CN113613930A - 用于控制作业机械的行驶动态功能的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制具有至少两个车桥的作业机械的行驶动态功能的方法，其中，检测至少一个车轮的当前的车轮转速，并且将转速输送到控制装置，用以与同一车轮的所允许的车轮转速进行比较，并且由此计算出车轮打滑，其中，如果车轮打滑具有不允许的值，那么由控制装置输出用于锁定至少一个差速器的控制信号，其中，针对相关的差速器周期性地输出用于解锁的控制信号，并且执行车轮转速的重新比较，其中，如果车轮打滑还具有不允许的值，那么再次输出用于锁定相关的差速器的控制信号，其特征在于，借助检测器件检测路径距离，至少一个车轮的车轮打滑的值沿路程距离具有不允许的值。

Description

用于控制作业机械的行驶动态功能的方法
本发明涉及一种用于控制作业机械的行驶动态功能的方法。作业机械在此描述了具有用于执行作业的装置的车辆，其中，这些装置可以固定或可拆卸地与作业机械连接。尤其，作业机械应被理解为农业机械和/或建筑机械。尤其但不排他地，作业机械可以是多桥的翻斗车、例如所谓的自卸车。
作业机械可以具有被驱动的前桥和被驱动的后桥，该前桥和该后桥分别具有用于在车桥的两个车轮之间进行转速补偿的横向差速器。在前桥和后桥之间可以设置有用于在这两个车桥之间进行转速补偿的纵向差速器。作业机械的各个车轮可以具有转速传感器，通过该转速传感器确定车轮是否正打滑。在至少一个车轮出现打滑时可能需要锁定一个或多个差速器。
例如从EP 2949507 A1已知一种车辆和一种用于控制车辆的方法，其中，车辆具有卸载机构。此外，车辆具有控制***，该控制***被设计成用于致动制动设备，并且当控制***检测到卸载材料的请求并且变速器处于空挡位置时锁定桥间差速器。
本发明的所基于的目的是，提供一种用于控制作业机械的行驶动态功能的经改进的方法。此外，本发明还涉及一种具有控制装置的作业机械，该控制装置实施根据本发明的方法。此外，本发明还涉及一种用于执行该方法的计算机程序产品。
根据本发明，该目的借助于根据权利要求所述的方法、作业机械和计算机程序产品来实现。相应地，该方法被设置成用于控制具有至少两个车桥的作业机械的行驶动态功能。尤其，这两个车桥分别是前桥和后桥。然而也可想到的是具有多于两个车桥、尤其一个前桥和两个或更多个后桥的车辆布置。车轮布置在车桥上。根据方法，检测至少一个车轮的当前的车轮转速，并且将其输送到控制装置，用以与同一车轮的所允许的车轮转速进行比较。从当前的车轮转速和对于相应的行驶情况所允许的车轮转速计算出车轮打滑。
当车轮打滑具有不允许的值时，控制装置输出用于锁定至少一个差速齿轮的信号。对于相关的被锁定的差速器，周期性地输出用于解锁的控制信号，并且执行车轮转速的重新比较。只要相关的车轮的车轮打滑还具有不允许的值，那么再次输出用于锁定相关的差速器的控制信号。
在前述的关系中，当前的车轮转速被理解为相关的车轮的实际存在的车轮转速。控制装置可以是电气控制设备。示例性地但不排他地，控制装置在此可以是车辆控制设备(例如车辆控制计算机)、发动机控制设备、变速器控制设备、用于行驶动态功能的控制设备或以其他的方式适当的控制设备。
车轮的允许的车轮转速在此描述了基于作业机械的另外的行驶动态参数预期的转速。尤其，车轮转速被理解为在理想情况下、以当前的发动机转速、在考虑到变速器的不同的传动比的情况下并且在理想的条件下(例如在没有打滑的情况下)应该存在于相关的车轮上的车轮转速。相应的行驶情况、尤其是驶过弯道或存在的转向运动也对车轮转速产生影响。关于允许的车轮转速，也可以设置关于超过/低于所允许的车轮转速的公差。相应地，车轮转速的不允许的值被理解为是要么与允许的车轮转速不同、要么处于相关的公差范围以外的值。
就此而言，差速器描述了一种补偿变速器，该补偿变速器尤其可以补偿两个轴之间的不同的转速。在此基本上区分开所谓的横向差速器和纵向差速器。横向差速器能够实现尤其在驶过弯道时一个车桥的车轮之间的转速补偿。与此相比，可以通过纵向差速器实现不同车桥之间的转速补偿。关于差速器，使得这种差速器锁定被理解为，减小或完全锁定前述的补偿运动或转速补偿。因此，在完全被锁定的差速器中，两个轴以相同的转速转动。类似地，使得差速器解锁被理解为，要么使得完全被锁定的差速器至少部分打开，要么完全打开，由此部分地或完全地实现补偿运动或转速补偿。
周期性地输出使得被锁定的差速器解锁的控制信号被理解为，重复、尤其以相同的时间间隔输出相同的控制信号。在此，相对应的周期长度可以取决于不同的影响因素，并且因此也可以改变。
根据本发明，利用检测器件检测所述至少一个车轮的车轮打滑的值沿其具有不允许的值的路径。检测器件例如可以是车轮(在车轮上或在相应的桥上)的转速传感器，这些转速传感器具有允许的车轮转速或允许的车轮打滑。此外，检测器件可以是至少一个GPS传感器，该GPS传感器接收位置信号并且将其输送至控制装置。替代地或补充地，检测器件也可以是一个或多个加速度传感器、距离传感器或激光传感器。尤其，检测器件也可以被设计成呈光学传感器的形式以用于检测速度，光学传感器在此以有利的方式指向该路径或作业机械下方的地面。相应地，路径是经过的行驶路径或所经过的路线的长度。因此，根据本发明检测路径，该路径由于其特性导致车轮打滑的不允许的值。尤其，由于可能由路径的特性引起的牵引力的减小而可能导致车轮打滑的不允许的值。因此，环境影响尤其可以降低路径的牵引力。就此而言，参考不同的土地类型/地面、雪、冰、降水(尤其是由此导致的淤泥形成)。
在根据本发明的方法的有利的扩展方案中，除了路径以外还确定其位置，其中，在另外的车轮驶过相应的路径之前预见性地针对至少一个另外的差速器输出用于锁定的控制信号。
在确定位置时，在此可以使用GPS数据。替代地也可以使用关于车桥间隔的信息，以便在通过第一车桥的车轮的不允许的车轮打滑已识别出具有减小的牵引力的区域时确定例如第二车桥的车轮什么时候驶过该区域。至少一个另外的差速器尤其可以是第二和/或第三车桥的横向差速器。替代地，至少一个另外的差速器也可以理解为纵向差速器。就此而言，表述预见性因此被理解为，前瞻性地、即在实际发生可能的牵引力损失之前已经启动另一差速齿轮的锁定。由此可以进一步改进作业机械的行驶动态。
此外有利地，针对该至少一个另外的差速器周期性地输出用于解锁的控制信号，并且重新进行车轮转速的比较。如果相关的车轮的车轮打滑或车轮转速还具有不允许的值，那么在此再次输出用于锁定相关的差速器的控制信号。
根据本发明的方法的有利的扩展方案，在考虑到另外的行驶动态参数的情况下调整至少一个锁定的差速器的关闭时间的由周期长度产生的值。所提到的行驶动态参数尤其可以是关于作业机械的弯道行驶的信息。为了更好的操作灵敏性，因此可能需要在转弯时至少部分地使得被锁定的差速器解锁。此外也可以输送代表具有减小的牵引力或不允许的车轮打滑值的累积路径的信息。相应地，如果在更长的时间段或其他的周期内识别到(接连的)具有减小的牵引力的路径，那么为了减小磨损的目的可以提高关闭时间或相应的周期长度。与之不同地，如果仅识别到具有减小的牵引力或不允许的车轮打滑的非常短的路径，那么可以缩短周期长度。
有利地，如果能够高概率预期到解锁该差速器时车轮打滑处于允许的值，则首先为这样的差速器输出用于解锁的控制信号，并且再次确定车轮打滑。只要车轮打滑在此也还具有不允许的值，那么再次输出用于锁定相关的差速器的控制信号。换言之，可以对哪个车轮接下来可能又驶过具有高牵引力的区域执行优先排序或加权。为此，关于路径的长度或具有低的和高的牵引力的相应的路径的位置的信息尤其是有用的。
只要车轮打滑在先前解锁的差速器中还具有不允许的值，那么有利地中断用于解锁剩余的差速器的控制信号的周期性的输出。换言之，增加用于解锁剩余的差速器的控制信号的输出的周期长度。
有利地，检测器件使用至少一个另外的车轮的车轮转速。理想地，在此涉及车轮转速的允许的值。但此外，也可以使用多个车轮的车轮转速值。由此，也可以对不同的车轮的车轮转速值进行合理性检查。
在根据本发明的方法的进一步有利的扩展方案中，检测器件使用用于确定位置数据的信号。
根据本发明的另外的方面，本发明包括一种作业机械，该作业机械具有动力传动系，该动力传动系具有驱动元件、至少一个可锁定的差速器、至少两个车桥和安置在每个车桥上的至少一个车轮。此外，作业机械包括以前述的方式和方法描述的检测器件和控制装置，该控制装置被设计成用于实施根据本发明的方法。理想地，每个车桥指配有两个车轮、一个车轮在车辆左侧，并且一个车轮在车辆右侧。也可以想到具有所谓的双轮胎或双车桥的布置。
此外，本发明包括一种具有程序代码的计算机程序产品，程序代码用于当程序代码在计算机上执行时实施该方法。计算机例如可以是控制装置。替代地也可想到的是，计算机分布式地布置在作业机械上。尤其应理解的是，作业机械的控制装置和计算机例如经由无线连接来相互作用并且交换数据。相应地，用于锁定或解锁的信号信息可以由计算机发送到作业机械的控制装置。
参考以下的附图详细描述本发明。在附图中：
图1：示出了作业机械的第一动力传动系的示意图；
图2：示出了作业机械的第二动力传动系的示意图；
图3：示出了作业机械的第三动力传动系的示意图；
图4：示出了作业机械的第四动力传动系的示意图；
图5：示出了根据本发明的方法的简化的流程图。
图1以高度简化的示意图示出了作业机械的动力传动系1。在此，动力传动系1具有第一车桥、第二车桥和第三车桥I、II、III，其中，第一车桥I被实施为前桥，并且第二车桥和第三车桥II、III被实施为后桥。第一车桥I指配有两个车轮R1、R1'，第二车桥II指配有两个车轮R2、R2'，并且第三车桥III指配有两个车轮R3、R3'。此外，第一车桥I指配有两个检测器件S1、S1'，第二车桥II指配有两个检测器件S2、S2'，并且第三车桥III指配有两个检测器件S3、S3'。检测器件S1、S1'、S2、S2'、S3、S3'在此是转速传感器。
第一车桥I此外具有差速器4，第二车桥II具有差速器6，并且第三车桥III具有差速器7。差速器4、6、7在此被实施为横向差速器。这些差速器因此能够在相应的车桥I、II、III的车轮R1、R1'、R2、R2'、R3、R3'之间实现转速补偿。
此外，在第一车桥与第二车桥I、II之间布置有差速器5，并且在第二车桥与第三车桥II、III之间布置有差速器8。这两个差速器5、8在此被实施为纵向差速器，并且能够在第一车桥与第二车桥I、II之间或者在第二车桥与第三车桥II、III之间实现转速补偿。
驱动元件2提供必需的驱动功率。驱动元件2尤其可以被实施为燃烧动力机器。然而也可想到的是，驱动元件在此是电动机。借助虚线示出传输设备3。在此，传输设备尤其是驱动轴，这些驱动轴设置在相应的差速器4、5、6、7、8之间或差速器5与驱动元件2之间。通过传输设备3来传输转速或转矩。只要作业机械或其动力传动系1沿向前的行驶方向F运动，那么第一车桥I的车轮R1、R1'驶过路径，而第二车桥II的车轮R2、R2'在时间上错开地驶过相同的路段。以相同的方式，第三车桥III的车轮R3、R3'在时间上进一步错开地驶过该路段。现在，如果通过第一车桥I的检测器件S1、S1'中的一个检测器件识别到车轮R1、R1'中的一个车轮的不允许的车轮转速，那么通过在此未示出的控制装置输出用于锁定差速器4的信号。如果针对第二车桥II的车轮R2、R2'中的一个车轮或第三车桥III的车轮R3、R3'中的一个车轮检测到车轮转速的不允许的值，那么以相同的方式处理。于是相应地，锁定差速器6和/或差速器7，或者输出用于锁定差速器6、7的信号。
一旦针对车桥I、II、III的两个车轮R1、R1'、R2、R2'、R3、R3'同时检测到车轮转速的不允许的值，那么输出用于锁定差速器5和/或差速器8的信号，并且锁定差速器5、8。
因为车桥I、II、III之间的间隔是不可改变的，所以可以在车桥I、II、III中的一个车桥上存在不允许的车轮转速的情况下推断出牵引力损失，并且计算出随后的车桥II、III中的一个车桥什么时候刚好驶过该区域。相应地，能够在达到时或稍微提前时就已经给出用于使得差速器6或差速器7锁定的信号。
同样未示出的是例如被实施为GPS传感器的另外的检测器件。除了存在的检测器件S1、S1'、S2、S2'、S3、S3'外还可以设置这些另外的检测器件。
在动力传动系1的在此示出的实施方式中，差速器4、5、6、7、8居中地布置。这意味着，这些差速器与作业机械的左边的和右边的车辆侧面具有相同的间隔。此外，第二车桥II被实施为所谓的贯通驱动桥(Durchtriebsachse)。这意味着，差速器6除了在第二车桥II上进行转速补偿以外还确保到差速器8的传动，或者由此也确保到第三车桥III的传动。
图2以示意图示出了第二动力传动系1。第二动力传动系与在图1中描述的动力传动系1的不同之处在于，差速器4、5、6、7、8现在不再居中地布置。而是，差速器4、6、7关于行驶方向F以相同的间隔相对于差速器5、8平行错开地布置。此外，差速器5现在藉由传输设备3与差速器8连接，而差速器8藉由传输设备3与差速器6和差速器7连接。由此，第二车桥II现在不再被实施为贯通驱动桥。然而，可以利用当前的动力传动系1以相同的方式实施根据本发明的方法。
图3以示意图示出了替代的实施方案，并且因此示出了第三动力传动系1。第三驱动系与在图1中描述的实施方式的不同之处在于，省去了第二车桥与第三车桥II、III之间的差速器8。动力传动系1的所有另外的元件和其功能连接与在图1中描述的布置和工作方式一致。
在图4中示意性地展示了对图2中示出的动力传动系1的修改方案。与在图2中示出的实施方式不同，在此展示的动力传动系1具有在差速器6与差速器5之间或也在差速器7和差速器5之间借助于传输设备3的直接连接。动力传动系1的在图2和图4中示出的实施方式在所有另外的特征中相一致。
通常要注意的是，车轮R1、R2、R3分别布置在作业机械的左边的车辆侧面上，并且车轮R1'、R2'、R3'分别布置在作业机械的右边的车辆侧面上。
图5借助流程图高度简化地示出了根据本发明的方法。在此，在第一步骤A中输出用于解锁相应的差速器4、5、6、7、8的信号。可以与之前的程序或方法流程无关地输出该信号，以便确保所有差速器4、5、6、7、8处于解锁的或打开的状态中。有利地，在车辆重新启动时也可以执行第一方法步骤A。替代地也可想到的是，在车辆重新启动时省却第一方法步骤A，并且所有差速器4、5、6、7、8处于其最后设置的致动状态中。
在第二方法步骤B中，检测至少一个车轮R1、R1'、R2、R2'、R3、R3'的转速。尤其借助检测器件S1、S1'、S2、S2'、S3、S3'实现这一点。
随后，在第三步骤C中进行将所检测到的转速与允许的转速加以比较。一旦检测到的转速与允许的转速相对应或者在考虑到公差范围的情况下与允许的转速相对应，那么提供从第三方法步骤C到第二方法步骤B的反馈。由此，尤其应该实现的是，周期性地重新检测相应的车轮转速，并且执行比较。在此，用于重新执行车轮转速的检测和比较的时间间隔、即周期长度可以具有固定的值，或者根据另外的参数改变。
一旦在第三方法步骤C中确定所检测到的转速具有或达到不允许的转速值，那么在第四方法步骤D中产生用于锁定相关的差速器4、5、6、7、8的信号，并且由在此未示出的控制装置输出该信号。此外，提供从第四方法步骤D到第一方法步骤A的反馈。通过第四方法步骤与第一方法步骤D、A之间的反馈确保的是，相关的差速器4、5、6、7、8仅在为了最佳的行驶运行所需的时间内保持在锁定状态中。
该反馈同样周期性地进行。这同时意味着，在通过第一方法步骤A输出用于解锁相应的差速器4、5、6、7、8的信号之前，相关的差速器4、5、6、7、8在一定的时间段中得到保持利用第四方法步骤D产生的锁定状态。周期长度(在该周期长度后，从第四方法步骤D切换到第一方法步骤A)在此可以受行驶动态参数X所影响。因此，这种行驶动态参数X尤其可以有助于缩短设置的周期长度。这尤其在作业机械开始弯道行驶或者达到或超过转弯半径的极限值时提供，其中，锁定的差速器4、5、6、7、8对作业机械的行驶动态产生不利的影响。
根据本发明的方法的在图5中描述的流程反映了车轮转速的检测，并且在存在不允许的车轮转速时反映了针对作业机械的仅一个车轮R1、R1'、R2、R2'、R3、R3'的相关的差速器4、5、6、7、8的解锁。相应地，在图5中示出的流程可以任意扩减并且可以扩展到作业机械的另外的车轮R1、R1'、R2、R2'、R3、R3'。所示的方法流程尤其可以如下地扩展，即可以在多个被锁定的差速器4、5、6、7、8中对于应该首先针对差速器4、5、6、7、8中的哪个差速器输出用于解锁的信号而执行加权。相应地也可以想到就从第四方法步骤D反馈到第一方法步骤A的周期长度而言影响行驶动态参数X的信息。
附图标记清单
1 动力传动系
2 驱动元件
3 传输设备
4 差速器
5 差速器
6 差速器
7 差速器
8 差速器
I，II，III 车桥
R1，R1' 车轮
R2，R2' 车轮
R3，R3' 车轮
S1，S1' 检测器件
S2，S2' 检测器件
S3，S3' 检测器件
A、B、C、D 方法步骤
X 行驶动态参数

Claims (10)

1.一种用于控制具有至少两个车桥(I，II，III)的作业机械的行驶动态功能的方法，其中，检测至少一个车轮(R1，R1'，R2，R2'，R3，R3')的当前的车轮转速，并且将所述转速输送到控制装置，用以与同一车轮(R1，R1'，R2，R2'，R3，R3')的所允许的车轮转速进行比较，并且由此计算出车轮打滑，其中，如果所述车轮打滑具有不允许的值，那么由所述控制装置输出用于锁定至少一个差速器(4，5，6，7，8)的控制信号，其中，针对相关的差速器(4，5，6，7，8)周期性地输出用于解锁的控制信号，并且执行车轮转速的重新比较，其中，如果所述车轮打滑还具有不允许的值，那么再次输出用于锁定相关的差速器(4，5，6，7，8)的控制信号，其特征在于，借助检测器件(S1，S1'，S2，S2'，S3，S3')检测所述至少一个车轮(R1，R1'，R2，R2'，R3，R3')的车轮打滑的值沿其具有不允许的值的路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，除了路径以外还确定其位置，其中，在另外的车轮(R1，R1'，R2，R2'，R3，R3')驶过所述路径之前预见性地针对至少一个另外的差速器(4，5，6，7，8)输出用于锁定相应的差速器(4，5，6，7，8)的控制信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，针对所述至少一个另外的差速器(4，5，6，7，8)周期性地输出用于解锁的控制信号，并且重新比较所述车轮转速，其中，如果所述车轮打滑还具有不允许的值，那么再次输出用于锁定相关的差速器(4，5，6，7，8)的控制信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，考虑另外的行驶动态参数(X)来调整所述至少一个锁定的差速器(4，5，6，7，8)的关闭时间的由周期长度产生的值。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，在高概率预期解锁所述差速器时车轮打滑处于允许的值的情况下，首先为这样的差速器(4，5，6，7，8)输出用于解锁的控制信号，并且执行确定车轮打滑，其中，如果所述车轮打滑还具有不允许的值，那么再次输出用于使得相关的差速器(4，5，6，7，8)解锁的控制信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当先前已针对车轮打滑确定了不允许的值时，中断用于解锁其余差速器(4，5，6，7，8)的控制信号的周期性的输出。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述检测器件(S1，S1'，S2，S2'，S3，S3')使用至少一个另外的车轮(R1，R1'，R2，R2'，R3，R3')的车轮转速。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述检测器件(S1，S1'，S2，S2'，S3，S3')使用用于确定位置数据的信号。
9.一种作业机械，具有：
-动力传动系(1)，所述动力传动系具有驱动元件(2)、至少一个可锁定的差速器(4，5，6，7，8)、至少两个车桥(I，II，III)和安置在每个车桥(I，II，III)上的至少一个车轮(R1，R1'，R2，R2'，R3，R3')；
-检测器件(S1，S1'，S2，S2'，S3，S3')；
-控制装置，所述控制装置被设计成用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法。
10.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品具有程序代码以用于当在计算机上实施所述程序代码时执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
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