SE525784C2 - Förfarande och anordning för styrning av en arbetsfunktion hos ett fordon - Google Patents

Description

25 30 konventionella hjullastare väljs dessa moder manuellt av en operatör med hjälp av ett vred, ett så kallat APS-vred.

Genom EP 0 715102 är det känt med ett förfarande för styrning av växlingsmoder hos en automatisk fordonstransmission baserat på parametersignaler som representerar driftförhållanden för fordonet, förarens körintention, och vägförhållanden. I synnerhet representerar dñftparametern lutningen hos en väg på vilken fordonet färdas. Det är dock vanligt att fordon av typen hjullastare, på vilka automatiska transmissioner av det nämnda slaget är vanligen förekommande, ar- betar på väsentligen plana underlag. Även i sådana fall finns en öns- kan om att, beroende av fordonets drift, kunna välja en växlingsmode som är den lämpligaste med hänsyn till verkningsgrad, bränsleför- brukning, miljöpåverkan etc.

SYFTET MED UPPFINNINGEN Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla ett förfarande av det inledningsvis nämnda slaget som tillvaratar väsent- lig information för styrning av en arbetsfunktion, företrädesvis val av växlingsmode, och som utför en styming av arbetsfunktionen, eller val av växlingsmode, baserat på nämnda information.

REDoGÖRELsE FÖR UPPFINNINGEN Syftet med uppfmningen uppnås genom det inledningsvis nämnda förfarandet, kännetecknat av att parametersignalen representerar fordonets totala körsträcka under en enskild sekvens med åtminsto- ne ett av framåtväxelläget och backväxelläget. Med andra ord regi- streras färdsträckan mellan två vändningar hos fordonet, och baseras det automatiska styrningen av arbetsfunktion på utfallet av registre- »anno 10 15 20 25 30 ( ifs m f' fj1r1,-»1 a i u l n r 1 ringen. En enskild registrering av en sträcka påbörjas i det ögonblick växling sker från framåtväxelläge till backväxelläge eller vice versa.

Registreringen av sträckan avslutas när nästföljande växling tillbaka till framåtväxelläget respektive bakåtväxelläget sker. Dessa växlingar mellan framåtväxelläge och backväxelläge antas utföras manuellt av fordonets förare. Det är fullt möjligt att registrera färdsträcka enbart framåt eller enbart bakåt, men det föredras att sträckan registreras i bägge riktningar. Genom att mäta sträckor på detta sätt och basera styrningen av någon arbetsfunktion, till exempel valet av växlingsmo- de, på dessa är det möjligt att anpassa styrningen av arbetsfunktio- nen i fråga till den lastcykel som fordonet för stunden antas arbeta enligt.

Enligt ett föredraget utförande har fordonet en automatisk transmis- sion som är anordnad att ändra utväxling enligt ett flertal växlings- moder, varvid växlingsmode väljs baserat på närrmda parametersig- nal. Växlingsmoderna skiljer sig åt genom att växling till högre utväx- ling sker vid olika minsta motorvarvtal.

Enligt ett föredraget utförande innefattar förfarandet generering av en parametersignal från var och en och en av ett flertal på varandra föl- jande sekvenser och jämför-ing av parametersignalema och styrning av arbetsfunktion eller val av växlingsmode baserat på den av para- metersignalema som anger längst körsträcka. För varje växlingsmode finns sålunda ett intervall av sträckor för vilket just den växlingsmo- den väljs. Vilken växlingsmode som väljs eller hur en viss arbetsfunk- tion styrs beror alltså av i vilket intervall den längsta uppmätta sträckan finns. Lämpligen sparas enbart ett visst, maximalt antal pa- rametersignaler eller registreringar av föregående färdsträckor för in- bördes jämförelse i styrenheten. -vunn 10 15 20 25 30 y- r» r f» n Företrädesvis väljer styrenheten vid påböijande av körning med for- donet automatiskt en högsta växlingsmode, som växlar till högre ut- växling vid lägre lägsta varvtal än övriga växlingsmoder. Så snart en första parametersignal erhållits sker en omprövning av valet av väx- lingsmode. Denna princip är för övrigt allmänt giltig för styrning av någon arbetsfunktion än val växlingsmode.

Syftet med uppfinriingen uppnås även med den inledningsvis närnn- da anordningen, vilken är kärmetecknad av att driftparametem re- presenterar fordonets körsträcka under en enskild sekvens med åt- minstone en av framåtväxelläget och backväxelläget.

Fordonet har en automatisk transmission som är anordnad att ändra utväxling enligt ett flertal växlingsmoder, varvid styrenheten är an- ordnad att välja växlingsmode baserat på nämnda parametersignal.

Växlingsmodema skiljer sig åt genom att motsvarande växlingar till _ högre utväxling sker vid olika minsta motorvarvtal.

För att möjliggöra en automatisk implementering av ett föredraget utförande av förfarandet enligt uppfinningen är styrenheten med för- del anordnad att från sensorn samla en parametersignal från var och en och en av ett flertal på varandra följande sekvenser och att styr- enheten är anordnad att jämföra parametersignalerna och styra ar- betsfunktion/välja växlingsmode baserat på den av parametersigna- lerna som anger längst körsträcka.

Vidare är företrädesvis styrenheten anordnad att vid påböijande av köming med fordonet välja högsta växlingsmode som växlar till högre utväxling vid lägst lägsta varvtal av samtliga växlíngsmoder. 10 15 20 25 30 r n z" fi: n f, \I' I; \) I ka, w: 5 Dessutom bör sensom vara anordnad att kontinuerligt, under en pågående sekvens med transmissionen i framåtväxelläge eller backväxelläge, sända signal till styrenheten avseende tillryggalagd sträcka, och bör styrenheten vara anordnad att, när parametersignalen anger en sträcka som överstiger den största sträcka som anges av parametersignalerna för de närmast föregående sekvenserna, byta till närmast högre växlingsmode. Detta innebär att byte av växlingsmode kan ske även innan en slutlig hel sträcka i ett växelläge uppmätts. Det kan räcka med att, under pågående mätning, sträckan överstiger den dittills längsta uppmätta sträckan eller ett i förväg bestämt värde, för att ett omedelbart byte till högre växlingsmode ska beordras av styrenheten.

Ytterligare särdrag hos och fördelar med den föreliggande uppfmningen kommer att framgå av den följande beskrivningen och av övriga, osjälvständiga patentkrav.

KORT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen ska närmast förklaras i exemplifierande syfte med hänvisning till den bifogade ritningen, på vilken Fig. 1 och 2 visar exempel på olika lastcykler för ett arbetsfordon som är anordnat i enlighet med uppfinningen, och Fig. 3 visar ett växlingsschema där motorvarvtal är avsatt mot fordonshastighet och av vilket framgår när växling mellan två närliggande växlar sker och hur växlingslägena skiljer sig mellan olika växlingsmoder. 10 15 20 25 30 c -f r J m DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Med hänvisning till fig. 1 visas en så kallad kortcykellastning för ett arbetsfordon, företrädesvis en hjullastare, utrustat med automatisk transmission och med mjukvara för att styra bland annat valet av en av flera förprogrammerade växlingsmoder baserat på fortlöpande driftparametersignaler som levereras från sensorer till en styrenhet i vilken mjukvaran är installerad.

Den i fig. 1 visade kortcykellastningen är kännetecknad av att den längsta sträcka som fordonet färdas framåt eller bakåt inte överstiger ett visst antal meter, i detta fall i storleksordningen 15 meter.

Fig. 2 visar en annan belastningscykel, vid vilken den längsta sträcka som fordonet färdas framåt eller bakåt ligger i ett givet intervall Hänvisningsbeteckningarna 1-4 respektive 114' i figurema 1 och 2 avser en hjullastares lastcykel i form av fyra fordonsförflyttningar, nämligen framåt mot och i ingrepp med det material (grus respektive sten) som avses förflyttas 1,1", bakåt med materialet i skopan 2,2] åter framåt mot den position (lastbilsflak respektive stenkross) där materialet avses placeras 3,32 och därefter bakåt 4,4'mot ursprungspositionen.

Mjukvaran i styrenheten är anordnad att automatiskt välja den mode som för tillfället är bäst lämpad för den arbetscykel som är aktuell. I stort sett finns det fyra typer av arbetscykler: "'l“ransport”, ”lasta-bär", ”nära hantering", och "kortcykellastningï Naturligtvis kan en finare eller grövre indelning också göras, men enligt uppfinningen föredras denna uppdelning eftersom den får anses vara den i nuläget bästa kompromissen mellan noggrannhet och det antal växlingsmoder som 10 15 20 25 30 . f | r - . 1 kan vara lämpliga att anordna för en automatisk transmission för ett fordon av det angivna slaget.

De olika cyklerna har förslagsvis följande randvärden: Cykel längsta sträcka växlingsmode 1 Transport > 500 m lightl 2 Lasta-bär 75-500 m light 2 3 Nära hantering 15-75 m normal 4 Kortcykellastning 0-15 m heavy Det ska emellertid inses att helt andra tandvården kan vara aktuella för definition av de olika cyklema.

De olika växlingsmodema skiljer sig genom att uppväxling till närmaste högre växel sker vid ett relativt sett lägre lägsta varvtal ju längre längsta sträcka som fordonet antas färdas. Detta framgår tydligare av fig. 3, i vilken motorvarvtal är avsatt mot fordonshastighet och där ett exempel på växlingsschema för växling mellan exempelvis växlarna 2, 3 och 4 visas. För uppväxling från växel 3 till 4 finns en undre uppväxlingslinje 1 1. denna uppväxlingslinje är olika, ändras, för olika växlingsmoder, såsom visas med pilen 12. Den flyttas till exempel mot högre motorvarvtal när kortcykellastning identifieras och mot lägre motorvarvtal när transportcykel har identifierats. Med andra ord blir den lägre ju högre växlingsmoden Linjen visar med andra ord det lägsta motorvarvtalet för uppväxling till närmast högre växel för respektive växlingsmode.

Vid cykel 1, det vill säga ”transport” aktiveras den växlingsmode ”light 1” för vilken uppväxling sker tidigast, det vill såga vid lägst no.- u 10 15 20 25 30 f' fx _r“ V? n f; u f.. \J i 'v “i 8 varvtal. Vid ”kortcykellastning” aktiveras den växlingsmode för vilken uppväxling sker vid högst varvtal, det vill säga man kör fordonet på relativt låga växlar eftersom det inte förväntas att fordonet kommer att behöva växla upp innan nästa vändning sker.

I enlighet med fig. 3 skiljer de olika växlingsmoderna också genom att nedväxling till närmast lägre växel sker vid olika minsta hastigheter för det respektive växlingsmoderna i samband med hastighetsminskning. I fig. 3 visas en nedväxlingslinje 13 för nedväxling från växel 3 till växel 2. Linjen visar den lägsta hastighet vid vilken nedväxling sker. Denna nedväxlingslinje är skiljaktig för olika växlingsmoder. Den är förskjuten mot högre fordonshastighet när kortcykellastning identifieras och är förskjuten mot lägre hastighet när transportcykel är identifierad. Med andra ord är nämnda linje belägen vid lägre fordonshastighet ju högre växlingsmoden såsom visas med pilen 14. Ju högre växlingsmode, med början från ”light 1”, som aktiveras vid arbetscykeln ”transport”, desto senare nedväxling, det vill säga desto lägre hastighet innan nedväxling sker till närmast lägre växel.

Styrenhetens mjukvara har ett minne för lagring av de pararnetersignaler som representerar de senaste sträckorna. Hur många sträckor som lagras och jämföras med varandra avgör känsligheten hos styrenheten. En sträcka definieras som den tjllryggalagda distansen mellan två vändningar. En vändning är en växling från framåtväxelläge till backväxelläge och vice versa. En vändning sker också per definition vid start av fordonet, det vill säga även när initial växling sker från neutral till någon av framåt- eller backväxellägena.

Tack vare uppfinningen kommer fordonet, tack vare styrenhetens kontinuerliga val av växlingsmode baserat på den typ av arbetscykel -xvvn 10 15 20 25 qfrxrj fyn f; vad 1 un' 9 - f V . . _ . som för tillfället bedöms föreligga, att anpassa sin växlingsstrategi till rådande förhållanden och på så vis arbeta effektivare och/ eller med lägre bränsleförbrukning och/ eller med mindre miljöbelastning. Till exempel kommer onödiga uppväxlingar vid arbetscykler av typen ”kortcykellastning” att undvikas, vilket också bidrar till en smidigare gäng hos fordonet.

Det ska inses att ett flertal alternativa utföranden av uppfinningen kommer att vara uppenbara för en fackman inom området.

Uppfinningens ram ska inte vara begränsad till det enda utföringsexempel som här givits utan enbart genom vad som år definierat i de bifogade patentkraven med stöd av beskrivningen och de bifogade ritningarna.

Till exempel är det rimligt att antaga att valet av växlingsmode inte enbart baseras på mätningen sträckor mellan vändningar, utan även på basis av andra driftparametrar, såsom vägens lutning etc. Olika kombinationer av driftparametrar som ligger till grund för val av växlingsmode omfattas därför även av uppfinningen. i Det ska vidare inses att den signal som representerar driftparametern färdsträcka som uppfinningen anger inte måste vara men företrädesvis är direkt genererad av en sensor för uppmätning av sträcka. Det är fullt möjligt att mäta helt andra parametrar, dock förutsatt att det fmns en korrelation mellan dessa och färdsträcka, för att med dessa som underlag välja växlingsmode enligt de principer som redogjorts för ovan.

Claims (15)

10 15 20 25 30 PATENTKRAV

1. Förfarande för styming av en arbetsfunktion hos ett fordon som har ett framåtväxelläge för drivning av fordonet framåt och ett back- växelläge för drivning av fordonet bakåt, innefattande - avkänning av en driftparameter och, som svar på denna, produce- ring av en parametersignal till en styrenhet, - styrning, som görs av styrenheten, av arbetsfunktionen baserat på parametersignalens värde, kännetecknad av att parametersignalen representerar fordonets totala körsträcka under en enskild sekvens med åtminstone en av frarnåtväxelläget och backväxelläget.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknad av att fordonet har en au- tomatisk transmission som är anordnad att ändra utväxling enligt ett flertal växlingsmoder och att växlingsmod väljs baserat på närrmda parametersignal.

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknad av att växlingsmodema skiljer sig åt genom att växling till högre utväxling sker vid olika minsta motorvarvtal.

4. Förfarande enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av att det innefat- tar generering av en parametersignal från var och en av ett flertal på varandra följande sekvenser och järnföring av pararnetersignalerna och val av växlingsmod baserat på den av parametersignalerna som anger längst körsträcka.

5. Förfarande enligt något av kraven 2-4, kännetecknat av att styr- enheten vid påböljande av körning med fordonet är anordnad att väl- ja en högsta växlingsmod, som växlar till högre utväxling vid lägsta minsta varvtal av samtliga växlingsmoder. 10 l5 20 25 30 Frwj fvflr, ll

6. Förfarande enligt något av kraven 2-5, kännetecknat av att till- ryggalagd sträcka känns av kontinuerligt, under en pågående se- kvens med transmissionen i framåtväxelläge eller backväxelläge, och att, när sträckan överstiger den största sträckan för de närmast föregående sekvensema, byter till närmast högre växlingsmod.

7. Förfarande enligt något av kraven 2-6, kännetecknat av att väx- lingsmoderna är skiljaktiga genom att nedväxling till lägre växel sker vid olika minsta hastigheter.

8. Anordning för styrning av en arbetsfunktion hos ett fordon som har ett framåtväxellåge för drivning av fordonet framåt och ett back- växelläge för drivning av fordonet bakåt, innefattande - en sensor anordnad att känna av en driftparameter hos fordonet och som svar på denna producera en parametersignal, - en styrenhet anordnad att mottaga parametersignalen och, baserat på dennas värde, styra arbetsfunktionen , kännetecknad av att driftparametem representerar fordonets körsträcka under en enskild sekvens med åtminstone en av framàtväxelläget och backväxelläget.

9. Anordning enligt krav 8, kännetecknad av att fordonet har en automatisk transmission som är anordnad att ändra utväxling enligt ett flertal växlingsmoder, varvid styrenheten är anordnad att välja växlingsmod baserat på nämnda parametersignal,

10. l0. Anordning enligt krav 9, kännetecknad av att våxlingsmoderna skiljer sig åt genom att motsvarande växlingar till högre utväxling sker vid olika minsta motorvarvtal.

11. Anordning enligt något av kraven 8- 10, kännetecknad av att nämnda driftsparameter är körsträcka för enskild sekvens med fram- 10 15 20 25 30 rn *_ WU f vf--w . - *i 12 åtväxelläge respektive körsträcka för enskild sekvens med bakåtväx- elläge.

12. Anordning enligt krav 10 eller 1 1, kännetecknad av att styrenhe- ten är anordnad att från sensorn samla en parametersignal från var och en och en av ett flertal på varandra följande sekvenser och att styrenheten är anordnad att jämföra parametersignalerna och välja växlingsmod baserat på den av parametersignalema som anger längst körsträcka.

13. Anordning enligt något av kraven 9- 12, kännetecknad av att styrenheten är anordnad att vid påbörjande av körning med fordonet välja högsta växlingsmod som växlar till högre utväxling vid lägst minsta varvtal av samtliga växlingsmoder.

14. Anordning enligt något av kraven 9- 13, kännetecknad av att sensom är anordnad att kontinuerligt, under en pågående sekvens med transrnissionen i framåtväxelläge eller backväxelläge, sända sig- nal till styrenheten avseende tillryggalagd sträcka, och att styrenhe- ten är anordnad att, när parametersignalen anger en sträcka som överstiger den största sträcka som anges av parametersignalerna för de närmast föregående sekvensema, byta till närmast högre väx- lingsmod.

15. Anordning enligt något av kraven 9- 14, kännetecknad av att växlingsmodema är skiljaktiga genom att nedväxling till lägre växel sker vid olika minsta hastigheter.