Zo werkt het: Fuzzy logic in DF RC-Shift van Deutz-Fahr

Fuzzy logic (wollige logica) is de dynamische middenweg tussen ‘aan en uit’ of ‘ja en nee’. Aan de hand van Deutz-Fahrs RC-shift-transmissie die in de 6- en 7-serie ligt, wordt uitgelegd wat fuzzy logic betekent in de transmissiewereld.Massimo Ribaldone, hoofd ontwikkeling van Deutz-Fahr, strooit graag met de woorden 'fuzzy logic' als hij de techniek uitlegt. Logisch, Deutz-Fahr is de eerste trekkerfabrikant die deze intelligente transmissie-aansturing in de markt zet. De term 'fuzzy logic’ slaat in dit geval op de schakelautomatiek van de vijf versnellingen en de zestraps powershift van de RC-shift-transmissie. De letters R en C staan voor ‘Robotised’ en ‘Comfort’, grofweg vertaald als gerobotiseerde, comfortabele versnellingsbak.Deutz-Fahr is de eerste trekkerfabrikant die de intelligente transmissie-aansturing fuzzy logic in de markt zet.- Foto: Bas van HattumOm fuzzy logic te duiden, gaan we terug in de tijd. De traditionele schakelautomatiek – zoals die al 30 jaar leverbaar is op powershift transmissies – anticipeert op slechts één of twee variabelen. De meest gebruikte variabele is het motortoerental. Bij een bepaald motortoerental schakelt of shift de bak op. En bij een bepaald motortoerental schakelt of shift hij terug. Het is een aloude automatiek. Of de chauffeur schakelt terug, of hij schakelt op. Daar zit niets tussenin.Met de komst van een zogenoemde eco- en powerknop is het mogelijk het bereik of toerental aan de chauffeur aan te passen. Nog steeds is dat een logische manier van op- en terugschakelen. Ondanks dat deze vertrouwde automatiek werkt, heeft hij beperkingen. Als er weinig trekkracht wordt gevraagd, zoals bij een lege vracht, verloopt het op- en terugschakelen doorgaans te abrupt en schokkerig. In het veld wil de chauffeur het ook weer net even anders. De praktijk is dat vele chauffeurs de schakelautomatiek links laten liggen en zelf de controle nemen. Veel variabelenFuzzy logic is complexer. De intelligente transmissie-aansturing heeft met twee zaken te maken. Ten eerste houdt fuzzy logic rekening met meer variabelen. Naast motortoerental, is rijsnelheid, motorvermogen, motorkoppel, bedieningswijze van gas- en rempedaal, transmissie-instellingen en gekozen rijmodus.Ten tweede is de wijze waarop fuzzy logic omgaat met al de genoemde input beduidend anders. Fuzzy logic wordt niet voor niets ‘wollige logica’ genoemd; er is geen directe logica. Vertalend naar de schakelautomatiek kan fuzzy logic ervoor kiezen om bij een motortoerental van 1.200 zowel op of terug te schakelen. Het ligt er maar net aan wat de andere variabelen (input) aangeven.Twee basiswaardenAls fuzzy logic verder wordt afgepeld, blijkt dat de schakellogica bij Deutz-Fahr is gebaseerd op twee hoofdwaarden: ten eerste de motorstatus en ten tweede de chauffeurswens. De basis van de motorstatus is de waarde van het motorkoppel en van het motortoerental. De combinatie van beide waarden geven een bepaalde output. De chauffeurswens is gebaseerd op meerdere variabelen, waaronder de instellingen en voorkeuzes in de terminal, de power/eco-draaiknop en de positie en bediening van het rem- en gaspedaal.Beide hoofdwaarden - motorstatus en chauffeurswens - vormen dus de basis waarop fuzzy logic de transmissie aanstuurt. Naar gelang beide variëren en in een verschillende combinatie samenkomen, anticipeert fuzzy logic hierop. Bijvoorbeeld: bij een hoog koppel en een laag toerental én de wens om langzaam op snelheid te komen, schakelt de transmissie geleidelijk op zonder het motortoerental (veel) te verhogen. Maar als de chauffeur het gaspedaal snel intrapt, schakelt de transmissie bij een hoger toerental sneller op. Voorgaande is een eenvoudig voorbeeld, er liggen wel duizenden schakelscenario’s verscholen binnen fuzzy logic.
Daar waar oude schakelautomatiek vooral schakelt of shift op basis van het toerental, neemt fuzzy logic ook data mee als motorkoppel, vermogen (met of zonder boost) en uiteraard het motortoerental.‘Fuzzy Logic’ houdt niet alleen rekening met de rijsnelheid (links in het dashboard), maar ook met de mate van versnellen, de mate van vertragen. Al deze data volgen direct uit een subanalyse van de werkelijke rijsnelheid. Midden in het dashboard de weergave van de actieve versnelling (0 t/m 5) en de gekozen powershifttrap (A t/m F).Misschien is het wel de belangrijkste indicator binnen de fuzzy logic-schakelautomatiek: de bediening van de pedalen. Met name de snelheid waarmee je een rem- of gas (óf rij-)pedaal intrapt zijn belangrijk. Een chauffeur die een rijpedaal instampt – de zogenoemde kick-down - wil op maximale snelheid optrekken. Trapt hij het gaspedaal geleidelijk in, dan trekt hij behoedzaam op. Fuzzy logic-automatiek anticipeert dus op de intrapsnelheid. Dezelfde vlieger gaat op voor het rempedaal.De chauffeur kan kiezen uit vier rij-modi: (1) Manueel (zelf kiezen van bereik en powershift); (2) Semi-Auto (zelf versnelling kiezen, alleen 6-powershifts gaan automatisch); (3) Full-Auto Field (zowel powershift als versnellingen worden automatisch gekozen. Versnelling beperkt tussen 1, 2 en 3); (4) Full-Auto Road (idem Full-Auto Field, maar dan versnellingskeuze tussen 3, 4 en 5). De groen gekleurde keuzes geven de ondergrens aan (laagste snelheid), de blauwe de bovengrens. Dit kan de chauffeur telkens naar eigen inzicht verstellen. Zelfs als de schakelautomatiek (APS) aan staat, kan de bestuurder handmatig ingrijpen.Behalve de voorkeuze voor de rijmodus, heeft de chauffeur direct grip op enkele instellingen. Een gewaardeerde knop is de power/eco-knop, waarmee hij direct ingrijpt op motortoerental en schakel-agressiviteit. Daarnaast kan de bestuurder een cruise-control (tussen 0 en 50 km/u) instellen. Dat is voor een powershift-trekker niet alledaags.De hardware, de feitelijke transmissie, is een ZF 6-traps powershift met vijf versnellingen, genaamd Terrapower TPT 18. Bijzonder: ZF bouwde het geheel modulair op, zodat deze transmissie zonder al te veel ingrijpen zo omgewisseld kan worden voor ZF’s traploze variant, de TerraMatic (voormalige Eccom).Een variabele aansturing van de versnellingen en de powershifts vergt een module die dat ook kan. Leverancier ZF noemt de aanstuurmodule de ‘Intelligent Range Shift’ (IRS), die elektrisch/hydraulisch proportioneel alle shifts en versnellingen variabel aanstuurt. De slimme software is ontwikkeld door Deutz-Fahr, niet door ZF.Een ruime overlap tussen elke versnelling is een must als je de versnellingen elektronisch laat schakelen. Minimaal twee (powershift)keuzes zijn er aan overlap tussen elke versnelling. In het werkgebied rond 10 km/u zijn er zelfs drie tot vier shifts. Speedmatching is standaard aanwezig. In theorie kan de bak 72 km/u halen. De praktijk is 40 km/u bij 1.150 motortoeren, 50 km/u bij 1.450 toeren en 60 km/u bij 1.740 toeren.