EP0953755B1 - Steuereinrichtung für Verbrennungsmotoren - Google Patents

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EP0953755B1
EP0953755B1 EP99107853A EP99107853A EP0953755B1 EP 0953755 B1 EP0953755 B1 EP 0953755B1 EP 99107853 A EP99107853 A EP 99107853A EP 99107853 A EP99107853 A EP 99107853A EP 0953755 B1 EP0953755 B1 EP 0953755B1
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EP
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speed
power
engine
vehicle
control device
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Heinz Weiss
Ronnie F. Burk
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Deere and Co
Original Assignee
Deere and Co
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2496—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories the memory being part of a closed loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/007—Electric control of rotation speed controlling fuel supply
    • F02D31/009—Electric control of rotation speed controlling fuel supply for maximum speed control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/50—Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02D2200/501—Vehicle speed

Definitions

  • the invention relates to a control device for internal combustion engines of agricultural or commercial vehicles, in particular for agricultural tractors.
  • the control device contains at least one storage unit for storing engine maps. It outputs control signals to an electronically controlled injection system for setting the fuel injection quantity as a function of adjustable setpoint specifications taking into account at least one engine map.
  • Agricultural tractors are designed in particular with regard to desired tensile force values and desired operating speeds.
  • a standard tractor for plowing at 6 to 7 km / h is designed for a power of 100 DIN kW.
  • the tractor is equipped with heavy weights and large tires. The lower the operating speed, the greater the torque can be transmitted with the same engine power.
  • a standard tractor with a capacity of 100 DIN-kw can tow a trailer of 20 t on a route that increases by 1.5 m over 100 m (gradient 1.5%), with a maximum speed of 50 km / h.
  • Tractors are increasingly used for longer distances on roads, so that the desire for higher speeds increases. For example, it is desirable for a tractor to pull a trailer of 20 tons on a 1.5% grade at a speed of 65 km / h. For this purpose, however, a motor power of about 130 kW is needed. For a speed of 80 km / h approximately 168 kW are required. In order to realize these speeds, the internal combustion engine, the tractor support structure and all other tractor components must be designed for the specified performance become. For use in field work, however, the drive system of such a tractor would be oversized and therefore uneconomical.
  • the object underlying the invention is seen in a generic control device for internal combustion engines of the type mentioned in such a way that the above problems are overcome.
  • the control device contains at least one memory unit for storing engine maps. she is designed in such a way that it emits control signals to an electronically controlled injection system for setting the fuel injection quantity in dependence on target specifications, which are predetermined for example with an accelerator pedal, taking into account at least one engine map.
  • the control device detects the signals of at least one vehicle speed sensor and limits or throttles the maximum possible engine power as a function of the vehicle speed.
  • the inventive design has a positive influence on the life of the drive train and other vehicle components, because it protects these vehicle components against overload, although they are not designed for the maximum possible engine power.
  • the invention proposes to reduce or throttle the engine power, in particular for vehicle speed ranges in which high loads and high torques occur in the drive train.
  • the invention makes it possible to provide a single vehicle for different requirements.
  • the vehicle has a relatively powerful combustion engine that is adapted to the requirements of fast transport.
  • the transmission, the chassis and other vehicle components can be designed as a result of the invention to a load that is significantly lower than the rated motor power and sufficient for example for normal field work, without overloads are to be feared. This allows the production of a single versatile tractor type in large quantities at a reasonable production cost.
  • a vehicle speed sensor for example, serve a speed sensor, the speed on the output side of the internal combustion engine downstream multi-stage Gear, or detects the speed of the drive wheels.
  • the driving speed can also be measured directly, for example with a radar sensor.
  • the rated power of the internal combustion engine is designed for a predefinable maximum vehicle speed. If the vehicle is traveling at maximum speed, there is no limitation of the engine power, apart from the usual reduction when the rated speed is reached. At lower speeds, the engine output is limited to values below the rated engine power. It is advantageous in this case if the power limitation takes place in such a way that for each vehicle speed it corresponds to the design-related load capacity of the vehicle components given for this speed or at least does not exceed it or not at all substantially.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that an upper speed-traction hyperbola defined and optionally stored in a map memory, which corresponds to the rated engine power and is designed for transport at high vehicle speeds to a desired maximum vehicle speed and an associated desired traction value.
  • a lower speed traction hyperbola defined by a predetermined low vehicle operating speed and a limit traction force (DPI) with reduced engine power and optionally stored in the map memory.
  • DPI limit traction force
  • the power adjustment of the internal combustion engine takes place according to the embodiment of the invention as a function of the vehicle speed along a continuous compensation curve, which between the lower and the upper Speed Traction Hyperbola runs.
  • the compensation curve can be calculated either in the control device from the upper and the lower speed-traction hyperbola or stored as a fixed predetermined characteristic in the map memory.
  • the continuous compensation curve in the lower speed range snuggles against the lower speed traction hyperbola (for example 100 kW) and in the upper speed range to the upper speed traction hyperbola (for example 168 kW) tangentially, so that a continuous smooth transition between the two hyperbolas results.
  • the maximum adjustable power of the internal combustion engine starting from the maximum vehicle speed to the vehicle operating speed in a proportional function of the measured vehicle speed in the area between the two speed traction hyperbolas is steadily lowered.
  • the low operating speed is expediently between 3 and 12 km / h, preferably at 7 km / h. Further, at the low operating speed, the engine power is throttled to a power value corresponding to the maximum ground transferable tractive effort (according to the DPI) of the vehicle.
  • the rated engine power conveniently corresponds to maximum vehicle speeds between 60 km / h and 90 km / h, preferably of approximately 80 km / h, assuming a hill climb with a gradient of 1.5% and with a trailer of approximately 20 t weight.
  • the invention is not only in field tractors but also in other agricultural or commercial vehicles applicable.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a drive system with an internal combustion engine 10, with an electronically controlled injection pump 12, and with a multi-stage transmission 14, which transmits the engine power to the drive wheels 16, of which only one is shown.
  • the injection pump 12 is controlled by a control device 18, also called motor controller.
  • the operator may adjust set point settings for the controller by means of a control element (not shown in greater detail) (eg, an accelerator pedal or a motor speed setting lever).
  • a control element eg, an accelerator pedal or a motor speed setting lever.
  • engine maps 22 are stored, for example, for start, idle, full load, control element and injection pump characteristic.
  • the control device 18 determines setpoints for the injection pump 12, taking into account the default set by the operator and the stored map values. These setpoints serve as the reference variable of a position controller.
  • the control device 18 receives from the injection pump 12 signals via their actual position, the control deviation as the position controller supplied, which ensures a correct and fast adjustment of the required injection pump adjustment.
  • the control device determines the maximum permissible tractive forces or injection quantities for the respective driving speed from the engine map (see FIG. 2) and optionally limits the setpoint values for the injection pump.
  • FIG. 2 shows a diagram in which the vehicle tractive forces in kN are plotted against the vehicle speed in km / h.
  • a first upper speed traction hyperplex P168 is shown for a constant motor rated power of 168 kW.
  • the hyperbola is based on an internal combustion engine, the rated engine power is selected so that the first hyperbola passes through a point A, for which the tensile force Z is sufficient to a supporter of at a maximum vehicle speed of 80 km / h and a road gradient of 1.5% 20 t to draw weight.
  • a second lower speed-pulling hyperbola P100 is also shown, which results in a constant motor power of 100 kW.
  • This hyperbola P100 runs through the point B, at a vehicle speed of 7 km / h, the pulling force is 48.3 kN.
  • the vehicle wheels slip on normal Underground, so that in this way are limited to be transmitted from the transmission means torques.
  • Point B defines the design criteria for the transmission and other vehicle components with regard to the power to be transmitted.
  • an internal combustion engine 10 with a rated engine power of 168 kW is used.
  • the engine power is throttled as a function of the vehicle speed along the compensation curve D.
  • the compensation curve D snuggles in the region of the point B to the lower hyperbola P100 and in the region of the point A tangentially to the upper hyperbola P168.
  • the compensation curve D runs without jumps and steadily approaches the hyperbola P168 with increasing vehicle speed starting from the hyperbola P100.
  • the transition between the two hyperbolas P100 and P168 can take place proportionally to the respective vehicle speed.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für Verbrennungsmotoren landwirtschaftlicher oder gewerblicher Fahrzeuge, insbesondere für Ackerschleppermotoren. Die Steuereinrichtung enthält wenigstens eine Speichereinheit zur Speicherung von Motorkennfeldern. Sie gibt in Abhängigkeit von einstellbaren Sollwertvorgaben unter Berücksichtigung wenigstens eines Motorkennfelds Steuersignale an ein elektronisch geregeltes Einspritzsystem zur Einstellung der Kraftstoffeinspritzmenge ab.
  • Landwirtschaftliche Traktoren werden insbesondere hinsichtlich gewünschter Zugkraftwerte und gewünschter Betriebsgeschwindigkeiten ausgelegt. Beispielsweise wird ein Standardtraktor zum Pflügen bei 6 bis 7 km/h auf eine Leistung von 100 DIN-kW ausgelegt. Um die erforderliche Zugkraft auf den Boden zu bringen, wird der Traktor mit schweren Gewichten und großen Reifen bestückt. Je geringer die Arbeitsgeschwindigkeit ist, desto größere Drehmomente lassen sich bei gleichbleibender Motorleistung übertragen. Bei geringen Geschwindigkeiten von beispielsweise unter 6 km/h sind die Komponenten des Antriebsstranges durch den Schlupf der Räder gegen Überlast geschützt. Ein Standardtraktor mit einer Leistung von 100 DIN-kw kann einen Anhänger von 20 t auf einer Fahrstrecke, die auf 100 m um 1,5 m ansteigt (Steigung 1,5%), mit einer maximalen Geschwindigkeit von 50 km/h ziehen.
  • Traktoren werden zunehmend für längere Transportstrecken auf Straßen eingesetzt, so daß der Wunsch nach höheren Fahrgeschwindigkeiten zunimmt. So ist es beispielsweise wünschenswert, daß ein Traktor einen Anhänger von 20 t auf einer Steigung von 1,5% bei einer Geschwindigkeit von 65 km/h zieht. Hierfür wird jedoch eine Motorleistung von ungefähr 130 kW benötigt. Für eine Geschwindigkeit von 80 km/h sind ungefähr 168 kW erforderlich. Um diese Geschwindigkeiten zu realisieren müssen der Verbrennungsmotor, die Traktortragstruktur und alle anderen Traktorkomponenten auf die angegebenen Leistungen ausgelegt werden. Für den Einsatz bei Feldarbeiten wäre jedoch das Antriebssystem eines solchen Traktors überdimensioniert und daher unwirtschaftlich.
  • Bei optimaler Auslegung ergeben sich für die Feldarbeit und den Straßentransport unterschiedliche Traktoren, deren Verbrennungsmotoren, Antriebsstränge, Tragstrukturen und andere Traktorkomponenten auf unterschiedliche Leistung bzw. Belastbarkeit auszulegen sind. Dies steht im Widerspruch zu dem Wunsch, preisgünstige Traktoren für einen weiten Anwendungsbereich anzubieten. Denn einerseits ist eine rationelle und damit preisgünstige Fertigung nur bei einer möglichst geringen Modellzahl möglich und andererseits führt die Verwendung überdimensionierter Antriebsstränge zu Kostensteigerungen.
  • Aus der DE 195 40 061 C1 ist eine Steuereinrichtung für Verbrennungsmotoren bekannt, mit welcher insbesondere auch ein Dieselmotor mit relativ kleinem Hubraum und geringer Lehrlaufdrehzahl so gesteuert werden kann, dass er ein zufriedenstellendes Anfahrverhalten zeigt. Die US 5,457,633 offenbart eine Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor, welche als Eingangssignal ein Motordrehzahlsignal verwendet.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine gattungsgemäße Steuereinrichtung für Verbrennungsmotoren der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die genannten Probleme überwunden werden. Insbesondere soll es möglich werden, mit einem einzigen, kostengünstig herstellbaren Fahrzeug einen weiten Anwendungsbereich abzudecken.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung enthält wenigstens eine Speichereinheit zur Speicherung von Motorkennfeldern. Sie ist derart ausgelegt, daß sie in Abhängigkeit von Sollvorgaben, die beispielsweise mit einem Gaspedal vorgegeben werden, unter Berücksichtigung wenigstens eines Motorkennfelds Steuersignale an ein elektronisch geregeltes Einspritzsystem zur Einstellung der Kraftstoffeinspritzmenge abgibt. Die Steuereinrichtung erfaßt die Signale wenigstens eines Fahrgeschwindigkeitssensors und begrenzt oder drosselt die maximal mögliche Motorleistung in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit.
  • Die erfindungsgemäße Auslegung hat einen positiven Einfluß auf die Lebensdauer des Antriebsstranges und anderer Fahrzeugkomponenten, weil sie diese Fahrzeugkomponenten vor Überlastung schützt, obwohl diese nicht auf die maximal mögliche Motorleistung ausgelegt sind. Als Anhaltswert kann hierbei angenommen werden, daß sich bei einer Überbelastung der Fahrzeugkomponenten um 10% deren Lebensdauer um ungefähr 30% verkürzt. Um überhöhte Belastungen von Fahrzeugkomponenten zu vermeiden, schlägt die Erfindung vor, die Motorleistung insbesondere für Fahrzeuggeschwindigkeitsbereiche, bei denen im Antriebsstrang hohe Belastungen und hohe Drehmomente auftreten, zu reduzieren oder zu drosseln.
  • Die Erfindung ermöglicht es ein einziges Fahrzeug für unterschiedliche Anforderungen bereitzustellen. Das Fahrzeug hat einen relativ leistungsstarken Verbrennungsmotor, der auf die Anforderungen an schnelle Transportfahrten angepaßt ist. Das Getriebe, das Chassis und andere Fahrzeugkomponenten können jedoch infolge der Erfindung auf eine Belastung ausgelegt werden, die wesentlich unter der der Motornennleistung liegt und die beispielsweise für normale Feldarbeiten ausreicht, ohne daß Überlastungen zu befürchten sind. Dies ermöglicht die Herstellung eines einzigen vielseitig einsetzbaren Traktortyps in hohen Stückzahlen bei vertretbarem Herstellungsaufwand.
  • Als Fahrgeschwindigkeitssensor kann beispielsweise ein Drehzahlsensor dienen, der die Drehzahl auf der Abtriebsseite eines dem Verbrennungsmotor nachgeordneten vielstufigen Getriebes, bzw. die Drehzahl der Antriebsräder erfaßt. Die Fahrgeschwindigkeit kann jedoch auch, beispielsweise mit einem Radarsensor, direkt gemessen werden.
  • Zur Begrenzung der Motorleistung wird vorzugsweise die Kraftstoffeinspritzmenge in Anhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit gedrosselt.
  • Gemäß der Erfindung wird die Nennleistung des Verbrennungsmotors auf eine vorgebbare Fahrzeughöchstgeschwindigkeit ausgelegt. Fährt das Fahrzeug mit Höchstgeschwindigkeit, erfolgt keine Begrenzung der Motorleistung, sieht man einmal von der üblichen Abregelung bei Erreichen der Nenndrehzahl ab. Bei tieferen Fahrgeschwindigkeiten erfolgt eine Begrenzung der Motorleistung auf Werte, die unter der Motornennleistung liegen. Es ist hierbei von Vorteil, wenn die Leistungsbegrenzung derart erfolgt, daß sie für jede Fahrzeuggeschwindigkeit der für diese Geschwindigkeit gegebenen konstruktionsbedingten Belastbarkeit der Fahrzeugkomponenten entspricht oder diese zumindest nicht oder nicht wesentlich überschreitet.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß eine obere Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel definiert und gegebenenfalls in einem Kennfeldspeicher abgelegt ist, die der Motornennleistung entspricht und für Transportfahrten bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten auf eine gewünschte Fahrzeughöchstgeschwindigkeit und einen zugehörigen gewünschten Zugkraftwert ausgelegt ist. Ferner ist für einen Arbeitseinsatz, beispielsweise beim Pflügen, eine untere Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel durch eine vorgebbare niedrige Fahrzeugarbeitsgeschwindigkeit und eine Grenzzugkraft (DPI) bei gedrosselter Motorleistung definiert und gegebenenfalls in dem Kennfeldspeicher abgelegt. Die Leistungsanpassung des Verbrennungsmotors erfolgt gemäß der Ausgestaltung der Erfindung in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit entlang einer stetigen Ausgleichskurve, die zwischen der unteren und der oberen Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel verläuft. Die Ausgleichskurve kann entweder in der Steuereinrichtung aus der oberen und der unteren Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel berechnet werden oder als fest vorgegebene Kennlinie im Kennfeldspeicher abgelegt sein.
  • Vorzugsweise schmiegt sich dabei die stetige Ausgleichskurve im unteren Geschwindigkeitsbereich an die untere Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel (für beispielsweise 100 kW) und im oberen Geschwindigkeitsbereich an die obere Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel (für beispielsweise 168 kW) jeweils tangential an, so daß sich ein stetiger stufenloser Übergang zwischen den beiden Hyperbeln ergibt.
  • Es kann dabei auch von Vorteil sein, wenn die maximale einstellbare Leistung des Verbrennungsmotors ausgehend von der Fahrzeughöchstgeschwindigkeit bis zur Fahrzeugsarbeitsgeschwindigkeit in proportionaler Abhängigkeit von der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit im Bereich zwischen den beiden Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbeln stetig abgesenkt wird.
  • Die niedrige Arbeitsgeschwindigkeit liegt zweckmäßigerweise zwischen 3 und 12 km/h, vorzugsweise bei 7 km/h. Ferner wird die Motorleistung bei der niedrigen Arbeitsgeschwindigkeit auf einen Leistungswert gedrosselt, der der maximalen auf den Boden übertragbaren Zugkraft (gemäß dem Zugleistungsindex DPI) des Fahrzeugs entspricht.
  • Die Motornennleistung entspricht zweckmäßigerweise Fahrzeughöchstgeschwindigkeiten zwischen 60 km/h und 90 km/h, vorzugsweise von ungefähr 80 km/h, wobei von einer Bergauffahrt mit einer Steigung von 1,5% und mit einem Anhänger von ungefähr 20 t Gewicht ausgegangen wird.
  • Die Erfindung ist nicht nur bei Ackerschleppern sondern auch bei anderen landwirtschaftlichen oder gewerblichen Fahrzeugen anwendbar.
  • Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung näher beschrieben und erläutert.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1
    das Blockdiagramm eines Antriebssystems mit erfindungsgemäßer Steuereinrichtung und
    Fig. 2
    ein Geschwindigkeits-Zugkraft-Diagramm.
  • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Antriebssystems mit einem Verbrennungsmotor 10, mit einer elektronisch geregelten Einspritzpumpe 12, und mit einem vielstufigen Getriebe 14, das die Motorleistung auf die Antriebsräder 16, von denen nur eins dargestellt ist, überträgt. Die Einspritzpumpe 12 wird durch eine Steuereinrichtung 18, auch Motor-Controller genannt, gesteuert.
  • Die Bedienungsperson kann durch ein nicht näher gezeigtes Bedienungselement 20 (z. B. ein Gaspedal oder einen Motordrehzahleinstellhebel) Sollwertvorgaben für die Steuereinrichtung einstellen.
  • In der Steuereinrichtung 18 sind Motorkennfelder 22 beispielsweise für Start, Leerlauf, Vollast, Bedienelement- und Einspritzpumpen-Charakteristik gespeichert. Die Steuereinrichtung 18 ermittelt unter Berücksichtigung der von der Bedienungsperson eingestellten Vorgabe und der gespeicherten Kennfeldwerte Sollwerte für die Einspritzpumpe 12. Diese Sollwerte dienen als Führungsgröße eines Lagereglers. Die Steuereinrichtung 18 empfängt von der Einspritzpumpe 12 Signale über deren Ist-Stellung, die als Regelabweichung dem Lageregler zugeführt werden, der für eine korrekte und schnelle Einstellung der erforderlichen Einspritzpumpeneinstellung sorgt.
  • Die Grundzüge der Ansteuerung eines elektronisch geregelten Einspritzsystems für Verbrennungsmotoren in Abhängigkeit von einstellbaren Sollwertvorgaben unter Berücksichtigung von Motorkennfeldern sind bekannt (siehe beispielsweise die Technische Kurzinformation der Fa. Bosch "Elektronische Dieselregelung mit Reiheneinspritzpumpe" Publikations-Nr. 1 987 724 513/KH/VDT-06.91-DE) und werden daher im folgenden nicht näher beschrieben.
  • Die Ausgangsdrehzahl des Getriebes 14, die der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht, wird durch einen Drehzahlsensor 24 erfaßt und an die Steuereinrichtung 18 gemeldet. Die Steuereinrichtung ermittelt die für die jeweilige Fahrgeschwindigkeit maximal zugelassenen Zugkräfte bzw. Einspritzmengen aus dem Motorkennfeld (siehe Fig. 2) und begrenzt gegebenenfalls die Sollwerte für die Einspritzpumpe.
  • Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in dem die Fahrzeugzugkräfte in kN über der Fahrzeuggeschwindigkeit in km/h dargestellt sind. Es ist eine erste obere Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel P168 für eine konstante Motornennleistung von 168 kW dargestellt. Der Hyperbel liegt ein Verbrennungsmotor zugrunde, dessen Motornennleistung so ausgewählt ist, daß die erste Hyperbel durch einen Punkt A verläuft, für den die Zugkraft Z ausreicht, um bei einer Fahrzeughöchstgeschwindigkeit von 80 km/h und einer Fahrbahnsteigung von 1,5% einen Anhänger von 20 t Gewicht zu ziehen.
  • In Fig. 2 ist ferner eine zweite untere Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel P100 dargestellt, die sich für eine konstante Motorleistung von 100 kW ergibt. Diese Hyperbel P100 verläuft durch den Punkt B, bei dem bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 7 km/h die Zugkraft 48,3 kN beträgt. Bei Zugkräften, die diesen Wert übersteigen, rutschen die Fahrzeugräder auf normalem Untergrund durch, so daß hierdurch die von der Übertragungseinrichtung zu übertragenen Drehmomente begrenzt sind. Durch den Punkt B werden die Auslegungskriterien für das Getriebe und weitere Fahrzeugkomponenten hinsichtlich der zu übertragenen Leistung festgelegt.
  • Um die beiden Betriebspunkte A und B realisieren zu können, wird ein Verbrennungsmotor 10 mit einer Motornennleistung von 168 kW verwendet. Die Motorleistung wird in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit entlang der Ausgleichskurve D gedrosselt. Die Ausgleichskurve D schmiegt sich im Bereich des Punktes B an die untere Hyperbel P100 und im Bereich des Punktes A an die obere Hyperbel P168 tangential an. Zwischen den beiden Punkten B und A verläuft die Ausgleichskurve D ohne Sprünge und nähert sich mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit ausgehend von der Hyperbel P100 stetig, allmählich der Hyperbel P168 an. Der Übergang zwischen den beiden Hyperbeln P100 und P168 kann dabei proportional zur jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen.
  • Auch wenn die Erfindung lediglich anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann im Lichte der vorstehenden Beschreibung sowie der Zeichnung viele verschiedenartige Alternativen, Modifikationen und Varianten, die unter den Schutzbereich der Patentansprüche fallen.

Claims (8)

  1. Steuereinrichtung für Verbrennungsmotoren (10) landwirtschaftlicher oder gewerblicher Fahrzeuge, insbesondere für Ackerschleppermotoren, die wenigstens eine Speichereinheit (22) zur Speicherung von Motorkennfeldern enthält und die in Abhängigkeit von einstellbaren Sollwertvorgaben unter Berücksichtigung wenigstens eines Motorkennfelds Steuersignale an ein elektronisch geregeltes Einspritzsystem (12) zur Einstellung der Kraftstoffeinspritzmenge abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (18) die Signale wenigstens eines Fahrgeschwindigkeitssensors (24) erfaßt und die maximale Motorleistung in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit begrenzt und daß für eine vorgebbare Fahrzeughöchstgeschwindigkeit keine Begrenzung der Motorleistung erfolgt, während bei tieferen Fahrgeschwindigkeiten eine Begrenzung auf Motorleistungen erfolgt, die kleiner als die Motornennleistung sind.
  2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Motorleistung die maximale Kraftstoffeinspritzmenge in Anhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzt wird.
  3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine obere Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel definiert ist, die der Motornennleistung entspricht, daß eine untere Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel (P100) durch eine vorgebbare niedrige Fahrzeugarbeitsgeschwindigkeit (7 km/h) und eine Grenzzugkraft (DPI) bei gedrosselter Motorleistung definiert ist, und daß die Leistungsanpassung des Verbrennungsmotors (10) in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit entlang einer stetigen Ausgleichskurve (D) erfolgt, die zwischen der unteren und der oberen Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel (P100, P168) verläuft.
  4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die stetige Ausgleichskurve (D) im Bereich der niedrigen Fahrzeugarbeitsgeschwindigkeit an die untere Ge-schwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel (P100) und im Bereich der Fahrzeughöchstgeschwindigkeit an die obere Geschwin-digkeits-Zugkraft-Hyperbel (P168) tangential jeweils anschmiegt.
  5. Steuereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Leistung des Verbrennungsmotors (10) ausgehend von der Fahrzeughöchstgeschwindigkeit bis zur Fahrzeugarbeitsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit im Bereich zwischen den beiden Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbeln (P100, P168) stetig abgesenkt wird.
  6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrige Fahrzeugarbeitsgeschwindigkeit zwischen 3 km/h und 12 km/h, vorzugsweise bei 7 km/h liegt.
  7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Motornennleistung auf Fahrzeughöchstgeschwindigkeit zwischen 60 km/h und 90 km/h, vorzugsweise 80 km/h ausgelegt ist.
  8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für niedrige Arbeitsgeschwindigkeit die Motorleistung auf einen Leistungswert gedrosselt wird, der der maximalen auf den Boden übertragbaren Zugkraft des Fahrzeugs entspricht.
EP99107853A 1998-04-29 1999-04-21 Steuereinrichtung für Verbrennungsmotoren Expired - Lifetime EP0953755B1 (de)

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