DE19506533A1 - Vorrichtung zur Begrenzung der Pferdestärken bzw. Leistungsausgangsgröße eines Motors und Verfahren zum Betrieb desselben - Google Patents
Vorrichtung zur Begrenzung der Pferdestärken bzw. Leistungsausgangsgröße eines Motors und Verfahren zum Betrieb desselbenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektronisch
gesteuerte interne Verbrennungsmotoren und insbesondere
auf eine Brennstoffregelstangengrenze, die die Motor
pferdestärke bzw. -leistung reduziert, was die maximale
Drehmomentwandlerausgangsgröße begrenzt, um das Getriebe
und andere Antriebsreihen- oder Leistungszugbauteile
davor schützt, hohen Drehmomentniveaus ausgesetzt zu
sein.
Bei schwerer Ausrüstung und anderen Maschinen mit einem
Motor, einem Drehmomentwandler, einem Getriebe, einer
Antriebslinie, Achsen und einem Erdbewegungsgerät ist es
wichtig, die Leistungsausgangsgröße des Motors mit der
Drehmomentkapazität der Leistungszugbauteile zusammenzu
passen. Wenn der Motor zum Beispiel Leistung oberhalb des
Nennwerts der Leistungszugbauteile erzeugt, dann können
sich die Leistungszugbauteile verschlechtern und früher
als erwartet ausfallen. Die Auswahl von Leistungszugbau
teilen mit einem Leistungsnennwert, der die Leistungsaus
gangsgröße des Motor und des Drehmomentwandlers über
steigt, erhöht jedoch die Kosten der Leistungszugbau
teile. Es ist somit vorteilhaft, die Leistungsausgangs
größe des Motors und des Drehmomentwandlers eng an die
Drehmomentnennwerte der Leistungszugbauteile anzupassen.
Wie es in der Technik bekannt ist, variiert sich die ma
ximale Drehmomentausgangsgröße des Drehmomentwandlers mit
der Motordrehzahl und mit der Ausgangsdrehzahl des Dreh
momentwandlers. Das Drehmoment, das innerhalb des Ge
triebes und anderen Leistungszugbauteilen erzeugt wird,
ist eine Funktion der Motordrehzahl, der Drehmoment
wandlerausgangsdrehzahl und des Getriebezahnrad- bzw.
Übersetzungsverhältnisses. Idealerweise sollte das Ge
triebe so ausgewählt sein, daß seine Bauteile, die maxi
male Drehmomentausgangsgröße des Drehmomentwandlers ak
zeptieren können. Die maximale Drehmomentausgangsgröße
kann jedoch über ein schmales Band von Motorausgangs
drehzahlen oder in einem speziellen Zahnrad oder Über
setzungsverhältnis auftreten. Bei anderen Drehzahlen oder
in anderen Übersetzungsverhältnissen kann das Drehmoment
an den Getriebebauteilen geringer sein. Für diese Dreh
zahlen und Übersetzungsverhältnisse wäre es möglich, we
niger teuere Bauteile auszuwählen. Für einige Anwendungen
wäre es somit vorteilhaft, die Leistungsgröße, die der
Motor während bestimmter Gang- oder Übersetzungsauswahlen
und Drehzahlen zu begrenzen, um das maximale Drehmoment
an den Getriebe oder Leistungszugbauteilen zu reduzieren.
Dies ermöglicht wiederum, die Verwendung von weniger
teuren Getriebebauteilen.
Es sind Steuerungen des Standes der Technik bekannt, die
die Motorleistungsausgangsgröße begrenzen, basierend auf
der Gang- bzw. Übersetzungsauswahl des Getriebes. Solche
Steuerungen können in befriedigender Weise an Fahrzeugen
und anderer Ausrüstung arbeiten, ohne daß andere Systeme
Motorleistung benötigen. Bei Radladern und anderen Aus
rüstungen bzw. Fahrzeugen mit Erdbewegungsgeräten oder
-werkzeugen wird das Gerät oder Werkzeug typischerweise
durch ein Hydrauliksystem mit Leistung versorgt, das
durch den Motor angetrieben bzw. mit Leistung versorgt
wird. In diesen Fällen kann die durch den Motor erzeugte
Leistung durch das Hydrauliksystem und nicht das Getriebe
angefordert werden. Somit können Fälle auftreten, wenn
die volle Motorleistung die Getriebebauteile beschädigen
würde, wenn die gesamte Leistung an das Getriebe angelegt
werden würde. Wenn die Motorleistung jedoch zumindest
teilweise zu das Hydrauliksystem umgeleitet wird, dann
könnte die volle Motorleistung angemessen sein. Steue
rungen des Standes der Technik, die Motorleistung be
grenzen, beziehen Leistungsanforderungen eines Hydrau
liksystems nicht in Betracht.
Eine Lösung könnte sein, einen Druckwandler oder eine
andere Vorrichtung vorzusehen, um die Leistungsanforde
rungen des Hydrauliksystems abzufühlen. Diese Sensoren
sind jedoch teuer. Es wäre vorteilhaft, ein System zu
haben, das Hydrauliksystemanforderungen Rechnung tragen
kann unter Verwendung von Sensoren, die schon an dem
Fahrzeug vorhanden sind und daß die Motorleistung redu
ziert, wenn sich übermäßige Drehmomentniveaus ergeben
könnten.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine
Vorrichtung zum Begrenzen der Leistungsausgangsgröße eines
Motors gezeigt. Die Vorrichtung umfaßt eine elektronische
Steuerung, eine Brennstoffregelstange, die mit dem Motor
assoziiert ist, und einen Gang- oder Übersetzungsauswahl
hebel, der an einer Vielzahl von Positionen positionier
bar ist zum Anzeigen eines gewünschten Gang- oder Über
setzungsverhältnisses. Ein Motordrehzahlsensor ist mit
der elektronischen Steuerung verbunden und an dem Motor
befestigt. Die elektronische Steuerung begrenzt die maxi
male Motorleistung ansprechend darauf, daß der Gangaus
wahlhebel in einer vorbestimmten Position ist und das
Motordrehzahlsignal einen ersten vorbestimmten Motor
drehzahlwert übersteigt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
ist eine Motorsteuerung zur Verwendung mit einem internen
Verbrennungsmotor gezeigt. Die Motorsteuerung umfaßt eine
elektronische Steuerung, die mit Brennstoffliefermitteln
und einer Gang- oder Übersetzungsauswahlvorrichtung ver
bunden ist. Ein Motordrehzahlsensor ist mit der elektro
nischen Steuerung verbunden. Die elektronische Motorsteu
erung erzeugt einen Brennstofflieferbefehl, der die
maximale Brennstofflieferung begrenzt ansprechend darauf,
daß die Gangauswahlvorrichtung in einer vorbestimmten
Position ist und ein Motordrehzahlsignal größer ist als
ein erster vorbestimmter Motordrehzahlwert.
In einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
ist ein Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetge
steuerten Plunger- oder Kolbenanschlags einer Brenn
stofflieferregelstange an einem internen Verbrennungsmo
tor gezeigt. Das Verfahren umfaßt die Schritte des Be
stimmens eines ausgewählten Gang- oder Übersetzungsver
hältnisses, das Messen eines Motordrehzahlsignals und das
Enterregen des elektromagnetgesteuerten Kolbenanschlags
darauf ansprechend, daß die Motordrehzahl einen vorbe
stimmten Motordrehzahlwert übersteigt und das ausgewählte
Gangverhältnis einem vorbestimmten Gangverhältnis ent
spricht.
Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich
durch das Lesen der detaillierten Beschreibung des be
vorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der
Zeichnung und den Ansprüchen.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Blockdiagrammansicht eines Aus
führungsbeispiels einer pferdestärken- oder lei
stungsbegrenzenden Motorsteuerung der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 ein Flußdigramm der Softwaresteuerung eines Aus
führungsbeispiels der leistungsbegrenzenden Motor
steuerung der vorliegenden Erfindung.
Gemäß Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der pferdestär
ken- bzw. leistungsbegrenzenden Motorsteuerung 50 der
vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei diesem Ausführungs
beispiel ist eine Brennstoffinjektionspumpenanordnung 10
vorgesehen. Die Brennstoffinjektionspumpenanordnung 10
besitzt vorzugsweise eine Vielzahl von Pumpen 11, die in
einer herkömmlichen Art und Weise angetrieben werden, um
Brennstoff an jeden einer Vielzahl von Motorzylindern
(nicht gezeigt) zu liefern. Eine Regelstange 12 verbindet
betriebsmäßig die Pumpen 11 mit einem Regler 13. Die
Steuerregelstange 12 besitzt eine Verlängerung bzw. einen
Fortsatz 14, der in einer nachfolgend beschriebenen Art
und Weise zum Begrenzen der maximalen Brennstoffmenge,
die an den Motor geliefert werden kann, positioniert ist.
Der bewegbare Anschlag 16 ist betriebsmäßig mit
Steuermitteln, wie zum Beispiel einem Elektromagneten 18,
verbunden. Der bewegbare Anschlag 16 ist ausgefahren oder
in eine erste Position vorgespannt durch Mittel, wie zum
Beispiel eine Feder 19, die zwischen einem Gehäuse 20 und
einer Schulter 22 der Steuerstange 23 angeordnet ist. Der
bewegbare Anschlag 16 ist in eine zweite Position, und
zwar wenn die Elektromagnettreiberschaltung 45, die Win
dungen bzw. Wicklungen 48 des Elektromagneten 18 erregt
vorgespannt.
Eine elektronische Steuerung 55 ist elektrisch mit einem
Motordrehzahlsensor 60 verbunden, und zwar durch einen
elektrischen Verbinder 61. In einem bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiel weist die elektronische Steuerung einen
68HC11 Serien Mikroprozessor auf, der durch Motorola Inc.
Schaumburg, Illinois, USA, hergestellt wird. Jedoch sind
andere geeignete Mikroprozessoren bekannt, die schnell und
leicht in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung ver
wendet werden könnten, ohne vom Umfang oder Wesen der
vorliegenden Erfindung abzuweichen, der durch die An
sprüche definiert ist. Der Motordrehzahlsensor 60 ist mit
dem Motor (nicht gezeigt) verbunden und erzeugt ein Mo
tordrehzahlsignal an dem elektrischen Verbinder 61, das
eine Funktion der Motordrehzahl ist. Die elektronische
Steuerung 55 ist vorzugsweise mit einer Speichervor
richtung 65 verbunden, und zwar durch einen elektrischen
Verbinder 66. Die Speichervorrichtung 65 umfaßt im all
gemeinen den speziellen Softwarecode zum Durchführen eines
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Der
Softwarecode ist in Flußdiagrammform in Fig. 2 gezeigt
und ist nachfolgend vollständiger beschrieben. Obwohl die
Speichervorrichtung 65 als ein getrenntes Teil von der
elektronischen Steuerung 55 gezeigt ist, sind elektroni
sche Steuerungen in der Technik bekannt, die einen Spei
cher innerhalb der Steuerung aufweisen. Solche Vorrich
tungen könnten schnell und leicht verwendet werden, ohne
vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Eine Gang- oder Übersetzungsschaltvorrichtung 70 ist vor
gesehen, um dem Fahrzeugbediener zu ermöglichen, ein be
triebsmäßiges Gang- oder Übersetzungsverhältnis aus einer
Vielzahl von Getriebegang- oder Übersetzungsverhältnisses
auszuwählen. Wie es in der Technik bekannt ist, ist die
Gangschaltvorrichtung 7 auch im allgemeinen entweder
mechanisch oder elektrisch mit einem Fahrzeuggetriebe
verbunden, um zu bewirken, daß das Getriebe das
ausgewählte Gang- oder Übersetzungsverhältnis in Eingriff
bringt. Da Getriebe und die Verbindungen zwischen der
Gangschaltvorrichtung und dem Getriebe bekannt sind und
diese selbst keinen Teil der vorliegenden Erfindung bil
den, sind sie weder in der Zeichnung gezeigt noch hier
beschrieben. Ferner wäre es für den Fachmann nur ein me
chanischer Schritt, um die vorliegende Erfindung, wie sie
hier beschrieben ist, mit bekannten Getrieben und Ver
bindungen zu verwenden. Mit der Gangschaltvorrichtung 70
ist ein Gangpositionssensor 75 verbunden, der ein Gang
schaltpositionssignal auf einem elektrischen Verbinder 76
erzeugt. Die elektrische Verbindervorrichtung 76 ist mit
der elektronischen Steuerung 55 verbunden.
Gemäß Fig. 2 ist ein Flußdiagramm der Softwaresteuerung,
die in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungs
beispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ge
zeigt. Der detaillierte Programmcode, der notwendig ist,
um ein Ausführungsbeispiel der Erfindung durchzuführen,
kann schnell und leicht aus diesem Flußdiagramm ge
schrieben werden unter Verwendung der Assembly-Sprache
oder des Mikrocodes der bestimmten Mikrosteuerung. Das
Schreiben eines solchen Programmcodes aus dem detail
lierten Flußdiagramm ist ein mechanischer Schritt für den
Fachmann.
Die Programmsteuerung beginnt im Block 100 und geht zum
Block 110 über. Im Block 110 gibt die elektronische
Steuerung 55 das Getriebeschaltpositionssignal auf den
elektrischen Verbinder 76 ein und bestimmt, ob der Be
diener den ersten Gang ausgewählt hat. Wenn der Bediener
nicht den ersten Gang ausgewählt hat und statt dessen den
zweiten, dritten, vierten oder ein anderes Gang- oder
Übersetzungsverhältnis ausgewählt hat, dann geht die
Programmsteuerung zum Block 120 über. Wenn der Bediener
ansonsten den ersten Gang ausgewählt hat, dann geht die
Programmsteuerung zum Block 130 über.
Im Block 120 liefert die Motorsteuerung 55 ein Signal an
die Elektromagnettreiberschaltung 45, was bewirkt, daß
die Elektromagnettreiberschaltung 45 die Windungen oder
Wicklungen 45 des Elektromagneten 18 erregt. Der Elek
tromagnet 18 bewirkt dann, daß der bewegbare Anschlag 16
gegen die Feder 19 zu der zweiten Position gespannt bzw.
vorgespannt wird. In der zweiten Position ermöglicht der
bewegbare Anschlag, daß eine größere Menge an Brennstoff
an die Motorzylinder geliefert werden kann, als wenn der
Elektromagnet nicht im Eingriff steht und der bewegbare
Anschlag in der ersten Position ist. Durch Erregen des
Elektromagneten 18 ist der Motor somit in der Lage, mehr
Leistung zu erzeugen, als wenn der Elektromagnet 18 nicht
erregt wäre.
Im Block 130 gibt die elektronische Steuerung 55 das
Motordrehzahlsignal auf den Verbinder 61 ein. Die
elektronische Steuerung 55 vergleicht das Motordrehzahl
signal mit einem ersten vorbestimmten Motordrehzahlwert.
Wenn das Motordrehzahlsignal an dem Verbinder 61 kleiner
ist als der erste vorbestimmte Motordrehzahlwert, dann
geht die Programmsteuerung zum Block 140 über, ansonsten
geht die Programmsteuerung zum Block 150 über. Andere
Ausrüstung mit unterschiedlichen hydraulischen Lasten und
Fähigkeiten bzw. Kapazitäten und unterschiedlichen Mo
tor/Drehmomentwandler/Getriebekombinationen haben not
wendigerweise unterschiedliche erste und zweite vorbe
stimmte Motordrehzahlwerte. Das Berechnungsverfahren
dieser speziellen Werte ist unten unter Bezugnahme auf
den Block 170 beschrieben.
Im Block 140 gibt die elektronische Steuerung 55 einen
Befehl an die Elektromagnettreiberschaltung 45 aus, der
bewirkt, daß die Windungen 48 des Elektromagneten 18 er
regt werden. Das Erregen des Elektromagneten 18 bewirkt,
daß der bewegbare Anschlag zu der zweiten Position ge
spannt bzw. vorgespannt wird, um dadurch zu ermöglichen,
daß der Motor auf einem höheren Pferdestärken bzw.
Leistungsniveau betrieben wird.
Im Block 150 bewirkt die elektronische Steuerung 55, daß
die Elektromagnettreiberschaltung den Elektromagnet 18
enterregt. Der bewegbare Anschlag 16 wird dann durch die
Feder 19 zu der ersten Position gespannt bzw. vorge
spannt. In der ersten Position begrenzt der bewegbare
Anschlag 16 die Bewegung der Steuerregelstange 12, um
dadurch die Leistungsausgangsgröße des Motors zu begren
zen. Vom Block 150 kehrt die Programmsteuerung zum Block
110 zurück.
Wie oben beschrieben, ist der Elektromagnet 18 erregt,
sobald die Programmsteuerung vom Block 130 zum Block 140
übergeht. Vom Block 140 geht die Programmsteuerung zum
Block 160 über. Im Block 160 liest die elektronische
Steuerung 55 das Gangschaltpositionssignal an dem Ver
binder 76 ab. Wenn der ausgewählte Gang der erste Gang
ist, dann geht die Programmsteuerung zum Block 170 über.
Ansonsten geht die Programmsteuerung zum Block 110 über.
Im Block 170 liest die elektronische Steuerung das Motor
drehzahlsignal ab, das durch den Motordrehzahlsensor 60
an der elektrischen Leitung oder Verbinder 61 erzeugt
wurde. Wenn das Motordrehzahlsignal größer als oder
gleich einem zweiten vorbestimmten Motordrehzahlwert ist,
dann geht die Programmsteuerung zum Block 150 über. An
sonsten geht die Programmsteuerung zum Block 170 über.
Dieser Teil des Flußdiagramms zeigt, daß sobald der
Elektromagnet erregt ist, daß er erregt bleibt, bis die
Motordrehzahl den zweiten vorbestimmten Motorwert über
steigt. Dann geht die Programmsteuerung zum Block 150
über. Im Block 150 wird der Elektromagnet 18 enterregt.
Die Feder 19 spannt den bewegbaren Anschlag 16 zu der
ersten Position vor, um dadurch die Ausgangsleistung des
Motors zu begrenzen.
Die ersten und zweiten vorbestimmten Motordrehzahlwerte
sind so ausgewählt, daß sie dem Bediener ermöglichen, in
den meisten Fällen die volle Nennmotorleistung zu ver
wenden. Die Motorleistung wird dann leicht reduziert,
während der Betriebsbedingungen, die Drehmomentwandler
ausgangsniveaus erzeugen könnten, die die Nennwerte der
Getriebebauteile übersteigen. Typischerweise sind die
Drehmomentwandlerausgangsniveaus auf einem Maximum, wenn
das Hydrauliksystem keine Motorleistung anfordert und die
Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl Null ist (d. h. der
Drehmomentwandler steht bzw. ist abgewürgt). In diesem
Fall wird die gesamte Motorleistung zu dem Drehmoment
wandler übertragen. Da die Drehmomentwandlerausgangsgröße
ungefähr proportional zu der Motordrehzahleingangsgröße
ist, kann das Drehmomentwandlerausgangsdrehmoment durch
Begrenzen der Motordrehzahl begrenzt werden. In einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die
Motordrehzahl durch Begrenzen der Motorpferdestärke bzw.
-leistung begrenzt.
Um die zweite vorbestimmte Motordrehzahl zu bestimmen,
ist es zuerst notwendig, die Motordrehzahl zu messen, die
die maximal akzeptable Drehmomentwandlerausgangsgröße er
zeugt, wenn der Drehmomentwandler steht. Dieser Wert wird
im allgemeinen als die Niedrigleistungsdrehmomentwandler-
Abwürgmotordrehzahl bezeichnet.
Sobald die Niedrigleistungsdrehmomentwandler-Abwürgmo
tordrehzahl bestimmt ist, ist es dann notwendig, die
Motorleistung zu bestimmen, die diese Motordrehzahl
erzeugt. Die Motorleistungseinstellung ist die maximal
erlaubte Motorleistung, wenn der bewegbare Anschlag 16
ausgefahren ist, wie im Block 150 beschrieben ist. Der
bewegbare Anschlag 16 ist somit ausgefahren, um die Mo
torleistungsausgangsgröße zu begrenzen, so daß die Mo
tordrehzahl, die Niedrigleistungsdrehmomentwandler-Ab
würgmotordrehzahl nicht übersteigt. Wenn im Gegensatz
dazu die gesamte Nennmotorleistung angelegt werden würde,
würde die Motordrehzahl die Niedrigleistungsdrehmoment
wandler-Abwürgmotordrehzahl übersteigen und dadurch Dreh
momentwandlerausgangsgrößen erzeugen, die die Getriebe
Nennwerte übersteigen.
Der zweite vorbestimmte Motordrehzahlwert wird dann so
ausgewählt, daß er kleiner ist als die Niedrigmotordreh
momentwandler-Abwürgdrehzahl. Dies ermöglicht eine aus
reichende Ansprechzeit für die Pferdestärken- bzw. Lei
stungsbegrenzungsmotorsteuerung 50 der vorliegenden Er
findung, um den Übergang von voller Nennmotorleistung
(Elektromagnet erregt, bewegbarer Anschlag zurückgezogen)
zu einer niedrigen Leistungseinstellung (Elektromagnet
enterregt, bewegbarer Anschlag ausgefahren) durchzu
führen. Bei dem 970F-Radlader ist die Motordrehzahl
typischerweise niedrig, wenn das Hydrauliksystem Leistung
anfordert und der Gerätebediener simultan versucht, das
Gerät in einen Dreck- oder Erdhaufen zu drücken. Bei
diesem Fall ist der bewegbare Anschlag 16 zurückgezogen
und die Leistungsbegrenzungsmotorsteuerung 50 ermöglicht
dem Motor, bei voller Nennleistung betrieben zu werden.
Wenn Hydraulikanforderung weggenommen wird, erhöht sich
somit die Motodrehzahl. In einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel, das in Verbindung mit dem 970F-
Radlader verwendet wird, ist der zweite vorbestimmte
Motordrehzahlwert als 2000 U/min ausgewählt. Wenn die
Motordrehzahl somit 2000 U/min erreicht, enterregt die
elektronische Steuerung 55 den Elektromagnet 18, um da
durch den bewegbaren Anschlag 16 auszufahren und die
Motorleistung zu begrenzen. Die Differenz von 50 U/min
zwischen der Niedrigleistungsdrehmomentwandler-Abwürg
motordrehzahl und dem zweiten vorbestimmten Motordreh
zahlwert sieht eine Verzögerungszeit vor, die notwendig
ist, um den bewegbaren Anschlag 16 auszufahren, um die
Motorleistung zu begrenzen. Durch das Anfangen der Be
grenzung der Leistung, wenn die Motordrehzahl 2000 U/min
erreicht, hilft die elektronische Steuerung sicherzu
stellen, daß die Motordrehzahl 2050 U/min nicht über
steigt.
Die erste vorbestimmte Motordrehzahl wird dann als eine
Funktion der zweiten vorbestimmten Motordrehzahl ausge
wählt. Der erste vorbestimmte Motordrehzahlwert ist so
ausgewählt, daß er kleiner ist als der zweite vorbe
stimmte Motodrehzahlwert, und zwar um eine Größe, die
ausreicht, um Motordrehzahldifferenzen in Betracht zu
ziehen, die durch einen Niedrigleistungs- zu Hochlei
stungsübergang bewirkt werden und um eine Hysterese zu
erlauben.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Gerätes
an einem 970F-Radlader ist die Differenz der Motordreh
zahl während des Drehmomentwandlerabwürgens zwischen der
vollen Nennmotorleistung und der begrenzten Leistung un
gefähr 70 U/min. Wenn die Motordrehzahl somit 1800 U/min
ist, wenn die Motorleistung begrenzt ist, bewirkt ein
Schalten zur vollen Nennmotorleistung eine Ausgangsgröße
von 1870 U/min. Bei dieser Anwendung muß der erste vor
bestimmte Motordrehzahlwert somit mindestens 70 U/min
kleiner sein als der zweite vorbestimmte Motordrehzahl
wert. Bei dem 970F muß der erste vorbestimmte Motordreh
zahlwert somit kleiner als 1930 U/min sein. Es ist vor
teilhaft, die erste vorbestimmte Motordrehzahl weiter zu
reduzieren, um eine Hysterese zu erlauben. Bei dem 970F
wird der erste vorbestimmte Motodrehzahlwert somit als
1800 U/min ausgewählt.
Durch Folgen der vorhergehenden detaillierten Beschrei
bung der Auswahl der ersten und zweiten Motordrehzahl
werte kann ein Fachmann schnell und leicht die Werte
modifizieren, um ein Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung an anderer Ausrüstung zu verwenden. Diese
Werte können dann schnell und leicht in Verbindung mit
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet werden,
um die Motorleistungsausgangsgröße zu reduzieren, um
sicherzustellen, daß der Drehmomentwandler keine Dreh
momentniveaus erzeugt, die über die Nennwerte der Ge
triebebauteile hinausgehen.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hilft
dabei zu verhindern, daß übermäßige Drehmomentniveaus
Getriebebauteile beschädigen, während es zur selben Zeit
erlaubt, daß der Motor maximale Leistung erzeugt, basie
rend auf hydraulischen Systemanforderungen.
Die vorliegende Erfindung reduziert die Größe der Motor
leistung, die während Perioden erzeugt wird, wenn über
mäßiges Drehmoment in dem Getriebe erzeugt wird. Wie oben
beschrieben, stellt die Steuerung 50 das Getriebegang-
oder Übersetzungsverhältnis fest, in dem das Fahrzeug be
trieben wird und ermöglicht dem Motor, bei voller Nenn
leistung betrieben zu werden, wenn das ausgewählte Gang
verhältnis von dem ersten Gang abweicht. Wenn die Aus
rüstung in dem ersten Gang betrieben wird und die Motor
drehzahl unter 1800 U/min fällt, dann erregt die elek
tronische Steuerung den Elektromagneten, um dem Motor zu
ermöglichen, bei voller Nennleistung betrieben zu werden.
Motor/Drehmomentwandlerausgangsdrehmoment bei Motor
drehzahlen über einem zweiten vorbestimmten Niveau (in
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 2000 U/min) kann
die Leistungszugbauteile übermäßigen Drehmomentniveaus
aussetzen. Dieses übermäßige Drehmoment kann auch einen
Radschlupf- und verkürzte Reifenlebensdauer zur Folge
haben. Wenn das Getriebe in dem ersten Gang ist und der
Elektromagnet erregt wurde, wird er danach enterregt,
wenn die Motordrehzahl 2000 U/min übersteigt.
Zusammenfassend sieht die Erfindung vor: eine Pferde
stärken- bzw. Leistungsbegrenzungsmotorsteuerung begrenzt
die maximale Motorpferdestärke oder -leistungs
ausgangsgröße während Betriebsbedingungen, die Dreh
momentausgangsgrößen zur Folge haben könnten, die größer
sind als die Getriebebauteilnennwerte. Die Steuerung um
faßt eine elektronische Steuerung, die mit einer Elektro
magnettreiberschaltung einem Motordrehzahlsensor und
einer Gang- oder Übersetzungsauswahlvorrichtung verbunden
ist. Die Elektromagnettreiberschaltung erregt einen
Elektromagneten darauf ansprechend, daß eine Motor
drehzahl kleiner als ein erster vorbestimmter Motor
drehzahlwert ist. Der Elektromagnet bewirkt, daß sich ein
bewegbarer Anschlag zurückzieht, was dem Motor erlaubt,
volle Nennleistung zu erzeugen. Die elektronische
Steuerung bewirkt, daß die Elektromagnetschaltung entregt
wird und den bewegbaren Anschlag aus fährt darauf an
sprechend, daß die Motordrehzahl einen zweiten vorbe
stimmten Motordrehzahlwert übersteigt und die Gangaus
wahlvorrichtung in einer vorbestimmten Position ist.
Claims (15)
1. Vorrichtung zum Begrenzen der Leistungsausgangsgröße
eines Motors, wobei die Vorrichtung folgendes
aufweist:
eine elektronische Steuerung;
eine Brennstoffregelstange, die mit dem Motor asso ziiert ist;
einen Gang- oder Übersetzungsauswahlhebel, der in einer Vielzahl von Positionen positionierbar ist zum Anzeigen eines gewünschten Gang- oder Übersetzungs verhältnis;
einen elektronisch gesteuerten Plunger oder Kolben, der mit der elektronischen Steuerung verbunden ist, wobei der Kolben eine erste Position und eine zweite Position besitzt;
einen Motordrehzahlsensor, der mit der elektroni schen Steuerung verbunden ist und an dem Motor be festigt ist, wobei der Motordrehzahlsensor ein Mo tordrehzahlsignal als eine Funktion der Motordreh zahl erzeugt;
wobei der elektronisch gesteuerte Kolben in eine erste Position positioniert ist ansprechend darauf, daß der Gangauswahlhebel in einer vorbestimmten Po sition ist und das Motordrehzahlsignal einen ersten vorbestimmten Motordrehzahlwert übersteigt; und wobei der elektronisch gesteuerte Kolben die maxi male Position der Regelstange begrenzt, wenn er in der ersten Position ist.
eine elektronische Steuerung;
eine Brennstoffregelstange, die mit dem Motor asso ziiert ist;
einen Gang- oder Übersetzungsauswahlhebel, der in einer Vielzahl von Positionen positionierbar ist zum Anzeigen eines gewünschten Gang- oder Übersetzungs verhältnis;
einen elektronisch gesteuerten Plunger oder Kolben, der mit der elektronischen Steuerung verbunden ist, wobei der Kolben eine erste Position und eine zweite Position besitzt;
einen Motordrehzahlsensor, der mit der elektroni schen Steuerung verbunden ist und an dem Motor be festigt ist, wobei der Motordrehzahlsensor ein Mo tordrehzahlsignal als eine Funktion der Motordreh zahl erzeugt;
wobei der elektronisch gesteuerte Kolben in eine erste Position positioniert ist ansprechend darauf, daß der Gangauswahlhebel in einer vorbestimmten Po sition ist und das Motordrehzahlsignal einen ersten vorbestimmten Motordrehzahlwert übersteigt; und wobei der elektronisch gesteuerte Kolben die maxi male Position der Regelstange begrenzt, wenn er in der ersten Position ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronische
Steuerung den elektronisch gesteuerten Kolben zu der
zweiten Position spannt oder vorspannt darauf an
sprechend, daß die Gangauswahlvorrichtung in der
vorbestimmten Position ist und das Motordrehzahl
signal kleiner ist als der erste vorbestimmte Mo
tordrehzahlwert.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die elektronische Steuerung den Kolben zu der
zweiten Position spannt oder vorspannt darauf an
sprechend, daß der Gangauswahlhebel in einer Posi
tion ist, die von der vorbestimmten Position ab
weicht.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die elektronische Steuerung den elektronisch
gesteuerten Kolben von der ersten Position zu der
zweiten Position spannt oder vorspannt darauf an
sprechend, daß der Gangauswahlhebel in einer anderen
als der vorbestimmten Position positioniert ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die elektronische Steuerung den elektronisch
gesteuerten Kolben von der zweiten Position zu der
ersten Position spannt oder vorspannt darauf an
sprechend, daß das Motordrehzahlsignal ein zweites
vorbestimmtes Motordrehzahlniveau übersteigt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die vorbestimmte Position einer Gangauswahl
position des ersten Gangs entspricht.
7. Motorsteuerung zur Verwendung mit einem internen
Verbrennungsmotor, wobei die Steuerung folgendes
aufweist:
eine elektronische Steuerung;
Brennstoffliefermittel, die mit der Steuerung ver bunden sind zum Liefern von Brennstoff an den Motor;
eine Gangauswahlvorrichtung, wobei die Gangauswahl vorrichtung in einer Vielzahl von Stellungen posi tionierbar ist;
einen Motordrehzahlsensor, der mit der elektroni schen Motorsteuerung verbunden ist, wobei der Mo tordrehzahlsensor ein Motordrehzahlsignal erzeugt;
wobei die elektronische Motorsteuerung einen ersten Brennstofflieferbefehl erzeugt und die Steuerung selektiv den maximalen Brennstofflieferbefehl be grenzt ansprechend auf die Gangauswahlvorrichtungs position und die Motordrehzahlsignalwerte.
eine elektronische Steuerung;
Brennstoffliefermittel, die mit der Steuerung ver bunden sind zum Liefern von Brennstoff an den Motor;
eine Gangauswahlvorrichtung, wobei die Gangauswahl vorrichtung in einer Vielzahl von Stellungen posi tionierbar ist;
einen Motordrehzahlsensor, der mit der elektroni schen Motorsteuerung verbunden ist, wobei der Mo tordrehzahlsensor ein Motordrehzahlsignal erzeugt;
wobei die elektronische Motorsteuerung einen ersten Brennstofflieferbefehl erzeugt und die Steuerung selektiv den maximalen Brennstofflieferbefehl be grenzt ansprechend auf die Gangauswahlvorrichtungs position und die Motordrehzahlsignalwerte.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die elektronische
Steuerung den maximalen Brennstofflieferbefehl be
grenzt darauf ansprechend, daß die Gangauswahlvor
richtung in einer vorbestimmten Position ist und das
Motordrehzahlsignal größer als ein erster vorbe
stimmter Motordrehzahlwert ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die elek
tronische Steuerung einen maximalen Brennstofflie
ferbefehl erlaubt darauf ansprechend, daß die Gang
auswahlvorrichtung in der vorbestimmten Position ist
und das Motordrehzahlsignal kleiner als ein erster
vorbestimmter Motordrehzahlwert ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei
die elektronische Steuerung den maximalen Brenn
stofflieferbefehl begrenzt darauf ansprechend, daß
die Motordrehzahl einen zweiten vorbestimmten Motor
drehzahlwert übersteigt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei
die elektronische Steuerung einen maximalen Brenn
stofflieferbefehl erlaubt darauf ansprechend, daß
die Gangauswahlvorrichtung in einer anderen als der
vorbestimmten Position ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei
die vorbestimmte Position einer Gangauswahlvorrich
tungsposition des ersten Gangs entspricht.
13. Verfahren zum Steuern eines elektromagnetgesteuerten
Plunger- oder Kolbenanschlages einer Brennstofflie
ferregelstange an einem internen Verbrennungsmotor,
wobei der interne Verbrennungsmotor eine elektro
nische Steuerung, Brennstoffliefermittel, die mit
der Steuerung verbunden sind, einen Motordrehzahl
sensor, ein Getriebe mit einer Vielzahl von Gang-
oder Übersetzungsverhältnissen und Gangauswahlmit
teln zum Auswählen einer der Vielzahl von Gang
verhältnissen aufweist, wobei das Verfahren die
folgenden Schritte aufweist:
Bestimmen des ausgewählten Gangverhältnisses der Vielzahl von Gangverhältnissen;
Messen des Motordrehzahlsignals;
Vergleichen des Motordrehzahlsignals mit einem vorbestimmten Motordrehzahlwert;
Enterregen des elektromagnetgesteuerten Kolbenan schlags darauf ansprechend, daß die Motordrehzahl den ersten vorbestimmten Motordrehzahlwert über steigt und das ausgewählte Gangverhältnis einem vorbestimmten Gangverhältnis entspricht; und wobei der Kolbenanschlag die Bewegung der Brenn stofflieferregelstange begrenzt, ansprechend auf den Enterregungsschritt.
Bestimmen des ausgewählten Gangverhältnisses der Vielzahl von Gangverhältnissen;
Messen des Motordrehzahlsignals;
Vergleichen des Motordrehzahlsignals mit einem vorbestimmten Motordrehzahlwert;
Enterregen des elektromagnetgesteuerten Kolbenan schlags darauf ansprechend, daß die Motordrehzahl den ersten vorbestimmten Motordrehzahlwert über steigt und das ausgewählte Gangverhältnis einem vorbestimmten Gangverhältnis entspricht; und wobei der Kolbenanschlag die Bewegung der Brenn stofflieferregelstange begrenzt, ansprechend auf den Enterregungsschritt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verfahren fer
ner die folgenden Schritte aufweist:
Erregen des elektromagnetgesteuerten Kolbens darauf ansprechend, daß die Motordrehzahl kleiner als ein erster vorbestimmter Motordrehzahlwert ist und das ausgewählte Gangverhältnis einem anderen als dem vorbestimmten Gangverhältnis entspricht; und wobei der Kolbenanschlag eine freie Bewegung der Brennstofflieferregelstange ansprechend auf den Erregungsschritt erlaubt.
Erregen des elektromagnetgesteuerten Kolbens darauf ansprechend, daß die Motordrehzahl kleiner als ein erster vorbestimmter Motordrehzahlwert ist und das ausgewählte Gangverhältnis einem anderen als dem vorbestimmten Gangverhältnis entspricht; und wobei der Kolbenanschlag eine freie Bewegung der Brennstofflieferregelstange ansprechend auf den Erregungsschritt erlaubt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren fer
ner den folgenden Schritt aufweist:
Enterregen des elektromagnetgesteuerten Kolbens nachfolgend auf den Erregungsschritt, und zwar darauf ansprechend, daß die Motordrehzahl einen zweiten vorbestimmten Motordrehzahlwert übersteigt oder das ausgewählte Gangverhältnis anders als das vorbestimmte Gangverhältnis ist.
Enterregen des elektromagnetgesteuerten Kolbens nachfolgend auf den Erregungsschritt, und zwar darauf ansprechend, daß die Motordrehzahl einen zweiten vorbestimmten Motordrehzahlwert übersteigt oder das ausgewählte Gangverhältnis anders als das vorbestimmte Gangverhältnis ist.
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