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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrantriebssystem für eine Arbeitsmaschine. Die Erfindung betrifft zudem eine Arbeitsmaschine mit solch einem Fahrantriebssystem. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrantriebssystems für eine Arbeitsmaschine und eine Steuereinrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens.
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Herkömmliche Antriebsstränge für Arbeitsmaschinen können einen Verbrennungsmotor und ein damit mechanisch wirkverbundenes Getriebe mit mehreren Gängen aufweisen. Der Verbrennungsmotor kann in Abhängigkeit einer angeforderten Leistung in unterschiedlichen Betriebspunkten betrieben werden, wobei der Betriebspunkt unter Berücksichtigung von Kraftstoffeffizienzerwägungen gewählt werden kann. Ferner sind elektrisch angetriebene Arbeitsmaschinen bekannt.
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Die Erfindung bezieht sich in einem Aspekt auf ein Fahrantriebssystem für eine Arbeitsmaschine. Das Fahrantriebssystem kann als ein elektrisches Fahrantriebssystem für eine elektrisch betreibbare Arbeitsmaschine ausgebildet sein. Das Fahrantriebssystem ist zum Fortbewegen der Arbeitsmaschine ausgebildet. Der Fahrantrieb der Arbeitsmaschine kann ein Fahrwerk antreiben, mit welchem die Arbeitsmaschine bewegt werden kann. Bei der Arbeitsmaschine kann es sich um eine selbstfahrende Arbeitsmaschine (sfAM) handeln. Bei der Arbeitsmaschine kann es sich daher um eine mobile Arbeitsmaschine handeln. Die Arbeitsmaschine kann als eine batteriebetriebene Arbeitsmaschine beziehungsweise als eine sogenannte BEV-Arbeitsmaschine ausgebildet sein. Die Arbeitsmaschine kann als ein Fahrzeug ausgebildet sein, welches zum Durchführen von mindestens einer Arbeitsaufgabe ausgebildet ist, welche nicht zum Befördern von Personen und/oder Gütern bestimmt ist. Die Arbeitsmaschine kann hierfür eine Arbeitseinrichtung beziehungsweise ein Arbeitswerkzeug aufweisen. Zum Antreiben der Arbeitseinrichtung kann die Arbeitsmaschine einen Arbeitsantrieb aufweisen. Bei der Arbeitsmaschine kann es sich um eine Baumaschine und/oder um eine Landmaschine handeln. Beispielsweise ist die Arbeitsmaschine ein Radlader, ein Traktor, ein Betonmischer, ein Müllfahrzeug oder ein Kühlfahrzeug. Bei der Arbeitsmaschine kann es sich um eine automatisiert betreibbare Arbeitsmaschine handeln, welche ferngesteuert werden kann. Die automatisiert betreibbare Arbeitsmaschine kann als eine autonome Arbeitsmaschine ausgebildet sein.
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Das Fahrantriebssystem weist mindestens einen Elektromotor und eine Getriebeeinrichtung auf. Ein Fahrantrieb der Arbeitsmaschine kann über die Getriebeeinrichtung und den mindestens einen Elektromotor angetrieben werden. Ferner kann ein Arbeitsantrieb der Arbeitsmaschine über eine Kupplung durch den mindestens einen Elektromotor angetrieben werden. Der mindestens eine Elektromotor kann von einer Energiequelle mit Energie versorgt werden. Bei der Energiequelle kann es sich um eine Batterie und/oder um eine Brennstoffzelle handeln, welche auf der Arbeitsmaschine angeordnet sein kann. Der Elektromotor kann als eine Asynchronmaschine, eine Synchronmaschine und/oder eine Reluktanzmaschine ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann der mindestens eine Elektromotor jedes bekannte Elektromotorkonzept aufweisen, welches dafür ausgelegt ist, einen Fahrantrieb einer Arbeitsmaschine anzutreiben.
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Die Arbeitsmaschine kann ferner zwei Elektromotoren aufweisen, welche von einer Energiequelle oder von zwei Energiequellen mit Energie versorgt werden können. Der Fahrantrieb der Arbeitsmaschine kann über die Getriebeeinrichtung durch mindestens einen der beiden Elektromotoren angetrieben werden. Der Arbeitsantrieb der Arbeitsmaschine kann ebenfalls über die Getriebeeinrichtung durch mindestens den anderen der beiden Elektromotoren angetrieben werden. Wird der Fahrantrieb und/oder der Arbeitsantrieb von beiden Elektromotoren angetrieben, kann der zweite Elektromotor eine den ersten Elektromotor unterstützende Antriebsleistung bereitstellen. Die Getriebeeinrichtung kann damit eingangsseitig mit zwei Elektromotoren und ausgangsseitig mit zwei unabhängigen Maschinenantrieben, beispielsweise einem Fahrantrieb und einem Arbeitsantrieb, verbunden sein. Die Getriebeeinrichtung kann somit beispielsweise ausgebildet sein, um zwei eingangsseitige Motordrehzahlen von zwei Elektromotoren auf zwei ausgangsseitige Drehzahlen für zwei Maschinenantriebe zu übersetzen.
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Das Fahrantriebssystem weist zudem eine Steuereinrichtung auf, welche eingerichtet ist, um eine Übersetzung der Getriebeeinrichtung in Abhängigkeit einer Fahranforderung und unter Berücksichtigung von einem jeweiligen Kennfeld des mindestens einen Elektromotors zu wählen. Unter einer Einrichtung einer Steuereinrichtung zum Durchführen eines Schritts wird die spezifische Herrichtung, beispielsweise Programmierung, der Steuereinrichtung zum Durchführen des Schritts verstanden. Die Fahranforderung und das jeweilige Kennfeld können somit Eingangsgrößen für die Steuereinrichtung darstellen, welche von dieser über mindestens eine Schnittstelle eingelesen werden können. Die Steuereinrichtung kann ferner eine Schnittstelle zum Ausgeben eines Steuerbefehls an die Getriebeeinrichtung aufweisen. Der Steuerbefehl kann ein gewähltes und von der Getriebeeinrichtung bereitstellbares Übersetzungsverhältnis aufweisen. Die Steuereinrichtung kann ferner als Getriebesteuerung nur dazu eingerichtet sein, die Übersetzung der Getriebeeinrichtung einzustellen. Die Steuereinrichtung kann als Fahrstrategiesteuerung beziehungsweise als Fahrstrategieregler fungieren.
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Die Fahranforderung kann von einer Fahrsituation der Arbeitsmaschine abhängen. So kann sich die Fahranforderung aus einer vordefinierten und automatisierten Bewegung der Arbeitsmaschine ergeben und/oder von einer Steuerung der Arbeitsmaschine vorgegeben werden. Die Fahranforderung kann eine Leistungsanforderung für den Fahrantrieb der Arbeitsmaschine aufweisen. Die Leistungsanforderungen kann eine Solldrehzahl und/oder ein Sollmoment, beispielsweise an einem bestimmten Ort, in dem Fahrantrieb aufweisen. Die Solldrehzahl und/oder das Sollmoment des Fahrantriebs kann einer/einem von der Getriebeeinrichtung bereitgestellten Abtriebsdrehzahl/Abtriebsmoment entsprechen. Die Fahranforderung kann von einem Fahrer der Arbeitsmaschine, beispielsweise durch ein Betätigen eines Bedienelements, vorgegeben werden. Erfolgt die Fahranforderung durch einen Fahrer, kann diese eine Stellung eines Gaspedals oder eines Bremspedals aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahranforderung von einer Steuereinrichtung vorgegeben werden, die auf der Arbeitsmaschine und/oder örtlich getrennt von der Arbeitsmaschine vorgesehen sein kann.
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Das mindestens eine Kennfeld des mindestens einen Elektromotors kann mindestens ein Wirkungsgradkennfeld des mindestens einen Elektromotors aufweisen. Ein Wirkungsgrad des mindestens einen Elektromotors kann durch das Kennfeld in Abhängigkeit von mindestens einer Motordrehzahl und mindestens einem Motordrehmoment definiert sein. Die Übersetzung der Getriebeeinrichtung kann somit zum Bereitstellen der Fahranforderung mit der Steuereinrichtung derart gewählt werden, dass der mindestens eine Elektromotor in einem jeweiligen Betriebspunkt betrieben wird, welcher einen optimierten Wirkungsgrad aufweist. Der Betriebspunkt des mindestens einen Elektromotors kann beispielsweise in einem Teillastbereich von dessen Kennfeld liegen.
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Weist die Arbeitsmaschine zwei Elektromotoren auf, kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, um eine Übersetzung der Getriebeeinrichtung in Abhängigkeit der Fahranforderung und unter Berücksichtigung von dem jeweiligen Kennfeld der zwei Elektromotoren zu wählen. Basierend auf den beiden Kennfeldern kann ein kombiniertes beziehungsweise überlagertes Kennfeld der beiden Elektromotoren berücksichtigt werden. Das kombinierte Kennfeld kann ein kombiniertes Wirkungsgradkennfeld der zwei Elektromotoren aufweisen. Ein kombinierter Gesamtwirkungsgrad der zwei Elektromotoren kann durch das kombinierte Kennfeld in Abhängigkeit der jeweiligen Motordrehzahlen und Motordrehmomenten definiert sein. Die Übersetzung der Getriebeeinrichtung kann somit zum Bereitstellen der Fahranforderung mit der Steuereinrichtung derart gewählt werden, dass die beiden Elektromotoren in einem jeweiligen Betriebspunkt mit einem optimierten Gesamtwirkungsgrad betrieben werden können. Die beiden Elektromotoren müssen dabei nicht zwingend mit einem jeweiligen motorenspezifisch optimierten Wirkungsgrad betrieben werden. Somit kann in vorteilhafter Weise durch die Wahl der Übersetzung der Getriebeeinrichtung ein Gesamtwirkungsgrad von mindestens zwei Elektromotoren auf einer Arbeitsmaschine optimiert werden.
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Das Fahrantriebssystem der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein Fortbewegen mit einer elektrifizierten Arbeitsmaschine in einer energieeffizienten Art und Weise. Genauer gesagt kann mit dem Fahrantriebssystem der vorliegenden Erfindung eine Fahranforderung effizient umgesetzt werden. Der Fahrantrieb der Arbeitsmaschine kann somit in einer leistungsoptimierten Weise betrieben werden, wodurch eine von einer Energiequelle verfügbare Leistung effizient zum Bewegen der Arbeitsmaschine genutzt werden kann.
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Nach einer Ausführungsform des Fahrantriebssystems weist die Getriebeeinrichtung des Fahrantriebssystems mindestens zwei Getriebeeinheiten auf. Das Wählen der Übersetzung der Getriebeeinrichtung kann so das Wählen von zwei wählbaren Übersetzungen von den mindestens zwei Getriebeeinheiten aufweisen. Die mindestens zwei Getriebeeinheiten können ausgebildet sein, um mindestens zwei eingangsseitige Drehzahlen von mindestens zwei Elektromotoren auf mindestens zwei ausgangsseitige Drehzahlen für mindestens zwei Maschinenantriebe zu übersetzen. Eine Getriebeeinheit kann vorgesehen sein, um eine Motordrehzahl von einem Elektromotor auf eine Drehzahl für den Fahrantrieb zu übersetzen. Eine weitere Getriebeeinheit kann vorgesehen sein, um eine Motordrehzahl von einem weiteren Elektromotor auf eine Drehzahl für den Arbeitsantrieb zu übersetzen. Die mindestens zwei Getriebeeinheiten können miteinander über eine mechanische Wirkverbindung verbunden sein. Die mechanische Wirkverbindung kann einen mechanischen Leistungsfluss in der Getriebeeinrichtung zwischen den mindestens zwei Getriebeeinheiten ermöglichen. Ein Vorteil eines Leistungsflusses zwischen den mindestens zwei Getriebeeinheiten kann darin bestehen, dass dem Fahrantrieb zusätzlich zu einer Antriebsleistung eines Elektromotors eine weitere Antriebsleistung eines weiteren Elektromotors unterstützend zugeführt werden kann. Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um eine jeweilige Übersetzung der mindestens zwei Getriebeeinheiten so zu wählen, dass ein Gesamtwirkungsgrad des Fahrantriebssystems optimiert wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Fahrantriebssystems ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um die Übersetzung der Getriebeeinrichtung unter Berücksichtigung von einem Lastzustand von mindestens einem von einem Fahrantrieb und einem Arbeitsantrieb zu wählen. Bei dem Lastzustand kann es sich um einen aktuellen Ist-Lastzustand von mindestens einem der genannten Antriebe handeln. Der Lastzustand kann ein aktuell anliegendes Drehmoment und/oder eine aktuell anliegende Drehzahl aufweisen, das/die beispielsweise mit einem Sensor ermittelt werden kann. Der Lastzustand kann ein zum Bewegen der Arbeitsmaschine angefordertes Sollmoment in dem Fahrantrieb aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Lastzustand ein zum Betätigen der Arbeitseinrichtung angefordertes Moment in dem Arbeitsantrieb aufweisen. Die Arbeitseinrichtung der Arbeitsmaschine kann eine Arbeitshydraulik aufweisen, wobei der Lastzustand einen Lastzustand einer Arbeitshydraulik der Arbeitseinrichtung aufweisen kann. Folglich können aktuelle Lastzustände an mindestens einem Antrieb der Arbeitsmaschine beim Ansteuern der Getriebeeinrichtung mit der Steuereinrichtung berücksichtigt werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des Fahrantriebssystems ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um die Übersetzung der Getriebeeinrichtung unter Berücksichtigung von einem Betriebszustand von einer mit einem Arbeitsantrieb wirkverbundenen Arbeitseinrichtung zu wählen. Der Betriebszustand kann einen Betriebszustand von einer Arbeitshydraulik oder von einem Arbeitswerkzeug der Arbeitseinrichtung aufweisen. Der Betriebszustand kann eine Lage, eine Bewegung und/oder einen Füllzustand des Arbeitswerkzeugs aufweisen. Bei dem Arbeitswerkzeug kann es sich beispielsweise um ein Hubgerüst und/oder eine Schaufel handeln. Somit kann die Getriebeeinrichtung unter Berücksichtigung einer aktuellen Arbeitssituation derart angesteuert werden, dass auch während der aktuellen Arbeitssituation der mindestens eine Elektromotor in einem optimierten Betriebspunkt betrieben werden kann. Handelt es sich bei der Arbeitsmaschine um einen Radlader, kann der Betriebszustand des Hubgerüsts und/oder der Schaufel beispielsweise während eines Rise-Runs des Radladers berücksichtigt werden, bei dem der Radlader anfährt und gleichzeitig die Schaufel hebt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des Fahrantriebssystems ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um die Übersetzung der Getriebeeinrichtung unter Berücksichtigung von einer über der Getriebeeinrichtung in dem Fahrantriebssystem ausgebildeten Leistungsflussverteilung zu wählen. Die Arbeitsmaschine kann eine Leistungsflusssteuerung, beispielsweise einen Leistungsregler, aufweisen. Ein aktueller Leistungsfluss von einer Energiequelle zu dem mindestens einen Elektromotor, ein aktueller Leistungsfluss von dem mindestens einen Elektromotor zu der Getriebeeinrichtung, beispielsweise zu einzelnen Getriebeeinheiten der Getriebeeinrichtung, und/oder ein aktueller Leistungsfluss über die Getriebeeinrichtung zu dem Fahrantrieb und/oder zu dem Arbeitsantrieb können so beim Ansteuern der Getriebeeinrichtung durch die Steuereinrichtung berücksichtigt werden. Eine von dem mindestens einen Elektromotor zu einem bestimmten Zeitpunkt maximal bereitstellbare Leistung kann daher beim Wählen der Übersetzung der Getriebeeinrichtung berücksichtigt werden. In vorteilhafter Weise kann damit unabhängig von einem optimalen Betriebspunkt des Elektromotors auch ein Leistungsfluss zu einer bestimmten Komponente reserviert werden. Beispielsweise kann so eine Leistungsreserve für die Arbeitseinrichtung über die Getriebeeinrichtung unabhängig von einem optimierten Fahrbetrieb der Arbeitsmaschine ständig vorgehalten werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des Fahrantriebssystems ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um die Übersetzung der Getriebeeinrichtung unter Berücksichtigung von einem kumulierten Belastungszustand der Getriebeeinrichtung zu wählen. Der kumulierte Belastungszustand kann mindestens einen kumulierten Belastungszustand für mindestens einen Übersetzungsbereich, beispielsweise für mindestens eine Gangstufe der Getriebeeinrichtung, aufweisen. Eine kumulierte Belastung der Getriebeeinrichtung kann so in vorteilhafter Weise über den wählbaren Übersetzungsbereich verteilt werden. Mit anderen Worten kann bei der Wahl der Übersetzung der Getriebeeinrichtung eine kumulierte Belastung eines Übersetzungsbereichs berücksichtigt werden, um eine Überlastung in diesem Übersetzungsbereich zu vermeiden. Die Steuereinrichtung kann somit in vorteilhafter Weise auch ein aktives Condition Monitoring ausführen. So kann eine Lebensdauer der Getriebeeinrichtung neben einer Effizienz des Fahrantriebssystems optimiert werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des Fahrantriebssystems ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um die Übersetzung des Getriebes unter Berücksichtigung von einem Temperaturzustand in dem Fahrantriebssystem zu wählen. Der Temperaturzustand kann eine aktuelle Temperatur von dem mindestens einen Elektromotor und/oder eine aktuelle Temperatur in der Getriebeeinrichtung, beispielsweise in einer oder allen Getriebeeinheiten der Getriebeeinrichtung, aufweisen. So kann mit dem Fahrantriebssystem neben einem effizienten Betrieb auch ein Thermomanagement durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Elektromotor durch eine Änderung der Übersetzung in der Getriebeeinrichtung in einem Dauerbetriebsmodus (S1-Modus) auf der sogenannten S1-Kurve des Elektromotors betrieben werden. Hierfür kann die Getriebeeinrichtung in ihrem niedrigsten Gang, beispielsweise in einem Crawler-Gang, betrieben werden. Ein Betrieb des Elektromotors im sogenannten S2-Modus, der mit einer höheren Wärmeentwicklung einhergeht, kann hierdurch durch entsprechendes Einstellen der Getriebeeinrichtung vermieden werden.
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Die Erfindung bezieht sich in einem weiteren Aspekt auf eine Arbeitsmaschine mit einem Fahrantriebssystem gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung bezieht sich in einem weiteren Aspekt auf ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrantriebssystems für eine Arbeitsmaschine, welche mindestens einen Elektromotor und eine Getriebeeinrichtung aufweist. In einem Schritt des Verfahrens wird ein Einlesen einer Fahranforderung ausgeführt. Das Einlesen kann ein Übermitteln der Fahranforderung an eine Steuereinrichtung oder ein Abfragen der Fahranforderung durch die Steuereinrichtung aufweisen. In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird ein Wählen einer Übersetzung der Getriebeeinrichtung in Abhängigkeit der eingelesenen Fahranforderung und unter Berücksichtigung eines jeweiligen Kennfelds des mindestens einen Elektromotors ausgeführt. Die Erfindung bezieht sich in einem weiteren Aspekt auf eine Steuereinrichtung, welche eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt durchzuführen. Bei der Steuereinrichtung kann es sich um die zum ersten Aspekt beschriebenen Steuereinrichtung handeln. Hinsichtlich des Verständnisses der einzelnen Merkmale und deren Vorteile wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
- 1 zeigt schematisch ein Fahrantriebssystem mit weiteren Komponenten einer Arbeitsmaschine nach einer Ausführungsform der Erfindung.
- 2 zeigt schematisch eine Arbeitsmaschine mit einem Fahrantriebssystem und einer Steuereinrichtung nach einer jeweiligen Ausführungsform der Erfindung.
- 3 zeigt ein Ablaufdiagramm mit Schritten eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrantriebssystems für eine Arbeitsmaschine nach einer Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt schematisch ein Fahrantriebssystem 100 von einer in 2 gezeigten Arbeitsmaschine 200. Das in 1 gezeigte Fahrantriebssystem 100 weist zwei Elektromotoren 50, 60 und eine Energiequelle 70 auf. Die Energiequelle 70 versorgt den ersten Elektromotor 50 und den zweiten Elektromotor 60 mit Energie und ist hierfür mit den beiden Elektromotoren 50, 60 elektrisch verbunden. Für den ersten Elektromotor 50 ist ein erstes Kennfeld 51 in einer Speichereinheit 140 des Fahrantriebsystems 100 hinterlegt. Für den zweiten Elektromotor 60 ist ein zweites Kennfeld 61 in der Speichereinheit 140 des Fahrantriebsystems 100 hinterlegt. In einer alternativen Ausführungsform des Fahrantriebssystems 100 weist dieses lediglich einen der Elektromotoren 50, 60 auf, wobei lediglich das Kennfeld 51 beziehungsweise 61 des einen Elektromotors 50 beziehungsweise 60 in der Speichereinheit 140 hinterlegt ist.
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Das Fahrantriebssystem 100 weist zudem eine Getriebeeinrichtung 10 auf. Die Getriebeeinrichtung 10 umfasst zwei Getriebeeinheiten 30, 40. Die erste Getriebeeinheit 30 ist über einen ersten Getriebeeingang 12 des Getriebes 10 mit dem ersten Elektromotor 50 mechanisch verbunden. Die zweite Getriebeeinheit 40 ist über einen zweiten Getriebeeingang 22 mit dem zweiten Elektromotor 60 mechanisch verbunden. Die beiden Getriebeeinheiten 30, 40 sind zudem über eine mechanische Wirkverbindung 32 miteinander verbunden. In einer alternativen Ausführungsform des Fahrantriebssystems 100 weist dieses lediglich eine der beiden Getriebeeinheiten 30, 40 auf, welche über mindestens einen der beiden Getriebeeingänge 12 beziehungsweise 22 mit lediglich einem der Elektromotoren 50 beziehungsweise 60 mechanisch verbunden ist.
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Die Getriebeeinrichtung 10 des Fahrantriebssystems 100 ist über einen ersten Getriebeausgang 14 mit einem Fahrantrieb 80 der in 2 gezeigten Arbeitsmaschine 200 mechanisch verbunden. Der Fahrantrieb 80 ist mit einem Fahrwerk 82 zum Antreiben desselben mechanisch wirkverbunden. In einer Ausführungsform weist das Fahrwerk 82 die in der 2 gezeigten Räder 83 auf, welche mit dem Fahrantrieb 80 über das Fahrwerk 82 zum Bewegen der in 2 gezeigten Arbeitsmaschine 200 angetrieben werden. Die Getriebeeinrichtung 10 des Fahrantriebssystems 100 ist zudem über einen zweiten Getriebeausgang 24 mit einem Arbeitsantrieb 90 der in 2 gezeigten Arbeitsmaschine 200 mechanisch verbunden. Der Arbeitsantrieb 90 ist mit einer Arbeitseinrichtung 92 zum Antreiben derselben verbunden. In nicht gezeigten Ausführungsformen weist die Arbeitseinrichtung 92 eine rotatorisch antreibbare Trommel eines Betonmischers oder eine hydraulisch betätigbare Presse eines Müllfahrzeugs auf.
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Die Getriebeeinrichtung 10 des Fahrantriebssystems 100 ist ausgebildet, eine erste Motordrehzahl 52 des ersten Elektromotors 50 über die erste Getriebeeinheit 30 in eine erste Antriebsdrehzahl 54 des Fahrantriebs 80 zu übersetzen. Die Getriebeeinrichtung 10 ist zudem ausgebildet, um eine zweite Motordrehzahl 62 des zweiten Elektromotors 60 über die zweite Getriebeeinheit 40 in eine zweite Antriebsdrehzahl 64 des Arbeitsantriebs 90 zu übersetzen.
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Das Fahrantriebssystem 100 weist zudem eine Steuereinrichtung 110 zum Ansteuern der Getriebeeinrichtung 10 auf. Die Steuereinrichtung 110 ist hierfür mit den beiden Getriebeeinheiten 30, 40 über eine jeweilige Steuerungsschnittstelle 11, 111 der Getriebeeinrichtung 10 und der Steuereinrichtung 110 kommunikativ verbunden. Die Steuereinrichtung 110 steuert die beiden Getriebeeinheiten 30, 40 an, um in diesen eine jeweilige Übersetzung und damit eine Übersetzung der Getriebeeinrichtung 10 einzustellen.
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Ferner wird der Steuereinrichtung 110 eine Fahranforderung 122 über eine Anforderungsschnittstelle 112 von einem Fahranforderungsgeber 120 kommuniziert. In einer Ausführungsform ist die Fahranforderung 122 eine Bewegungsvorgabe für die Arbeitsmaschine 200. Die Steuereinrichtung 110 ermittelt unter Berücksichtigung der beiden in der Speichereinheit 140 hinterlegten Kennfelder 51, 61 der beiden Elektromotoren 50, 60 eine Übersetzung für jede der Getriebeeinheiten 30, 40 und überträgt diese an die Getriebeeinrichtung 10. Die Kennfelder 51, 61 werden hierfür der Steuereinrichtung 110 über eine jeweilige Kennfeldschnittstelle 114, 144 der Speichereinheit 140 und der Steuereinrichtung 110 kommuniziert.
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2 zeigt eine Arbeitsmaschine 200 mit dem zu 1 beschriebenen Fahrantriebssystem 100. Die Arbeitsmaschine 200 weist den Fahrantrieb 80 und das Fahrwerk 82 auf, welches Räder 83 aufweist. Die Arbeitsmaschine 200 weist zudem den Arbeitsantrieb 90 und die Arbeitseinrichtung 92 auf. Der Fahrantrieb 80 wird von der Energiequelle 70 über den ersten Elektromotor 50 und über die Getriebeeinrichtung 10 mit Energie in einem ersten Leistungsfluss 81 versorgt. Der Arbeitsantrieb 90 wird von der Energiequelle 70 über den zweiten Elektromotor 60 über die Getriebeeinrichtung 10 in einem zweiten Leistungsfluss 91 mit Energie versorgt. Die zwei Energieflüsse 81, 91 bilden in einer Ausführungsform zwei voneinander unabhängige Leistungsflüsse 81, 91. Die beiden Leistungsflüsse 81, 91 sind in einer weiteren Ausführungsform in der Getriebeeinrichtung 10 mit einer nicht gezeigten Leistungsflussverbindung über die in 1 gezeigte mechanischen Wirkverbindung 32 zwischen den beiden Getriebeeinheiten 30, 40 miteinander verbunden. Das Fahrantriebssystem 100 der Arbeitsmaschine 200 weist zudem die weiteren zu 1 beschriebenen Systemkomponenten auf.
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In 3 sind Schritte S1, S2 zum Ausführen eines Verfahrens zum Betreiben des in den 1 und 2 gezeigten Fahrantriebssystems 100 für die in 2 gezeigte Arbeitsmaschine 200 in einer zeitlichen Abfolge gezeigt. In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Einlesen der Fahranforderung 122 durch die Steuereinrichtung 110. In einem darauffolgenden zweiten Schritt S2 wird durch die Steuereinrichtung 110 eine Übersetzung der Getriebeeinrichtung 10, wie zu 1 beschrieben, gewählt. Dabei wird eine jeweilige Übersetzung der Getriebeeinheiten 30, 40 der Getriebeeinrichtung 10 gewählt. Die Übersetzung der Getriebeeinrichtung 10 wird in Abhängigkeit der durch die Steuereinrichtung 110 eingelesene Fahranforderung 122 gewählt. Die Übersetzung der Getriebeeinrichtung 10 wird zudem unter Berücksichtigung von mindestens einem eingelesenen Kennfeld 51, 61 der Elektromotoren 50, 60 gewählt.
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In 2 ist zudem eine Steuereinrichtung 130 gezeigt, welche mit dem Fahranforderungsgeber 120 und der Speichereinheit 140 kommuniziert, um die Getriebeeinrichtung 10 gemäß der Schritte S1, S2 anzusteuern und somit das beschriebene Verfahren durchzuführen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Getriebeeinrichtung
- 11, 111
- Steuerungsschnittstelle
- 12, 22
- Getriebeeingang
- 14, 24
- Getriebeausgang
- 30,40
- Getriebeeinheit
- 32
- mechanische Wirkverbindung
- 50, 60
- Elektromotor
- 51, 61
- Kennfeld
- 52, 62
- Motordrehzahl
- 54, 64
- Antriebsdrehzahl
- 70
- Energiequelle
- 80
- Fahrantrieb
- 81, 91
- Leistungsfluss
- 82
- Fahrwerk
- 90
- Arbeitsantrieb
- 92
- Arbeitseinrichtung
- 100
- Fahrantriebssystem
- 110, 130
- Steuereinrichtung
- 112
- Anforderungsschnittstelle
- 114, 144
- Kennfeldschnittstelle
- 120
- Fahranforderungsgeber
- 122
- Fahranforderung
- 140
- Speichereinheit
- 200
- Arbeitsmaschine
- S1
- Fahranforderung
- S2
- Übersetzungswahl
