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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, einen Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8 sowie eine entsprechende Arbeitsmaschine.
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Im Stand der Technik sind elektrisch angetriebene Arbeitsmaschinen, wie etwa Radlader, Kompaktlader, Teleskoplader, Dumper oder auch Bagger, bekannt. Derartige elektrisch angetriebene Arbeitsmaschinen sind entweder reinelektrisch angetrieben, d.h. sie verfügen für ihre Energieversorgung ausschließlich über eine elektrische Batterie bzw. einen elektrischen Akkumulator. Oder aber sie sind diesel-elektrisch angetrieben, was bedeutet, dass die benötigte Energie von einem dieselgetriebenen Generator, üblicherweise in Verbindung mit einem elektrischen Pufferspeicher, wie z.B. einem entsprechend dimensionierten Kondensator, bereitgestellt wird. In beiden Fällen jedoch wird die für den Fahrantrieb und den Arbeitsantrieb benötigte mechanische Leistung von einem oder mehreren Elektromotoren erbracht. Weiterhin sind auch hybrid-elektrische Arbeitsmaschinen bekannt, bei denen die benötigte mechanische Leistung in erster Linie von einem Verbrennungsmotor, üblicherweise einem Dieselmotor, erbracht wird. Ein zusätzlich vorgesehener Elektromotor wird von einer Batterie bzw. einem Akkumulator gespeist und übernimmt hier typischerweise eine sog. Boost-Funktion. Die Übertragung der von den Elektromooren bereitgestellten Drehmomenten und Drehzahlen auf die Fahrzeugräder erfolgt üblicherweise über unterschiedliche Elemente des Antriebsstrangs, wie etwa Getriebe und Gelenkwellen.
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In diesem Zusammenhang beschreibt die
DE 20 2014 000 738 U1 einen rein elektromotorisch angetriebenen Radlader, der einen ersten Elektromotor für einen Fahrantrieb und einen zweiten Elektromotor für einen Arbeitsantrieb aufweist.
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Aus der
EP 0 962 597 A2 ist eine batteriebetriebene Arbeitsmaschine bekannt, welche für den Fahrantrieb zwei Elektromotoren aufweist und einen weiteren Elektromotor für den Arbeitsantrieb aufweist. Die zwei Elektromotoren für den Fahrantrieb sind in die Vorderachse integriert, wobei jeder Elektromotor ein Rad antreibt.
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Die bekannten elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschinen sind jedoch dahingehend nachteilbehaftet, als dass eine Fehlanordnung, insbesondere ein Fehlwinkel, eines oder mehrerer Elemente des Antriebsstrangs, insbesondere der Gelenkwellen, üblicherweise vergleichsweise aufwändig und ausschließlich vor der ersten Inbetriebnahme des Antriebsstrangs erkannt werden kann. Das Erkennen eines Fehleinbaus nach der Inbetriebnahme und insbesondere während des Betriebs ist hingegen nicht mehr möglich. Dieses Problem wird verschärft durch den in der Regel ungedämpften Einbau des Antriebsstrangs in die Arbeitsmaschine, welcher oftmals nachträglich zum Auftreten von Fehlanordnungen führen kann.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine, wobei der Antriebsstrang mindestens einen Elektromotor und mindestens eine Radantriebswelle umfasst, wobei eine Position eines Rotors des mindestens einen Elektromotors und/oder ein vom mindestens einen Elektromotor erzeugtes Drehmoment und/oder eine vom mindestens einen Elektromotor erzeugte Drehzahl und/oder eine Strombeaufschlagung des mindestens einen Elektromotors kontinuierlich oder regelmäßig erfasst werden, wobei der mindestens eine Elektromotor über seine Drehzahl oder über sein Drehmoment geregelt wird und wobei eine Fehlanordnung von Elementen des Antriebsstrangs zu einer periodischen Änderung der Drehzahl und/oder zu einer periodischen Änderung des Drehmoments mindestens einen Elektromotors führt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass über die Änderung der Drehzahl und/oder die Änderung des Drehmoments die Fehlanordnung erkannt wird.
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Die Erfindung beschreibt also ein Verfahren, welches das Betreiben eines Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine betrifft, wobei der Antriebsstrang mindestens einen Elektromotor und mindestens eine Radantriebswelle umfasst. Beispielsweise kann der mindestens eine Elektromotor über seine Motorabtriebswelle direkt die Radantriebswelle antreiben. Alternativ kann der mindestens eine Elektromotor die Radantriebswelle auch über eine Reihe von Zwischenelementen antreiben, beispielsweise über ein Getriebe bzw. eine oder mehrere Gelenkwellen. Die Radantriebswelle kann baulich z.B. auch in eine antreibbare Achse integriert sein. Ebenso ist es denkbar, dass der Antriebsstrang mehrere Elektromotoren umfasst, beispielsweise einen ersten Elektromotor für einen z.B. hydraulischen Arbeitsantrieb des Antriebsstrangs und einen zweiten Elektromotor für einen Fahrantrieb des Antriebsstrangs. Alternativ kann der Antriebsstrang aber auch mehr als nur zwei Elektromotoren umfassen, die beliebigen Funktionen zugeordnet sein können. Der mindestens eine Elektromoor ist bevorzugt als sog. bürstenloser Elektromotor ausgebildet, z.B. als Asynchronmotor. Bei derartigen Elektromotoren ist üblicherweise ein Positionssensor vorgesehen, der die Drehposition des Rotors gegenüber dem Stator erfasst, um eine weitestgehend optimale Ansteuerung bzw. Regelung des Elektromotors zu ermöglichen. Das vom mindestens einen Elektromotor erzeugte Drehmoment sowie die vom mindestens einen Elektromotor bereitgestellte Drehzahl können sowohl über dafür geeignete, an sich bekannte Sensoren erfasst werden als auch rechnerisch über die Strombeaufschlagung bzw. Ansteuerung des mindestens einen Elektromotors erfasst werden. Die Strombeaufschlagung wiederum kann z.B. durch einen an sich bekannten Stromsensor erfasst werden. Daneben ist es denkbar, auch die Spannung zu erfassen, mit welcher der mindestens eine Elektromotor beaufschlagt wird, beispielsweise mittels eines an sich bekannten Spannungssensors. Das Erfassen der genannten Größen kann dabei gleichermaßen kontinuierlich oder regelmäßig erfolgen. Unter einem kontinuierlichen Erfassen wird dabei ein durchgängiges bzw. unterbrechungsfreies Erfassen der genannten Größen verstanden. Bei einem regelmäßigen Erfassen hingegen werden die genannten Größen intervallartig erfasst, z.B. mit einer Erfassungsfrequenz von 5 Hz oder 100 Hz. Die Regelung des mindestens einen Elektromotors erfolgt entweder über seine Drehzahl, d.h. das Drehmoment wird angepasst, um eine bestimmte Solldrehzahl zu erhalten, oder über sein Drehmoment, d.h. die Drehzahl wird angepasst, um ein bestimmtes Solldrehmoment zu erhalten. Sofern im Antriebsstrang eine Fehlanordnung von einem oder mehreren Elementen des Antriebsstrangs vorliegt, kommt es zu einer Drehunförmigkeit, d.h. zu einer periodischen Änderung der Drehzahl bzw. zu einer periodischen Änderung des Drehmoments, je nachdem, ob der mindestens eine Elektromotor über sein Drehmoment oder seine Drehzahl geregelt wird. Die Drehunförmigkeit wird dabei verursacht durch eine Fehlanordnung von Elementen des Antriebsstrangs, beispielsweise weil Befestigungen sich gelöst haben und dadurch ein ungewünschtes Spiel aufweisen oder weil Knickwinkel einer Gelenkwelle während eines Drehumlaufs einen ungewünscht großen Wert annehmen. Die Fehlanordnungen können dabei sowohl von Anfang an vorliegen, z.B. aufgrund einer fehlerhaften Montage, als auch erst im Betrieb des Antriebsstrangs auftreten, z.B. aufgrund von Verschleiß. Die Drehunförmigkeit ist periodisch, da sie bei jedem Drehumlauf des fehlerhaft angeordneten Elements des Antriebsstrangs an denselben Winkelpositionen auftritt. Wenn die Gelenkwelle beispielsweise als Kardanwelle ausgebildet ist, so tritt über einen Drehumlauf der Kardanwelle, welcher 360° umfasst, ein bestimmter Drehmomentverlauf auf. Wenn dieser Drehmomentverlauf aufgrund einer Fehlanordnung der Kardanwelle oder eines mit der Kardanwelle verbundenen Elements, z.B. eines Fehlwinkels, also eines ungewünscht großen Winkels, zwischen der Kardanwelle und dem mit der Kardanwelle verbundenen Element, bei jedem Drehumlauf eine Drehmomentspitze aufweist, so liegt eine Drehunförmigkeit im Sinne der Erfindung vor. Anhand dieser Drehunförmigkeit, also der Änderung der Drehzahl bzw. des Drehmoments, wird eine derartige Fehlanordnung erfindungsgemäß erkannt.
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Die Erfindung führt damit zu dem Vorteil, dass Fehlanordnungen von Elementen im Antriebsstrang im Wesentlichen ohne zusätzlichen Aufwand an Sensorik zuverlässig erkannt werden können, noch bevor es zu einem Ausfall des Antriebsstrangs und einer damit einhergehenden, ggf. noch größeren Beschädigung des Antriebsstrangs kommt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Fehlanordnung durch Vergleich einer erfassten Drehzahl und/oder eines erfassten Drehmoments mit einem Referenzkennfeld erkannt wird. Das Referenzkennfeld weist dabei bevorzugt einen ersten Bereich auf, in welchem der Antriebsstrang betreibbar ist, solange keine Fehlanordnungen vorliegen. Falls ein erfasstes Drehmoment bzw. eine erfasste Drehzahl jedoch in einem zweiten Bereich des Referenzkennfelds liegen, so wird auf das Vorliegen einer Fehlanordnung erkannt. Wenn sich also das Drehmoment aufgrund einer Fehlanordnung ändert oder die Drehzahl aufgrund einer Fehlanordnung ändert, so kann dies durch Vergleich mit dem Referenzkennfeld auf vergleichsweise einfache Art und Weise zuverlässig erkannt werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Referenzkennfeld ein Drehmoment und/oder eine Drehzahl gegen einen Fehlwinkel von mindestens zwei Elementen des Antriebsstrangs zueinander darstellt. Das Referenzkennfeld kann dabei z.B. für den jeweils vorliegenden Antriebsstrang individuell jedem Drehmoment einen Knickwinkel zuordnen bzw. jeder Drehzahl einen Knickwinkel zuordnen, je nachdem ob der mindestens eine Elektromotor über seine Drehzahl oder sein Drehmoment geregelt wird. Das Referenzkennfeld kann z.B. auch als dreidimensionales Kennfeld ausgebildet sein, welches jeweils einer Kombination aus Drehzahl und Drehmoment einen Knickwinkel zuordnet.
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Gemäß einer weiterenn bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Antriebsstrang weiterhin mindestens ein Getriebe und/oder mindestens einen Flansch und/oder mindestens eine Gelenkwelle umfasst. Somit können auch Fehlanordnungen bzw. Fehlwinkel an diesen Elementen bzw. zwischen diesen Elementen erkannt werden.
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Bei dem Flansch kann es sich z.B. um einen Motorflansch des mindestens einen Elektromotors oder um einen Verbindungsflansch zwischen zwei Elementen des Antriebsstrangs handeln.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass über einen Vergleich eines Verlaufs der erfassten Drehzahl und/oder des erfassten Drehmoments mit einem Referenzverlauf erkannt wird, an welchem Element des Antriebsstrangs eine Fehlanordnung vorliegt. Da die Drehzahl bzw. das Drehmoment periodisch mit der Drehbewegung des die Drehunförmigkeit verursachenden Elements ist, kann über den Verlauf der Drehzahl bzw. des Drehmoments bzw. über deren Periodizität erkannt werden, wo der Fehlwinkel vorliegen muss. Die Drehbewegung bzw. die Umlaufgeschwindigkeit des die Drehunförmigkeit verursachenden Elements ist dabei über die Motordrehzahl und die bekannten Übersetzungsverhältnisse im Antriebsstrang bekannt. Bei einer bekannten Drehzahl des mindestens einen Elektromotors kann somit auf einfache Art und Weise auch die entsprechende Drehzahl jedes Elements des Antriebsstrangs bestimmt werden. Wenn die erfasste Periodizität z.B. der Drehzahl des mindestens einen Motors entspricht, so kann z.B. auf einen Lagerschaden des mindestens einen Elektromotors oder eine unzureichende Befestigung des Flanschs des mindestens einen Elektromotors erkannt werden.
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Bevorzugt wird beim Vergleich des Verlaufs der erfassten Änderung der Drehzahl bzw. der erfassten Änderung des Drehmoments mit dem Referenzverlauf auch ein Lenkwinkel der Arbeitsmaschine bzw. des Antriebsstrangs berücksichtigt. Der Lenkwinkel kann nämlich z.B. einen Knickwinkel einer Gelenkwelle beeinflussen, so dass ggf. fälschlich eine Fehlanordnung erkannt würde oder fälschlich nicht erkannt würde, wenn der Lenkwinkel unberücksichtigt bliebe. Dadurch verbessert sich die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine erkannte Fehlanordnung optisch und/oder akustisch angezeigt wird. Die Anzeige erfolgt bevorzugt an einen Bediener der Arbeitsmaschine. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Fehlanordnung frühzeitig behoben werden kann, insbesondere bevor weitergehende Schäden entstehen, welche zu zusätzlichen Reparaturkosten und einem längeren Ausfall der Arbeitsmaschine führen würden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein einer Fehlanordnung zugeordneter Verlauf der erfassten Drehzahl und/oder des erfassten Drehmoments zu einer Fehlerdatenbank hinzugefügt wird.
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Die Fehlerdatenbank enthält bevorzugt eine Vielzahl an Verläufen von erfassten Drehzahlen und/oder von erfassten Drehmomenten. Somit werden die Informationen der Fehlerdatenbank beständig erweitert, um dadurch entsprechend auch die Anzahl von Referenzwerten bzw. Referenzkennfeldern beständig zu erweitern und Fehlanordnungen immer zuverlässiger zu erkennen bzw. fälschliche Erkennungen von Fehlanordnungen zu vermeiden. Die Fehlerdatenbank kann z.B. in einem elektronischen Speicher des Antriebsstrangs abgelegt sein oder auf einem zentralen Server abgelegt sein. In letzterem Fall verfügt der Antriebsstrang bevorzugt über geeignete Kommunikationsmittel, z.B. auf Basis von Mobilfunk, um die Verläufe der erfassten Drehzahlen und/oder die Verläufe der Drehmomente mit den Informationen auf dem zentralen Server zu vergleichen und die Informationen auf dem Server zu ergänzen. Ebenso ist es denkbar, die Informationen auf dem zentralen Server bei regelmäßigen Wartungsintervallen des Antriebsstrangs in den elektronischen Speicher der Antriebsstrangs zu übertragen, so dass die verfügbaren Informationen im elektronischen Speicher der Antriebsstrangs regelmäßig erweitert werden, ohne jedoch auf besondere Kommunikationsmittel zur Kontaktierung des zentralen Servers angewiesen zu sein.
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Die Erfindung betrifft weiterhin einen Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine, wobei der Antriebsstrang mindestens einen Elektromotor und mindestens eine Radantriebswelle umfasst, wobei der Antriebsstrang dazu ausgebildet ist, eine Position eines Rotors des mindestens einen Elektromotor und/oder ein vom mindestens einen Elektromotor erzeugtes Drehmoment und/oder eine vom mindestens einen Elektromotor erzeugte Drehzahl und/oder eine Strombeaufschlagung des mindestens einen Elektromotors kontinuierlich oder regelmäßig zu erfassen, wobei der Antriebsstrang dazu ausgebildet ist, dass der mindestens eine Elektromotor über seine Drehzahl oder über sein Drehmoment geregelt wird und wobei eine Fehlanordnung von Elementen des Antriebsstrangs zu einer periodischen Änderung der Drehzahl und/oder zu einer periodischen Änderung des Drehmoments mindestens einen Elektromotors führt. Der erfindungsgemäße Antriebsstrang zeichnet sich dadurch aus, dass der Antriebsstrang dazu ausgebildet ist, dass über die Änderung der Drehzahl und/oder die Änderung des Drehmoments die Fehlanordnung erkannt wird. Der erfindungsgemäße Antriebsstrang ermöglicht somit die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, was zu den bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteilen führt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Antriebsstrang dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Dazu umfasst der Antriebsstrang alle bereits beschriebenen Elemente des Antriebsstrangs sowie die benötigten elektronischen Rechenmittel, wie insbesondere einen Mikroprozessor und einen elektronischen Speicher. Der Mikroprozessor führt dann beispielsweise einen Algorithmus aus, welcher das erfindungsgemäße Verfahren darstellt.
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Die Erfindung betrifft schließlich auch eine Arbeitsmaschine, umfassend einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang. Daraus ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang beschriebenen Vorteile auch für die erfindungsgemäße Arbeitsmaschine.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Arbeitsmaschine als Radlader, Kompaktlader, Dumper, Bagger, Teleskoplader, Kommunalfahrzeug, Müllfahrzeug, Minenfahrzeug oder Traktor ausgebildet ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
- 1 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs für eine in 2 nicht dargestellte Arbeitsmaschine,
- 2 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines Referenzkennfelds und
- 3 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine in Form eines Flussdiagramms.
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Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.
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1 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs 1 für eine in 2 nicht dargestellte Arbeitsmaschine. Der Antriebsstrang 1 umfasst beispielsgemäß einen Elektromotor, ein schaltbares Getriebe 3, eine mehrgliedrige Gelenkwelle 10 mit Kardangelenken 11, 12 und 13, eine Achsantriebswelle 4 sowie eine antreibbare Achse 5. Die antreibbare Achse 5 umfasst ihrerseits u.a. zwei in 1 nicht dargestellte Radantriebswellen. Der Elektromotor 2 und das Getriebe 3 sind mittels eines ersten Flanschs 6 miteinander verbunden. Ebenso sind das Getriebe 3 und die Gelenkwelle 10 mittels eines zweiten Flanschs 7 miteinander verbunden. Der Elektromotor 2 treibt also über das Getriebe 3 und die Gelenkwelle 10 die Achsantriebswelle 4 und somit die Achse 5 an. Der Elektromotor 2 umfasst einen in 2 nicht dargestellten Stator sowie einen in 2 ebenfalls nicht dargestellten Rotor. Die Drehposition des Rotors gegenüber dem Stator wird dabei beispielsgemäß von einem Positionssensor 8 kontinuierlich erfasst. Bei dem Elektromotor 2 handelt es sich beispielsgemäß um einen Asynchronmotor 2. Das Getriebe 3 umfasst im Bereich des Getriebeausgangs einen Drehmomentsensor 9 und einen Drehzahlsensor 14. Beispielsgemäß wird der Elektromotor 2 über sein erzeugtes Drehmoment geregelt. Das vom Drehmomentsensor 9 erfasste Drehmoment wird dabei beispielsgemäß an eine Steuereinheit 15 übermittelt, welche über die bekannte Getriebeübersetzung und die bekannten Getriebeverluste das vom Elektromotor 2 bereitgestellte Drehmoment errechnet. Wenn eine Drehunförmigkeit, das heißt eine periodische Änderung der Drehzahl des vom über das Drehmoment geregelten Elektromotors auftritt, so wird dies vom Drehzahlsensor 14 erfasst und von der Steuerelektronik 15 ausgewertet und erkannt. Je nach Verlauf der durch die Drehunförmigkeit verursachten Änderung des Verlaufs der Drehzahl wird die der Drehunförmigkeit zugrunde liegende Fehlanordnung von Elementen 6, 7, 11, 12, 13 des Antriebsstrangs 1, also z.B. eine Fehlanordnung des ersten Flanschs 6, des zweiten Flanschs 7, der Kardangelenke 11, 12 oder 13 oder auch eines Lagers des Elektromotors 2 durch Vergleich mit Referenzkennfeldern 20 erkannt.
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2 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines Referenzkennfelds 20, welches eine Erkennung einer Fehlanordnung eines Elements 6, 7, 11, 12, 13 im Antriebsstrang 1 durch Vergleich einer erfassten Drehzahl mit dem Referenzkennfeld 20 erlaubt. Das Referenzkennfeld 20 ist beispielsgemäß als zweidimensionales Referenzkennfeld 20 ausgebildet, welches auf der x-Achse eine Drehzahl aufweist und auf der y-Achse einen Knickwinkel aufweist. Das Referenzkennfeld weist dabei einen ersten Bereich 21 auf, in welchem der Antriebsstrang 1 betreibbar ist, solange keine Fehlanordnungen vorliegen. Falls eine erfasste Drehzahl bei einem gegebenen Knickwinkel jedoch in einem zweiten Bereich 22 des Referenzkennfelds 20 liegt, so wird auf das Vorliegen einer Fehlanordnung erkannt.
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3 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstrangs 1 einer Arbeitsmaschine in Form eines Flussdiagramms. In einem ersten Verfahrensschritt 30 wird die Position eines Rotors des mindestens einen Elektromotors 2 regelmäßig mit einer Frequenz von 20 Hz erfasst. Gleichzeitig wird in Schritt 31 eine Drehzahl des mindestens einen Elektromotors 2 ebenfalls regelmäßig mit einer Frequenz von 20 Hz erfasst. Ebenfalls gleichzeitig wird in Schritt 32 eine Strombeaufschlagung des mindestens einen Elektromotors 2 regelmäßig mit einer Frequenz von 20 Hz erfasst. In Schritt 33 erfolgt beispielsgemäß eine Regelung des mindestens einen Elektromotors 2 auf Basis der erfassten Drehzahl des mindestens einen Elektromotors 2. In Schritt 34 wird aus der Strombeaufschlagung des mindestens einen Elektromotors 2 ein vom mindestens einen Elektromotor 2 erzeugtes Drehmoment rechnerisch ermittelt. In Schritt 35 wird das ermittelte Drehmoment unter Berücksichtigung des gegebenen Knickwinkels mit einem Referenzkennfeld verglichen, wobei das Referenzkennfeld die bekannten Knickwinkel im Antriebsstrang 1 über dem Drehmoment darstellt. Sofern in Schritt 36 erkannt wird, dass das Drehmoment in einem ersten Bereich 21 des Referenzkennfelds 20 liegt, welcher einen zulässigen Betriebsbereich darstellt, wird das Verfahren in den Schritten 30, 31 und 32 erneut gestartet. Sofern in Schritt 36 jedoch erkannt wird, dass das Drehmoment in einem zweiten Bereich 22 des Referenzkennfelds 20 liegt, welcher einen unzulässigen Betriebsbereich darstellt, wird in Schritt 37 über einen Vergleich eines Verlaufs des erfassten Drehmoments mit einem Referenzverlauf sowie anhand der Periodizität erkannt, an welchem Element 6, 7, 11, 12, 13 des Antriebsstrangs 1 eine der Drehunförmigkeit zugrunde liegende Fehlanordnung vorliegt. Im folgenden Verfahrensschritt 38 wird eine akustische und optische Warnung an einen Bediener der Arbeitsmaschine ausgegeben, welche die Fehlanordnung und das die Fehlanordnung verursachende Element 6, 7,11, 12, 13 des Antriebsstrangs 1 anzeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsstrang
- 2
- Elektromotor
- 3
- Getriebe
- 4
- Achsantriebswelle
- 5
- antreibbare Achse
- 6
- erster Flansch
- 7
- zweiter Flansch
- 8
- Positionssensor
- 9
- Drehmomentsensor
- 10
- Gelenkwelle
- 11
- Kardangelenk
- 12
- Kardangelenk
- 13
- Kardangelenk
- 14
- Drehzahlsensor
- 15
- Steuereinheit
- 20
- Referenzkennfeld
- 21
- erster Bereich
- 22
- zweiter Bereich
- 30
- Erfassen der Position des Rotors
- 31
- Erfassen der Drehzahl
- 32
- Erfassen der Strombeaufschlagung
- 33
- Regelung des Elektromotors
- 34
- Ermitteln des Drehmoments aus der Strombeaufschlagung
- 35
- Vergleich des Drehmoments gegen das Referenzkennfeld
- 36
- Erkennen, in welchem Bereich das erfasste Drehmoment liegt
- 37
- Vergleich eines Verlaufs des erfassten Drehmoments mit einem Referenzverlauf
- 38
- Ausgabe einer akustischen und optischen Warnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202014000738 U1 [0003]
- EP 0962597 A2 [0004]
