DE60301488T2 - Motorisierter lastwagen - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein motorgetriebenes Lastfahrzeug mit einer automatisierten Kupplung und einem Getriebe zwischen dem Motor und den angetriebenen Fahrzeugrädern, umfassend eine elektronische Steuereinheit zum Steuern des Motors, und eine elektronische Steuereinheit zum Steuern des Getriebes und der Kupplung, und zwar in Abhängigkeit von einer eingestellten Position eines manuellen Gangauswählers, wobei die Steuereinheit angeordnet ist, um wenn der Gangauswähler in einer Position zum automatischen Schalten beim Starten ist, einen Startgang auszuwählen, der durch eine Gangauswahlstrategie bestimmt wird, die in der Steuereinheit gespeichert ist, welche von verschiedenen Steuerparametern abhängt, die in die Steuereinheit zugeführt werden, welche zumindest eine Straßenneigung und ein Fahrzeuggewicht umfassen, wie beispielsweise in DE 198 39 837 A offenbart.
  • In Lastfahrzeugen dieser Art besitzt der Gangauswähler, zusätzlich zu einer Automatikschaltposition, andere Positionen für die Auswahl von Gängen, sodass der Fahrer manuell auswählen kann, in welchem Gang er starten (losfahren) möchte. Wenn der Fahrer den Gangauswähler in die Automatikposition setzt, wählt die Steuereinheit des Getriebes normalerweise den Startgang aus, und zwar unter Berücksichtigung des Fahrzeuggewichts, der Straßenneigung, des Antriebswiderstandes, etc. Der Startgang wird in diesem Falle im Hinblick auf einen optimalen Kraftstoffverbrauch und derart ausgewählt, dass der Kupplungsschlupf nicht eine vorbestimmte Zeitdauer für ein gegebenes Fahrzeuggewicht und Straßenneigung überschreiten wird. Dies bringt normalerweise eine Gangauswahlstrategie mit sich, bei welcher ein belastetes Fahrzeug in einem ersten Gang und einer hohen Teilungsstufe startet.
  • Der Verschleiß in einer Scheibenkupplung hängt stark von der Schlupfdrehzahl in der Kupplung ab, genauergesagt ist der Verschleiß proportional zu dem Kupplungsantriebsdrehmoment und zum Quadrat der Differenz zwischen der Antriebs- und der Abtriebsdrehzahl.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in einem Motorfahrzeug der eingangs beschriebenen Art diesen Scheibenverschleiß zu steuern und zu begrenzen, jedoch gleichzeitig den guten Komfort beizubehalten. Ein guter Komfort wird oftmals beim Starten in einem hohen Gang erzielt, was eine gleichmäßigere Beschleunigung mit einer längeren Fahrdauer in dem Startgang bereitstellt. Ein Starten in einem höheren Gang führt zu einer geringeren Anzahl von Energiespalten in Folge weniger Gangwechsel während der Beschleunigungsphase, und es trägt ebenso zu einer höheren Gesamtbeschleunigung des Fahrzeugs bei.
  • Dies wird gemäß der Erfindung mittels der Tatsache erzielt, dass die Getriebesteuereinheit angeordnet ist, um beim Starten den höchsten Gang auszuwählen, der ein Starten des Fahrzeugs mit dem beim Motorleerlaufdrehzahl verfügbaren Motordrehmoment möglich macht, wobei eine Energiemenge (Leistungsmenge) von dem Motor zu der Kupplung eingeführt wird, die höchstens einem vorbestimmten maximalen Wert entspricht.
  • Durch Auswählen der geringsten Motordrehzahl, d.h. der Leerlaufdrehzahl, und des höchsten Ganges, mit welchem das Fahrzeug unter gegebenen Kriterien starten kann, wird die geringstmögliche Drehzahldifferenz beim Starten erzielt, was zu einem minimal möglichen Scheibenverschleiß führt. Die Motordrehzahl beim Starten wird durch die in der Motorsteuereinheit gespeicherte Startstrategie bestimmt. Eine typische Leerlaufdrehzahl für Dieselmotoren in Schwerlastfahrzeugen beträgt etwa 600 U/min. Dies bedeutet, dass das verfügbare Motordrehmoment durch die vordefinierte Charakteristik des Motors bestimmt wird, und eine typisches Drehmoment bei der Leerlaufdrehzahl beträgt etwa 800 Nm für die betreffende Motorart.
  • Die Getriebesteuereinheit wählt den höchsten Gang aus, der einen maximalen Wert der in die Kupplung zugeführten Energie bereitstellt, welche einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet, beispielsweise 200 kJ. Falls kein Gang dieses Kriterium erfüllt, wird der geringstmögliche Gang ausgewählt.
  • Die Motorsteuereinheit ist angeordnet, um auf Anfrage der Getriebesteuereinheit – falls das Motordrehmoment bei Leerlaufdrehzahl nicht ausreichend ist, um das Fahrzeug in dem niedrigsten Gang innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer von beispielsweise 2 Sekunden in Folge des Fahrzeuggewichts und/oder der Straßenneigung zu starten – die Motordrehzahl zu erhöhen, beispielsweise auf etwa 1.000 U/min, bei der der Motor ein höheres Drehmoment liefern kann, zuerst ca. 1.100 Nm und nach wenigen Sekunden ca. 1.500 Nm (in Folge des Turboeffekts).
  • Die Erfindung wird nun ausführlicher unter Bezugnahme auf in den begleitenden Zeichnungen gezeigte Beispiele beschrieben, wobei 1 eine schematische Seitenansicht eines vollständigen Lastfahrzeugs mit einem gelösten Anhänger zeigt, 2 ist eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors mit einer Kupplung und einem Getriebe, und 3 ist ein Diagramm einer Kurve, das das maximale Motordrehmoment bei verschiedenen Motordrehzahlen veranschaulicht.
  • In 1 bezeichnet 10 einen normalen Lastkraftwagen und 11 bezeichnet einen Anhänger mit einer lenkbaren Frontachse 12, die durch eine Deichsel 13 verbunden ist. In der Figur ist der Anhänger 11 von dem Zugfahrzeug 10 getrennt. Wenn der Anhänger 10 verbunden wird, ist das Zugfahrzeug 10 dem Anhänger derart zugewandt, dass die Deichsel 13 mit einem Zughaken (nicht gezeigt) des Zugfahrzeugs 10 verbunden werden kann. Nach dem Verbinden des Anhängers wird ein Verbinder 6 an einem Elektrokabel 7 mit einem elektrischen Ausgang an dem Zugfahrzeug zur Stromzufuhr zu Rücklichtern, Bremslichtern, Seitenlichtern, etc. des Anhängers 11 verbunden.
  • 2 zeigt eine Antriebseinheit 30 für das Zugfahrzeug 10. Die Antriebseinheit 30 umfasst in dem gezeigten Beispiel einen Sechszylindermotor 31, beispielsweise einen Dieselmotor, dessen Kurbelwelle 32 mit einer Einzelplatten-Trockenscheibenkupplung gekoppelt ist, die allgemein durch Bezugszeichen 33 bezeichnet ist und in ein Kupplungsgehäuse 34 eingeschlossen ist. Die Kurbelwelle 32 ist nicht drehbar mit dem Kupplungsgehäuse 35 der Kupplung 33 verbunden, während ihre Scheibenplatte 36 nicht drehbar mit einer Antriebswelle 37 verbunden ist, die drehbar in dem Gehäuse 38 eines Getriebes montiert ist, das allgemein mit Bezugszeichen 39 bezeichnet ist und das in dem gezeigten Beispiel aus einem Teilgetriebeabschnitt 40, einem Hauptabschnitt 41 und einem Bereichsabschnitt 43 besteht. Das Getriebe 39 zeigt die Antriebsräder 52 des Zugfahrzeugs 10 an und wird durch eine elektronische Getriebesteuereinheit 19 in Antwort einerseits auf die Position eines manuellen Gangauswählers 53 und andererseits auf verschiedene in die Steuereinheit 19 von Sensoren (die hier nicht im Detail gezeigt sind) zugeführten Signalen, die unter anderem eine Information über das Fahrzeuggewicht und die Straßenneigung bereitstellen, gesteuert. Der Motor 31 wird durch eine elektronische Motorsteuereinheit 54 gesteuert.
  • Der Gangauswähler 53 besitzt eine neutrale Position N und zwei Automatikfahrpositionen D (vorwärts) und R (rückwärts) und möglicherweise auch andere Positionen, sodass der Fahrer Gänge manuell auswählen kann. In den Positionen D und R wählt die Getriebesteuereinheit 19 einen Gang automatisch beim Starten und beim Vorwärtsfahren und beim Rückwärtsfahren aus. Gemäß der Erfindung ist die Getriebesteuereinheit 19 programmiert, um in Antwort auf zugeführte Information über das Fahrzeuggewicht (Zuggewicht), die Straßenneigung, den Antriebswiderstand etc. beim Starten den höchsten Startgang auszuwählen, der bei Leerlaufdrehzahl über den Motor 31, typischerweise ca. 600 U/min möglich ist, und der einen maximalen Wert der in die Kupplung 33 zugeführten Energie ermöglicht, welche einen vorbestimmten Wert von typischerweise ca. 200 kJ nicht überschreitet. Falls kein Gang diese Bedingung erfüllt, wählt die Getriebesteuereinheit 19 den niedrigsten Gang für das Getriebe 39 aus.
  • Die Getriebesteuereinheit ist derart programmiert, dass wenn das verfügbare Motordrehmoment bei Leerlaufdrehzahl nicht ausreichend ist, um das Fahrzeug in dem niedrigsten Gang in einer vorbestimmten Zeitdauer von beispielsweise zwei Sekunden zu starten, die Motordrehzahl auf eine Startdrehzahl angehoben wird, die höher ist als die Leerlaufdrehzahl, bevorzugt 1000 U/min, bei welcher der Motor ein höheres Drehmoment liefern kann. Ein turbogeladener Motor mit der in dem Diagramm in 3 veranschaulichten Charakteristik, in der die Kurve B das maximal zulässige Drehmoment bei verschiedenen Drehzahlen veranschaulicht, stellt bei Leerlaufdrehzahl von ca. 600 U/min ein verfügbares Drehmoment von ca. 800 Nm und bei 1000 U/min ein verfügbares Drehmoment von ca. 1100 Nm bereit. Das verfügbare Drehmoment zu dieser Zeit ist ca. 60% des maximal zulässigen Drehmoments. Die Differenz hängt von dem Turboeffekt ab. Nach wenigen Sekunden beträgt das verfügbare Startdrehmoment von dem Motor mit der in 3 gezeigten Charakteristik ca. 1500 Nm bei 1000 U/min.

Claims (4)

  1. Motorgetriebenes Lastfahrzeug mit einer automatisierten Kupplung (33) und einem Getriebe (39) zwischen dem Motor (31) und den Fahrzeugantriebsrädern (52), umfassend eine elektronische Steuereinheit (54) zum Steuern des Motors und eine elektronische Steuereinheit zum Steuern des Getriebes und der Kupplung in Abhängigkeit von einer eingestellten Position eines manuellen Gangauswählers (53), wobei die Steuereinheit angeordnet ist, um, wenn der Gangauswähler in einer Position (D) zum automatischen Schalten beim Starten ist, einen Startgang zu wählen, der durch eine Gangauswahlstrategie bestimmt wird, die in der Steuereinheit gespeichert ist, welche von verschiedenen Steuerparametern abhängt, die in die Steuereinheit zugeführt werden, die zumindest eine Straßenneigung und ein Fahrzeuggewicht umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebesteuereinheit (19) angeordnet ist, um beim Starten den höchsten Gang auszuwählen, was ein Starten des Fahrzeugs (10) mit dem bei Motorleerlaufdrehzahl verfügbaren Motordrehmoment möglich macht, wobei eine Energiemenge von dem Motor (31) zu der Kupplung (33) eingeführt wird, die höchstens einem vorbestimmten maximalen Wert entspricht.
  2. Motorgetriebenes Lastfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebesteuereinheit (19) angeordnet ist, falls kein Gang ein Starten des Fahrzeugs mit dem verfügbaren Motordrehmoment bei Leerlaufdrehzahl des Motors (31) ermöglicht, wenn eine Energiemenge eingeführt wird, die dem vorbestimmten Maximalwert entspricht, den niedrigsten Gang des Getriebes (39) zu wählen.
  3. Motorgetriebenes Lastfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuereinheit (54) angeordnet ist, um falls das Drehmoment bei Leerlaufdrehzahl des Motors (31) unzureichend ist, um das Fahrzeug innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer in dem niedrigsten Gang zu starten, die Motordrehzahl auf eine Drehzahl anzuheben, die höher ist als die Leerlaufdrehzahl bei der Anfrage der Getriebesteuereinheit (19).
  4. Motorgetriebenes Lastfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuereinheit (54) angeordnet ist, um auf die Anfrage der Getriebesteuereinheit (19) den Motor bei einer Leerlaufdrehzahl von näherungsweise 600 U/min und einem vorbestimmten Maximalwert der eingeführten Energiemenge von näherungsweise 20 kJ zu halten.
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