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Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Steuergerät zur Ausführung eines solchen Verfahrens und entsprechende Software.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2016 209 668 A1 ist ein Reversierverfahren eines Mobilfahrzeugs bekannt. Das Verfahren sieht vor, das Mobilfahrzeug durch Umschalten einer Kupplung für Vorwärtsfahrt und einer Kupplung für Rückwärtsfahrt zu reversieren, wenn eine vordefinierte Zugkraft nicht überschritten wird. Andernfalls erfolgt die Reversierung durch Änderung der Übersetzung eines Getriebes des Fahrzeugs.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Reversierverfahren zu verbessern. Insbesondere soll eine Verbesserung des Fahrkomforts und eine Verringerung der Materialbelastung erzielt werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Steuergerät nach Anspruch 3 und Software nach Anspruch 4. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus Anspruch 2 und 1.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Reversierung eines Mobilfahrzeugs. Damit ist eine Richtungsumkehr des Mobilfahrzeugs gemeint.
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Bei dem Mobilfahrzeug kann es sich um eine Landmaschine, etwa einen Schlepper, oder eine Baumaschine handeln. Das Mobilfahrzeug weist mindestens ein Getriebe, etwa ein hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigtes Stufenlosgetriebe, mindestens eine lastschaltbare Kupplung für Vorwärtsfahrt und mindestens eine lastschaltbare Kupplung für Rückwärtsfahrt auf. Die Kupplungen lassen sich unter Last, d.h. wenn der Antriebsstrang des Mobilfahrzeugs mit einem Drehmoment beaufschlagt ist, schließen. Als lastschaltbare Kupplungen werden bevorzugt reibschlüssige Kupplungen verwendet.
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Ist die Kupplung für Vorwärtsfahrt geschlossen, wird über den Antriebsstrang eine Kraft auf das Mobilfahrzeug bzw. auf dessen Räder oder Ketten übertragen, die vorwärtsgerichtet ist. Entsprechend wird bei geschlossener Kupplung für Rückwärtsfahrt über den Antriebsstrang eine Kraft auf das Mobilfahrzeug übertragen, die rückwärtsgerichtet ist.
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Die Kupplungen sind bevorzugt wechselseitig geschlossen. Ist also die Kupplung für Vorwärtsfahrt geschlossen, ist die Kupplung für Rückwärtsfahrt bevorzugt geöffnet. Ist umgekehrt die Kupplung für Rückwärtsfahrt geschlossen, ist die Kupplung für Vorwärtsfahrt bevorzugt geöffnet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, vor der Reversierung eine auf das Mobilfahrzeug einwirkende Zug- oder Schublast zu ermitteln. Bei der Zug- oder Schublast handelt es sich um eine mindestens teilweise in Fahrtrichtung auf das Mobilfahrzeug einwirkende Kraft, die nicht durch eine Beschleunigung oder Verzögerung des Mobilfahrzeugs hervorgerufen wird. Die Zug- oder Schublast lässt sich etwa mittels Drucksensoren eines hydrostatischen Getriebes ermitteln.
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Wenn eine vorgegebene Änderungsgeschwindigkeit der Übersetzung des Getriebes, d.h. eine Ableitung der Übersetzung nach der Zeit, einen Schwellwert - eine Schwell-Änderungsgeschwindigkeit - unterschreitet, und/oder wenn ein Betrag der Zug- oder Schublast einen Schwellwert - eine obere Schwell-Last - überschreitet, wird die Reversierung erfindungsgemäß durch Änderung der Übersetzung des Getriebes eingeleitet. Am Nulldurchgang der Geschwindigkeit des Mobilfahrzeugs, d.h. wenn die Geschwindigkeit des Mobilfahrzeugs Null oder nahezu Null beträgt, werden die Kupplungen umgeschaltet. Wenn also bei Vorwärtsfahrt die Kupplung für Vorwärtsfahrt zuvor geschlossen und die Kupplung für Rückwärtsfahrt zuvor geöffnet war, wird am Nulldurchgang der Geschwindigkeit die Kupplung für Vorwärtsfahrt geöffnet und die Kupplung für Rückwärtsfahrt geschlossen. Fuhr das Mobilfahrzeug zuvor rückwärts und war entsprechend die Kupplung für Rückwärtsfahrt geschlossen und die Kupplung für Vorwärtsfahrt geöffnet, wird am Nulldurchgang die Kupplung für Rückwärtsfahrt geöffnet und die Kupplung für Vorwärtsfahrt geschlossen. Nach Umschalten der Kupplungen wird das Fahrzeug weiter durch Änderung der Übersetzung reversiert.
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Wenn die vorgegebene Änderungsgeschwindigkeit der Übersetzung die Schwell-Änderungsgeschwindigkeit nicht unterschreitet, wenn der Betrag der Zug- oder Schublast die obere Schwell-Last nicht überschreitet, und wenn der Betrag der Geschwindigkeit des Mobilfahrzeugs einen Schwellwert - eine Schwell-Geschwindigkeit - überschreitet, erfolgt die Reversierung durch Änderung der Übersetzung des Getriebes. Das Mobilfahrzeug wird solange durch Änderung der Übersetzung des Getriebes reversiert, bis der Betrag der Geschwindigkeit des Mobilfahrzeugs die Schwell-Geschwindigkeit unterschreitet. Bei Reversierung durch Änderung der Übersetzung wird eine zu Beginn des Reversierverfahrens anliegende Übersetzung geändert.
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Die geänderte Übersetzung wird weiter angepasst oder gehalten, solange der Betrag der Geschwindigkeit des Mobilfahrzeugs die Schwell-Geschwindigkeit nicht erreicht hat. Die Kupplungen werden dabei zunächst nicht umgeschaltet. Dies geschieht erst, wenn der Betrag der Geschwindigkeit des Mobilfahrzeugs die Schwell-Geschwindigkeit unterschreitet. Fährt das Mobilfahrzeug vorwärts und ist entsprechend die Kupplung für Vorwärtsfahrt geschlossen, während die Kupplung für Rückwärtsfahrt geöffnet ist, wird bei Unterschreiten der Schwell-Geschwindigkeit die Kupplung für Vorwärtsfahrt geöffnet und die Kupplung für Rückwärtsfahrt mindestens teilweise geschlossen. Aus der Rückwärtsfahrt heraus wird entsprechend die zuvor geschlossene Kupplung für Rückwärtsfahrt geöffnet und die Kupplung für Vorwärtsfahrt mindestens teilweise geschlossen.
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Die Schwell-Geschwindigkeit ist größer als null. Beim Umschalten der Kupplungen befindet sich das Mobilfahrzeug daher nicht im Stillstand. Entsprechend wird die jeweilige Kupplung nicht vollständig geschlossen, sondern zunächst schlupfend betrieben. Vollständig geschlossen wird die Kupplung erst, wenn das Mobilfahrzeug eine zur Motordrehzahl und Getriebeübersetzung passende Geschwindigkeit erreicht hat.
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Die Berücksichtigung der verschiedenen Betriebszustände des Mobilfahrzeugs gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verbessert gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren den Fahrkomfort und verringert die Materialbelastung im Antriebsstrang.
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In einer bevorzugten Weiterbildung berücksichtigt das Verfahren neben der oberen Schwell-Last auch eine untere Schwell-Last. Die untere Schwell-Last ist kleiner als die obere Schwell-Last. Wenn der Betrag der Zug- oder Schublast zwischen der unteren Schwell-Last und der oberen Schwell-Last liegt, werden die Kupplungen in Abhängigkeit der Zug- oder Schublast angesteuert. Dies geschieht, wenn der Betrag der Geschwindigkeit des Mobilfahrzeugs die Schwell-Geschwindigkeit unterschreitet Unterschiedliche Zug- oder Schublasten führen dabei zu einer abweichenden Ansteuerung der Kupplungen. Auch kann sich die Ansteuerung der Kupplungen ändern, wenn sich die Zug- oder Schublast während des Umschaltvorgangs ändert.
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Die Ansteuerung der Kupplungen zum Umschalten erfolgt vorzugsweise durch Modulation eines Kupplungsdrucks. In diesem Fall wird der Kupplungsdruck weiterbildungsgemäß in Abhängigkeit der Zug- oder Schublast moduliert.
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Überschreitet der Betrag der Zug- oder Schublast die untere Schwell-Last nicht, werden die Kupplungen zum Umschalten unabhängig von der Zug- oder Schublast angesteuert. Unterschiedliche Zug- oder Schublasten führen dann nicht zu einer abweichenden Ansteuerung der Kupplungen.
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Das weiterbildungsgemäße Verfahren ermöglicht einerseits eine lastabhängige und somit besonders feinfühlige Ansteuerung der Kupplungen. Andererseits berücksichtigt es Messungenauigkeiten, die bei der Ermittlung geringer Zug- oder Schublasten zu einer fehlerhaften Ansteuerung der Kupplung führen würden.
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In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung ist die Reversierung durch einen Fahrer des Mobilfahrzeugs parametrisierbar. Der Fahrer bestimmt also einen Parameter. Dies geschieht mittels eines Bedienelements, etwa mittels eines Schiebe- oder Drehreglers. Weiterbildungsgemäß wird dem Parameter eindeutig eine obere Schwell-Last zugeordnet. Die obere Schwell-Last wird also als eine Funktion des Parameters festgelegt.
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Neben der oberen Schwell-Last wird bevorzugt auch die untere Schwell-Last als Funktion desselben Parameters festgelegt. Eine geeignete Festlegung gestaltet sich etwa derart, dass die obere Schwell-Last und die untere Schwell-Last den Wert Null annehmen, wenn der Parameter Null beträgt. Ist der Parameter größer als Null, nimmt die untere Schwell-Last bevorzugt einen konstanten Wert an, der größer als Null ist. Die obere Schwell-Last hingegen ist vorzugsweise in Abhängigkeit des Parameters veränderlich. Im einfachsten Fall handelt es sich um eine lineare Funktion, deren Ordinatenabschnitt dem konstanten, von Null verschiedenen Wert der unteren Schwell-Last entspricht.
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Ein erfindungsgemäßes Steuergerät ist ausgebildet, das erfindungsgemäße Verfahren oder eine bevorzugte Weiterbildung auszuführen.
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Entsprechende erfindungsgemäße Software veranlasst das Steuergerät zur Ausführung dieses Verfahrens, wenn sie auf dem Steuergerät ausgeführt wird.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt:
- 1 eine Reversierlandkarte.
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Die in 1 dargestellte Reversierlandkarte 101 teilt die Betriebszustände eines Mobilfahrzeugs in Abhängigkeit der Geschwindigkeit V und einer auf das Mobilfahrzeug wirkenden Zug- oder Schublast F in verschiedene Quadranten ein. Die einzelnen Quadranten werden durch eine Schwell-Geschwindigkeit 103, eine obere Schwell-Last 105 und eine untere Schwell-Last 107 voneinander abgegrenzt.
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Ein erster Betriebszustand 109 zeichnet sich dadurch aus, dass die Zug- oder Schublast F betragsmäßig die obere Schwell-Last 105 überschreitet und/oder die Geschwindigkeit V betragsmäßig die Schwell-Geschwindigkeit 103 überschreitet.
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Befindet sich das Mobilfahrzeug in dem ersten Betriebszustand 109, wird es ausschließlich durch Änderung der Übersetzung seines Getriebes reversiert. Die Kupplungen werden erst im Nulldurchgang der Geschwindigkeit V umgeschaltet. Das Mobilfahrzeug wird also nicht über eine schlupfende Kupplung abgebremst.
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1 zeigt einen von Null verschiedenen Wert der Schwell-Geschwindigkeit 103. Diesen Wert nimmt die Schwell-Geschwindigkeit 103 an, wenn eine etwa von einem Kundenfahrzeugcontroller angeforderte Änderungsgeschwindigkeit der Übersetzung des Getriebes einen vordefinierten Schwellwert überschreitet.
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Die Schwell-Geschwindigkeit 103 wird hingegen zu Null gesetzt, wenn die vorgegebene Änderungsgeschwindigkeit der Übersetzung den genannten Grenzwert unterschreitet. In diesem Fall erstreckt sich der erste Betriebszustand 109 über die gesamte Reversierlandkarte 101. Dies bedeutet, dass das Mobilfahrzeug ausschließlich durch Änderung der Übersetzung seines Getriebes und Umschalten der Kupplungen im Nulldurchgang der Geschwindigkeit V reversiert wird.
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Das Mobilfahrzeug befindet sich im zweiten Betriebszustand 111 oder im dritten Betriebszustand 113, wenn die Zug- oder Schublast F betragsmäßig die obere Schwell-Last 105 nicht überschreitet, und wenn seine Geschwindigkeit V betragsmäßig die Schwell-Geschwindigkeit 103 nicht überschreitet. Dem zweiten Betriebszustand 111 und dem dritten Betriebszustand 113 ist gemein, dass die Kupplungen während der Fahrt umgeschaltet und schlupfend betrieben werden.
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Im zweiten Betriebszustand 111 und dritten Betriebszustand 113 wird der Kupplungsdruck zum Umschalten der Kupplungen in Abhängigkeit von einem Lastwert moduliert. Als Lastwert wird im zweiten Betriebszustand 111 die tatsächlich gemessene Zug- oder Schublast F herangezogen. Im dritten Betriebszustand 113 hingegen erfolgt die Modulation des Kupplungsdrucks in Abhängigkeit von einem vordefinierten Standardlastwert.
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Im Verlaufe der Reversierung kann das Mobilfahrzeug unterschiedliche Betriebszustände annehmen. So ändert sich durch das Reversieren insbesondere die Geschwindigkeit V. Ausgehend von dem ersten Betriebszustand 109 gelangt das Mobilfahrzeug entsprechend in den zweiten Betriebszustand 111 oder den dritten Betriebszustand 113, wenn die Zug- oder Schubkraft F betragsmäßig die obere Schwell-Last 105 nicht überschreitet. Auch kann sich der Betriebszustand ändern, wenn sich die Zug- oder Schublast F sich infolge geänderter äußerer Umstände ändert. Daher wird die Zug- oder Schublast F nicht nur vor dem Reversiervorgang, sondern auch während des Reversierens gemessen.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Reversierlandkarte
- 103
- Schwell-Geschwindigkeit
- 105
- obere Schwell-Last
- 107
- untere Schwell-Last
- 109
- erster Betriebszustand
- 111
- zweiter Betriebszustand
- 113
- dritter Betriebszustand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016209668 A1 [0002]
