DE102018203624A1 - Drive for a working machine - Google Patents

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Abstract

Ein Antrieb für einen Radlader weist einen ersten elektrischen Motor 3 zum Antrieb der Fahrzeugräder 5 und einen zweiten elektrischen Motor 4 zum Antrieb einer Pumpe 6 für die Arbeitsausrüstung 7 auf. Der erste elektrische Motor 3 und der zweite elektrische Motor 4 werden in Abhängigkeit eines Signals der Position eines Fahrpedals angesteuert, wodurch bei Stillstand des Fahrzeugs das Drehmoment des ersten elektrischen Motors 3 in direkter Abhängigkeit von der Stellung des Fahrpedals ist.

Figure DE102018203624A1_0000
A drive for a wheel loader has a first electric motor 3 for driving the vehicle wheels 5 and a second electric motor 4 for driving a pump 6 for the work equipment 7. The first electric motor 3 and the second electric motor 4 are driven in response to a signal of the position of an accelerator pedal, whereby at standstill of the vehicle, the torque of the first electric motor 3 is directly dependent on the position of the accelerator pedal.
Figure DE102018203624A1_0000

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb einer Arbeitsmaschine wie beispielsweise ein Radlader nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a drive of a working machine such as a wheel loader according to the closer defined in the preamble of claim 1.

Gattungsgemäße Antriebe weisen einen elektrischen Motor auf, welcher die Fahrzeugräder antreibt.Generic drives have an electric motor which drives the vehicle wheels.

Die US 2015/0197239 A1 und die EP 31 30 708 A1 offenbaren einen Radlader mit einem elektrischen Motor zum Antrieb der Fahrzeugräder.The US 2015/0197239 A1 and the EP 31 30 708 A1 disclose a wheel loader with an electric motor for driving the vehicle wheels.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Antrieb für eine Arbeitsmaschine mit einem elektrischen Motor zum Antrieb der Fahrzeugräder weiter zu verbessern.The present invention has for its object to further improve the drive for a work machine with an electric motor for driving the vehicle wheels.

Die Aufgabe wird mit einem auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Antrieb gelöst.The problem is solved by a generic drive having the characterizing features of the main claim.

Erfindungsgemäß weist der Antrieb eine Recheneinheit auf, welche Signale von einem Fahrpedal empfangen kann und welche einen ersten elektrischen Motor zum Antrieb der Fahrzeugräder ansteuert. Des Weiteren steuert die Recheneinheit einen weiteren Motor an, welcher geeignet ist zum Antrieb einer Arbeitsausrüstung, beispielsweise durch den Antrieb einer hydraulischen Pumpe. Es besteht die Möglichkeit, dass dieser weitere Motor ein zweiter elektrischer Motor ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass dieser weitere Motor ein Motor anderer Bauart ist. Im Weiteren wird zur Vereinfachung jedoch ausschließlich der Begriff zweiter elektrischer Motor verwendet.According to the invention, the drive has a computing unit which can receive signals from an accelerator pedal and which drives a first electric motor for driving the vehicle wheels. Furthermore, the arithmetic unit controls a further motor, which is suitable for driving a working equipment, for example by the drive of a hydraulic pump. There is the possibility that this further motor is a second electric motor. However, there is also the possibility that this further engine is a different type of engine. In the following, however, only the term second electric motor will be used for the sake of simplicity.

Mittels der Recheneinheit ist der erste elektrische Motor zum Antrieb der Fahrzeugräder und der zweite elektrische Motor zum Antrieb der Arbeitsausrüstung getrennt voneinander ansteuerbar.By means of the arithmetic unit, the first electric motor for driving the vehicle wheels and the second electric motor for driving the working equipment can be controlled separately from one another.

Dadurch besteht die Möglichkeit, eine Arbeitsmaschine wie beispielsweise einen Radlader so anzusteuern, dass dieser ein gleichartiges Fahrverhalten aufweist wie heutige dieselmotorisch angetriebene Radlader. Dadurch besteht die Möglichkeit, eine rein elektrische Arbeitsmaschine zu verwenden, ohne dass sich der Fahrer einer dieselmotorisch angetriebenen Arbeitsmaschine umgewöhnen muss.This makes it possible to control a work machine such as a wheel loader so that it has a similar ride as today's diesel engine-driven wheel loader. This makes it possible to use a purely electric machine, without the driver of a diesel engine driven working machine has to get used.

Die Arbeitsmaschine kann die Energie aus einer Batterie beziehen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Arbeitsmaschine über eine Brennstoffzelle oder andere elektrische Energiequellen wie beispielsweise einen Anschluss an ein Netzwerk mittels eines Kabels aufweist. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Arbeitsmaschine rein elektrisch zu betreiben.The working machine can draw the energy from a battery. However, there is also the possibility that the work machine has a fuel cell or other electrical energy sources such as a connection to a network by means of a cable. This makes it possible to operate the machine purely electrically.

In der Fahrerkabine des Radladers ist ein Fahrpedal angeordnet, welches ein Signal an die Recheneinheit ausgibt. Bei nichtbetätigtem Fahrpedal besteht die Möglichkeit, ein Signal mit 0% auszugeben, bei vollbetätigtem Fahrpedal besteht die Möglichkeit, ein Signal mit 100% auszugeben. Des Weiteren ist ein Bremspedal angeordnet, um das Fahrzeug zu bremsen. Das Bremspedal gibt ebenso ein Signal an die Recheneinheit aus. Im ersten Pedalhub des Bremspedals gibt das Bremspedal ein Signal aus, um das Fahrzeug mittels der Betriebsbremse noch nicht zu bremsen, sondern ein sogenannter Inchbetrieb soll aktiviert werden. Im Inchbetrieb soll die Drehzahl des Motors zum Antrieb der Arbeitsausrüstung erhöht sein und das Drehmoment an den Fahrzeugrädern reduziert sein. Des Weiteren weist der Radlader einen Multifunktionshebel auf, mittels welchem die Bedienung der Arbeitsausrüstung, wie beispielsweise des Hub... und der Schaufel möglich ist sowie die Fahrtrichtung festgelegt werden kann und ein Fahrbereich, beispielsweise ein schneller Fahrbereich und ein langsamer Fahrbereich wählbar ist. Das Fahrzeug weist weiterhin einen Neutralschalter und eine Parkbremsbetätigung auf.In the driver's cab of the wheel loader, an accelerator pedal is arranged, which outputs a signal to the arithmetic unit. When the accelerator pedal is not actuated, it is possible to output a signal with 0%; with the accelerator pedal fully depressed it is possible to output a signal with 100%. Furthermore, a brake pedal is arranged to brake the vehicle. The brake pedal also outputs a signal to the arithmetic unit. In the first pedal stroke of the brake pedal, the brake pedal outputs a signal in order not to brake the vehicle by means of the service brake, but a so-called inching operation is to be activated. In inching mode, the speed of the motor for driving the work equipment should be increased and the torque on the vehicle wheels should be reduced. Furthermore, the wheel loader on a multi-function lever, by means of which the operation of the working equipment, such as the Hub ... and the bucket is possible and the direction of travel can be set and a driving range, for example, a fast driving range and a slow driving range is selectable. The vehicle further includes a neutral switch and a parking brake operation.

Um die elektrische Arbeitsmaschine im Verhalten wie eine dieselmotorische Arbeitsmaschine auszubilden, soll der erste elektrische Motor in Abhängigkeit des Signals der Position des Fahrpedals ansteuerbar sein. Hierfür weist das Fahrpedal einen analogen Sensor auf, welcher die Position des Fahrpedals erfasst und als Vorgabe für die Drehzahl und das Drehmoment des ersten elektrischen Motors verwendet wird. Hierbei ist eine zusätzliche Speichereinheit vorhanden, in welcher ein Kennfeld mit Kennlinien abgelegt ist, in welcher das Drehmoment des ersten elektrischen Motors und die Drehzahl des ersten elektrischen Motors zu einer Vielzahl von Pedalpositionen des Fahrpedals abgelegt sind. Die Kennlinien sind so ausgestaltet, dass bei stillstehendem ersten elektrischen Motor sich das Drehmoment in Abhängigkeit der Pedalposition verändert. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, dass das maximale Drehmoment dem maximal betätigten Fahrpedal entspricht und kein Drehmoment einem nichtbetätigten Fahrpedal entspricht. Nun kann das Drehmoment linear der Veränderung des Fahrpedals zugeordnet werden.In order to design the electric work machine in behavior as a diesel engine work machine, the first electric motor should be controllable in response to the signal of the position of the accelerator pedal. For this purpose, the accelerator pedal to an analog sensor, which detects the position of the accelerator pedal and is used as a default for the speed and torque of the first electric motor. In this case, an additional memory unit is present, in which a map is stored with characteristics in which the torque of the first electric motor and the rotational speed of the first electric motor are stored to a plurality of pedal positions of the accelerator pedal. The characteristics are designed so that when the first electric motor is stopped, the torque varies depending on the pedal position. This is possible, for example, in that the maximum torque corresponds to the maximum actuated accelerator pedal and no torque corresponds to a non-actuated accelerator pedal. Now, the torque can be linearly associated with the change of the accelerator pedal.

Dadurch ist es möglich, dem Radlader ein Fahrverhalten zu ermöglichen, bei welchem der Radlader zum Befüllen der Schaufel bis zu seiner Traktionsgrenze der Räder durch Veränderung der Position des Fahrpedals gebracht werden kann.This makes it possible to allow the wheel loader a driving behavior in which the wheel loader can be brought to fill the blade to its traction limit of the wheels by changing the position of the accelerator pedal.

Ebenso ist es notwendig, dass die Kennlinie, welcher eine Fahrpedalposition zugeordnet ist, eine definierte Maximaldrehzahl aufweist, welche bei keinem Drehmoment erreichbar ist. Dadurch ist es möglich, mittels des Fahrpedals die Geschwindigkeit auch dann zu halten, wenn sich das Fahrzeug in so einem Gelände bewegt, bei welchem das Fahrzeug kein Drehmoment benötigt.Likewise, it is necessary for the characteristic line, which is assigned to an accelerator pedal position, to have a defined maximum speed, which at no torque is achievable. As a result, it is possible to keep the speed by means of the accelerator pedal even when the vehicle is moving in such a terrain in which the vehicle requires no torque.

Befindet sich das Fahrzeug im Schubbetrieb, wird vorteilhaft ein begrenztes Drehmoment vorgegeben, um für den Fahrer ein bekanntes Ausroll- oder Bremsverhalten abzubilden. Da bei heutigen verbrennungsmotorischen Antrieben das Bremsmoment deutlich kleiner ist als das Antriebsmoment, sollte der Antrieb und somit die erste elektrische Maschine immer dann in den Schubbetrieb überführt werden, wenn bei entsprechender Pedalstellung des Fahrpedals die maximale Drehzahl bei Drehmoment 0 überschritten wird. Das Bremsdrehmoment soll dann mit steigender Drehzahl in einem Gradienten bis auf ein definiertes Niveau ansteigen und auch bei weiter steigender Drehzahl nahezu konstant bleiben. Das maximale Bremsmoment wird hierbei vorzugsweise unabhängig von der Pedalstellung des Fahrpedals vorgegeben. Es besteht auch die Möglichkeit, mit geringerer Pedalbetätigung des Fahrpedals das Bremsmoment zu erhöhen und bei starker Pedalbetätigung des Fahrpedals das Bremsmoment geringer vorzugeben.If the vehicle is in overrun mode, advantageously a limited torque is predetermined in order to map the driver to a known coasting or braking behavior. Since in today's internal combustion engine drives, the braking torque is significantly smaller than the drive torque, the drive and thus the first electric machine should always be transferred to overrun, if the pedal at the appropriate pedal position of the accelerator pedal, the maximum speed at torque 0 is exceeded. The braking torque should increase with increasing speed in a gradient up to a defined level and remain almost constant even with further increasing speed. The maximum braking torque is preferably predetermined independently of the pedal position of the accelerator pedal. There is also the possibility to increase the braking torque with less pedal operation of the accelerator pedal and specify the brake torque lower with strong pedal operation of the accelerator pedal.

Weist das Fahrzeug einen Wahlschalter auf für einen schnellen Fahrbereich und einen langsamen Fahrbereich, so ist im schnellen Fahrbereich die maximale Drehzahl des ersten elektrischen Motors erst bei sehr hoher, nämlich der technisch sinnvollen maximalen Drehzahl, begrenzt. Bei Wahl des langsamen Fahrbereichs wird die Drehzahl in Abhängigkeit der Position des Fahrpedals deutlich früher begrenzt. Hierfür wird die Fahrpedalstellung 0 bis 100% auf einen Drehzahlbereich des ersten elektrischen Motors aufgeteilt, wobei die maximale Drehzahl im langsamen Fahrbereich beispielsweise einem Drittel der maximalen Drehzahl des schnellen Fahrbereichs entsprechen kann.If the vehicle has a selector switch for a fast driving range and a slow driving range, then in the fast driving range the maximum rotational speed of the first electric motor is only limited at very high, namely the technically meaningful maximum rotational speed. When selecting the slow driving range, the speed is limited significantly earlier depending on the position of the accelerator pedal. For this purpose, the accelerator pedal position is divided 0 to 100% to a speed range of the first electric motor, wherein the maximum speed in the slow driving range, for example, one third of the maximum speed of the fast driving range can correspond.

Um im Inchbetrieb das Fahrzeug optimal zu nutzen, weist das Fahrzeug neben dem Fahrpedal ein Bremspedal auf. Im Inchbetrieb wird die Leistung vom ersten elektrischen Motor reduziert und die Leistung des zweiten elektrischen Motors erhöht. Das Bremspedal weist einen analogen Sensor auf, welcher in Abhängigkeit der Position des Bremspedals ein Signal ausgibt. Dieses Signal wird als Vorgabe für die Reduzierung der Drehzahl und des Drehmomentes des ersten elektrischen Motors für den Fahrbetrieb verwendet. Im ersten Teil der Bremspedalbetätigung wird die Betriebsbremse nicht aktiviert. Das Sensorsignal wird in diesem Teil für den Inchbetrieb somit die Reduzierung der Drehzahl und des Drehmoments des ersten elektrischen Motors und der Erhöhung der Leistung des zweiten elektrischen Motors verwendet.To optimally use the vehicle in inching mode, the vehicle has a brake pedal next to the accelerator pedal. In inching mode, the power from the first electric motor is reduced and the power of the second electric motor is increased. The brake pedal has an analog sensor which outputs a signal depending on the position of the brake pedal. This signal is used as a default for reducing the speed and torque of the first electric motor for driving. In the first part of the brake pedal operation, the service brake is not activated. The sensor signal is thus used in this part for the inching operation, the reduction of the speed and the torque of the first electric motor and the increase of the power of the second electric motor.

Wird das Bremspedal weiter durchgedrückt, wird zusätzlich die Betriebsbremse betätigt.If the brake pedal is pressed further, the service brake is additionally actuated.

In einer weiteren Ausgestaltungsform wird der zweite elektrische Motor, welcher die Betätigung der Arbeitsausrüstung antreibt, in Abhängigkeit des Signals des Fahrpedals angesteuert. Es besteht die Möglichkeit, den zweiten elektrischen Motor nicht nur in Abhängigkeit des Fahrpedalsignals, sondern auch in Abhängigkeit der Drehzahl des ersten elektrischen Motors anzusteuern. Die Arbeitsausrüstung kann beispielsweise die Hub- und Schaufelbewegung sein, welche mit einem Multifunktionshebel aktiviert werden kann.In a further embodiment, the second electric motor, which drives the actuation of the working equipment, is controlled in dependence on the signal of the accelerator pedal. It is possible to control the second electric motor not only as a function of the accelerator pedal signal, but also as a function of the rotational speed of the first electric motor. The working equipment may be, for example, the lifting and bucket movement, which can be activated with a multi-function lever.

Es besteht die Möglichkeit, mit dem zweiten elektrischen Motor Hydraulikpumpen anzutreiben, welche auf Zylinder der Arbeitsausrüstung wirken. Diese Hydraulikpumpen können als Konstantpumpen, somit Pumpen mit konstantem Verdrängungsvolumen, ausgebildet sein, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, Pumpen mit verstellbarem Verdrängungsvolumen zu verwenden. Bei Verwendung von Pumpen mit konstantem Verdrängungsvolumen bestimmt die Drehzahl des zweiten Elektromotors das Fördervolumen. Der zweite elektrische Motor soll so angesteuert werden, dass ohne Betätigung des Fahrpedals der zweite elektrische Motor eine Mindestdrehzahl aufweist, wodurch ein Mindestvolumenstrom förderbar ist, um auch im Stillstand des Fahrzeugs Lenkbewegungen ausführen zu können. Die Pumpe, welche mit dem zweiten elektrischen Motor verbunden ist, fördert hierbei Druckmittel zu einem Lenkventil, welches Aktuatoren für die Lenkung mit Druckmittel beaufschlagt.It is possible to use the second electric motor to drive hydraulic pumps which act on cylinders of the working equipment. These hydraulic pumps can be designed as constant pumps, thus pumps with constant displacement volume, but it is also possible to use pumps with adjustable displacement. When using pumps with a constant displacement volume, the speed of the second electric motor determines the delivery volume. The second electric motor should be controlled so that without actuation of the accelerator pedal, the second electric motor has a minimum speed, whereby a minimum volume flow can be conveyed in order to perform steering movements even when the vehicle is stationary. The pump, which is connected to the second electric motor, in this case promotes pressure medium to a steering valve, which acts on actuators for the steering with pressure medium.

Wird das Fahrpedal betätigt, wird über eine Kennlinie, welche in einer Speichereinheit gespeichert ist, eine Drehzahlvorgabe für den ersten elektrischen Motor ausgegeben. Je mehr das Fahrpedal betätigt wird, umso höher soll die Drehzahl des ersten elektrischen Motors sein. Die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors wird in Abhängigkeit der Drehzahl des ersten elektrischen Motors begrenzt. Bei kleiner Drehzahl des ersten elektrischen Motors muss die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors bis zur Maximaldrehzahl möglich sein. Bei höherer Drehzahl des ersten elektrischen Motors kann die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors reduziert werden, da hierbei das Fahrzeug eine höhere Geschwindigkeit aufweist und somit die Arbeitsausrüstung, beispielsweise die Hub- oder Schaufelhydraulik, nicht schnell bewegt werden muss. Eine Mindestdrehzahl für die Lenkung des Fahrzeugs muss jedoch erhalten bleiben, weshalb die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors nicht unter eine Mindestdrehzahl absinken darf. Durch die Begrenzung der Drehzahl des zweiten elektrischen Motors wird der Wirkungsgrad verbessert.If the accelerator pedal is actuated, a speed specification for the first electric motor is output via a characteristic which is stored in a memory unit. The more the accelerator pedal is actuated, the higher the speed of the first electric motor should be. The speed of the second electric motor is limited depending on the speed of the first electric motor. At low speed of the first electric motor, the speed of the second electric motor must be possible up to the maximum speed. At higher speed of the first electric motor, the speed of the second electric motor can be reduced, since in this case the vehicle has a higher speed and thus the work equipment, such as the lifting or blade hydraulics, does not have to be moved quickly. However, a minimum speed for the steering of the vehicle must be maintained, so the speed of the second electric motor must not fall below a minimum speed. By limiting the speed of the second electric motor, the efficiency is improved.

Vorzugsweise werden Pumpen mit konstantem Fördervolumen, welche vom zweiten elektrischen Motor angetrieben werden, für Arbeitsmaschinen mit geringerer Leistung verwendet. Arbeitsmaschinen mit größeren Leistungen verwenden verstellbare Pumpen, welche vorzugsweise in Kombination mit einem Loud Sensing System verwendet werden. Bei dem Loud Sensing System wird bei mehreren Verbrauchern der jeweilig höchste Lastdruck und der Pumpendruck einer Drucklage für die Verstellung der Pumpe verwendet. Die Pumpe fördert immer nur so viel, wie die angesteuerten Verbraucher in Summe benötigen. Der Pumpendruck entspricht immer dem lasthöchsten Verbraucher. Wird kein Verbraucher angesteuert, so fördert die Pumpe nur den Leckölstrom. Preferably, constant displacement pumps driven by the second electric motor are used for lower power work machines. Heavy duty machines use adjustable pumps, which are preferably used in combination with a Loud Sensing System. In the case of several consumers, the Loud Sensing System uses the respective highest load pressure and the pump pressure of a pressure position for the adjustment of the pump. The pump only delivers as much as the driven consumers need in total. The pump pressure always corresponds to the highest load consumer. If no consumer is activated, the pump only delivers the leakage oil flow.

In einer weiteren Ausgestaltungsform weist diese in ihrem Hubvolumen verstellbare Pumpe einen Sensor auf, mittels welchem das aktuelle Fördervolumen der Pumpe erfassbar ist. Dieses Signal wird für die Drehzahlvorgabe des zweiten elektrischen Motors verwendet. Hierbei wird das Sensorsignal kalibriert und interpretiert. Das Signal kann Werte zwischen 0% und 100% annehmen. Die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors lässt sich nun in Abhängigkeit des Signals des Sensors an den entsprechenden Bedarf anpassen. Wird keine Arbeitsfunktion betätigt, beispielsweise die Zylinder des Hubwerk nicht angesteuert, so beträgt das Sensorsignal der verstellbaren Pumpe nahezu 0. In diesem Zustand wird die Drehzahlvorgabe für den zweiten elektrischen Motor auf einen unteren Grenzwert gesteuert. Wird nun der Verbraucher angesteuert, beispielsweise das Hubwerk betätigt, so meldet das Loud Sensing System der Arbeitspumpe einen Förderbedarf und die Arbeitspumpe wird ihre Fördermenge erhöhen und das Sensorsignal wird ansteigen. Mit dem Begriff Arbeitspumpe wird hierbei die verstellbare Pumpe bezeichnet, welche mit dem zweiten elektrischen Motor verbunden ist. Steigt die zur Verfügung stehende Fördermenge der Arbeitspumpe über das notwendige Maß an, wird dies durch ein fallendes Sensorsignal der Arbeitspumpe erkannt. Eine weitere Drehzahlerhöhung ist nicht sinnvoll. Deshalb wird der zweite elektrische Motor so angesteuert, dass dieser seine Drehzahl nicht mehr erhöht. Über einen Regelalgorithmus wird bei Unterschreitung des Schwellenwerts die Drehzahlvorgabe für den zweiten elektrischen Motor bis zum unteren Grenzwert reduziert. Der untere Grenzwert wird durch einen Mindestvolumenstrom, beispielsweise für die Lenkung, definiert. Um die Drehzahlvorgabe für den zweiten elektrischen Motor zu stabilisieren, ist hierbei eine Hysterese zwischen steigendem und fallendem Sensorsignal vorhanden.In another embodiment, this pump, which can be adjusted in its stroke volume, has a sensor by means of which the current delivery volume of the pump can be detected. This signal is used for the speed specification of the second electric motor. Here, the sensor signal is calibrated and interpreted. The signal can take values between 0% and 100%. The speed of the second electric motor can now be adjusted depending on the signal of the sensor to the corresponding needs. If no work function is actuated, for example, the cylinders of the hoist not controlled, the sensor signal of the adjustable pump is almost 0. In this state, the speed specification for the second electric motor is controlled to a lower limit. Now, if the consumer is controlled, for example, actuates the hoist, so reports the Loud Sensing System of the work pump a funding requirement and the work pump will increase its flow and the sensor signal will increase. The term working pump is hereby referred to as the adjustable pump, which is connected to the second electric motor. If the available flow rate of the working pump increases beyond the required level, this is detected by a falling sensor signal from the working pump. Another speed increase does not make sense. Therefore, the second electric motor is driven so that it no longer increases its speed. When the threshold value is not reached, the speed specification for the second electric motor is reduced to the lower limit value by means of a control algorithm. The lower limit is defined by a minimum volume flow, for example for the steering. In order to stabilize the speed specification for the second electric motor, a hysteresis between increasing and decreasing sensor signal is present.

Zusätzlich kann die Änderung des Sensorsignals über der Zeit für die Drehzahlvorgabe des zweiten elektrischen Motors verwendet werden. Ein stark steigendes oder fallendes Signal kann die Dynamik der Drehzahlvorgabe beeinflussen.In addition, the change of the sensor signal over time can be used for the speed specification of the second electric motor. A strongly rising or falling signal can influence the dynamics of the speed specification.

In einer weiteren Ausgestaltungsform befinden sich Sensoren an der Arbeitsausrüstung, beispielsweise dem Hubwerk und der Schaufel. Es besteht auch die Möglichkeit, durch einen oder mehrere Sensoren im Multifunktionshebel, mittels welchem das Hubwerk ansteuerbar ist, eine Betätigung des Hubwerks oder der Schaufel zu detektieren. In Abhängigkeit der Betätigung des Hubwerks wird die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors entsprechend dem Bedarf anpassen.In another embodiment, there are sensors on the work equipment, such as the hoist and the bucket. It is also possible, by one or more sensors in the multi-function lever, by means of which the hoist is controlled to detect an actuation of the hoist or the blade. Depending on the operation of the hoist, the speed of the second electric motor will be adjusted as needed.

Hierbei kann die Abhängigkeit der Drehzahlvorgabe des zweiten elektrischen Motors zur Fahrpedalstellung und zur Drehzahl des ersten elektrischen Motors bestehen bleiben. Dieser Abhängigkeit wird die Sensorinformation, welche eine Betätigung des Hubwerks und der Schaufel somit der Arbeitsausrüstung detektiert, überlagert.Here, the dependence of the speed specification of the second electric motor to the accelerator pedal position and the speed of the first electric motor remain. This dependence is superimposed on the sensor information which detects an actuation of the hoist and the bucket thus the work equipment.

Die Sensoren im Multifunktionshebel oder im Hubwerk und der Schaufel erzeugen entsprechend der Betätigung des Hubwerks und der Schaufel ein proportionales Signal. Diese Sensorsignale werden kalibriert und interpretiert. Beide Signale können Werte zwischen -100% und +100% annehmen. Für die Hubbewegung wird das Sensorsignal für maximales Absenken auf -100% und für maximales Anheben auf +100% kalibriert. Für die Schaufelbewegung bedeutet ein Sensorsignal von -100% ein maximales Auskippen der Schaufel und +100% ein maximales Einkippen der Schaufel. Wird der Multifunktionshebel nicht betätigt, also keine Bewegung für den Hub und die Schaufel angefordert, so liefern die Sensoren jeweils ein Signal von 0%. Die Drehzahlvorgabe für den zweiten elektrischen Motor soll jeweils der größte Betrag der beiden Sensorsignale verwenden. Ist das Signal der Sensoren 0%, ist keine Betätigung der Arbeitsfunktion vorgesehen, wodurch die Drehzahlvorgabe für den zweiten elektrischen Motor auf einen unteren Grenzwert gesteuert wird. Erkennt nun der Sensor, dass das Hubwerk bewegt werden soll, wird die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors in Abhängigkeit des Signals des Sensors erhöht.The sensors in the multi-function lever or in the hoist and the bucket generate a proportional signal according to the operation of the hoist and the bucket. These sensor signals are calibrated and interpreted. Both signals can take values between -100% and + 100%. For the lifting movement, the sensor signal is calibrated for maximum lowering to -100% and for maximum lifting to + 100%. For the blade movement, a sensor signal of -100% means a maximum tilting of the blade and + 100% a maximum tip-in of the blade. If the multi-function lever is not actuated, ie no movement is requested for the hub and the bucket, then the sensors each deliver a signal of 0%. The speed specification for the second electric motor should each use the largest amount of the two sensor signals. If the signal from the sensors is 0%, no actuation of the work function is provided, whereby the speed specification for the second electric motor is controlled to a lower limit. If the sensor detects that the hoist is to be moved, the speed of the second electric motor is increased as a function of the signal of the sensor.

Um den ersten elektrischen Motor und den zweiten elektrischen Motor anzusteuern, weist der erste elektrische Motor und der zweite elektrische Motor jeweils eine Leistungselektronik auf, welche unmittelbar benachbart zum ersten elektrischen Motor und zweiten elektrischen Motor angeordnet ist. Die Leistungselektronik des ersten elektrischen Motors und die Leistungselektronik des zweiten elektrischen Motors sind über ein CAN-Bussystem mit einem Fahrzeugrechner, auch Recheneinheit genannt, verbunden. Es besteht die Möglichkeit, dass zusätzlich über den CAN auch ein Display verbunden ist. Der Fahrzeugrechner erhält Signale von einem Bremspedal, einem Fahrpedal, einem Schalter für die Parkbremse und einem Schalter für die Fahrtrichtung, einem Schalter für die Fahrgeschwindigkeit zwischen einer schnellen und einer langsamen Fahrgeschwindigkeit und einem Schalter für eine Neutralposition. Bei Verwendung von verstellbaren Arbeitspumpen, welche mit dem zweiten elektrischen Motor verbunden sind, kann der Fahrzeugrechner auch ein Signal eines Sensors über die Stellung des Hubvolumens der Arbeitspumpe erhalten.In order to drive the first electric motor and the second electric motor, the first electric motor and the second electric motor each have power electronics, which is arranged immediately adjacent to the first electric motor and the second electric motor. The power electronics of the first electric motor and the power electronics of the second electric motor are connected via a CAN bus system with a vehicle computer, also called arithmetic unit. There is the possibility that additionally a display is connected via the CAN. The vehicle computer receives signals from one Brake pedal, an accelerator pedal, a parking brake switch and a direction switch, a switch for the driving speed between a fast and a slow driving speed and a switch for a neutral position. When using adjustable working pumps, which are connected to the second electric motor, the vehicle computer can also receive a signal from a sensor on the position of the stroke volume of the working pump.

Die Energieversorgung erfolgt über eine Batterie. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Energieversorgung über einen Verbrennungsmotor, welcher einen Generator antreibt, auszubilden und es besteht die Möglichkeit, mittels eines Anschlusses an ein stationäres Stromnetz das Fahrzeug mit Energie zu versorgen. Es besteht auch die Möglichkeit, dass eine Kombination dieser Energieversorgungen vorhanden ist.The power supply is via a battery. However, it is also possible to form the power supply via an internal combustion engine which drives a generator, and it is possible to supply the vehicle with energy by means of a connection to a stationary power grid. There is also the possibility that a combination of these power supplies exists.

Die Recheneinheit gibt entsprechend der Betriebsstrategie Sollwerte für die Drehzahl und das maximale Drehmoment an die Leistungselektronik des ersten elektrischen Motors und an die Leistungselektronik des zweiten elektrischen Motors. Die Leistungselektroniken selbst regeln die beiden elektrischen Motoren entsprechend den Vorgaben. Die Istwerte der Drehzahl und des Drehmoments sowie die Betriebszustände der beiden elektrischen Motoren werden an die Recheneinheit zurückgemeldet. Dadurch können Standardleistungselektroniken verwendet werden, die nur so viel Rechenleistung besitzen, dass diese die elektrischen Motoren betreiben können. Die Recheneinheit benötigt keine zusätzlichen Ausgänge, sondern nur Eingänge und die Kommunikation über den CAN. Dies ist sehr kostengünstig.The arithmetic unit is according to the operating strategy setpoints for the speed and the maximum torque to the power electronics of the first electric motor and to the power electronics of the second electric motor. The power electronics themselves regulate the two electric motors according to the specifications. The actual values of the rotational speed and of the torque as well as the operating states of the two electric motors are reported back to the arithmetic unit. As a result, standard power electronics can be used, which only have so much computing power that they can operate the electric motors. The arithmetic unit needs no additional outputs, but only inputs and communication via the CAN. This is very inexpensive.

Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.Further features can be found in the description of the figures.

Es zeigen:

  • 1 einen Radlader
  • 2 ein Schaubild des Antriebs des Radladers,
  • 3 ein Kennfeld zur Ansteuerung des ersten elektrischen Motors für einen schnellen Fahrbereich,
  • 4 ein Kennfeld zur Ansteuerung des ersten elektrischen Motors für einen langsamen Fahrbereich,
  • 5 eine Kennlinie bei Betätigen des Bremspedals,
  • 6 eine Kennlinie zur Ansteuerung der Drehzahl des zweiten elektrischen Motors,
  • 7 eine Kennlinie zur Ansteuerung des zweiten elektrischen Motors,
  • 8 eine Kennlinie zur Ansteuerung des zweiten elektrischen Motors und
  • 9 eine Kennlinie zur Ansteuerung des zweiten elektrischen Motors in Abhängigkeit des Signals des Fahrpedals und des Multifunktionshebels.
Show it:
  • 1 a wheel loader
  • 2 a diagram of the drive of the wheel loader,
  • 3 a map for controlling the first electric motor for a fast driving range,
  • 4 a map for driving the first electric motor for a slow driving range,
  • 5 a characteristic curve when the brake pedal is actuated,
  • 6 a characteristic curve for controlling the rotational speed of the second electric motor,
  • 7 a characteristic curve for controlling the second electric motor,
  • 8th a characteristic for controlling the second electric motor and
  • 9 a characteristic curve for controlling the second electric motor as a function of the signal of the accelerator pedal and the multi-function lever.

Fig. 1:Fig. 1:

Ein Radlader 1 weist eine Batterie 2 auf, welche die Energie für den ersten elektrischen Motor 3 und den zweiten elektrischen Motor 4 bereitstellt. Der erste elektrische Motor 3 treibt die Fahrzeugräder 5 an. Es besteht die Möglichkeit, statt einem ersten elektrischen Motor 3 auch mehrere elektrische Motoren zu verwenden. Der zweite elektrische Motor 4 treibt eine Pumpe 6 an, welche auch Arbeitspumpe genannt wird und die Zylinder des Hubwerks 7 und die Lenkung des Radladers 1 mit Druckmittel versorgt. Die Pumpe 6 kann bei Fahrzeugen mit kleinerer Leistung als Pumpe mit konstantem Hubvolumen ausgeführt sein, hierbei können auch mehrere Konstantpumpen verwendet werden. Bei Fahrzeugen mit größerer Leistung besteht auch die Möglichkeit, die Pumpe 6 als eine oder mehrere Pumpen mit verstellbarem Fördervolumen auszubilden. Diese Pumpen mit verstellbarem Fördervolumen sind häufig als Loud Sensing-Pumpen ausgeführt.A wheel loader 1 has a battery 2 on which the energy for the first electric motor 3 and the second electric motor 4 provides. The first electric motor 3 drives the vehicle wheels 5 on. There is a possibility instead of a first electric motor 3 to use several electric motors. The second electric motor 4 drives a pump 6 which is also called working pump and the cylinders of the hoist 7 and the steering of the wheel loader 1 supplied with pressure medium. The pump 6 can be designed for vehicles with lower power than a pump with constant displacement, in this case, several constant pumps can be used. For vehicles with higher power, there is also the possibility of the pump 6 as one or more pumps with adjustable delivery form. These variable displacement pumps are often designed as Loud Sensing pumps.

Fig. 2:Fig. 2:

Die Energie der Batterie 2 wird über die Leistungselektronik 8 dem ersten elektrischen Motor 3 zugeführt. Die Energie der Batterie 2 wird über die Leistungselektronik 9 dem zweiten elektrischen Motor 4 zugeführt. Der zweite elektrische Motor 4 treibt die Pumpe 6 an, welche in ihrem Hubvolumen verstellbar ausgeführt ist. Der erste Motor 3 treibt nicht dargestellte Fahrzeugräder an. Über Ventile 10 sind Aktuatoren 11 der Arbeitsausrüstung oder der Lenkung ansteuerbar. Um das aktuelle Hubvolumen der Pumpe 6 zu detektieren, ist ein Sensor 12 mit der Pumpe 6 verbunden. Über Leitungen 13, beispielsweise mittels CAN, ist die Batterie 2, die Leistungselektronik 8, die Leistungselektronik 9, der Sensor 12 und ein Display 14, an welchem die Fahrtrichtung, die Geschwindigkeit, der Fahrbereich und weitere Fahrzeugzustände angezeigt werden, mit einer Recheneinheit 15, welche auch Fahrzeugrechner genannt wird, verbunden. Die Recheneinheit 15 erhält Signale von einem Sensor des Bremspedals 16, einem Sensor des Fahrpedals 17, einem Schalter für die Parkbremse 18 und mehreren Schaltern und/oder Sensoren in einem Multifunktionshebel 19, mittels welchem der Geschwindigkeitsfahrbereich eine Neutralfunktion und weitere Funktionen, wie beispielsweise die Betätigung der Aktoren 11 der Arbeitsausrüstung, beispielsweise der Schaufel oder des Hubwerks, ansteuerbar sind. Es besteht die Möglichkeit, die Funktionen des Multifunktionshebels 19 in einem Hebel auszubilden. Es ist jedoch auch möglich, die einzelnen Sensoren und Schalter in mehreren Schaltern und Hebeln auszubilden.The energy of the battery 2 is about the power electronics 8th the first electric motor 3 fed. The energy of the battery 2 is about the power electronics 9 the second electric motor 4 fed. The second electric motor 4 drives the pump 6 on, which is designed to be adjustable in its stroke volume. The first engine 3 drives not shown vehicle wheels. About valves 10 are actuators 11 the working equipment or the steering can be controlled. To the current displacement of the pump 6 to detect is a sensor 12 with the pump 6 connected. Via cables 13 , for example by CAN, is the battery 2 , the power electronics 8th , the power electronics 9 , the sensor 12 and a display 14 on which the direction of travel, the speed, the driving range and other vehicle states are displayed, with a computing unit 15 , which is also called vehicle computer connected. The arithmetic unit 15 receives signals from a sensor of the brake pedal 16 , a sensor of the accelerator pedal 17 , a switch for the parking brake 18 and a plurality of switches and / or sensors in a multi-function lever 19 , By means of which the speed range a neutral function and other functions, such as the actuation of the actuators 11 the working equipment, such as the bucket or the hoist, are controllable. It is possible to use the functions of the multi-function lever 19 in a lever train. However, it is also possible to form the individual sensors and switches in several switches and levers.

Wird beispielsweise das Fahrpedal 17 betätigt, so erzeugt die Recheneinheit 15 ein Signal für den ersten elektrischen Motor 3. In der Recheneinheit 15 ist auch eine Speichereinheit enthalten, innerhalb welcher die Kennlinien, welche in den weiteren Figuren beschrieben sind, abgespeichert sind. Anhand der Signale, welche die Recheneinheit 15 erhält, und der abgespeicherten Kennlinien errechnet die Recheneinheit 15 ein Vorsignal, welches die Recheneinheit 15 über die Leitung 13 ausgibt. Dadurch ist es möglich, die Leistungselektronik 8 und die Leistungselektronik 9 so auszubilden, dass diese nur den ersten elektrischen Motor 3 und den zweiten elektrischen Motor 4 ansteuern können müssen.For example, the accelerator pedal 17 pressed, then generates the arithmetic unit 15 a signal for the first electric motor 3 , In the arithmetic unit 15 is also a memory unit included, within which the characteristics, which are described in the other figures, are stored. Based on the signals that the arithmetic unit 15 receives, and the stored characteristics calculated by the arithmetic unit 15 an advance signal, which is the arithmetic unit 15 over the line 13 outputs. This makes it possible for the power electronics 8th and the power electronics 9 form so that these only the first electric motor 3 and the second electric motor 4 need to be able to control.

Bei Verwendung der Pumpe 6 als Load Sensing-Pumpe besteht die Möglichkeit, mittels eines Sensors die Vestellung des Hubvolumens der Pumpe 6 zu ermitteln.When using the pump 6 As a load sensing pump, it is possible to use a sensor to adjust the stroke volume of the pump 6 to investigate.

Bei einem Load Sensing System wird bei mehreren Verbrauchern der jeweils höchste Lastdruck und der Pumpendruck einer Druckwaage für die Verstellung der Pumpe verwendet. Die Pumpe fördert immer nur so viel, wie die angesteuerten Verbraucher in Summe benötigen. Der Pumpendruck entspricht immer dem lasthöchsten Verbraucher. Wird kein Verbraucher angesteuert, so fördert die Pumpe 6 nur den Leckölstrom.With a load sensing system, the highest load pressure and the pump pressure of a pressure compensator are used to adjust the pump for several consumers. The pump only delivers as much as the driven consumers need in total. The pump pressure always corresponds to the highest load consumer. If no consumer is activated, the pump will deliver 6 only the leakage oil flow.

Mit dem Sensor an der Verstellung der Pumpe 6 lässt sich das aktuelle Fördervolumen der Pumpe erfassen. Dieses Signal wird nun für die Drehzahlvorgabe des zweiten elektrischen Motors 3 verwendet. Das Sensorsignal wird kalibriert und interpretiert. Das Signal kann Werte zwischen 0% bis 100% annehmen. Durch die Verwendung dieses Sensors an der Verstellung der Pumpe 6 lässt sich die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors 4 und somit die Drehzahl der Pumpe 6 entsprechend dem Bedarf anpassen und damit effizienter gestalten.With the sensor on the adjustment of the pump 6 The current delivery volume of the pump can be recorded. This signal is now for the speed specification of the second electric motor 3 used. The sensor signal is calibrated and interpreted. The signal can take values between 0% to 100%. By using this sensor on the adjustment of the pump 6 can be the speed of the second electric motor 4 and thus the speed of the pump 6 adapt to the needs and make it more efficient.

Findet keine Betätigung der Arbeitsausrüstung 11 statt, wird das Sensorsignal der Verstellung der Pumpe 6 nahezu 0% betragen. In diesem Zustand wird die Drehzahlvorgabe für den zweiten elektrischen Motor 4 auf einen unteren Grenzwert gesteuert. Wird nun ein Verbraucher, somit die Arbeitsausrüstung 11 angesteuert, meldet das Load Sensing System der Pumpe 6 einen Förderbedarf und die Pumpe 6 wird ihre Fördermenge erhöhen und das Sensorsignal wird ansteigen. Für die Drehzahlvorgabe des zweiten elektrischen Motors 4 wird ein Schwellwert für das Sensorsignal definiert, bei dem die Pumpe 6 nahezu vollkommen ausgeschwenkt ist, beispielsweise 95%. Wird dieser Schwellenwert überschritten, wird dies als unzureichende Fördermenge interpretiert und deshalb die Drehzahlvorgabe für den Arbeitsantrieb bis zum Maximalwert erhöht.Does not find any operation of the work equipment 11 instead, the sensor signal is the adjustment of the pump 6 almost 0%. In this state, the speed specification for the second electric motor 4 controlled to a lower limit. Will now be a consumer, thus the work equipment 11 controlled, reports the load sensing system of the pump 6 a funding requirement and the pump 6 will increase its delivery rate and the sensor signal will increase. For the speed specification of the second electric motor 4 a threshold is defined for the sensor signal at which the pump 6 almost completely swung out, for example 95%. If this threshold is exceeded, this is interpreted as insufficient flow and therefore increases the speed specification for the working drive to the maximum value.

Steigt die zur Verfügung stehende Fördermenge über das notwendige Maß an, wird dies durch ein fallendes Sensorsignal der Arbeitspumpe erkannt. Eine weitere Drehzahlerhöhung ist nicht sinnvoll. Über einen Regelalgorithmus wird bei Unterschreitung des Schwellenwerts die Drehzahlvorgabe für den zweiten elektrischen Motor 4 bis zum unteren Grenzwert reduziert.If the available flow rate increases beyond the required level, this is detected by a falling sensor signal from the working pump. Another speed increase does not make sense. When the threshold value falls below the threshold value, the speed specification for the second electric motor is determined via a control algorithm 4 reduced to the lower limit.

Zusätzlich wird eine Hysterese zur Stabilisierung der Drehzahlvorgabe um diesen Schwellenwert verwendet.In addition, a hysteresis is used to stabilize the speed command by this threshold.

Es besteht auch die Möglichkeit, die Änderung des Sensorsignals über der Zeit für die Drehzahlvorgabe des zweiten elektrischen Motors 4 zu verwenden. Ein stark steigendes oder fallendes Signal kann die Dynamik der Drehzahlvorgabe beeinflussen.It is also possible, the change of the sensor signal over time for the speed specification of the second electric motor 4 to use. A strongly rising or falling signal can influence the dynamics of the speed specification.

Fig. 3:3:

In der Recheneinheit 15 der 2 sind Kennlinien abgespeichert, welche einen schnellen Fahrbereich und einen langsamen Fahrbereich abbilden. Das in 3 dargestellte Diagramm bildet den schnellen Fahrbereich ab. Damit der Fahrer des Radladers bei Einfahrt in den Haufen bis zum Stillstand des Fahrzeugs im Stillstand des Fahrzeugs das Drehmoment an den Fahrzeugrädern steuern kann, ist es notwendig, das Drehmoment des ersten elektrischen Motors in Abhängigkeit der Stellung des Fahrpedals zu begrenzen. Dadurch ist es möglich, zu jeder Stellung des Fahrpedals im Stillstand des Fahrzeugs an den Fahrzeugrädern ein definiertes Drehmoment zu erzeugen, wodurch der Fahrer das Fahrzeug bis an die Traktionsgrenze über das Fahrpedal steuern kann. Hierfür wird die Stellung des Fahrpedals mittels eines Sensors ermittelt, wobei bei nichtbetätigtem Fahrpedal der Sensor ein Signal ausgibt, welches dem Fahrpedalsignal 20 von 0% entspricht, und bei vollbetätigtem Fahrpedal der Sensor ein Signal ausgibt, welches dem Fahrpedalsignal 20 von 100% entspricht. Die Kennlinien der 3 sind in einem kartesischen Koordinatensystem eingetragen, wobei die Koordinate das Drehmoment 21 des ersten elektrischen Motors abbildet und die Abszisse die Drehzahl 22 des ersten elektrischen Motors abbildet. Durch Bilden von Schnittpunkten einzelner Kennlinien, welche beispielsweise gleichmäßig verteilt sein können, einmal bei der Drehzahl 0 vom Drehmoment 0 23 bis zum maximalen Drehmoment 24 über dem Fahrpedalsignal 20 = 100% werden Schnittpunkte 25 erzeugt, welche einer definierten Pedalstellung des Fahrpedals zugeordnet sind. Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, mit einer bestimmten Anzahl an Kennlinien, beispielsweise 0%, 25%, 50%, 75% und 100%, diese Schnittpunkte zu erzeugen. Die lineare Verteilung ist nur beispielhaft, es besteht auch die Möglichkeit, eine nichtlineare Verteilung zu erzeugen. Die Zwischenwerte zwischen den Kennlinien werden anschließend interpoliert. Somit ist es möglich, bei Stillstand des Fahrzeugs zu jeder Fahrpedalstellung ein Drehmoment an den Fahrzeugrädern zu erzeugen. Bei der Drehzahl 22 des ersten elektrischen Motors wird in gleicher Weise verfahren, wodurch ebenfalls Schnittpunkte mit der Abszisse bei 0 Drehmoment erzeugt werden. Damit das Fahrzeug nicht über die maximal zulässige Geschwindigkeit kommt, wird die Drehzahl 22 des ersten elektrischen Motors auf eine Maximaldrehzahl 26 begrenzt. Dadurch ist es möglich, mittels des Fahrpedals bei sehr geringem oder keinem Drehmoment die Geschwindigkeit des Fahrzeugs einzuregeln. Anschließend wird das Diagramm so erstellt, dass zuerst die maximal mögliche Leistung als Funktion der Fahrpedalstellung aufgetragen wird. Die maximale Leistung ist in der Linie 27 dargestellt. Bei den weiteren Linien werden die Schnittpunkte der Ordinate mit den Schnittpunkten der Abszisse verbunden.In the arithmetic unit 15 the 2 Characteristics are stored, which depict a fast driving range and a slow driving range. This in 3 The diagram shows the fast driving range. In order for the driver of the wheel loader to be able to control the torque at the vehicle wheels when entering the pile until the vehicle is stationary when the vehicle is stationary, it is necessary to limit the torque of the first electric motor as a function of the position of the accelerator pedal. This makes it possible to generate a defined torque for each position of the accelerator pedal when the vehicle is stationary at the vehicle wheels, whereby the driver can steer the vehicle to the traction limit via the accelerator pedal. For this purpose, the position of the accelerator pedal is determined by means of a sensor, wherein when not actuated accelerator pedal, the sensor outputs a signal which the accelerator pedal signal 20 of 0%, and with the accelerator pedal fully depressed, the sensor outputs a signal corresponding to the accelerator signal 20 of 100%. The characteristics of the 3 are entered in a Cartesian coordinate system, where the coordinate is the torque 21 of the first electric motor and the abscissa represents the speed 22 of the first electric motor. By forming intersections of individual characteristics, which may be distributed uniformly, for example, once at the speed 0 from the torque 0 23 up to the maximum torque 24 above the accelerator pedal signal 20 = 100% become intersections 25 generated, which are associated with a defined pedal position of the accelerator pedal. For example, there is a possibility with a certain number on characteristics such as 0%, 25%, 50%, 75% and 100% to produce these intersections. The linear distribution is only an example, it is also possible to create a non-linear distribution. The intermediate values between the characteristic curves are then interpolated. Thus, it is possible to generate a torque at the vehicle wheels at standstill of the vehicle to each accelerator pedal position. At the speed 22 of the first electric motor is moved in the same way, whereby also points of intersection with the abscissa at 0 torque are generated. So that the vehicle does not come above the maximum permissible speed, the speed 22 of the first electric motor to a maximum speed 26 limited. This makes it possible to regulate the speed of the vehicle by means of the accelerator pedal with very little or no torque. Subsequently, the diagram is created so that first the maximum possible power as a function of the accelerator pedal position is plotted. The maximum power is in line 27 shown. In the other lines, the intersections of the ordinate are connected to the intersections of the abscissa.

Das dargestellte Diagramm zeigt nur einen Quadranten eines möglichen Betriebs des ersten elektrischen Motors. In diesem Quadranten ist der Zugbereich und die Drehrichtung vorwärts dargestellt. Ein ähnlicher oder gespiegelter Kennlinienverlauf kann auch in der entgegengesetzten Drehrichtung rückwärts verwendet werden. Im Schubbetrieb wird vorteilhaft ein begrenztes Drehmoment vorgegeben, um ein gewohntes Ausrollverhalten beziehungsweise Bremsverhalten darzustellen. Bei heutigen verbrennungsmotorischen Antrieben ist das Bremsmoment deutlich kleiner als das Antriebsmoment. Der Antrieb sollte immer nur dann in den Schubbetrieb gehen, wenn der Schnittpunkt der Drehzahl bei 0 Drehmoment und entsprechender Pedalstellung überschritten wird. Das generierte Bremsmoment soll dann mit steigender Drehzahl in einem Gradienten bis auf ein definiertes Niveau ansteigen und auch bei weiter steigender Drehzahl nahezu konstant bleiben. Das maximale Bremsmoment kann konstant und unabhängig von der Pedalstellung vorgegeben werden oder mit geringer Pedalbetätigung höher und bei starker Pedalbetätigung geringer vorgegeben sein.The diagram shown shows only one quadrant of possible operation of the first electric motor. In this quadrant the train area and the direction of rotation are shown forward. A similar or mirrored characteristic curve can also be used backwards in the opposite direction of rotation. In overrun advantageous a limited torque is given to represent a usual coasting or braking behavior. In today's internal combustion engine drives, the braking torque is significantly smaller than the drive torque. The drive should only go into overrun mode if the intersection of the speed at 0 torque and the corresponding pedal position is exceeded. The generated braking torque should rise with increasing speed in a gradient up to a defined level and remain almost constant even with further increasing speed. The maximum braking torque can be set constant and independent of the pedal position or be set higher with low pedal operation and lower with strong pedal operation.

Es besteht die Möglichkeit, das Fahrzeug auch nur mit einem Fahrbereich auszubilden, wobei dann das Diagramm für den schnellen Fahrbereich verwendet wird. Bei Verwendung eines zusätzlich langsamen Fahrbereichs wird ein zusätzliches Diagramm entsprechend der 4 ausgebildet.It is also possible to design the vehicle with only one driving range, in which case the diagram is used for the fast driving range. If an additionally slow driving range is used, an additional diagram corresponding to the 4 educated.

Fig. 4:4:

Der in 4 dargestellte langsame Fahrbereich wird für Positioniermanöver, beispielsweise Arbeiten mit einer Ladegabel, mit einer feinen Fahrpedalauflösung benötigt. Der Begriff feine Fahrpedalauflösung bedeutet hierbei, dass die Endgeschwindigkeit im langsamen Fahrbereich erst bei vollbetätigtem Fahrpedal erreicht wird und nicht wie im schnellen Fahrbereich bereits im ersten Drittel der Betätigung des Fahrpedals. Die Schnittpunkte 25 des jeweils maximalen Drehmoments bei der Drehzahl 0 sind hierbei identisch mit den Schnittpunkten 25 des schnellen Fahrbereichs der 3. Die Maximaldrehzahl 26 ist jedoch gegenüber der Maximaldrehzahl 26 der 3 deutlich reduziert. Die Maximaldrehzahl 26 der 4 wird jedoch auch erst bei 100% des Fahrpedalsignals 20 erreicht. Dadurch sind die Schnittstellen der jeweiligen maximalen Drehzahl des ersten Fahrmotors bei Drehmoment 0 auf kleinere Drehzahlen skaliert.The in 4 shown slow driving range is needed for positioning maneuvers, such as working with a forklift, with a fine accelerator pedal resolution. The term fine accelerator pedal resolution means here that the final speed in the slow driving range is reached only when the accelerator pedal is fully actuated and not in the first third of the actuation of the accelerator pedal, as in the fast driving range. The intersections 25 of the maximum torque at the speed 0 are identical to the intersections 25 the fast driving range of the 3 , The maximum speed 26 is however opposite the maximum speed 26 the 3 significantly reduced. The maximum speed 26 the 4 However, it is only at 100% of the accelerator pedal signal 20 reached. As a result, the interfaces of the respective maximum rotational speed of the first traction motor are scaled at torque 0 to lower rotational speeds.

Fig. 5:Fig. 5:

Um auch eine Inchfunktion darstellen zu können, wird das Signal des Bremspedals zusätzlich zum Signal des Fahrpedals verarbeitet. Dadurch ist es möglich, das Fahrzeug im Inchbetrieb zu betreiben, das heißt, die Leistung und somit das Drehmoment und die Drehzahl vom ersten elektrischen Motor zu reduzieren und die Leistung, somit die Drehzahl und das Drehmoment, für den zweiten elektrischen Motor und somit die Pumpe 6 der 2 für die Arbeitsausrüstung, somit das Lenken und/oder Heben und Drehen der Schaufel, zu erhöhen. Hierfür wird die Bremspedalstellung über einen Sensor, vorzugsweise einen analogen Sensor, erfasst und als Vorgabe für die Reduzierung der Drehzahl und des Drehmoments, somit der Leistung des ersten elektrischen Motors für den Fahrantrieb, verwendet werden.In order to also be able to represent an inching function, the signal of the brake pedal is processed in addition to the signal of the accelerator pedal. This makes it possible to operate the vehicle in inching mode, that is, to reduce the power and thus the torque and speed of the first electric motor and the power, thus the speed and the torque, for the second electric motor and thus the pump 6 the 2 for the working equipment, thus the steering and / or lifting and turning of the bucket. For this purpose, the brake pedal position via a sensor, preferably an analog sensor, detected and used as a default for the reduction of the speed and torque, thus the power of the first electric motor for the travel drive.

Auf der Ordinate der 5 ist hierfür der aktuelle Wert des Signals 20 des Fahrpedals zwischen 0 und 100% aufgeführt und auf der Abszisse ist das Signal des Bremspedals 28 von 0 bis 100% aufgeführt. Wird das Bremspedal nicht betätigt, so wird das Signal des Fahrpedals nicht reduziert. Bei voll durchgedrücktem Fahrpedal, somit bei 100%, und nicht betätigtem Bremspedal bleibt das Signal des Fahrpedals 20 somit gleich. Je mehr das Bremspedal betätigt wird, desto mehr reduziert sich das Signal des Fahrpedals. Im ersten Teil 29 der Bremsbetätigung wird die Betriebsbremse nicht aktiviert, jedoch die Leistung für den ersten elektrischen Motor reduziert, indem anhand der Kennlinie 30 das Signal des Fahrpedals reduziert wird und somit der erste elektrische Motor mit einem geringeren Sollsignal angesteuert wird. Somit wird die Drehzahlvorgabe für den ersten elektrischen Motor bei gleichbleibend gedrücktem Fahrpedal und steigend gedrücktem Bremspedal immer weiter reduziert. Die Kennlinie 30 ist hierbei so ausgestaltet, dass bei voll durchgedrücktem Fahrpedal sich das Signal des Fahrpedals bereits stark erniedrigt, wenn das Bremspedal nur wenig gedrückt ist. Bei nur gering betätigtem Fahrpedal muss das Bremspedal sehr weit gedrückt werden, um eine Reduzierung des Signals des Fahrpedals zu erreichen. Ab einem zuvor definierten Betätigungsweg des Fahrpedals wird zusätzlich die Betriebsbremse aktiviert. Im Punkt 31 schneidet die Kennlinie 30 die Abszisse, welches bedeutet, dass das Fahrpedal nicht betätigt ist, wobei dieser Punkt 31 entweder mit dem Betätigungsweg, bei welchem die Betriebsbremse betätigt wird, zusammenfällt, oder kurz nach diesem Betätigungsweg des Bremspedals gewählt wird, um eine entsprechende Überlappung zu gewährleisten. Indem durch die Kennlinie 30 das Fahrpedalsignal entsprechend in Abhängigkeit der Betätigung des Bremspedals reduziert wird, ergibt sich eine veränderte Ansteuerung des ersten elektrischen Motors in Bezug auf seine Drehzahl und sein Drehmoment.On the ordinate of 5 this is the current value of the signal 20 of the accelerator pedal is between 0 and 100% and on the abscissa is the signal of the brake pedal 28 from 0 to 100%. If the brake pedal is not actuated, the signal of the accelerator pedal is not reduced. When fully depressed accelerator pedal, thus at 100%, and not actuated brake pedal remains the signal of the accelerator pedal 20 thus the same. The more the brake pedal is pressed, the more the signal of the accelerator pedal is reduced. In the first part 29 the brake control does not activate the service brake, but reduces the power for the first electric motor by using the characteristic curve 30 the signal of the accelerator pedal is reduced and thus the first electric motor is driven with a lower desired signal. Thus, the speed specification for the first electric motor with constantly depressed accelerator pedal and increasing depressed brake pedal is always reduced. The characteristic 30 is here designed so that when fully depressed accelerator pedal, the signal of the accelerator pedal already greatly reduced when the brake pedal only a little is pressed. If the accelerator pedal is only slightly activated, the brake pedal must be pressed very far in order to reduce the signal of the accelerator pedal. From a previously defined actuation path of the accelerator pedal, the service brake is additionally activated. In the point 31 cuts the characteristic 30 the abscissa, which means that the accelerator pedal is not actuated, this point 31 either coincides with the actuation travel at which the service brake is applied, or shortly after that actuation travel of the brake pedal, to ensure a corresponding overlap. By the characteristic 30 the accelerator pedal signal is reduced in accordance with the operation of the brake pedal, there is a change in the control of the first electric motor with respect to its rotational speed and its torque.

Fig. 6:Fig. 6:

Um jedoch nicht nur den ersten elektrischen Motor in Abhängigkeit der Betätigung des Bremspedals verändert anzusteuern, ist es notwendig, auch den zweiten elektrischen Motor anzusteuern. Hierfür weist das Fahrzeug einen Multifunktionshebel in der Fahrerkabine auf, mittels welchem die Arbeitsausrüstung beispielsweise die Hub- und Schaufelbewegung steuerbar ist. Die in 6 dargestellte Kennlinie wird für den zweiten elektrischen Motor mit einem oder mehreren Pumpen mit konstantem Hubvolumen verwendet. Bei dieser Ausgestaltung wird das Fördervolumen ausschließlich durch die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors bestimmt. Bei Verwendung von mehreren Pumpen kann beispielsweise eine Pumpe für die Knicklenkung des Radladers und eine zweite Pumpe für die Arbeitsausrüstung vorhanden sein. Die direkte Ansteuerung des zweiten elektrischen Motors erlaubt durch die Steuerung der Drehzahl des zweiten elektrischen Motors, die Fördermenge an die benötigte Arbeitssituation anzupassen. Bei herkömmlichen Radladern mit einem Verbrennungsmotor ist die Pumpe direkt verbunden mit dem Verbrennungsmotor, wodurch eine freie Ansteuerung der Pumpe nicht möglich ist.However, in order not only to control the first electric motor in response to the operation of the brake pedal, it is necessary to also control the second electric motor. For this purpose, the vehicle has a multi-function lever in the driver's cab, by means of which the working equipment, for example, the lifting and blade movement is controllable. In the 6 The characteristic curve shown is used for the second electric motor with one or more pumps with constant displacement. In this embodiment, the delivery volume is determined solely by the speed of the second electric motor. When using multiple pumps, for example, a pump for the articulation of the wheel loader and a second pump for the work equipment may be present. The direct control of the second electric motor allows by controlling the speed of the second electric motor to adjust the flow rate to the required work situation. In conventional wheel loaders with an internal combustion engine, the pump is directly connected to the internal combustion engine, whereby a free control of the pump is not possible.

Die Ansteuerung der Drehzahl des zweiten elektrischen Motors soll in Abhängigkeit des Fahrpedalsignals und in Abhängigkeit der Drehzahl des ersten elektrischen Motors erfolgen. Auf der Ordinate in 6 ist deshalb die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors aufgezeigt und in der Abszisse ist die Betätigung des Fahrpedals beziehungsweise das Fahrpedalsignal aufgezeigt. Im Punkt 32 wird das Fahrpedal nicht betätigt, wodurch sich das Fahrzeug im Stillstand befindet. Da in diesem Stillstand jedoch Lenkbewegungen möglich sein müssen, wird der zweite elektrische Motor mit einer Mindestdrehzahl wie im Punkt 32 ersichtlich angesteuert. Mit steigendem Fahrpedalsignal wird über die Kennlinie 33 die Drehzahlvorgabe für den zweiten elektrischen Motor bis zur Maximaldrehzahl 34 erhöht. Zur Begrenzung der Maximaldrehzahl 34 des zweiten elektrischen Motors wird eine zweite Abhängigkeit zur Drehzahl des ersten elektrischen Motors verwendet. Befindet sich der erste elektrische Motor auf kleiner Drehzahl, bewegt sich somit das Fahrzeug bei geringer Geschwindigkeit, muss die Drehzahl des ersten elektrischen Motors bis zur Maximaldrehzahl möglich sein. Bei höherer Drehzahl des ersten elektrischen Motors und somit höherer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs besteht die Möglichkeit, die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors zu reduzieren. Dies ist darin begründet, dass die Hydraulik für die Schaufel und das Hubwerk bei höheren Fahrgeschwindigkeiten nicht schnell bewegt werden müssen. Wesentlich ist jedoch, dass eine Mindestdrehzahl für die Lenkung erhalten bleibt. Durch die Absenkung der Drehzahl des zweiten elektrischen Motors in Abhängigkeit der Drehzahl des ersten elektrischen Motors und somit in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit wird der Wirkungsgrad des Systems erhöht. Die Absenkung der Drehzahl des zweiten elektrischen Motors in Abhängigkeit der Drehzahl des ersten elektrischen Motors ist in 7 dargestellt.The control of the rotational speed of the second electric motor should be effected in dependence on the accelerator pedal signal and in dependence on the rotational speed of the first electric motor. On the ordinate in 6 Therefore, the speed of the second electric motor is shown and in the abscissa the operation of the accelerator pedal or the accelerator pedal signal is shown. In the point 32 If the accelerator pedal is not actuated, the vehicle is at a standstill. However, since steering movements must be possible in this standstill, the second electric motor is at a minimum speed as in the point 32 clearly controlled. With increasing accelerator pedal signal is on the characteristic 33 the speed specification for the second electric motor up to the maximum speed 34 elevated. To limit the maximum speed 34 of the second electric motor, a second dependence on the speed of the first electric motor is used. If the first electric motor is at low speed, thus the vehicle is moving at low speed, the speed of the first electric motor must be possible up to the maximum speed. At higher speed of the first electric motor and thus higher driving speed of the vehicle, it is possible to reduce the speed of the second electric motor. This is because hydraulics for the bucket and hoist do not have to be moved quickly at higher speeds. It is essential, however, that a minimum speed for the steering is maintained. By lowering the rotational speed of the second electric motor as a function of the rotational speed of the first electric motor and thus as a function of the driving speed, the efficiency of the system is increased. The reduction of the rotational speed of the second electric motor as a function of the rotational speed of the first electric motor is in 7 shown.

Fig. 7:Fig. 7:

Die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors ist auf der Ordinate aufgezeichnet und die Drehzahl des ersten elektrischen Motors ist auf der Abszisse aufgeführt. Bis zum Punkt 35 befindet sich das Fahrzeug noch bei geringen Fahrgeschwindigkeiten und die maximal mögliche Drehzahl des zweiten elektrischen Motors, welche durch die Kennlinie 36 dargestellt ist, wird nicht reduziert. Die Linie 37 zeigt die maximale Drehzahl des ersten elektrischen Motors beziehungsweise die maximale Fahrgeschwindigkeit im langsamen Fahrbereich und die Linie 38 zeigt die maximale mögliche Drehzahl des ersten elektrischen Motors beziehungsweise die maximale Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs im schnellen Fahrbereich. Die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors wird bis zum Punkt 39 reduziert, um eine ausreichende Fördermenge für die Lenkung zu gewährleisten.The speed of the second electric motor is plotted on the ordinate and the speed of the first electric motor is indicated on the abscissa. To the point 35 the vehicle is still at low speeds and the maximum possible speed of the second electric motor, which by the characteristic 36 is shown is not reduced. The line 37 shows the maximum speed of the first electric motor or the maximum speed in the slow driving range and the line 38 shows the maximum possible speed of the first electric motor or the maximum driving speed of the vehicle in the fast driving range. The speed of the second electric motor will be to the point 39 reduced to ensure a sufficient flow for the steering.

Fig. 8:Fig. 8:

Bei Verwendung von zusätzlichen Sensoren entweder direkt am Hubwerk beziehungsweise der Schaufel oder am Multifunktionshebel, mittels welchem sich das Hubwerk und die Schaufel ansteuern lässt, lässt sich die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors entsprechend dem Bedarf weiter anpassen. Hierbei bleiben die Abhängigkeiten der Drehzahlvorgabe für den zweiten elektrischen Motor zur Fahrpedalstellung und zur Drehzahl des ersten elektrischen Motors bestehen. Zusätzlich wird jedoch die Information der Sensoren der Betätigung des Hubwerks und der Schaufel verwendet. Diese Sensoren liefern entsprechend der Betätigung ein Signal, welches beispielsweise ein proportionales Signal sein kann. Diese Sensorsignale werden kalibriert und interpretiert. Beide Signale können Werte von -100% bis +100% annehmen, wobei für die Hubbewegung das Sensorsignal für maximales Absenken beispielsweise auf -100% kalibriert sein kann und für das maximale Anheben der Hubbewegung auf 100% kalibriert sein kann. Für die Schaufelbewegung bedeutet ein Sensorsignal von -100% ein maximales Auskippen der Schaufel und ein Sensorsignal von +100% ein maximales Einkippen der Schaufel. Wird der Multifunktionshebel nicht betätigt, somit keine Bewegung der Arbeitsausrüstung beziehungsweise des Hubwerks und der Schaufel angefordert, liefern die Sensoren jeweils ein Signal von 0%. Für die Drehzahlvorgabe des zweiten elektrischen Motors soll jeweils der größte Betrag der beiden Sensorsignale verwendet werden. 8 zeigt die Abhängigkeit der Drehzahlvorgabe für den zweiten elektrischen Motor von der Drehzahl des ersten elektrischen Motors und dem Signal der Sensoren der Arbeitsausrüstung. Auf der Ordinate ist hierbei die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors aufgetragen und auf der Abszisse ist die Drehzahl des ersten elektrischen Motors aufgetragen. Die Linie 40 zeigt eine Anhebung der Drehzahl des zweiten elektrischen Motors bei gleichzeitiger Reduzierung der Drehzahl des ersten elektrischen Motors. Die Linie 37 ist hierbei die maximal erreichbare Drehzahl des ersten elektrischen Motors im langsamen Fahrbereich und die Linie 38 ist hierbei die maximal erreichbare Drehzahl des ersten elektrischen Motors im schnellen Fahrbereich. Die Kennlinie 36 mit den Punkten 35 und 39 entspricht der Kennlinie 36 der 7. Diese Drehzahl wird nun je nach Sensorsignal der Hubausrüstung bis zur Linie 40 reduziert. Dies ist mit dem Pfeil 41 dargestellt.When using additional sensors either directly on the hoist or the blade or on the multi-function lever, by means of which the hoist and the blade can be controlled, the speed of the second electric motor can be further adjusted according to demand. Here, the dependencies of the speed specification for the second electric motor for accelerator pedal position and the speed of the first electric motor remain. In addition, however, the information of the sensors of the operation of the hoist and the blade is used. These sensors provide a signal corresponding to the actuation for example, may be a proportional signal. These sensor signals are calibrated and interpreted. Both signals can take values from -100% to + 100%, for which the sensor signal for maximum lowering can be calibrated, for example, to -100% and calibrated to 100% for the maximum lifting of the lifting movement. For the blade movement, a sensor signal of -100% means a maximum tilting of the blade and a sensor signal of + 100% a maximum tip-in of the blade. If the multi-function lever is not actuated, thus no movement of the working equipment or the hoist and the bucket is requested, the sensors each deliver a signal of 0%. For the speed specification of the second electric motor in each case the largest amount of the two sensor signals should be used. 8th shows the dependence of the speed specification for the second electric motor on the speed of the first electric motor and the signal of the sensors of the work equipment. On the ordinate here the speed of the second electric motor is plotted and on the abscissa the speed of the first electric motor is plotted. The line 40 shows an increase in the speed of the second electric motor while reducing the speed of the first electric motor. The line 37 Here is the maximum achievable speed of the first electric motor in the slow driving range and the line 38 Here is the maximum achievable speed of the first electric motor in the fast driving range. The characteristic 36 with the points 35 and 39 corresponds to the characteristic 36 the 7 , This speed will now be up to the line depending on the sensor signal of the lift equipment 40 reduced. This is with the arrow 41 shown.

Fig. 9:Fig. 9:

In 9 wird die Reduzierung der Drehzahl des zweiten elektrischen Motors in Abhängigkeit der Sensoren der Arbeitsausrüstung wie in 7 beschrieben dargestellt. Dabei entspricht das Diagramm dem Diagramm nach 6 und mit dem Pfeil 42 ist dargestellt, dass sich die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors in Abhängigkeit der Signale der Sensoren der Arbeitsausrüstung reduziert. Es besteht nur die Möglichkeit, die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors bis zur Linie 43 zu reduzieren.In 9 is the reduction of the speed of the second electric motor depending on the sensors of the work equipment as in 7 described described. The diagram corresponds to the diagram 6 and with the arrow 42 It is shown that the rotational speed of the second electric motor is reduced in dependence on the signals of the sensors of the working equipment. There is only the possibility of the speed of the second electric motor to the line 43 to reduce.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Radladerwheel loaders
22
Batteriebattery
33
erster elektrischer Motorfirst electric motor
44
zweiter elektrischer Motorsecond electric motor
55
Fahrzeugrädervehicle wheels
66
Pumpepump
77
Hubwerkhoist
88th
Leistungselektronikpower electronics
99
Leistungselektronikpower electronics
1010
Ventilevalves
1111
Aktuatorenactuators
1212
Sensorsensor
1313
Leitungmanagement
1414
Displaydisplay
1515
Recheneinheitcomputer unit
1616
Bremspedalbrake pedal
1717
Fahrpedalaccelerator
1818
Parkbremseparking brake
1919
MultifunktionshebelMulti-function lever
2020
FahrpedalsignalAccelerator pedal signal
2121
Drehmomenttorque
2222
Drehzahlnumber of revolutions
2323
Drehmoment 0Torque 0
2424
maximales Drehmomentmaximum torque
2525
Schnittpunktintersection
2626
MaximaldrehzahlMaximum speed
2727
Linieline
2828
BremspedalsignalBrake pedal signal
2929
erster Teilfirst part
3030
Kennliniecurve
3131
PunktPoint
3232
PunktPoint
3333
Kennliniecurve
3434
MaximaldrehzahlMaximum speed
3535
PunktPoint
3636
Kennliniecurve
3737
Kennliniecurve
3838
Linieline
3939
PunktPoint
4040
Linieline
4141
Pfeilarrow
4242
Pfeilarrow
4343
Linieline

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2015/0197239 A1 [0003]US 2015/0197239 A1 [0003]
  • EP 3130708 A1 [0003]EP 3130708 A1 [0003]

Claims (14)

Antrieb für eine Arbeitsmaschine, wobei der Antrieb eine Recheneinheit aufweist, mittels welcher ein erster elektrischer Motor (3) zum Antrieb der Fahrzeugräder (5) und ein zweiter elektrischer Motor (4) zum Antrieb einer Arbeitsausrüstung (11) ansteuerbar ist, wobei die Recheneinheit ein Signal verarbeitet, welches einer Position eines Fahrpedals (17) entspricht und der erste elektrische Motor (3) und der zweite elektrische Motor (4) getrennt voneinander ansteuerbar sind und der erste elektrische Motor (3) in Abhängigkeit des Signals der Position des Fahrpedals (11) ansteuerbar ist.Drive for a work machine, wherein the drive has a computing unit, by means of which a first electric motor (3) for driving the vehicle wheels (5) and a second electric motor (4) for driving a working equipment (11) can be controlled, wherein the arithmetic unit a Processed signal which corresponds to a position of an accelerator pedal (17) and the first electric motor (3) and the second electric motor (4) are controlled separately and the first electric motor (3) in dependence of the signal of the position of the accelerator pedal (11 ) is controllable. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Speichereinheit Kennlinien für einen schnellen Fahrbereich vom Stillstand der Arbeitsmaschine bis zur maximalen Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine gespeichert sind, wobei jede Kennlinie eine Position des Fahrpedals (11) abbildet und dabei aus jeder Kennlinie eine Drehzahl für den ersten elektrischen Motor (3) in Abhängigkeit des Drehmoments des ersten elektrischen Motors (3) ableitbar ist.Drive to Claim 1 characterized in that stored in a memory unit characteristic curves for a fast driving range from standstill of the working machine to the maximum speed of the working machine, each characteristic a position of the accelerator pedal (11) is shown and thereby from each characteristic a speed for the first electric motor ( 3) as a function of the torque of the first electric motor (3) can be derived. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kennlinie so ausgebildet ist, dass bei Stillstand des ersten elektrischen Motors (3) jeder Kennlinie ein Drehmoment zugeordnet ist, wobei die bei vollbetätigtem Fahrpedal (11) abgelegte Kennlinie bei Stillstand des ersten elektrischen Motors (3) das maximal erreichbare Drehmoment ausgibt und die bei weniger betätigtem Fahrpedal (11) abgelegte Kennlinie bei Stillstand des ersten elektrischen Motors (3) ein geringeres Drehmoment ausgibt, wobei jeweils bei geringer betätigtem Fahrpedal auch das ausgegebene Drehmoment sich verringert.Drive to Claim 2 , characterized in that each characteristic is formed so that at standstill of the first electric motor (3) each characteristic is associated with a torque, wherein the fully actuated accelerator pedal (11) stored characteristic at standstill of the first electric motor (3) the maximum achievable Outputs torque and the less-actuated accelerator pedal (11) stored characteristic at standstill of the first electric motor (3) outputs a lower torque, each with a low accelerator pedal and the output torque is reduced. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kennlinie so ausgebildet ist, dass bei einem Zustand, bei welchem der erste elektrische Motor (3) kein Drehmoment abgibt, jede Kennlinie eine Drehzahl des ersten elektrischen Motors (3) ausgibt, wobei die bei vollbetätigtem Fahrpedal (11) abgelegte Kennlinie die maximal erreichbare Drehzahl ausgibt und die bei weniger betätigtem Fahrpedal abgelegte Kennlinie eine geringere Drehzahl ausgibt.Drive to Claim 2 characterized in that each characteristic curve is designed in such a way that in a state in which the first electric motor (3) does not output any torque, each characteristic curve outputs a rotational speed of the first electric motor (3), wherein the fully actuated accelerator pedal (11) stored characteristic curve outputs the maximum achievable speed and the stored at less actuated accelerator pedal outputs a lower speed. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Speichereinheit Kennlinien für einen langsamen Fahrbereich vom Stillstand der Arbeitsmaschine bis zu einer Geschwindigkeit, welche kleiner ist als die maximale Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine gespeichert sind, wobei jede Kennlinie eine Position des Fahrpedals (11) abbildet und dabei aus jeder Kennlinie eine Drehzahl für den ersten elektrischen Motor (3) in Abhängigkeit eines Drehmoments des ersten elektrischen Motors ableitbar ist.Drive to Claim 1 , characterized in that stored in a memory unit characteristic curves for a slow driving range from standstill of the working machine to a speed which is less than the maximum speed of the working machine, each characteristic of a position of the accelerator pedal (11) and images of each characteristic a speed for the first electric motor (3) in dependence on a torque of the first electric motor is derivable. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kennlinie so ausgebildet ist, dass bei Stillstand des ersten elektrischen Motors (3) jeder Kennlinie ein Drehmoment zugeordnet ist, wobei die bei vollbetätigtem Fahrpedal (11) abgelegte Kennlinie bei Stillstand des ersten elektrischen Motors (3) das maximal erreichbare Drehmoment ausgibt und die bei weniger betätigtem Fahrpedal (11) abgelegte Kennlinie bei Stillstand des ersten elektrischen Motors (3) ein geringeres Drehmoment ausgibt, wobei jeweils bei geringer betätigtem Fahrpedal (11) auch das ausgegebene Drehmoment sich verringert.Drive to Claim 5 , characterized in that each characteristic is formed so that at standstill of the first electric motor (3) each characteristic is associated with a torque, wherein the fully actuated accelerator pedal (11) stored characteristic at standstill of the first electric motor (3) the maximum achievable Outputs torque and the less-actuated accelerator pedal (11) stored characteristic at standstill of the first electric motor (3) outputs a lower torque, each with a low actuated accelerator pedal (11) and the output torque is reduced. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kennlinie so ausgebildet ist, dass bei einem Zustand, bei welchem der erste elektrische Motor (3) kein Drehmoment abgibt, jede Kennlinie eine Drehzahl des ersten elektrischen Motors ausgibt, wobei die bei vollbetätigtem Fahrpedal (11) abgelegte Kennlinie eine Drehzahl ausgibt, welche kleiner ist als die maximal erreichbare Drehzahl im schnellen Fahrbereich und die bei weniger betätigtem Fahrpedal abgelegte Kennlinie eine noch geringere Drehzahl ausgibt.Drive to Claim 5 , characterized in that each characteristic is formed so that in a state in which the first electric motor (3) outputs no torque, each characteristic outputs a rotational speed of the first electric motor, wherein the fully actuated accelerator pedal (11) stored a characteristic Outputting speed which is smaller than the maximum achievable speed in the fast driving range and the characteristic curve stored with less activated accelerator pedal outputs an even lower rotational speed. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit ein Signal einer Position eines Bremspedals (16) verarbeitet, wobei in Abhängigkeit des Signals der Position des Bremspedals (16) das Signal der Position des Fahrpedals (11) so verändert wird, dass bei betätigtem Bremspedal (16) das Signal des Fahrpedals (11) einer Position des Fahrpedals (11) entspricht, welche kleiner ist als die Position des Fahrpedals (11) bei nichtbetätigtem Bremspedal (16).Drive to Claim 1 characterized in that the arithmetic unit processes a signal of a position of a brake pedal (16), wherein the signal of the position of the accelerator pedal (11) is changed in dependence on the signal of the position of the brake pedal (16) so that when the brake pedal (16) is actuated the signal of the accelerator pedal (11) corresponds to a position of the accelerator pedal (11) which is smaller than the position of the accelerator pedal (11) when the brake pedal (16) is not actuated. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (4) in Abhängigkeit der Drehzahl des ersten elektrischen Motors (3) ansteuerbar ist.Drive to Claim 1 , characterized in that the rotational speed of the second electric motor (4) in dependence on the rotational speed of the first electric motor (3) can be controlled. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (4) in Abhängigkeit der Position des Fahrpedals (11) ansteuerbar ist.Drive to Claim 1 , characterized in that the rotational speed of the second electric motor (4) in dependence of the position of the accelerator pedal (11) can be controlled. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (4) bei nichtbetätigtem Fahrpedal (11) größer 0 ist.Drive to Claim 10 , characterized in that the rotational speed of the second electric motor (4) is greater than 0 when the accelerator pedal (11) is not actuated. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (4) bei einer Drehzahl des ersten elektrischen Motors (3) zwischen größer 0 und der maximal erreichbaren Drehzahl des ersten elektrischen Motors (3) so angesteuert wird, dass die maximale Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (4) nicht erreicht wird.Drive to Claim 10 , characterized in that the rotational speed of the second electric motor (4) at a rotational speed of the first electric motor (3) between greater than 0 and the maximum achievable rotational speed of the first electric motor (3) is driven so that the maximum speed of the second electric motor (4) is not reached. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (4) bei einer Drehzahl des ersten elektrischen Motors (3) zwischen 0 und einer Drehzahl unterhalb der maximal erreichbaren Drehzahl des ersten elektrischen Motors (3) so angesteuert wird, dass die maximale Drehzahl des zweiten elektrischen Motors erreicht wird.Drive to Claim 10 , characterized in that the rotational speed of the second electric motor (4) at a rotational speed of the first electric motor (3) between 0 and a speed below the maximum achievable speed of the first electric motor (3) is driven so that the maximum speed of second electric motor is achieved. Radlader mit einem ersten elektrischen Motor (3) und einem zweiten elektrischen Motor (4) und einem Antriebsstrang nach Anspruch 1.Wheel loader with a first electric motor (3) and a second electric motor (4) and a drive train to Claim 1 ,
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