten. Basierend auf der Warnung der oben genannten Vorrichtung, bittet der Bediener ein Überwachungszentrum mittels einer Funkkommunikationsausrüstung oder einem Mobiltelefon um Wiederauftankung. Als weite­ re Maßnahme ist ein Steuersystem vorgeschlagen worden, welches, wie in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. HEI 4-265434 beschrieben ist, die Motorengeschwindigkeit auf ein die Arbeit noch gestattendes minimales Niveau absenkt, um den Kraftstoffverbrauch durch ein Arbeitsfahrzeug einzusparen, wenn das Kraftstoff­ niveau niedrig geworden ist.

Auf einem riesigen Arbeitsplatz, wie zum Beispiel einer Tagebaumine (oder offener Gru­ be), werden in Hinsicht auf eine verbesserte Produktivität viele Arbeitsfahrzeuge verwen­ det. Auf einem solchen Arbeitsplatz stehen im allgemeinen verschiedene Tanklastwagen zum Wiederbetanken von Arbeitsfahrzeugen zur Verfügung. Jeder dieser Tanklastwagen kommt zu einem nach dem anderen seiner zugeordneten Arbeitsfahrzeuge, um sie wieder­ zubetanken, so daß den Arbeitsfahrzeugen der Kraftstoff nicht ausgeht.

Bei der herkömmlichen Vorrichtung, die eine Warnung ausgibt, wenn das Kraftstoffniveau auf ein solches Niveau abgesunken ist, das lediglich noch ein Arbeiten des Arbeitsfahrzeu­ ges für eine Stunde unter maximaler Belastung gestattet, könnte der Bediener die Warnung ignorieren und die Arbeit fortsetzen, um eine Produktivitätssteigerung zu erreichen, weil er aus Erfahrung weiß, daß der Kraftstofftank noch eine Kraftstoffmenge enthält, die weit über derjenigen liegt, die zum Betrieb des Arbeitsfahrzeuges für eine Stunde benötigt wird. In einem solchen Fall könnte das Arbeitsfahrzeug nicht rechtzeitig wieder aufgetankt wer­ den, sogar dann nicht, wenn er ein Wiederauftanken sofort nach dem Zeitpunkt erbittet, an dem ihm auffällt, daß das Kraftstoffniveau im Kraftstofftank niedrig geworden ist. Als Resultat hiervon bleibt dem Bediener keine andere Wahl, als einfach mit der Arbeit aufzu­ hören, bis der Tanklastwagen eintrifft. Dieses Problem ist oft aufgetreten.

Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Maßnahme, bei welcher ein Tanklastwagen zu Arbeitsfahrzeugen kommt und sie nacheinander betankt, wird der Kraftstofftank eines jedes Arbeitsfahrzeuges wiederaufgefüllt, um sicherzustellen, daß das Ausgehen des Kraftstoffes vermieden wird, und zwar sogar dann, wenn im Kraftstofftank noch sehr viel Kraftstoff verblieben ist. Deshalb wird der Kraftstofftank öfter als gewöhnlich wieder aufgetankt. Da das Arbeitsfahrzeug bei jedem Wiederauftanken einmal angehalten werden muß, führt das häufigere Wiederauftanken zu einem Anstieg beim Arbeitszeitverlust. Dies ist ein Grund für eine beeinträchtigte Arbeitsleistung geworden. Speziell an einem Arbeitsplatz, wo ein Dreischichtensystem gefahren wird, hat das Betriebsfähigkeits-Verhältnis der Arbeitsfahrzeuge 90% oder noch höher erreicht. In einem solchen Fall führt ein Anstieg der arbeitsfreien Zeit aufgrund des Wiederauftankens direkt zu einer Verringerung der Arbeitsleistung. Um das Ausgehen des Kraftstoffes sicher zu vermeiden, ist es wichtig, Tanklastwagen und ihre Bediener in ausreichendem Maße in Reserve zu halten. Extrem hohe Kosten fallen deshalb für solche Tanklastfahrzeuge und deren Bediener an.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebenen Probleme der herkömm­ lichen Technik zu überwinden und ein System zum Abschätzen der Restbetriebszeit eines Arbeitsfahrzeuges zur Verfügung zu stellen, so daß es möglich wird, mit hoher Genauigkeit abzuschätzen, wieviele Stunden ein Arbeitsfahrzeug noch betrieben werden kann.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Probleme der herkömmlichen Technik zu überwinden und ein System zum Abschätzen der Restbe­ triebszeit eines Arbeitsfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, so daß eine vernünftige Wieder­ auftankung des Arbeitsfahrzeuges durchgeführt werden kann.

Die obigen Aufgaben werden durch die Erfindung mit den folgenden Merkmalen gelöst:

• (1) System zum Abschätzen der Restbetriebszeit eines Arbeitsfahrzeuges, wobei das System an dem Arbeitsfahrzeug angeordnet ist, welches aufweist: einen Motor, einen Kraft­ stofftank zum Speichern von Kraftstoff für den Motor, einem Kraftstoffmeßgerät zum Er­ fassen einer Kraftstoffmenge im Kraftstofftank, einen Motordrehzahlmesser zum Erfassen der Drehzahl des Motors, mehrere Hydraulikpumpen, die durch den Motor angetrieben werden, eine gleiche Anzahl von hydraulischen Betätigungseinrichtungen, die durch die Ar­ beitsöle angetrieben werden, welche von den jeweiligen Hydraulikpumpen geliefert werden, und eine gleiche Anzahl von Ansteuerungshebeln zum Betätigen der jeweiligen hydrauli­ schen Betätigungseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß das System umfaßt:
  eine erste Rechnereinrichtung zum Errechnen einer tatsächlich vom Motor ver­ brauchten Kraftstoffmenge auf der Basis eines Meßwertes von der Kraftstoffmeßeinrichtung während einer vorbestimmten Zeitspanne;
  eine zweite Rechnereinrichtung zum Bestimmen einer geschätzten Kraftstoffver­ brauchsmenge für den Motor während jeder vorbestimmten kurzen Zeit (bzw. Zeitinter­ vall), die nach der vorbestimmten Zeitspanne beginnt;
  eine dritte Rechnereinrichtung zum Subtrahieren der geschätzten Kraftstoffver­ brauchsmenge von der tatsächlich verbrauchten Kraftstoffmenge, nachdem jede vorbe­ stimmte kurze Zeit vorübergegangen ist, wodurch eine momentane Restkraftstoffmenge be­ stimmt und dann ausgegeben wird; und
  eine vierte Rechnereinrichtung zum Dividieren der geschätzten Kraftstoffverbrauchs­ menge von der zweiten Rechnereinrichtung durch ein Verhältnis der tatsächlich verbrauch­ ten Kraftstoffmenge zu einem integrierten Wert der geschätzten Kraftstoffverbrauchsmenge während der vorbestimmten Zeitspanne, wodurch eine momentane Restbetriebszeit be­ stimmt und dann ausgegeben wird.
• (2) System, wie es oben unter (1) beschrieben wurde, wobei das System ferner um­ faßt:
  eine erste Korrektureinrichtung zum Errechnen des Verhältnisses der tatsächlich ver­ brauchten Kraftstoffmenge zu einem integrierten Wert der geschätzten Kraftstoffverbrauchs­ menge während der vorbestimmten Zeitspanne, als ersten Korrekturfaktor.
• (3) System, wie es vorher unter (2) beschrieben wurde, wobei das System ferner umfaßt:
  zweite Korrektureinrichtungen zum Korrigieren eines absoluten Wertes des ersten Korrekturfaktors, der durch die erste Korrektureinrichtung bestimmt wurde, wodurch ein zweiter Korrekturfaktor bestimmt wird.
• (4) System, wie es oben unter (3) beschrieben wurde, bei dem die zweite Korrektur­ einrichtung den ersten Korrekturfaktor absenkt, wenn das Verhältnis, das während einer momentanen vorbestimmten Zeitspanne erhalten wurde, größer ist, als ein Wert des ersten Korrekturfaktors, der durch die erste Korrektureinrichtung in einer vorhergehenden vorbe­ stimmten Zeitspanne erhalten wurde, den ersten Korrekturfaktor jedoch erhöht, wenn das Verhältnis, das in der momentanen vorbestimmten Zeitspanne erhalten wurde, kleiner ist als ein Wert des ersten Korrekturfaktors, der durch die erste Korrektureinrichtung in der vorhergehenden vorbestimmten Zeitspanne erhalten wurde.
• (5) System, wie es oben unter (1) bis (4) beschrieben wurde, wobei die zweite Rechnereinrichtung die geschätzte Kraftstoffverbrauchsmenge auf der Basis eines Produktes einer Kraftstoffverbrauchsmenge des Motors pro Umdrehung bestimmt, die aus einer Dreh­ zahldifferenz des Motors bestimmt wurde, und einer Motordrehzahl während der vorbe­ stimmten kurzen Zeit.
• (6) System, wie es oben unter einem der Punkte (1) bis (4) beschrieben wurde, bei dem die zweite Rechnereinrichtung die geschätzte Kraftstoffverbrauchsmenge auf der Basis eines Produktes bestimmt aus einer Bedarfsverschiebung des Motors, einer Kraftstoffver­ brauchsmenge des Motors pro Umdrehung, wie sie während der vorbestimmten kurzen Zeit aus der Motordrehzahl bestimmt wurde, und der Motordrehzahl während der vorbestimm­ ten kurzen Zeit.
• (7) System, wie es oben unter einem der Punkte (1) bis (4) beschrieben wurde, bei dem die zweite Rechnereinrichtung die geschätzte Kraftstoffverbrauchsmenge dadurch be­ stimmt, daß sie eine Kraftstoffrückführungsmenge zum Kraftstofftank von einer Kraftstoff­ einspeisungsmenge zum Motor subtrahiert.
• (8) System, wie es oben unter Punkt (1) beschrieben wurde, bei dem das System ferner eine Anzeige zum Anzeigen der Restbetriebszeit aus der vierten Rechnereinrichtung umfaßt.
• (9) System, wie es oben unter Punkt (1) beschrieben wurde, wobei das System fer­ ner eine Anzeige zum Anzeigen der Restbetriebszeit aus der vierten Rechnereinrichtung und der Restkraftstoffmenge aus der dritten Rechnereinrichtung aufweist.
• (10) System zum Abschätzen der Restbetriebszeit eines Arbeitsfahrzeuges, wobei das System an einem Arbeitsfahrzeug angeordnet ist, welches aufweist: Einen Motor, einen Kraftstofftank zum Speichern von Kraftstoff für den Motor, eine Kraftstoffmeßeinrichtung zum Erfassen einer Kraftstoffmenge im Kraftstofftank, mehrere Hydraulikpumpen, die durch den Motor angetrieben werden, eine gleiche Anzahl hydraulischer Betätigungseinrich­ tungen, die durch Arbeitsöle angetrieben werden, welche von den jeweiligen Hydraulikpumpen geliefert werden, und eine gleiche Anzahl von Ansteuerungshebeln zum Betätigen der jeweiligen hydraulischen Betätigungseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß das System umfaßt:
  eine erste Rechnereinrichtung zum Errechnen einer tatsächlich vom Motor ver­ brauchten Kraftstoffmenge auf der Basis eines Meßwertes der Kraftstoffmeßeinrichtung während einer vorbestimmten Zeitspanne;
  einer zweiten Rechnereinrichtung zur Bestimmung einer geschätzten Kraftstoffver­ brauchsmenge des Motors während jeder vorbestimmten kurzen Zeit, beginnend nach der vorbestimmten Zeitspanne;
  einer dritten Rechnereinrichtung zum Subtrahieren der geschätzten Kraftstoffver­ brauchsmenge von der tatsächlich verbrauchten Kraftstoffmenge, nachdem jede vorbe­ stimmte kurze Zeit vergangen ist, wodurch eine momentane Restkraftstoffmenge bestimmt und dann ausgegeben wird; und
  einer vierten Rechnereinrichtung zum Dividieren der Restkraftstoffmenge durch ein Verhältnis der tatsächlich verbrauchten Kraftstoffmenge zu einer Antriebszeit jeder der hy­ draulischen Betätigungseinrichtungen während der vorbestimmten Zeitspanne, wodurch eine momentane Restbetriebszeit bestimmt und dann ausgegeben wird.
• (11) System, wie es unter Punkt (10) beschrieben wurde, wobei das Arbeitsfahrzeug ferner umfaßt:
  Rechnereinrichtungen zum Errechnen des Verhältnisses der tatsächlich verbrauchten Kraftstoffmenge zur Antriebszeit jeder der hydraulischen Betätigungseinrichtungen während der vorbestimmten Zeitspanne, wodurch die Restbetriebszeit bestimmt wird.
• (12) System, wie es oben unter Punkt (10) oder Punkt (11) beschrieben wurde, bei dem das Arbeitsfahrzeug ferner umfaßt:
  eine Anzeige zum Anzeigen der Restbetriebszeit aus der vierten Rechnereinrichtung.
• (13) System, wie es oben unter (10) oder (11) beschrieben wurde, bei dem das Ar­ beitsfahrzeug ferner umfaßt:
  eine Anzeige zum Anzeigen der Restbetriebszeit aus der vierten Rechnereinrichtung und der Restkraftstoffmenge aus der dritten Rechnereinrichtung.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den Ausführungsformen klarer hervorgehen, die als nächstes beschrieben werden.

In den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Systems zum Abschätzen der Restbetriebszeit eines Arbeitsfahrzeuges gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 2 eine Kennlinie, die beim Ausführen der vorliegenden Erfindung nützlich ist und welche das Ausgangsdrehmoment als Funktion der Motordrehzahl dar­ stellt;

Fig. 3 eine Systemaufbaudarstellung einer arithmetischen und logischen Einheit im System der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 1 gezeigt ist;

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der arithmetischen und logischen Ein­ heit innerhalb eines Arbeitszeit-Meßprogrammes im System der vorliegenden Erfindung darstellt, wie es in Fig. 1 gezeigt ist;

Fig. 5 eine Kennlinie zur Verwendung mit der arithmetischen und logischen Einheit im System der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 1 gezeigt ist, welche eine Differenz der Motordrehzahl als Funktion einer Kraftstoffverbrauchs­ menge darstellt;

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der arithmetischen und logischen Ein­ heit unter einem Berechnungsprogramm für die verbrauchte Kraftstoffmenge im System der vorliegenden Erfindung, gezeigt in Fig. 1, darstellt;

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der arithmetischen und logischen Ein­ heit im System der vorliegenden Erfindung, gezeigt in Fig. 1, darstellt;

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb einer arithmetischen und logischen Einheit in einem System zum Abschätzen der Restbetriebszeit eines Arbeits­ fahrzeuges gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung darstellt;

Fig. 9 ein Blockdiagramm eines Systems zum Abschätzen der Restbetriebszeit eines Arbeitsfahrzeuges gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 eine Kennlinie zur Verwendung bei der dritten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung, die in Fig. 9 gezeigt ist, welche die Kraftstoffeinspritz­ menge als Funktion der Motordrehzahl darstellt;

Fig. 11 ein Blockdiagramm eines Systems zum Abschätzen der Restbetriebszeit eines Arbeitsfahrzeuges gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb einer arithmetischen und logischen Einheit im System zum Abschätzen der Restbetriebszeit des Arbeitsfahrzeu­ ges gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gezeigt in Fig. 11, darstellt;

Fig. 13 ein Blockdiagramm eines Systems zum Abschätzen der Restbetriebszeit eines Arbeitsfahrzeuges gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb einer arithmetischen und logischen Einheit im System zum Abschätzen der Restbetriebszeit des Arbeitsfahrzeu­ ges nach der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gezeigt in Fig. 13, darstellt;

Fig. 15 ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der arithmetischen und logischen Ein­ heit unter einem Berechnungsprogramm für die verbrauchte Kraftstoffmenge im System zum Abschätzen der Restbetriebszeit des Arbeitsfahrzeuges ge­ mäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gezeigt in Fig. 13, darstellt; und

Fig. 16 ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der arithmetischen und logischen Ein­ heit unter einem Restmengenkalibrierungsprogramm im System zum Ab­ schätzen der Restbetriebszeit des Arbeitsfahrzeuges gemäß der fünften Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung, gezeigt in Fig. 13, darstellt.

Die vorliegende Erfindung wird im weiteren auf der Basis der in den Zeichnungen darge­ stellten Ausführungsformen beschrieben.

Das System zum Abschätzen der Restbetriebszeit des Arbeitsfahrzeuges nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, welche einen Motor 1, eine Kraftstoffeinspritzpumpe 1a für den Motor 1 und einen elektromagnetischen Aufnehmer 1b zeigt, der gegenüber einem Drehteil des Mo­ tors 1, beispielsweise einem Schwungrad zur Erfassung der Drehzahl Ne des Motors 1 an­ geordnet ist. Bei einem Arbeitsfahrzeug, wie beispielsweise einem hydraulischen Bagger, wird ein Gesamtdrehzahlregelungs-Dieselmotor als Motor 1 verwendet. Mit dem Bezugszei­ chen 2 ist ein Motorzieldrehzahl-Einstellhebel zum Einstellen einer Zieldrehzahl Nr des Motors 1 bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 3 ist ein Motorzieldrehzahl-Signalgenerator zum Ausgeben eines elektrischen Signals angedeutet, welches proportional zur Zieldrehzahl Nr ist, die durch den Motorzieldrehzahl-Einstellhebel 2 eingestellt wurde. Das Bezugszei­ chen 4 zeigt eine Steuerung an. In diese Steuerung 4 wird die Motorzieldrehzahl Nr und die Motordrehzahl Ne eingegeben und, basierend auf einer Differenz zwischen diesen (einer Differenz ΔN der Motorendrehzahl), regelt sie die Kraftstoffmenge, die durch die Kraft­ stoffeinspritzpumpe 1a eingespritzt wird, so ein, daß der Motor 1 so eingeregelt wird, daß er mit einer konstanten Drehzahl dreht, die so nahe wie möglich an der Motorzieldrehzahl Nr liegt.

Mit dem Bezugszeichen 5 ist ein Kraftstofftank bezeichnet. Das Bezugszeichen 6 deutet ei­ nen Kraftstoffstandmesser zum Messen eines Kraftstoffstandes im Kraftstofftank 5 an. Ebenso sind ein Schwimmer 6a des Kraftstoffstandmessers 6 und ein Verschiebungsdetektor 6b zum Erfassen jeder Verschiebung des Schwimmers 6a und zum Ausgeben eines elektri­ schen Signals entsprechend der Verschiebung dargestellt. Als Kraftstoffstandmesser 6 kann ebenfalls ein solcher verwendet werden, der eine Ultraschallwelle oder einen Laserstrahl anstelle eines Schwimmers verwendet, um den Abstand zum Kraftstoffstand zu messen. Mit 7a, 7b, 7c sind Hydraulikpumpen mit variabler Verdrängung (im weiteren einfach "die Hy­ draulikpumpen" genannt) angedeutet, die durch den Motor 1 angetrieben werden und wel­ che Drucköle zu hydraulischen Betätigungseinrichtungen führen, die hier im folgenden be­ schrieben werden. Die Symbole 8a, 8b, 8c . . . deuten Ansteuerungshebel für nicht darge­ stellte hydraulische Betätigungseinrichtungen an, welche dazu dienen, einen Ausleger, einen Arm und eine Schaufel anzutreiben, welche eine Fördereinrichtung ausbilden, oder Fahr­ raupen, eine Schaufel des Baggers oder ähnliches. Die Symbole 9a, 9b, 9c . . . zeigen druckreduzierende Ventile (Schaltventile) zur Ausgabe von Schaltdrücken, welche den Hü­ ben und Betätigungsrichtungen der jeweiligen Ansteuerungshebel 8a, 8b, 8c . . . entsprechen, an jeweilige entsprechende Regelungsventile (nicht gezeigt).

Das Bezugszeichen 10 zeigt auf einen Hebelpositionsdetektor zum Erfassen von Zuständen der Betätigung der Ansteuerungshebel 8a, 8b, 8c . . . . Der Detektor 10 ist aus Wechselventi­ len, Druckventilen, einem logischen Schaltkreis und ähnlichem aufgebaut, die alle nicht in der Darstellung gezeigt sind. In den Detektor 10 werden Schaltdrücke aus den jeweiligen Schaltventilen 9a, 9b, 9c . . . eingegeben und er gibt das Betätigungszustandssignal C aus, das den entsprechenden Ansteuerungshebeln 8a, 8b, 8c . . . entspricht. Das Betätigungszu­ standssignal C ist AN (ein high-level-Signal), wenn mindestens einer der Ansteuerungshebel 8a, 8b, 8c . . . betätigt worden ist, ist aber AUS (ein low-level-Signal), wenn alle Ansteue­ rungshebel in einem unbetätigten Zustand sind. Als Ansteuerungshebel können diejenigen verwendet werden, die aus elektrischen Ansteuerungshebeln aufgebaut sind, Verschiebungs­ sensoren, wie zum Potientometer verwenden und dazu in der Lage sind, hydraulische Schaltdrücke entsprechend den elektrischen Signalen zu erzeugen. Im diesem Fall werden in den Hebelpositionsdetektor 10 jeweils solche elektrische Signale eingegeben, die den Be­ tätigungszustand der einzelnen Ansteuerungshebel 8a, 8b, 8c . . . ermitteln.

Das Bezugszeichen 11 deutet eine Umwandlungsvorrichtung zum Umwandeln eines Ver­ schiebungssignals aus einem Verschiebungsdetektor 6b des Kraftstoffstandmessers 6 in eine Restkraftstoffmenge Q an. In manchen Fällen können mehrere Kraftstoffstandmesser 6 an­ geordnet sein, und zwar in Hinsicht auf eine Messung des Kraftstoffstandes, während der Hauptkörper des Arbeitsfahrzeuges in einer geneigten Position ist. In einem solchen Fall berechnet die Umwandlungsvorrichtung 11, basierend auf den Signalen von den einzelnen Kraftstoffstandmessern 6, einen Kraftstoffstand, welcher vorhanden wäre, wenn sich das Arbeitsfahrzeug in einer horizontalen Position befände.

Mit den Bezugszeichen 12 ist eine arithmetische und logische Einheit bezeichnet. Diese arithmetische und logische Einheit 12 empfängt eine Motordrehzahl Ne und eine Differenz ΔN der Motordrehzahl von dem Regler 4, ein Signal C vom Hebelpositionsdetektor 10 und eine Restkraftstoffmenge Q von der Umwandlungseinrichtung 11 und errechnet in jedem Moment eine Restbetriebszeit und eine Restkraftstoffmenge. Es ist unnötig zu erwähnen, daß die Motordrehzahl Ne direkt vom elektromagnetischen Aufnehmer 1b in die arithmeti­ sche und logische Einheit 12 eingegeben werden kann.

Nun wird eine Beziehung zwischen einer Drehzahl Ne des Motors 1 und seinem Ausgangs­ drehmoment Te beschrieben werden. Die Fig. 2 ist eine Kennlinie, die das Motorausgangsdrehmoment als Funktion der Motordrehzahl darstellt. Im Diagramm sind die Motordrehzahlen Ne entlang der Abszisse und die Motorausgangsdrehmomente Te entlang der Ordinate aufgezeichnet. Wenn absolut keine Last am Motor 1 anliegt, dreht der Motor bei der Zieldrehzahl Nr, wie am Punkt A₁ angedeutet ist. Wenn die Summe der auf die hydraulische Pumpe 7A und andere aufgebrachten Lasten T_po ist, wie im Diagramm gezeigt ist, steigert die Steuerung 4 die Kraftstoffeinspritzmenge, um das Ausgangs­ drehmoment Te des Motors 1 so anzuheben, daß das Ausgangsdrehmoment Te des Motors 1 und das aufgenommene Drehmoment T_po der hydraulischen Pumpe 7A und ähnlicher miteinander im Gleichgewicht sind. Als Resultat dreht der Motor 1 mit der Drehzahl Ne₂, wie am Punkt A₂ angedeutet ist. Die Drehzahl Ne₂ ist geringer als die Motorzieldrehzahl Nr. Wenn die auf die hydraulische Pumpe 7a und ähnliche aufgebrachte Last weiter steigt, verschiebt sich der Gleichgewichtspunkt zwischen dem Ausgangsdrehmoment Te des Motors 1 und dem aufgenommenen Drehmoment T_p der hydraulischen Pumpe 7A und ähnlicher zunehmend in eine Richtung, die durch einen Pfeil B angedeutet ist, und erreicht einen Punkt A₃, wo die Abgabe der Kraftstoffeinspritzpumpe 1a das Maximum erreicht. Man nehme nun an, daß die Last von diesem Zustand aus weiterhin ansteigt. Da die Abgabe der Kraftstoffeinspritzpumpe 1a nicht mehr steigt, steigt auch die Abgabe des Motors 1 nicht mehr. Deshalb sinkt die Drehzahl des Motors 1 zunehmend, so daß der Motor 1 irgendwann anhält. Die Steuerung 4 verwendet eine Motordrehzahldifferenz ΔN zur Regelung der Kraftstoffeinspritzpumpe 1a, so daß die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird, wenn die Motordrehzahldifferenz ΔN größer wird, aber verringert wird, wenn die Motordrehzahldifferenz ΔN kleiner wird.

Als nächstes wir der Aufbau der arithmetischen und logischen Einheit 12, die in Fig. 1 gezeigt ist, unter Bezugnahme auf die Fig. 3 beschrieben. Die Fig. 3 ist ein Systemauf­ baudiagramm der arithmetischen und logischen Einheit. Im Diagramm bedeutet das Bezugs­ zeichen 121 eine I/O-Schnittstelle, die mit einem A/D-Wandler und einem D/A-Wandler versehen ist. Diese I/O-Schnittstelle 121 führt die Eingabe eines Betriebszustandssignals C, einer Restkraftstoffmenge Q, einer Motordrehzahl Ne und einer Motordrehzahldifferenz ΔN durch und führt ebenfalls die Eingabe und Ausgabe eines Signals S aus. Ebenfalls darge­ stellt sind eine zentrale Datenverarbeitungseinheit (CPU) 122 zur Durchführung von vorbe­ stimmten Berechnungen und zur Steuerung, ein nur auslesbarer Speicher (ROM) 123, in dem Abläufe und ähnliches für die CPU 122 gespeichert sind, ein voll zugänglicher Spei­ cher (RAM) 124 zum Speichern von Resultaten und ähnlichem aus der Berechnung und Steuerung und ein Zeitgeber 125 zur Ausgabe von Zeitdaten. Wie im Diagramm dargestellt ist, ist der ROM 123 mit einem Eingabeprogramm 123a, einem Arbeitszeit-Meßprogramm 123b, einem Restmengenkalibrierungsprogramm 123c, einem Berechnungsprogramm 123d für die verbrauchte Kraftstoffmenge und einem Ausgabeprogramm 123e ausgestattet. In Fig. 3 sind die Anzeige 13 und ihre Bildanzeige gezeigt. Die Bildanzeige zeigt an, daß die Restkraftstoffmenge und die Restbetriebszeit jeweils 54 l und 8,5 h sind.

Als nächstes wird der Betrieb des Systems nach der ersten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme, die in den Fig. 4, 6, 7 und 8 gezeigt sind, und das in Fig. 5 gezeigte Kennliniendiagramm beschrieben.

Gemäß einer Anweisung aus der CPU 122 gibt das Eingabeprogramm 123a das gewünschte oder die gewünschten Signale eines Betriebszustandssignals C, eine Restkraftstoffmenge Q und eine Motordrehzahl Ne sowie eine Motordrehzahldifferenz ΔN ein und wandelt das Signal oder die Signale in einen digitalen Wert oder digitale Werte um.

Das Arbeitszeitmeßprogramm 123 wird in einem konstanten Intervall t₂ ausgeführt, bei­ spielsweise in einem konstanten Intervall vom 50 bis 100 ms, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Es wird zunächst festgestellt, ob die eingegebene Motordrehzahl Ne größer ist als eine vor­ bestimmte Motordrehzahl Ne₀ (Schritt S₁₀) oder nicht. Da der Motor in einem Drehzahlbe­ reich von 1.000 bis 2.500 Upm betrieben wird, wenn ein hydraulischer Bagger als Arbeits­ fahrzeug verwendet wird, wird die obige Motordrehzahl Ne₀ beispielsweise auf 600 Upm (Ne₀ = 600 Upm) festgelegt. Wenn die Motordrehzahl Ne höher ist als die vorbestimmte Motordrehzahl Ne₀, wird angenommen, daß der Motor 1 sich in einem angetriebenen Zu­ stand befindet, das Durchführungsintervall t₂ wird zu einer vorhergehenden integrierten Motorbetriebszeit addiert, um eine gegenwärtige integrierte Motorbetriebszeit Ta zu berech­ nen (Schritt S₁₁) und der Ablauf wird beendet. Wenn die Motordrehzahl kleiner oder gleich der vorbestimmten Motordrehzahl Ne₀ ist, wird nicht angenommen, daß der Motor 1 in ei­ nem angetriebenen Zustand ist und der Ablauf wird beendet. Nachdem das Intervall t₂ ab­ gelaufen ist, wird das Programm 123b nochmals durchgeführt.

Das Ablaufdiagramm der Fig. 6 stellt das Berechnungsprogramm 123d für die verbrauchte Kraftstoffmenge zur Abschätzung einer Kraftstoffverbrauchsmenge gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Bevor dieses Berechnungsprogramm 123d für die verbrauchte Kraftstoffmenge beschrieben wird, wird eine Funktion f(ΔN) beschrieben, welche in dem Programm 123d verwendet wird und der Drehzahldifferenz ΔN folgt, und zwar unter Bezugnahme auf die Fig. 5. In Fig. 5 werden eingegebene Motordrehzahldifferenzen ΔN entlang der Abzisse aufgetragen, während die Kraftstoffabnahme Δq entlang der Ordinate aufgetragen wird. Die Punkte A₁₀, A₂₀ und A₃₀ entsprechen den Punkten A₁, A₂ und A₃ in Fig. 2. Wenn die Last auf den Motor 1 (die Last der hydraulischen Pumpe oder Pumpen) steigt, steigt gemäß der dargestellten Kennlinie die Motordrehzahldifferenz ΔN ebenfalls, und zur selben Zeit steigt auch die Kraftstoffeinspritzmenge (Kraftstoffverbrauchsmenge Δq) der Kraftstoffeinspritzpumpe 1a. Wenn die Motordrehzahldifferenz ΔN in diesem Zustand einen konstanten Wert ΔNo erreicht, steigt die Kraftstoffeinspritzmenge nicht mehr und bleibt auf demselben Niveau. Aus dem vorhergehenden wird klar, daß die Kraftstoff­ verringerung Δq als Wert im wesentlichen proportional zum Ausgangsdrehmoment Te des Motors 1 ist, mit anderen Worten zu einer Kraftstoffverbrauchsmenge des Motors 1 unter einem bestimmten Belastungszustand. Die Funktion f(ΔN) kann im voraus ohne weiteres durch ein Experiment erhalten werden, bei dem der Motor einer allmählich steigenden Last ausgesetzt wird. Als Alternative kann sie ebenfalls ohne Zuhilfenahme eines solchen Experiments erhalten werden, d. h. durch die Verwendung von Daten, die im Leistungs­ test-Datenbuch vom Motorhersteller ausgegeben werden.

Nunmehr werden das Berechnungsprogramm 123d für die verbrauchte Kraftstoffmenge und das Restmengenkalibrierungsprogramm 123c unter Bezugnahme auf jeweils die Ablaufdia­ gramme der Fig. 6 und 7 erläutert.

Das Berechnungsprogramm 123d für die verbrauchte Kraftstoffmenge ist ein Programm zur Abschätzung einer Restkraftstoffmenge und Restbetriebszeit bei Ablauf ihrer vorbestimmten kurzen Zeitspanne nach der Messung der Restkraftstoffmenge Q durch den Kraftstoffstandmesser 6.

Die Messung einer Restkraftstoffmenge durch den Kraftstoffstandmesser 6 wird übrigens im Rahmen des Restmengenkalibrierungsprogramms 123c in einem Intervall von ungefähr 1 h vorgenommen, während das Arbeitsfahrzeug sich nicht bewegt. Ferner ist das Restmengenkalibrierungsprogramm 123c ein Programm zur Bestimmung einer Kraftstoff­ verbrauchsmenge pro Stunde durch das Messen der oben beschriebenen Restkraftstoffmenge und ihrer Kalibrierung in Hinsicht auf Änderungen im Kraftstoffverbrauch, geschätzt ent­ sprechend der Laständerungen.

Das Berechnungsprogramm 123d für die verbrauchte Kraftstoffmenge wird in einem kon­ stanten Intervall t₁ ausgeführt, beispielsweise in einem konstanten Intervall von 100 ms, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Zuerst bestimmt die CPU 122, ob eine Datenaktualisierungsmarke gesetzt worden ist (Schritt S₂₀ in Fig. 6). Diese Datenaktualisierungsmarke ist eine Marke, welche dann gesetzt wird, wenn eine Restkraftstoffmenge unter einem Restmengenkalibrie­ rungsprogramm 123 erneut gemessen worden ist, welches im weiteren beschrieben wird. Wenn festgestellt ist, daß die Datenaktualisierungsmarke gesetzt worden ist, d. h. erneut eine Restkraftstoffmenge gemessen wurde, speichert die CPU 122 die erneut gemessene Restkraftstoffmenge Q(n) als aktuelle Restkraftstoffmenge, speichert einen Korrekturfaktor K(n), der durch das Restmengenkalibrierungsprogramm 123, das im weiteren erläutert wird, erhalten wurde, als neuen Korrekturfaktor Kr, und setzt die Datenaktualisierungsmar­ ke zurück (Schritt S₂₁). Der Buchstabe n zeigt übrigens die Anzahl der innerhalb des Rest­ mengenkalibrierungsprogrammes 123c durchgeführten Kalibrierungen an. Wenn die Daten­ aktualisierungsmarke noch nicht gesetzt worden ist, mit anderen Worten, wenn noch keine Messung einer neuen Restkraftstoffmenge durchgeführt worden ist, wird die Verarbeitung im Schritt S₂₁ nicht durchgeführt.

Die CPU 122 führt als nächstes das Eingabeprogramm 123a durch, wodurch eine Motor­ drehzahldifferenz ΔN und eine Motordrehzahl Ne zu diesem Zeitpunkt gelesen werden (Schritt S₂₂). Basierend auf der Motordrehzahldifferenz ΔN, die so eingegeben wird, liest die CPU 122 eine Kraftstoffabnahme Δq pro Umdrehung für den Motor aus der Kennlinie aus, die in Fig. 5 gezeigt ist (Schritt S₂₃). Ein Produkt aus der Kraftstoffabnahme Δq und der Motordrehzahl Ne (d. h. eine Kraftstoffverbrauchsmenge bei der Motordrehzahl Ne) wird dann von der Restkraftstoffmenge Qr zum Zeitpunkt der vorhergehenden Durchfüh­ rung des Berechnungsprogrammes 134d für die verbrauchte Kraftstoffmenge subtrahiert, so daß eine theoretische momentane Kraftstoffmenge Qr errechnet wird. Die so erhaltene Restkraftstoffmenge Qr wird durch einen neuen Korrekturfaktor Kr dividiert (welcher einer Kraftstoffverbrauchsmenge pro Stunde entspricht), der im Rahmen des Restmengenkalibrie­ rungsprogrammes 123c erhalten wurde, das im weiteren beschrieben wird, wodurch eine neue theoretische Restdauer Tr errechnet wird. Ferner wird die momentane Kraftstoffver­ brauchsmenge (das Produkt der Kraftstoffabnahme Δq und der Motordrehzahl Ne) zur inte­ grierten Kraftstoffverbrauchsmenge D bis zur vorhergehenden Durchführung addiert, um eine neue integrierte Kraftstoffverbrauchsmenge D zu errechnen (Schritt S₂₄). Eine Rest­ kraftstoffmenge Qr und eine Restbetriebsdauer Tr, die als Resultat der obigen Berechnung erhalten werden, werden auf die Anzeige 13 ausgegeben (Schritt S₂₅). Durch das Ablesen der Restkraftstoffmenge Qr und der Restbetriebsdauer Tr, die immer auf der Anzeige 13 angezeigt wird, speziell der angezeigten Restbetriebsdauer Tr und das Einbeziehen der zur Wiederbetankung notwendigen Zeit, trifft der Bediener des Fahrzeuges die Entscheidung, ob ein Wiederauftanken angefordert werden soll oder nicht.

Als nächstes wird das Restmengenkalibrierungsprogramm 123c unter Bezugnahme auf die Fig. 7 beschrieben. Dieses Programm 123c wird in einem Intervall von ungefähr 100 bis 200 ms durchgeführt. Die CPU 122 liest die momentane integrierte Motorbetriebszeit, die im Rahmen des Arbeitszeitmeßprogrammes 123b erhalten wurde (Schritt S₃₀ in Fig. 7) und bestimmt dann, ob eine Motorbetriebszeit ΔTa, die seit einer Motorbetriebszeit bis zur vorhergehenden Kalibrierung vergangen ist, welche schon im Schritt S₃₅ des Restmengenka­ librierungsprogrammes erhalten wurde, eine vorbestimmte Zeit Ta₀ überschritten hat oder nicht (Schritt S₃₁). Diese vorbestimmte Zeit Ta₀ wird auf ungefähr 1 h gesetzt. Wenn die Motorbetriebszeit ΔTa kürzer oder gleich der vorbestimmten Zeit Ta₀ ist, wird der Ablauf beendet. Ansonsten wird, basierend auf dem Betriebssignal C, festgestellt, ob das Arbeits­ fahrzeug sich momentan in einem Betriebszustand befindet (Schritt S₃₂), und es wird eben­ falls festgestellt, ob eine Kraftstoffstandaktualisierungsmarke gesetzt worden ist oder nicht (Schritt S₃₃). Wenn mindestens einer der Ansteuerungshebel betätigt worden ist und sich das Arbeitsfahrzeug in einem Betriebszustand befindet, bewegt sich der Kraftstoffstand im Kraftstofftank 5 nach oben und nach unten, und der Kraftstoffstand kann nicht gemessen werden. Demgemäß wird der Ablauf beendet. Ferner wird der Ablauf ebenfalls dann been­ det, wenn die Kraftstoffstandaktualisierungsmarke noch nicht gesetzt worden ist.

Wenn durch die oben beschriebene Schritte S₃₂ und S₃₃ festgestellt worden ist, daß der Kraftstoffstand meßbar ist, führt die CPU 122 die Messung des Kraftstoffstandes durch und speichert eine aktuelle Restkraftstoffmenge Q, die von der Wandlervorrichtung 11 zu dieser Zeit ausgegeben wird, als momentan gemessene Restkraftstoffmenge Q(n) (Schritt S₃₄). Die CPU 122 liest dann eine Momentanzeit Tb aus dem Zeitgeber 125 aus und speichert diese, speichert die integrierte Motorbetriebsdauer Ta als momentane integrierte Motorbetriebszeit Ta(n), subtrahiert eine integrierte Motorbetriebszeit Ta(n-1) zu dem Zeitpunkt der vorheri­ gen Kalibrierung von der momentanen integrierten Motorbetriebszeit Ta(n), um eine Mo­ torbetriebszeit ΔTa(n) von der vorhergehenden Kalibrierung bis zur momentanen Kalibrie­ rung zu errechnen, und speichert weiterhin als momentane integrierte Kraftstoffverbrauchs­ menge D(n) den integrierten Wert D der Kraftstoffverbrauchsmenge, die schon innerhalb des Berechnungsprogramms 134d (Schritt S₃₅) für die verbrauchte Kraftstoffmenge erhalten wurde.

Als nächstes subtrahiert die CPU 122 die Restkraftstoffmenge Q(n-1), die durch die vorher­ gehende Kalibrierung gemessen wurde, von der Restkraftstoffmenge Q(n), die durch die momentane Kalibrierung gemessen wurde, um eine aktuelle Kraftstoffverbrauchsmenge ΔQ(n) zwischen der vorherigen Kalibrierung und der momentanen Kalibrierung zu errech­ nen, und sie subtrahiert ebenfalls den integrierten Wert D(n-1) der Kraftstoffverbrauchsmenge bis zur vorhergehenden Kalibrierung von dem momentanen integrierten Wert D(n) der Kraftstoffverbrauchsmenge, um einen theoretischen Kraftstoff­ verbrauch ΔD(n) zwischen der vorhergehenden Kalibrierung und der momentanen Kalibrierung zu errechnen (Schritt S₃₆). Nebenbei bemerkt wird der integrierte Wert D(n-1) der Kraftstoffverbrauchsmenge bis zur vorhergehenden Kalibrierung im unten be­ schriebenen Schritt S₃₈ dieses Programms 123c auf 0 gesetzt. Im nächsten Schritt S₃₇ bestimmt die CPU ein Verhältnis (erster Korrekturfaktor) K₁(n) der oben beschriebenen aktuellen Kraftstoffverbrauchsmenge ΔQ(n) zur oben beschriebenen theoretischen Kraftstoffverbrauchsmenge ΔD(n). Dieser erste Korrekturkoeffizient K₁(n) ist ein Wert, der die aktuelle Verbrauchsmenge für einen integrierten Wert einer durchschnittlichen Einheitskraftstoffverbrauchsmenge von der Zeit der momentanen Kalibrierung bis ungefähr 1 h vor der momentanen Kalibrierung anzeigt. Die CPU 122 errechnet dann einen zweiten Korrekturfaktor K(n) unter Verwendung des so erhaltenen ersten Korrekturfaktors K₁(n). Bei dieser Berechnung ist eine Konstante k₀ eine positive Zahl, die nicht größer ist als 1.

Der zweite Korrekturfaktor K(n) ist ein Mittelwert zwischen einem zweiten Korrekturfaktor K(n-1) zu der Zeit der vorhergehenden Kalibrierung und dem ersten Korrekturfaktor K₁(n) zu der Zeit der momentanen Kalibrierung, wie aus der in der Darstellung gezeigten Formel hervorgeht. Ein solcher Mittelwert wird aus dem folgenden Grund errechnet. Da der erste Korrekturfaktor K₁(n) sich jede Stunde verändert, wird angenommen, daß der erste Korrek­ turfaktor K₁(n) sich ziemlich wesentlich verändert. Die Berechnung eines solchen Mittel­ wertes dient dazu, solche Variationen zu reduzieren, so daß die Variationen ausgeglichener gestaltet werden. Eine auf den Motor 1 ausgeübte Last kann sich, abhängig von der Arbeit, nur leicht verändern. In einem solchen Fall ist es möglich, die Konstante k₀ auf "1" zu set­ zen, so daß der zweite Korrekturfaktor K(n) gleich dem ersten Korrekturfaktor K₁(n) ist. Um die Variationen weiterhin ausgeglichener zu gestalten, ist es möglich, zur vorhergehen­ den Durchführung des Ablaufes im Schritt S₃₆ zurückzugehen, derjenigen Ausführung da­ vor, usw., so daß Durchschnittswerte der aktuellen Kraftstoffverbrauchsmenge ΔQ und der integrierten Kraftstoffverbrauchsmenge Δ(n) über eine Zeit von bis zu mehreren Stunden erhalten werden können. Die Verwendung dieser Durchschnittswerte macht es möglich, die Berechnung des zweiten Korrekturfaktors K(n) wegzulassen. Der zweite Korrekturfaktor K(n), der wie oben beschrieben erhalten wurde, wird als Korrekturkoeffizient Kr im Schritt S₂₁ des Berechnungsprogramms 134d für die verbrauchte Kraftstoffmenge, das in Fig. 6 gezeigt ist, gespeichert und wird für Berechnungen im Schritt S₂₄ im selben Programm ver­ wendet.

Wenn die Berechnung des zweiten Korrekturfaktors K(n) beendet worden ist, addiert die CPU 122 in Vorbereitung der nächsten Messung des Kraftstoffstandes dann "1" zur vorher­ gehenden Zahl der Kalibrierungen, setzt die integrierte Kraftstoffverbrauchsmenge auf "0" und setzt ferner die Datenaktualisierungsmarke (Schritt S₃₈), wodurch der Ablauf beendet wird.

Wie oben beschrieben worden ist, werden gemäß dieser Ausführungsform geschätzte Kraft­ stoffverbrauchsmengen abfolgend in Intervallen von kurzen Zeitspannen von einer tatsächli­ chen Restkraftstoffmenge subtrahiert, die in einem vorbestimmten Zeitintervall gemessen wurde, um Restkraftstoffmengen beim Ablaufen der individuellen kurzen Zeitspannen zu errechnen, die Restkraftstoffmenge wird durch einen Korrekturfaktor dividiert, um die Restbetriebszeit zu errechnen und diese errechneten Werte werden auf der Anzeige gezeigt. Der Bediener des Arbeitsfahrzeuges kennt immer eine genaue Restkraftstoffmenge und Restbetriebsdauer, welche sich beide in jedem Moment ändern. Als Konsequenz kann ein vernünftiges Wiederauftanken des Arbeitsfahrzeuges erzielt werden. Sogar dort wo das Ar­ beitsfahrzeug in regelmäßigen Abständen von einem Tanklastwagen aufgesucht wird, kann die Übertragung einer Restbetriebszeit zum Tanklastwagen durch Funk oder ähnliches es ermöglichen, ein extrem effizientes Wiederauftanken durchzuführen und so die Anzahl der Tanklastwagen und diejenige des Wiederauftankungspersonals zu reduzieren. Ferner werden durch die Verwendung des zweiten Korrekturfaktors Variationen verringert und dadurch ausgeglichener gestaltet. Dies hat es möglich gemacht, abrupte Variationen der Restkraft­ stoffmenge und der Restbetriebsdauer zu vermeiden. Der Bediener wird durch solche abrupten Variationen, die ihm sonst auffallen würden, nicht länger überrascht, wodurch es möglich wird, die Arbeit angepaßt fortzusetzen.

Wenn ferner die momentane Zeit Tb, die integrierte Motorbetriebszeit Ta(n), der integrierte Wert ΔTa(n) der Motorbetriebszeit von der vorhergehenden Kalibrierung zur momentanen Kalibrierung, die integrierte Kraftstoffverbrauchsmenge D(n), die aktuelle Restkraftstoff­ menge ΔQ(n) und die theoretische Kraftstoffverbrauchsmenge ΔD(n) zur Zeit der momenta­ nen Kalibrierung, der erste Korrekturfaktor K₁(n) und der zweite Korrekturfaktor K(n) zu­ sätzlich zur Restkraftstoffmenge und der Restbetriebszeit gespeichert werden, oder wenn solche Daten durch Funk zu einem Arbeitsüberwachungszentrum (Firma) übertragen wer­ den, wann immer die Kalibrierung durchgeführt wird, kann das Arbeitsüberwachungszen­ trum verarbeitete Daten zu Verwaltungszwecken auf der Basis der so übertragenen Daten erhalten. Es ist beispielsweise möglich, einen Prozentsatz der Nicht-Arbeitszeit aus der mo­ mentanen Zeit Tb und der integrierten Motorbetriebszeit Ta(n) zu erhalten, oder die Durch­ führung der Arbeit vom Standpunkt der Kraftstoffverbrauchsmenge des Arbeitsfahrzeuges zu jedem Zeitpunkt in Hinsicht auf die Aufzeichnungen der Motorbetriebszeit ΔTa, der ak­ tuellen Restkraftstoffmenge ΔQ(n) zur Zeit der Kalibrierung, der theoretischen Kraftstoff­ verbrauchsmenge ΔD(n) und des zweiten Korrekturfaktors K(n) auszuwerten. Wenn die ak­ tuelle Restkraftstoffmenge ΔQ(n) zur Zeit der Kalibrierung hoch ist, obwohl die theoreti­ sche Kraftstoffverbrauchsmenge ΔD(n) klein ist, mit anderen Worten, wenn der erste Kor­ rekturfaktor plötzlich zu einem bestimmten Zeitpunkt hoch wird, kann ferner die Möglich­ keit von Kraftstoffaustritt aus dem Kraftstofftank oder aus einer Kraftstoffleitung in Be­ tracht gezogen werden.

Das Ablaufdiagramm der Fig. 8 stellt den Betrieb des Systems zur Abschätzung der Rest­ betriebszeit des Arbeitsfahrzeuges gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Bei der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, wurde das Verfahren zur Reduzierung abrupter Variationen unter Verwendung des Korrekturfaktors K(n) verwendet. Sogar wenn die Belastung des Arbeitsfahrzeuges sich von einer leichten Last zu einer schweren Last ändert, wenn der Kraftstoffstand niedrig geworden ist und die Restbetriebszeit auf 2 bis 3 h verringert wurde, bleibt jedoch die theoretische Kraftstoffver­ brauchsmenge bei der ersten Ausführungsform gering, weil der Korrekturfaktor K(n) klein bleibt. Wenn der Bediener die Arbeit bequem ohne Zeitdruck im oben genannten Zustand fortsetzt, besteht die potentielle Störung darin, daß dem Arbeitsfahrzeug der Kraftstoff viel eher ausgehen könnte, als geschätzt wurde. Diese Ausführungsform vermeidet die oben ge­ nannte Störanfälligkeit und, wenn sich die Last von einer leichten Last zu einer schweren Last ändert, wird die Kraftstoffabnahmerate näher zum errechneten oder theoretischen Wert K₁(n) gebracht, und zwar schneller, so daß die Restbetriebsdauer noch genauer angezeigt wird.

Diese Ausführungsform macht es lediglich notwendig, den Schritt S₃₇ im Restmengenkali­ brierungsprogramm 123c der oben beschriebenen ersten Ausführungsform zu modifizieren, und die verbleibenden Eigenschaften dieser Ausführungsform sind dieselben, wie diejenigen der ersten Ausführungsform. In Fig. 8 ist der Schritt S₃₇₀ ein Ablauf, der dem Schritt S₃₇ der ersten Ausführungsform entspricht. Bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird ein erster Korrekturfaktor K₁(n) mit einem zweiten Korrekturfaktor K(n-1) der vorhergehenden Kalibrierung verglichen, nachdem der erste Korrekturfaktor K₁(n) er­ rechnet worden ist. Wenn der erstere gleich oder größer ist als der letztere [K₁ K(n-1)], wird die Konstante k₀ erhöht, aber, wenn der erstere kleiner ist als der letztere [K₁(n) < K(n-1)], wird die Konstante k₀ vermindert. Wie auch immer der Fall liegen sollte, ist die Konstante k₀ eine positive Zahl, die nicht größer ist als "1". Im Diagramm zeigt "k₊" eine erhöhte Konstante k₀ an, während "k_-" eine verminderte Konstante k₀ anzeigt. Der zweite Korrekturfaktor K(n) wird unter Verwendung einer solchen Konstante k₀ errechnet.

Wie oben beschrieben wurde, wird die Restbetriebszeit auf der Basis eines Wertes in der Nähe des ersten Korrekturfaktors K₁ (d. h. einer Konstante k₀ nahe "1") gemäß der zweiten Ausführungsform geschätzt, wenn die auf dem Motor ausgeübte Last sich zu einem größe­ ren Wert hin ändert und der Kraftstoff deshalb eher verbraucht wird. Die zweite Ausfüh­ rungsform kann deshalb dieselben Vorteile zur Verfügung stellen wie die oben beschriebene erste Ausführungsform und kann darüberhinaus vermeiden, daß eine zu kurze Restbetriebs­ zeit geschätzt wird. Der letztere Vorteil kann die Unannehmlichkeit vermeiden, daß der Be­ diener des Arbeitsfahrzeuges unnötigerweise zu früh ein Wiederauftanken anfordert.

Das Blockdiagramm der Fig. 9 zeigt das System nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Abschätzen der Restbetriebszeit des Arbeitsfahrzeuges. Im Diagramm werden Bauteile, die entweder identisch oder äquivalent zu entsprechenden Bau­ teilen in Fig. 1 sind, durch gleiche Bezugszeichen angedeutet, und ihre Beschreibung wird hier weggelassen. Das Bezugszeichen 1c zeigt auf eine gezahnte Steuerstange (oder Steuer­ zahnstange) der Kraftstoffeinspritzpumpe 1a. Mit dem Symbol 1d ist ein Hubsensor zur Er­ fassung einer Verschiebung R der gezahnten Steuerstange 1c angedeutet. Die Verschiebung R der gezahnten Steuerstange 1c, welche durch den Hubsensor 1d erfaßt worden ist, wird in die arithmetische und logische Einheit 12 eingegeben. Mit dem Symbol 2a ist ein Schub-Zugkabel angedeutet, welches an einem Ende mit dem Zielmotorendrehzahl-Einstellhebel 2 und an seinem anderen Ende mit einem nicht dargestellten Eingabehebel der Kraftstoffeinspritzpumpe 1a verbunden ist. Dieses Schub-Zugkabel 2a überträgt eine Zielmotordrehzahl Nr zum Eingabehebel, die durch den Zielmotordrehzahl-Einstellhebel 2 eingestellt wurde.

Als nächstes wird der Betrieb der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung beschrieben werden.

Bei der ersten Ausführungsform wurde die Kraftstoffverbrauchsmenge Δq des Motors 1 pro Umdrehung, basierend auf der Motordrehzahldifferenz ΔN bestimmt, während von der Funktion f(ΔN) Gebrauch gemacht wurde, die in Fig. 5 gezeigt ist. Bei dieser Ausfüh­ rungsform wird jedoch eine Kraftstoffverbrauchsmenge Δq pro Umdrehung für den Motor 1, basierend auf einer Verschiebung R der gezahnten Steuerstange 1c und einer Motordreh­ zahl Ne bestimmt, anstelle der Motordrehzahldifferenz ΔN, während von einer Funktion g(R, Ne) Gebrauch gemacht wird.

Die Fig. 10 zeigt im Diagramm die Kennlinien der oben genannten Funktion g(R, Ne).

Im Diagramm sind die Motordrehzahlen Ne entlang der Abzisse aufgetragen, während die Kraftstoffeinspritzmengen (Kraftstoffverbrauchsmengen) pro Motordrehzahl auf der Ordina­ te aufgetragen sind. Ihr Verhältnis zueinander variiert abhängig von der Größe der Ver­ schiebung R der gezahnten Kontrollstange 1c. Wie durch einen Pfeil im Diagramm ange­ zeigt ist, wird die Kraftstoffeinspritzmenge mit der Verschiebung R der gezahnten Steuer­ stange 1c größer, und die Kraftstoffeinspritzmenge wird kleiner mit der Verschiebung R der gezahnten Steuerstange 1c. Diese Funktion g(R, Ne) kann ebenfalls auf dieselbe Weise erhalten werden, wie die oben genannte Funktion f(ΔN).

Diese Ausführungsform unterscheidet sich bezüglich des Betriebs von der ersten Ausfüh­ rungsform nur dadurch, daß eine Verschiebung R der gezahnten Steuerstange 1c und eine Motordrehzahl Ne durch die Verarbeitung im Schritt S₂₂ des in Fig. 6 gezeigten Ablauf­ diagrammes gelesen wird, und eine Kraftstoffverbrauchsmenge Δq wird durch die Verarbei­ tung aus Schritt S₂₃ aus der Funktion g(R, Ne), gezeigt in Fig. 10, bestimmt. Der restliche Betrieb dieser Ausführungsform ist derselbe, wie derjenigen der ersten Ausführungsform. Verglichen mit den Vorteilen der oben beschriebenen Ausführungsformen, hat die dritte Ausführungsform den zusätzlichen Vorteil, daß sie eine noch genauere Abschätzung durch­ führen kann, weil eine Kraftstoffverbrauchsmenge, basierend auf einer Verschiebung der gezahnten Steuerstange bestimmt wird, wobei die Verschiebung im wesentlichen propor­ tional zur Kraftstoffverbrauchsmenge ist.

Das Blockdiagramm der Fig. 11 zeigt das System nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Abschätzen der Restbetriebszeit des Arbeitsfahrzeuges. Im Diagramm werden Bauteile, die entweder identisch oder äquivalent zu entsprechenden Bau­ teilen in Fig. 1 sind, durch gleiche Bezugszeichen angedeutet und ihre Beschreibung wird hier weggelassen. Das Diagramm zeigt eine Versorgungsleitung 51a zum Zuführen von Kraftstoff vom Kraftstofftank 5 zur Kraftstoffeinspritzpumpe 1a, eine Rückführungsleitung 51b zum Zurückführen von Kraftstoff, der nicht bei der Explosion an der Kraftstoffein­ spritzpumpe 1a verbraucht wurde, in den Kraftstofftank 5, einen Strömungsratensensor 52a, der in der Versorgungsleitung 51a angeordnet ist, zum Erfassen einer Kraftstoffzuführungs­ menge Q_A und einen Strömungssensor 52b, der in der Rückführungsleitung 51b angeordnet ist, zur Erfassung einer Kraftstoffrückführungsmenge Q_B. Die Kraftstoffzuführungsmenge Q_A und die Kraftstoffrückführungsmenge Q_B, die an den Strömungsratensensoren 52a, 52b jeweils erfaßt worden sind, werden in die arithmetische und logische Einheit 12 eingege­ ben.

Der Betrieb der oben genannten vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf das in Fig. 12 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.

Die erste Ausführungsform verwendete das Verfahren, bei welchem eine Kraftstoffver­ brauchsmenge Δq pro Motordrehzahl, basierend auf einer Motordrehzahldifferenz ΔN unter Verwendung der Funktion f(ΔN), die in Fig. 5 gezeigt ist, bestimmt wurde, und eine mo­ mentane Restkraftstoffmenge Qr wurde durch Multiplikation der so ermittelten Kraftstoffverbrauchsmenge Δq mit einer Motordrehzahl Ne ermittelt, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch eine Kraftstoffverbrauchsmenge in einer vorbestimmten Zeit (100 ms im Beispiel der Fig. 6) unter Verwendung einer Kraftstoff­ zuführungsmenge Q_A und einer Kraftstoffrückführungsmenge Q_B ermittelt. Der Ablauf mit Ausnahme des Ablaufes zum Erhalten der Kraftstoffverbrauchsmenge ist derselbe, wie der Ablauf in der ersten Ausführungsform.

In Fig. 12 sind die gleichen Abläufe, wie sie in Fig. 6 erläutert wurden, durch gleiche Symbole angedeutet und ihre Beschriftung wird hier weggelassen. Durch den Ablauf des Schrittes S₂₂₀ führt die CPU 122 das Eingabeprogramm 123a durch und liest eine Kraft­ stoffzuführungsmenge Q_A und eine Kraftstoffrückführungsmenge Q_B. Dann wird die Kraft­ stoffrückführungsmenge Q_B von der Kraftstoffzuführungsmenge Q_A subtrahiert, so daß eine Kraftstoffverbrauchsmenge Δq_AB ermittelt wird (Schritt S₂₃₀). Die Subtraktion der Kraft­ stoffmenge Q_B, die zum Kraftstofftank 5 zurückgeführt wird, von der Kraftstoffmenge Q_A die der Kraftstoffeinspritzpumpe 1a des Motors zugeführt wird, ergibt eine Kraftstoffmen­ ge, die bei der Explosion an der Kraftstoffeinspritzpumpe 1a verbraucht wird. Im nächsten Schritt S₂₄₀ subtrahiert die CPU 122 die Kraftstoffverbrauchsmenge Δq_AB, welche oben im Schritt S₂₃₀ ermittelt worden ist, von der Restkraftstoffmenge, die durch die vorherige Rechnung ermittelt wurde, um eine momentane Restkraftstoffmenge Qr zu ermitteln. Diese Restkraftstoffmenge Qr wird durch den Korrekturfaktor Kr dividiert, um die Restbetriebs­ dauer Tr zu ermitteln. Ferner wird die oben beschriebene Kraftstoffverbrauchsmenge Δq_AB zu der integrierten Kraftstoffverbrauchsmenge bis zur momentanen Berechnung addiert, wo­ durch eine momentane integrierte Kraftstoffverbrauchsmenge D bestimmt wird. Der hierauf folgende Ablauf ist derselbe wie der Ablauf nach der ersten Ausführungsform.

Diese Ausführungsform kann eine noch genauere Abschätzung durchführen, weil eine Ver­ brauchsmenge, basierend auf einer Differenz zwischen den Kraftstoffmengen Q_A und Q_B bestimmt wird, welche im wesentlichen proportional zur Kraftstoffverbrauchsmenge sind.

Das Blockdiagramm der Fig. 13 zeigt das System zur Abschätzung der Restbetriebsdauer der Arbeitsfahrzeuges nach der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Diagramm werden Bauteile, die entweder identisch oder äquivalent zu den in Fig. 9 ge­ zeigten entsprechenden Bauteilen sind, durch gleiche Bezugszeichen angedeutet, und ihre Beschreibung wird hier weggelassen. Bei dieser Ausführungsform wird eine theoretische Kraftstoffverbrauchsmenge nicht wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen basie­ rend auf einer Motordrehzahldifferenz ΔN, einer Verschiebung R der gezahnten Steuerstan­ ge oder Strömungsraten Q_A, Q_B bestimmt, sondern sie wird basierend auf einer Zeit be­ stimmt, während welcher jeder Ansteuerungshebel bedient wird. Wie speziell beschrieben ist, wird ein Verhältnis (K_A) einer aktuellen Kraftstoffabnahmemenge zu einer Betätigungs­ zeit des Ansteuerungshebels während einer vorbestimmten Zeit (beispielsweise 1 h) als Kraftstoffverbrauchsmenge pro Einheitsbetriebszeit verwendet. In diesem Fall ist es ver­ nünftig, die Kraftstoffverbrauchsmenge auf der Basis der Betätigungszeit des Ansteuerungs­ hebels zu ermitteln, und zwar insofern, wie die Arbeit unter Last (Arbeit, die Antrieb von dem hydraulischen Betätigungselement benötigt) fortgesetzt wird. In dem Fall des Arbeits­ fahrzeuges wird die Arbeit unter Last jedoch nicht immer fortgesetzt und der Motor kann noch während einer Nicht-Arbeitszeit in Betrieb sein, wie zum Beispiel der Zeit, während der das Arbeitsfahrzeug auf einen Kipplaster wartet. Wenn man dies für diese Ausführungs­ form in Betracht zieht, wird ein Verhältnis (K_B) einer Betätigungszeit des Ansteuerungshe­ bels zu einer Motorbetriebszeit errechnet, und dieser Faktor K_B wird zusammen mit dem Faktor K_A für die Berechnung einer Kraftstoffverbrauchsmenge verwendet, und deshalb für die Berechnung einer Restkraftstoffmenge und einer Restbetriebsdauer. Bei dieser Ausfüh­ rungsform umfassen die Eingabesignale für die arithmetische und logische Einheit 12 nur ein Betriebszustandssignal C, eine Motordrehzahl Ne und eine Restkraftstoffmenge Q, wie in Fig. 13 gezeigt ist.

Der Betrieb der oben beschriebenen fünften Ausführungsform der Erfindung wird als nächstes unter Bezugnahme auf die Fig. 14, 15 und 16 beschrieben werden.

Der Betrieb dieser Ausführungsform ist im Grunde derselbe wie derjenige der ersten Aus­ führungsform. Abläufe nach dem Arbeitszeitmeßprogramm 123b, dem Berechnungspro­ gramm 123d für die verbrauchte Treibstoffmenge und dem Restmengenkalibrierungspro­ gramm 123c werden durchgeführt. Wie in Fig. 14 dargestellt, wird gemäß dem Arbeits­ zeitmeßprogramm 123b (t₂ = 50-100 ms) ein integrierter Wert Ta der Antriebszeit des Mo­ tors zuerst auf die gleiche Weise wie in den Schritten S₁₀ und S₁₁ der ersten Ausführungs­ form, gezeigt in Fig. 4, (Schritte S₁₀ und S₁₁ in Fig. 14) bestimmt. Als nächstes führt die CPU 122 das Eingabeprogramm durch, um ein Betriebszustandssignal C einzugeben, wodurch festgestellt wird, ob einer der Ansteuerungshebel betätigt wird oder nicht (Schritt S₁₂). Bei Betätigung wird die Zeit t₂ zum integrierten Wert Tc der Betätigungszeit bis zur vorhergehenden Messung addiert, und die Summe wird dann als integrierter Wert Tc der Betätigungszeit bis zur momentanen Messung gespeichert (Schritt S₁₃), und der Ablauf wird dann beendet.

Als nächstes wird auf die Fig. 15 bezuggenommen. Mit dem Berechnungsprogramm 123d für die verbrauchte Kraftstoffmenge (t₁ = 100 ms) wird wie im Schritt S₂₀ der ersten in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform bestimmt, ob die Datenaktualisierungsmarke gesetzt wor­ den ist oder nicht. Die CPU 122 speichert dann eine Restkraftstoffmenge Q(n), welche durch die momentane Kalibrierung mit dem Restmengenkalibrierungsprogramm 123c, das später erläutert wird, bestimmt wurde, als eine Restkraftstoffmenge Qr; als Kr_A einen Kraftstoffabnahmeprozentsatz K_A(n) während der Betätigungszeit des Ansteuerungshebels; als Kr_B ein Verhältnis K_B(n) der Betätigungszeit des Ansteuerungshebels zur Motorbetriebs­ zeit; und als Tr_C, einen integrierten Wert Tc(n) der Betätigungszeit des Ansteuerungshebels zur Zeit der Kalibrierung. Dann wird die Datenaktualisierungsmarke zurückgesetzt (Schritt S₂₁₀). Als nächstes wird ein integrierter Wert Tr_C der Betätigungszeit zu der Zeit der Kali­ brierung von dem integrierten Wert Tc der Betätigungszeit bei der momentanen Messung, erhalten mit dem Arbeitszeitmeßprogramm 123b, subtrahiert, so daß ein integrierter Wert Tc der Betätigungszeit nach der Kalibrierung bestimmt wird (Schritt S₂₂₀₀) Dann wird ein Produkt des integrierten Wertes Tc der Betätigungszeit und des Kraftstoffabnahmeprozent­ satzes Kr_A (theoretische Kraftstoffverbrauchsmenge) von der Restkraftstoffmenge Qr zu der Zeit der Kalibrierung subtrahiert, um eine momentane Restkraftstoffmenge Qr zu errech­ nen, und diese Restkraftstoffmenge Qr wird durch ein Produkt des Verhältnisses Kr_A und des Verhältnisses Kr_B dividiert, um die Restbetriebszeit Tr zu bestimmen (Schritt S₂₄₀₀). Die so erhaltene Restkraftstoffmenge Qr und die Restbetriebszeit Tr werden zur Anzeige ausge­ geben (Schritt S₂₅). Ein Berechnungsverfahren für die Restbetriebsdauer, Tr = Qr/(Kr_A × Kr_B) wird im folgenden beschrieben.

Im Restmengenkalibrierungsprogramm 123c sind die Schritte S₃₀ bis S₃₄ von der Messung eines Kraftstoffstandes bis zur Speicherung der Restkraftstoffmenge Q(n) zur Zeit der mo­ mentanen Kalibrierung dieselben wie die entsprechenden Schritte nach der ersten Ausfüh­ rungsform. Die CPU 122 liest dann eine Zeit Tb, eine Motorbetriebszeit Ta und eine Betä­ tigungszeit Tc zur Zeit der Kalibrierung und speichert sie als eine Zeit Tb(n), eine Motor­ betriebszeit Ta(n) und eine Betätigungszeit Tc(n) zur Zeit der momentanen Kalibrierung. Die CPU 122 subtrahiert ebenfalls eine Motorbetriebszeit Ta(n-1) zur Zeit der vorhergehenden Kalibrierung von der Motorbetriebszeit Ta(n) zur Zeit der momentanen Kalibrierung, um eine Motorbetriebszeit ΔTa(n) nach der vorhergehenden Kalibrierung zu berechnen. Die CPU 122 subtrahiert eine Betätigungszeit Tc(n-1) zur Zeit der vorhergehen­ den Kalibrierung von der Betätigungszeit Tc(n) zur Zeit der momentanen Kalibrierung, um eine Betätigungszeit ΔTc(n) nach der vorhergehenden Kalibrierung zu errechnen. Darüber­ hinaus dividiert die CPU 122 die Betätigungszeit ΔTc(n) nach der vorhergehenden Kalibrie­ rung durch die Motorbetriebszeit ΔTa(n) nach der vorhergehenden Kalibrierung, um eine Proportion (Verhältnis) K_B(n) der Betriebszeit in der Laufzeit zu errechnen (Schritt S₃₅). Das Verhältnis K_B(n) ist offensichtlich übrigens kleiner als "1".

Als nächstes subtrahiert die CPU 122 eine Restkraftstoffmenge Q(n-1) zur Zeit der vorher­ gehenden Kalibrierung von der Restkraftstoffmenge Q(n) zur Zeit der momentanen Kali­ brierung, um eine aktuelle Kraftstoffverbrauchsmenge ΔQ(n) während dieser Zeitspanne zu errechnen. Diese aktuelle Kraftstoffverbrauchsmenge ΔQ(n) wird dann durch die Betäti­ gungszeit ΔTc(n) während der Zeitspanne dividiert, wodurch eine Kraftstoffverbrauchsmen­ ge K₂(n) pro Betriebsdauer errechnet wird (Schritt S₃₆₀). Um eine Streuung und mäßigere Änderungen der Restbetriebszeit als bei der ersten Ausführungsform zu erreichen, und ebenfalls, um eine kürzere Restbetriebszeit wie bei der zweiten Ausführungsform zu ver­ meiden, wird der folgende Schritt S₃₇₀ danach ausgeführt. Die CPU 122 speichert nämlich die Konstante k₀, weiche verwendet wird, um einen Mittelwert K_A(n) der Kraftstoffver­ brauchsmenge pro Betriebszeit zu bestimmen, und zwar als Wert K_-, wenn ein absoluter Wert der Differenz zwischen einem momentanen Verhältnis K_B und einem vorhergehenden Verhältnis K_B(n-1) kleiner ist als ein vorherbestimmter Wert K₀, und als Wert K₊, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen dem momentanen Verhältnis K_B und dem vorher­ gehenden Verhältnis K_B(n-1) gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert K₀. Die Be­ rechnung wird dann gemäß der im Schritt S₃₇₀ gezeigten Formeln durchgeführt, so daß der Mittelwert K_A(n) errechnet wird. Dieser Mittelwert K_A(n) wird als Kraftstoffverbrauchsmenge Kr_A für die Betriebszeit verwendet, was in Fig. 15 gezeigt ist. Als nächstes wird "1" zu der Anzahl n der Kalibrierungen hinzuaddiert, die Daten­ aktualisierungsmarke wird gesetzt (Schritt S₃₈₀) und der Ablauf wird beendet.

Hier wird eine Beschreibung über das Berechnungsverfahren für die Restbetriebszeit Tr, Tr = Qr/(Kr_A × Kr_B), im Ablauf des Schrittes S₂₄₀₀ des Berechnungsprogramms 123d für die verbrauchte Kraftstoffmenge gegeben. Bei dieser Ausführungsform wird die Restbe­ triebszeit Tr grundsätzlich durch das Dividieren der theoretischen Restkraftstoffmenge Qr zum momentanen Zeitpunkt durch den Kraftstoffabnahmeprozentsatz Kr_A pro Einheitsbe­ triebszeit erhalten. Auch wenn keiner der Ansteuerungshebel betätigt wird, ist aber eine Zeit vorhanden, in welcher der Motor, wie oben genannt, in Betrieb ist. Die Restbetriebs­ zeit, die wie oben beschrieben ermittelt wurde, wird deshalb weiter dadurch korrigiert, daß sie durch das Verhältnis K_B der Betätigungszeit der Ansteuerungshebel zur Betriebszeit des Motors dividiert wird, wodurch eine Restbetriebszeit Tr bestimmt wird. Wenn nämlich die Zeit, in welcher der Motor in Betrieb ist, ohne daß irgendeiner der Ansteuerungshebel betä­ tigt wird, lang ist (beispielsweise wenn das Arbeitsfahrzeug lange auf einem Kipplaster warten muß), wird der Kraftstoffabnahmeprozentsatz Kr_A pro Betriebszeit hoch, so daß die Restbetriebszeit unverhältnismäßig geringer wird. Im obigen Fall wird jedoch das Verhält­ nis Kr_B der Betätigungszeit des Ansteuerungshebels zur Betriebszeit des Motors (dieses Verhältnis ist immer geringer als "1") kleiner, so daß die Restbetriebszeit - welche durch Dividieren der theoretischen Restkraftstoffmenge Qr durch den Kraftstoffabnahmeprozent­ satz Kr_A pro Einheitbetriebszeit erhalten wurde - dadurch korrigiert wird, daß sie durch den oben genannten kleinen Wert Kr_B dividiert wird. Als Konsequenz wird eine angemessene Restbetriebszeit Tr erhalten.

In einem Arbeitsfall, bei welchem einer oder mehrere Ansteuerungshebel während etwas mehr als 90% der Zeit betätigt werden, im Gegensatz zum obenbeschriebenen Beispiel, nämlich beispielsweise in dem Fall, wo Erde und Steine nach dem Aufwerfen in der oben genannten Mine ausgebaggert werden oder bei ähnlicher Arbeit, kann eine genaue Restbe­ triebszeit Tr einfach dadurch erhalten werden, daß eine theoretische Restkraftstoffmenge Qr durch einen Kraftstoffabnahmeprozentsatz Kr_A pro Einheitbetriebszeit dividiert wird.

Dies ist deshalb klar, weil im obigen Fall das Verhältnis K_B der Betätigungszeit des An­ steuerungshebels zur Betriebszeit des Motors einen Wert nahe "1" annimmt und die Divi­ sion der resultierenden Restbetriebszeit Tr durch das Verhältnis K_B, welche nahe an "1" liegt, praktisch bedeutungslos ist. Dies bedeutet, daß, abhängig von der Natur der Arbeit, es nicht immer notwendig sein muß, die Restbetriebsdauer Tr durch das Verhältnis K_B zu dividieren, welches erhalten wurde durch das Dividieren der theoretischen Restkraftstoff­ menge Qr durch den Kraftstoffabnahmeprozentsatz Kr_A.

Bei dieser Ausführungsform verwendet die Berechnung der Restbetriebsdauer weder motor­ bedingte Werte ΔN, R, Ne, wie bei der ersten bis zur dritten Ausführungsform (die Motor­ drehzahl Ne wird nur für die Bestimmung des Betriebs des Motors verwendet), noch Strö­ mungsmessungen, wie bei der vierten Ausführungsform. Es ist deshalb möglich, die Rest­ betriebszeit leichter zu bestimmen. Ferner wird eine Korrektur durch das Verhältnis Kr_B der Ansteuerungshebel-Betätigungszeit zur Motorbetriebszeit erwirkt, so daß eine genaue Restbetriebszeit erhalten werden kann.

Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Restkraftstoff­ menge beim Ablaufen jeder vorbestimmten Zeitspanne gemessen, eine geschätzte Kraft­ stoffverbrauchsmenge während einer kurzen Zeitspanne wird von der Restkraftstoffmenge beim Ablaufen jeder kurzen Zeitspanne subtrahiert, um eine momentane Restkraftstoffmen­ ge zu bestimmen und die momentane Restkraftstoffmenge wird durch eine geschätzte Kraft­ stoffverbrauchsmenge pro Stunde dividiert, um die Restbetriebsdauer zu bestimmen. Es ist deshalb möglich, genau abzuschätzen, für wieviele Stunden ein Arbeitsfahrzeug noch be­ trieben werden kann. Dies macht eine vernünftige Wiederbetankung möglich.

Bezugszeichenliste

1 Motor
1a Kraftstoffeinspritzpumpe
1b elektromagnetischer Aufnehmer
1c gezahnte Steuerstange
1d Hubsensor
2 Motorzieldrehzahl-Einstellhebel
2a Zug/Druck-Kabel
3 Motorzieldrehzahl-Signalerzeuger
4 Steuerung
5 Kraftstofftank
6 Kraftstoffstandmesser
6a Schwimmer
6b Verschiebungsdetektor
7A Hydraulikpumpe mit variabler Verdrängung
7B Hydraulikpumpe mit variabler Verdrängung
7C Hydraulikpumpe mit variabler Verdrängung
8a Ansteuerungshebel
8b Ansteuerungshebel
8c Ansteuerungshebel
9a Druckreduktionsventil (Schaltventil)
9b Druckreduktionsventil (Schaltventil)
9c Druckreduktionsventil (Schaltventil)
10 Hebelpositionsdetektor
11 Umwandlungsvorrichtung
12 arithmetische und logische Einheit
13 Anzeige
51a Zufuhrleitung
51b Strömungsratensensor
52b Strömungsratensensor
121 I/O-Schnittstelle
122 zentrale Verarbeitungseinheit (CPU)
123 lediglich auslesbarer Speicher (ROM)
123a Eingabeprogramm
123b Arbeitszeitmeßprogramm
123c Restmengenkalibrierungsprogramm
123d Berechnungsprogramm für die verbrauchte Kraftstoffmenge
123e Ausgabeprogramm
124 Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM)
125 Zeitgeber
C Betriebszustandssignal
K Korrekturfaktor
K_A Kraftstoffabnahmeprozentsatz
ΔN Motordrehzahldifferenz
Ne Motordrehzahl
Nr Motorzieldrehzahl
Q Restkraftstoffmenge
Δq Kraftstoffabnahme
Q_A Kraftstoffzufuhrmenge
Q_B Kraftstoffrückführungsmenge
Qr momentane Restkraftstoffmenge
Δq_AB Kraftstoffverbrauchsmenge
R Verdrängung
S Signale
Ta integrierte Motorbetriebszeit
ΔTa Motorbetriebszeit
Te Ausgangsdrehmoment
Tr Restbetriebszeit
t₁ konstantes Intervall
t₂ Ausführungsintervall

Claims (13)

1. System zum Abschätzen der Restbetriebszeit eines Arbeitsfahrzeuges, wobei das System an dem Arbeitsfahrzeug angeordnet ist, welches aufweist: einen Motor (1), einen Kraftstofftank (5) zum Speichern von Kraftstoff für den Motor (1), ein Kraftstoffmeßgerät (6, 6a, 6b) zum Erfassen einer Kraftstoffmenge im Kraftstofftank, einen Motordrehzahl­ messer (1b) zum Erfassen der Drehzahl des Motors, mehrere Hydraulikpumpen (7A, 7B, 7C), die durch den Motor angetrieben werden, eine gleiche Anzahl von hydraulischen Betä­ tigungseinrichtungen, die durch die Arbeitsöle angetrieben werden, welche von den jeweili­ gen Hydraulikpumpen geliefert werden, und eine gleiche Anzahl von Ansteuerungshebeln (8a, 8b, 8c) zum Betätigen der jeweiligen hydraulischen Betätigungseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß das System umfaßt:
eine erste Rechnereinrichtung (12) zum Errechnen einer tatsächlich vom Motor (1) verbrauchten Kraftstoffmenge [ΔQ(n)] auf der Basis eines Meßwertes von der Kraftstoff­ meßeinrichtung während einer vorbestimmten Zeitspanne;
eine zweite Rechnereinrichtung (12) zum Bestimmen einer geschätzten Kraftstoffver­ brauchsmenge [ΔD(n)] für den Motor (1) während jeder vorbestimmten kurzen Zeit bzw. Zeitintervall, die bzw. das nach der vorbestimmten Zeitspanne beginnt;
eine dritte Rechnereinrichtung (12) zum Subtrahieren der geschätzten Kraftstoffver­ brauchsmenge [ΔD(n)] von der tatsächlich verbrauchten Kraftstoffmenge [ΔQ(n)], nachdem jede vorbestimmte kurze Zeit bzw. Zeitintervall vorübergegangen ist, wodurch eine mo­ mentane Restkraftstoffmenge (Qr) bestimmt und dann ausgegeben wird; und
eine vierte Rechnereinrichtung (12) zum Dividieren der geschätzten Kraftstoffver­ brauchsmenge [ΔD(n)] von der zweiten Rechnereinrichtung durch ein Verhältnis der tat­ sächlich verbrauchten Kraftstoffmenge [ΔQ(n)] zu einem integrierten Wert der geschätzten Kraftstoffverbrauchsmenge [ΔD(n)] während der vorbestimmten Zeitspanne, wodurch eine momentane Restbetriebszeit (Tr) bestimmt und dann ausgegeben wird.

2. System nach Anspruch 1, wobei das System ferner umfaßt: eine erste Korrekturein­ richtung (12) zum Errechnen des Verhältnisses (Kr) der tatsächlich verbrauchten Kraftstoff­ menge [ΔQ(n)] zu einem integrierten Wert der geschätzten Kraftstoffverbrauchsmenge [ΔD(n)] während der vorbestimmten Zeitspanne, als ersten Korrekturfaktor [K₁(n)].

3. System nach Anspruch 2, wobei das System ferner umfaßt: zweite Korrektureinrich­ tungen (12) zum Korrigieren eines absoluten Wertes des ersten Korrekturfaktors [K₁(n)], der durch die erste Korrektureinrichtung (12) bestimmt wurde, wodurch ein zweiter Kor­ rekturfaktor [K(n)] bestimmt wird.

4. System nach Anspruch 3, bei dem die zweite Korrektureinrichtung den ersten Kor­ rekturfaktor [K₁(n)] absenkt, wenn das Verhältnis (Kr), das während einer momentanen vorbestimmten Zeitspanne bzw. Zeitperiode erhalten wurde, größer ist als ein Wert des ersten Korrekturfaktors [K₁(n)], der durch die erste Korrektureinrichtung (12) in einer vor­ hergehenden vorbestimmten Zeitspanne erhalten wurde, den ersten Korrekturfaktor [K₁(n)] jedoch erhöht, wenn das Verhältnis (Kr), das in der momentanen vorbestimmten Zeitspanne erhalten wurde, kleiner ist als ein Wert des ersten Korrekturfaktors [K₁(n)], der durch die erste Korrektureinrichtung (12) in der vorhergehenden vorbestimmten Zeitspanne erhalten wurde.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die zweite Rechnereinrichtung (12) die geschätzte Kraftstoffverbrauchsmenge [ΔD(n)] auf der Basis eines Produktes einer Kraftstoffverbrauchsmenge (Δq) des Motors (1) pro Umdrehung bestimmt, die aus einer Drehzahldifferenz (ΔN) des Motors (1) bestimmt wurde, und einer Drehzahl (Ne) des Mo­ tors (1) während der vorbestimmten kurzen Zeit.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die zweite Rechnereinrichtung (12) die geschätzte Kraftstoffverbrauchsmenge [ΔD(n)] auf der Basis eines Produktes be­ stimmt, aus einer Bedarfsverschiebung des Motors (1), einer Kraftstoffverbrauchsmenge (Δq) des Motors (1) pro Umdrehung, wie sie während der vorbestimmten kurzen Zeit aus der Motordrehzahl (Ne) bestimmt wurde, und der Motordrehzahl (Ne) während der vorbe­ stimmten kurzen Zeit.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die zweite Rechnereinrichtung (12) die geschätzte Kraftstoffverbrauchsmenge (Δq_AB) dadurch bestimmt, daß sie eine Kraft­ stoffrückführungsmenge (Q_B) zum Kraftstofftank (5) von einer Kraftstoffeinspeisungsmenge (Q_A) zum Motor (1) subtrahiert.

8. System nach Anspruch 1, bei dem das System ferner eine Anzeige (13) zum Anzei­ gen der Restbetriebszeit (Tr) aus der vierten Rechnereinrichtung (12) umfaßt.

9. System nach Anspruch 1, wobei das System ferner eine Anzeige (13) zum Anzeigen der Restbetriebszeit (Tr) aus der vierten Rechnereinrichtung (12) und der Restkraftstoffmenge (Qr) aus der dritten Rechnereinrichtung (12) aufweist.

10. System zum Abschätzen der Restbetriebszeit eines Arbeitsfahrzeuges, wobei das System an dem Arbeitsfahrzeug angeordnet ist, welches aufweist: einen Motor (1), einen Kraftstofftank (5) zum Speichern von Kraftstoff für den Motor (1), eine Kraftstoffmeßein­ richtung (6, 6a, 6b) zum Erfassen einer Kraftstoffmenge im Kraftstofftank, mehrere Hydraulikpumpen (7A, 7B, 7C), die durch den Motor angetrieben werden, eine gleiche An­ zahl hydraulischer Betätigungseinrichtungen, die durch Arbeitsöle angetrieben werden, wel­ che von den jeweiligen Hydraulikpumpen geliefert werden, und eine gleiche Anzahl von Ansteuerungshebeln (8a, 8b, 8c) zum Betätigen der jeweiligen hydraulischen Betätigungs­ einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß das System umfaßt:
eine erste Rechnereinrichtung (12) zum Errechnen einer tatsächlich vom Motor (1) verbrauchten Kraftstoffmenge [ΔQ(n)] auf der Basis eines Meßwertes der Kraftstoffmeßein­ richtung während einer vorbestimmten Zeitspanne;
eine zweite Rechnereinrichtung (12) zur Bestimmung einer geschätzten Kraftstoffverbrauchsmenge [ΔD(n)] des Motors während jeder vorbestimmten kurzen Zeit, beginnend nach der vorbestimmten Zeitspanne;
eine dritte Rechnereinrichtung (12) zum Subtrahieren der geschätzten Kraftstoffver­ brauchsmenge [ΔD(n)] von der tatsächlich verbrauchten Kraftstoffmenge [ΔQ(n)], nachdem jede vorbestimmte kurze Zeit bzw. Zeitintervall vergangen ist, wodurch eine momentane Restkraftstoffmenge (Qr) bestimmt und dann ausgegeben wird; und
eine vierte Rechnereinrichtung (12) zum Dividieren der Restkraftstoffmenge (Qr) durch ein Verhältnis (K_A) der tatsächlich verbrauchten Kraftstoffmenge [ΔQ(n)] zu einer Antriebszeit jeder der hydraulischen Betätigungseinrichtungen (7A, 7B, 7C) während der vorbestimmten Zeitspanne bzw. Zeitperiode, wodurch eine momentane Restbetriebszeit (Tr) bestimmt und dann ausgegeben wird.

11. System nach Anspruch 10, wobei das Arbeitsfahrzeug ferner umfaßt:
Rechnereinrichtungen (12) zum Errechnen des Verhältnisses (K_A) der tatsächlich verbrauchten Kraftstoffmenge [ΔQ(n)] zur Antriebszeit jeder der hydraulischen Betätigungs­ einrichtungen (7A, 7B, 7C) während der vorbestimmten Zeitspanne, wodurch die Restbetriebszeit (Tr) bestimmt wird.

12. System nach den Ansprüchen 10 oder 11, bei dem das Arbeitsfahrzeug ferner um­ faßt: eine Anzeige (13) zum Anzeigen der Restbetriebszeit (Tr) aus der vierten Rechnerein­ richtung (12).

13. System nach den Ansprüchen 10 oder 11, bei dem das Arbeitsfahrzeug ferner um­ faßt: eine Anzeige (13) zum Anzeigen der Restbetriebszeit (Tr) aus der vierten Rechnerein­ richtung (12) und der Restkraftstoffmenge (Qr) aus der dritten Rechnereinrichtung (12).