EP0953755A2 - Control device for combustion engines - Google Patents

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EP0953755A2
EP0953755A2 EP99107853A EP99107853A EP0953755A2 EP 0953755 A2 EP0953755 A2 EP 0953755A2 EP 99107853 A EP99107853 A EP 99107853A EP 99107853 A EP99107853 A EP 99107853A EP 0953755 A2 EP0953755 A2 EP 0953755A2
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EP
European Patent Office
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speed
control device
vehicle
engine
maximum
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EP99107853A
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EP0953755B1 (en
EP0953755A3 (en
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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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Publication date
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Publication of EP0953755A3 publication Critical patent/EP0953755A3/en
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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 tractor engines.
  • the Control device contains at least one storage unit Storage of engine maps. It gives depending on adjustable setpoint specifications taking into account at least of an engine map control signals to an electronic regulated injection system for setting the fuel injection quantity from.
  • Agricultural tractors are particularly concerned with desired tractive force values and desired operating speeds designed.
  • To the required traction on the ground bring the tractor with heavy weights and big ones Tires fitted.
  • the slower the speed of work the greater torques can be achieved with the same Transfer engine power.
  • At low speeds of for example below 6 km / h are the components of the Drive train through the slip of the wheels against overload protected.
  • a standard tractor with an output of 100 DIN kw can a trailer of 20 t on a route that increases to 100 m by 1.5 m (gradient 1.5%), with a pull maximum speed of 50 km / h.
  • Tractors are increasingly used for longer transportation distances Roads used, so the desire for higher speeds increases. For example, it is desirable that a tractor has a trailer of 20 tons on one Incline of 1.5% at a speed of 65 km / h. For this, however, an engine power of approximately 130 kW needed. For a speed of 80 km / h are approx 168 kW required. To realize these speeds the internal combustion engine, the tractor support structure and all other tractor components to the specified performance be interpreted. For use in field work, however the drive system of such a tractor is 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 problems mentioned are overcome.
  • the control device contains at least one Storage unit for storing engine maps. she is designed such that, depending on target specifications, the can be specified with an accelerator pedal, for example Taking into account at least one engine map control signals to an electronically controlled injection system for adjustment of the fuel injection quantity.
  • the control device detects the signals of at least one vehicle speed sensor and limits or throttles the maximum possible engine power depending on the driving speed.
  • the design according to the invention has a positive influence the lifespan of the drive train and other vehicle components, because they overload these vehicle components protects, although this does not affect the maximum possible engine power are designed.
  • the following can be used as a guide be that if the Vehicle components by 10%, their service life by approximately 30% shortened. To avoid excessive loads on vehicle components To avoid, the invention proposes engine performance especially for vehicle speed ranges in which Drive train high loads and high torques occur to reduce or throttle.
  • the invention enables a single vehicle for to provide different requirements.
  • the vehicle has a relatively powerful internal combustion engine that runs on the requirements for fast transport journeys are adapted.
  • the transmission, the chassis and other vehicle components can however, designed for a load as a result of the invention which is significantly lower than the nominal motor power and which is sufficient, for example, for normal field work, without that overloads are to be feared.
  • This enables the Manufacture of a single versatile tractor type in large quantities with reasonable manufacturing costs.
  • a can be used as the driving speed sensor Speed sensor serve to measure the speed on the output side a multi-stage subordinate to the internal combustion engine Gearbox, or the speed of the drive wheels detected.
  • the Driving speed can also, for example, with a Radar sensor, can be measured directly.
  • the Nominal output of the internal combustion engine to a predeterminable Maximum vehicle speed designed.
  • Drive the vehicle Maximum speed there is no limit to the Motor power, if you look at the usual curtailment Reaching the nominal speed.
  • the engine power is limited to values, which are below the rated motor power. It is from here Advantage if the power limit is such that it for each vehicle speed that for that speed given design-related resilience of the vehicle components corresponds or at least not or not significantly exceeds.
  • Another preferred embodiment of the invention provides that defines an upper speed traction hyperbola and possibly stored in a map memory that the Corresponds to nominal motor power and for transport journeys at high Vehicle speeds to a desired maximum vehicle speed and an associated desired tensile force value is designed. Furthermore, for a work assignment, for example when plowing, a lower speed tractionHyerbel due to a predeterminable low vehicle working speed and a limit pull (DPI) when throttled Engine power defined and, if necessary, in the map memory filed.
  • DPI limit pull
  • the performance adjustment of the internal combustion engine takes place in accordance with the embodiment of the invention in Dependency of the vehicle speed along a steady Compensating curve between the lower and the upper Speed-traction hyperbola runs.
  • the compensation curve can either in the control device from the top and the lower speed-traction hyperbola or as a fixed characteristic curve in the map memory be filed.
  • the steady compensation curve nestles in the lower speed range to the lower speed-traction hyperbola (for example 100 kW) and in the upper one Speed range to the upper speed-traction hyperbola (for example 168 kW) each tangentially, so that there is a continuous smooth transition between the two Hyperbola results.
  • the low working speed is convenient between 3 and 12 km / h, preferably at 7 km / h. Furthermore, the engine power at the low working speed throttled a power value that the maximum to the ground transferable tractive effort (according to the tractive performance index DPI) of the Corresponds to the vehicle.
  • the rated engine power suitably corresponds to maximum vehicle speeds between 60 km / h and 90 km / h, preferably of about 80 km / h, with an uphill climb with a gradient of 1.5% and with a trailer of approximately 20 t weight is assumed.
  • the invention is not only in agricultural tractors but also for other agricultural or commercial vehicles applicable.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a drive system with an internal combustion engine 10, with an electronic regulated injection pump 12, and with a multi-stage Transmission 14, which the engine power on the drive wheels 16, only one of which is shown.
  • the Injection pump 12 is controlled by a control device 18, too Called motor controller, controlled.
  • Control element 20 e.g. an accelerator pedal or a Engine speed setting lever
  • Setpoint specifications for the Adjust control device e.g. an accelerator pedal or a Engine speed setting lever
  • Engine control maps 22 are in the control device 18 for example for start, idle, full load, control element and Injection pump characteristics saved.
  • the control device 18 determined taking into account that of the operator preset and saved Map values setpoints for the injection pump 12. This Setpoints serve as the reference variable for a position controller.
  • the Control device 18 receives signals from injection pump 12 about their actual position, which the position controller as control deviation fed for correct and quick adjustment the required injection pump setting.
  • the output speed of the transmission 14 that of the vehicle speed of the vehicle is replaced by a Speed sensor 24 detects and to the control device 18th reported.
  • the control device determines that for the respective Driving speed maximum permitted tractive forces or Injection quantities from the engine map (see Fig. 2) and limits the setpoints for the injection pump if necessary.
  • Fig. 2 shows a diagram in which the vehicle tensile forces in kN are shown above the vehicle speed in km / h. It is a first upper speed traction lever P168 shown for a constant nominal motor power of 168 kW.
  • the hyperbola is based on an internal combustion engine, the Motor rating is selected so that the first hyperbola passes through a point A for which the tensile force Z is sufficient, to at a maximum vehicle speed of 80 km / h and a slope of 1.5% a trailer weighing 20 t to draw.
  • Fig. 2 is also a second lower speed-traction hyperbola P100 is shown, which is for a constant Motor power of 100 kW results.
  • This Hyperbel P100 runs through point B at which at a vehicle speed of 7 km / h the tractive force is 48.3 kN. With tensile forces that exceed this value, the vehicle wheels slip normal underground through, so that thereby the of the Transmission device to be transmitted torques limited are.
  • Point B defines the design criteria for the Transmission and other vehicle components with regard to transferred power set.

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Abstract

The control device has at least one memory unit for holding engine characteristic fields. The memory is addressed by required operating parameters, providing the control values for the electronic fuel injection system for the engine or regulating the quantity of fuel injected. The control device receives signals from at least one vehicle velocity sensor, for limiting the maximum engine load in dependence on the detected velocity.

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.The invention relates to a control device for Internal combustion engines of agricultural or commercial Vehicles, in particular for tractor engines. The Control device contains at least one storage unit Storage of engine maps. It gives depending on adjustable setpoint specifications taking into account at least of an engine map control signals to an electronic regulated injection system for setting the fuel injection quantity from.

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.Agricultural tractors are particularly concerned with desired tractive force values and desired operating speeds designed. For example, a standard tractor for Plowing at 6 to 7 km / h to an output of 100 DIN kW designed. To the required traction on the ground bring the tractor with heavy weights and big ones Tires fitted. The slower the speed of work, the greater torques can be achieved with the same Transfer engine power. At low speeds of for example below 6 km / h are the components of the Drive train through the slip of the wheels against overload protected. A standard tractor with an output of 100 DIN kw can a trailer of 20 t on a route that increases to 100 m by 1.5 m (gradient 1.5%), with a pull maximum speed of 50 km / h.

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.Tractors are increasingly used for longer transportation distances Roads used, so the desire for higher speeds increases. For example, it is desirable that a tractor has a trailer of 20 tons on one Incline of 1.5% at a speed of 65 km / h. For this, however, an engine power of approximately 130 kW needed. For a speed of 80 km / h are approx 168 kW required. To realize these speeds the internal combustion engine, the tractor support structure and all other tractor components to the specified performance be interpreted. For use in field work, however the drive system of such a tractor is oversized and therefore uneconomical.

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.With optimal design, the results for the field work and the Road transport different tractors, their internal combustion engines, Powertrains, support structures and other tractor components to different performance or resilience are to be interpreted. This contradicts the desire affordable tractors for a wide range of applications to offer. Because on the one hand is a rational and therefore inexpensive production only with the smallest possible Number of models possible and on the other hand the use leads oversized powertrains to increase costs.

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.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 problems mentioned are overcome. In particular, it should be possible with a single, inexpensive to manufacture Vehicle cover a wide range of applications.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.The object is achieved by the teaching of Claim 1 solved. Further advantageous configurations and further developments of the invention result from the subclaims forth.

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. The control device according to the invention contains at least one Storage unit for storing engine maps. she is designed such that, depending on target specifications, the can be specified with an accelerator pedal, for example Taking into account at least one engine map control signals to an electronically controlled injection system for adjustment of the fuel injection quantity. The control device detects the signals of at least one vehicle speed sensor and limits or throttles the maximum possible engine power depending on the driving speed.

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.The design according to the invention has a positive influence the lifespan of the drive train and other vehicle components, because they overload these vehicle components protects, although this does not affect the maximum possible engine power are designed. The following can be used as a guide be that if the Vehicle components by 10%, their service life by approximately 30% shortened. To avoid excessive loads on vehicle components To avoid, the invention proposes engine performance especially for vehicle speed ranges in which Drive train high loads and high torques occur to reduce or throttle.

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.The invention enables a single vehicle for to provide different requirements. The vehicle has a relatively powerful internal combustion engine that runs on the requirements for fast transport journeys are adapted. The transmission, the chassis and other vehicle components can however, designed for a load as a result of the invention which is significantly lower than the nominal motor power and which is sufficient, for example, for normal field work, without that overloads are to be feared. This enables the Manufacture of a single versatile tractor type in large quantities with reasonable manufacturing costs.

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.For example, a can be used as the driving speed sensor Speed sensor serve to measure the speed on the output side a multi-stage subordinate to the internal combustion engine Gearbox, or the speed of the drive wheels detected. The Driving speed can also, for example, with a Radar sensor, can be measured directly.

Zur Begrenzung der Motorleistung wird vorzugsweise die Kraftstoffeinspritzmenge in Anhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit gedrosselt. To limit the engine power, the Fuel injection quantity depending on the vehicle speed throttled.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung 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.According to a preferred embodiment of the invention, the Nominal output of the internal combustion engine to a predeterminable Maximum vehicle speed designed. Drive the vehicle Maximum speed, there is no limit to the Motor power, if you look at the usual curtailment Reaching the nominal speed. At lower driving speeds the engine power is limited to values, which are below the rated motor power. It is from here Advantage if the power limit is such that it for each vehicle speed that for that speed given design-related resilience of the vehicle components corresponds or at least not or not significantly exceeds.

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-ZugkraftHyerbel 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.Another preferred embodiment of the invention provides that defines an upper speed traction hyperbola and possibly stored in a map memory that the Corresponds to nominal motor power and for transport journeys at high Vehicle speeds to a desired maximum vehicle speed and an associated desired tensile force value is designed. Furthermore, for a work assignment, for example when plowing, a lower speed tractionHyerbel due to a predeterminable low vehicle working speed and a limit pull (DPI) when throttled Engine power defined and, if necessary, in the map memory filed. The performance adjustment of the internal combustion engine takes place in accordance with the embodiment of the invention in Dependency of the vehicle speed along a steady Compensating curve between the lower and the upper Speed-traction hyperbola runs. The compensation curve can either in the control device from the top and the lower speed-traction hyperbola or as a fixed characteristic curve in the map memory be filed.

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.Preferably, the steady compensation curve nestles in the lower speed range to the lower speed-traction hyperbola (for example 100 kW) and in the upper one Speed range to the upper speed-traction hyperbola (for example 168 kW) each tangentially, so that there is a continuous smooth transition between the two Hyperbola results.

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.It can also be advantageous if the maximum adjustable power of the internal combustion engine based on the Maximum vehicle speed up to vehicle working speed in proportional dependence on the measured vehicle speed in the range between the both speed-traction hyperbolas steadily lowered becomes.

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.The low working speed is convenient between 3 and 12 km / h, preferably at 7 km / h. Furthermore, the engine power at the low working speed throttled a power value that the maximum to the ground transferable tractive effort (according to the tractive performance index DPI) of the Corresponds to the vehicle.

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.The rated engine power suitably corresponds to maximum vehicle speeds between 60 km / h and 90 km / h, preferably of about 80 km / h, with an uphill climb with a gradient of 1.5% and with a trailer of approximately 20 t weight is assumed.

Die Erfindung ist nicht nur bei Ackerschleppern sondern auch bei anderen landwirtschaftlichen oder gewerblichen Fahrzeugen anwendbar.The invention is not only in agricultural tractors but also for other agricultural or commercial vehicles applicable.

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. Using the drawing, which is an embodiment of the invention shows, the invention and further advantages are below and advantageous developments and refinements of Invention described and explained in more detail.

Es zeigt:

Fig. 1
das Blockdiagramm eines Antriebssystems mit erfindungsgemäßer Steuereinrichtung und
Fig. 2
ein Geschwindigkeits-Zugkraft-Diagramm.
It shows:
Fig. 1
the block diagram of a drive system with a control device according to the invention and
Fig. 2
a speed-traction diagram.

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.1 is a schematic representation of a drive system with an internal combustion engine 10, with an electronic regulated injection pump 12, and with a multi-stage Transmission 14, which the engine power on the drive wheels 16, only one of which is shown. The Injection pump 12 is controlled by a control device 18, too Called motor controller, controlled.

Die Bedienungsperson kann durch ein nicht näher gezeigtes Bedienungselement 20 (z. B. ein Gaspedal oder einen Motordrehzahleinstellhebel) Sollwertvorgaben für die Steuereinrichtung einstellen.The operator can by a not shown Control element 20 (e.g. an accelerator pedal or a Engine speed setting lever) Setpoint specifications for the Adjust control device.

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.Engine control maps 22 are in the control device 18 for example for start, idle, full load, control element and Injection pump characteristics saved. The control device 18 determined taking into account that of the operator preset and saved Map values setpoints for the injection pump 12. This Setpoints serve as the reference variable for a position controller. The Control device 18 receives signals from injection pump 12 about their actual position, which the position controller as control deviation fed for correct and quick adjustment the required injection pump setting.

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.The basics of controlling an electronically controlled Injection system for internal combustion engines depending on adjustable setpoint specifications taking into account Engine maps are known (see for example the Brief technical information from Bosch "Electronic Diesel control with in-line injection pump "Publication No. 1 987 724 513 / KH / VDT-06.91-DE) and are therefore not in the following described in more detail.

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.The output speed of the transmission 14 that of the vehicle speed of the vehicle is replaced by a Speed sensor 24 detects and to the control device 18th reported. The control device determines that for the respective Driving speed maximum permitted tractive forces or Injection quantities from the engine map (see Fig. 2) and limits the setpoints for the injection pump if necessary.

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-Hvperbel 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.Fig. 2 shows a diagram in which the vehicle tensile forces in kN are shown above the vehicle speed in km / h. It is a first upper speed traction lever P168 shown for a constant nominal motor power of 168 kW. The hyperbola is based on an internal combustion engine, the Motor rating is selected so that the first hyperbola passes through a point A for which the tensile force Z is sufficient, to at a maximum vehicle speed of 80 km / h and a slope of 1.5% a trailer weighing 20 t to draw.

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.In Fig. 2 is also a second lower speed-traction hyperbola P100 is shown, which is for a constant Motor power of 100 kW results. This Hyperbel P100 runs through point B at which at a vehicle speed of 7 km / h the tractive force is 48.3 kN. With tensile forces that exceed this value, the vehicle wheels slip normal underground through, so that thereby the of the Transmission device to be transmitted torques limited are. Point B defines the design criteria for the Transmission and other vehicle components with regard to transferred power set.

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.In order to be able to implement the two operating points A and B, becomes an internal combustion engine 10 with a nominal motor power of 168 kW used. The engine power is dependent on the Vehicle speed along the compensation curve D throttled. The compensation curve D nestles in the area of the Point B to the lower hyperbola P100 and in the area of the Point A to the upper hyperbola P168 tangentially. Between The compensation curve D runs without the two points B and A Jumps and approaches with increasing vehicle speed starting from the Hyperbel P100 steadily, gradually the Hyperbel P168 on. The transition between the two hyperbolas P100 and P168 can be proportional to the respective vehicle speed respectively.

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 die vorliegende Erfindung fallen.Even if the invention is based only on one Embodiment has been described, open up for the expert in the light of the above description and the Drawing many different alternatives, modifications and variants which fall under the present invention.

Claims (9)

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.Control device for internal combustion engines (10) agricultural or commercial vehicles, in particular for tractor engines that have at least one storage unit (22) for storing engine maps and that depending on adjustable setpoint specifications considering at least one Engine map control signals to an electronically controlled Injection system (12) for setting the fuel injection quantity issues, characterized in that the Control device (18) the signals of at least one Vehicle speed sensor (24) detects and the maximum Engine power depending on the driving speed limited. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Motorleistung die maximale Kraftstoffeinspritzmenge in Anhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzt wird.Control device according to claim 1, characterized in that to limit the engine power the maximum Fuel injection quantity depending on the vehicle speed is limited. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für eine vorgebbare Fahrzeughöchstgeschwindigkeit keine Begrenzung der Motorleistung erfolgt, während bei tiefere Fahrgeschwindigkeiten eine Begrenzung auf Motorleistungen erfolgt, die kleiner als die Motornennleistung sind.Control device according to claim 1 or 2, characterized characterized in that for a predetermined maximum vehicle speed no limitation of engine power takes place while at lower driving speeds a Limitation to engine power that is less than are the nominal motor power. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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.Control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that an upper speed-traction hyperbola is defined that the nominal motor power corresponds to a lower speed-traction hyperbole (P100) by a predeterminable low Vehicle working speed (7 km / h) and one Limit tensile force (DPI) with throttled engine power is defined, and that the power adjustment of the Internal combustion engine (10) depending on the Vehicle speed along a steady compensation curve (D) takes place between the lower and the upper Speed-traction hyperbola (P100, P168) runs. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die stetige Ausgleichskurve (D) im Bereich der niedrigen Fahrzeugarbeitsgeschwindigkeit an die untere Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel (P100) und im Bereich der Fahrzeughöchstgeschwindigkeit an die obere Geschwindigkeits-Zugkraft-Hyperbel (P168) tangential jeweils anschmiegt.Control device according to claim 4, characterized in that the steady compensation curve (D) in the range of low vehicle working speed to the lower speed traction hyperbola (P100) and in the area of Vehicle maximum speed to the upper speed-traction hyperbola (P168) tangential each hugs. Steuereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, 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.Control device according to claim 4 or 5, characterized characterized in that the maximum performance of the Internal combustion engine (10) based on the maximum vehicle speed up to vehicle working speed in Dependence of the measured vehicle speed in Area between the two speed-traction hyperbolas (P100, P168) is constantly lowered. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrige Fahrzeugarbeitsgeschwindigkeit zwischen 3 km/h und 12 km/h, vorzugsweise bei 7 km/h liegt.Control device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the low vehicle working speed between 3 km / h and 12 km / h, preferably is at 7 km / h. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Motornennleistung auf Fahrzeughöchstgeschwindigkeit zwischen 60 km/h und 90 km/h, vorzugsweise 80 km/h ausgelegt ist.Control device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the nominal motor power Maximum vehicle speed between 60 km / h and 90 km / h, preferably 80 km / h. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für niedrige Arbeitsgeschwindigkeit die Motorleistung auf einen Leistungswert gedrosselt wird, der der maximalen auf den Boden übertragbaren Zugkraft des Fahrzeugs entspricht.Control device according to one of claims 4 to 8, characterized in that for low working speed the engine power to a power value the maximum throttled to the ground transmissible tractive force of the vehicle corresponds.
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