DE102021205853A1 - Verfahren zum Betreiben eines Leistungsstrangs - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Leistungsstrangs (10) einer Arbeitsmaschine, welcher einen Elektromotor (12) und ein damit zur Drehmomentübertragung verbundenes mehrgängiges Getriebe (16) aufweist. Das Verfahren weist einen Schritt eines Betreibens (30) des Elektromotors (12), wobei ein betriebstemperaturabhängiges Derating für das Betreiben des Elektromotors (12) vorgegeben wird, auf. Das Verfahren weist einen Schritt eines Wechselns (32) von einem Gang des Getriebes (16) auf, wobei der Gangwechsel durch Anpassung (36) einer Drehzahl des Elektromotors (12) unterstützt wird und wobei eine Einstellung des Deratings modifiziert (34) wird. Zudem bezieht sich die Erfindung auf einen Leistungsstrang (10) einer Arbeitsmaschine.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Leistungsstrangs einer Arbeitsmaschine. Zudem bezieht sich die Erfindung auf einen Leistungsstrang einer Arbeitsmaschine.
  • Stand der Technik
  • Bei Arbeitsmaschinen mit Elektromotor und Mehrganggetriebe ist üblicherweise beim Schalten eine Drehzahlsynchronisierung des Elektromotors beim Gangwechsel erforderlich. Dies wird beispielsweise über eine Reibkupplung realisiert. Zur Drehzahlsynchronisierung wird dabei Reibleistung erzeugt, wodurch unerwünscht viel Wärme und Verschleiß entstehen kann.
  • Alternativ kann deshalb der Elektromotor so gesteuert werden, dass sich dessen Drehzahl an den neuen Gang anpasst. In bestimmten Fahrsituation, beispielsweise bei Volllast und einem Herunterschalten des Gangs, kann jedoch kurzfristig ein sehr hoher Stromfluss durch den Motor notwendig sein. Sofern dieser Stromfluss nicht möglich ist, kann sich der Schaltvorgang verlängern und alternativ oder zusätzlich nur eine reduzierte Zugkraft bereitgestellt werden.
  • Darstellung der Erfindung
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Leistungsstrangs einer Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine kann beispielsweise als Radlader oder Bagger ausgebildet sein. Ein Leistungsstrang kann beispielsweise als ein Antriebsstrang oder als ein Werkzeugstrang ausgebildet sein. Entsprechend kann mittels des Leistungsstrangs beispielsweise eine Fahrleistung bzw. eine Arbeitsleistung bereitgestellt werden. Der Leistungsstrang kann auch einen Antrieb sowohl für ein Fahren als auch für ein Werkzeug der Arbeitsmaschine bereitstellen. Ein Werkzeug einer Arbeitsmaschine kann beispielsweise eine hydraulisch betätigbare Schaufel sein. Der Leistungsstrang kann dazu ausgebildet sein, eine elektrische Energie, beispielsweise von einer Batterie der Arbeitsmaschine bereitgestellt, in mechanische Energie, wie ein Drehmoment, zu wandeln.
  • Der Leistungsstrang weist einen Elektromotor auf. Zudem kann der Leistungsstrang einen Inverter zur Stromversorgung der Elektromaschine aufweisen. Der Elektromotor kann als ein Energiewandler ausgebildet sein. Ein Inverter kann beispielsweise eine Gleichspannung einer Energiequelle der Arbeitsmaschine, wie einer Batterie, in eine Wechselspannung oder Drehstrom wandeln. Dieser Strom kann dem Elektromotor zugeführt werden, um ein Drehmoment bereitzustellen. So kann ein Fahrantrieb oder ein Nebenabtrieb bereitgestellt sein, beispielsweise für eine Zapfwelle oder eine Hydraulikpumpe. Das Verfahren kann einen Schritt eines Betreibens der Elektromotors aufweisen, um mit dem Leistungsstrang ein Drehmoment zur Verfügung zu stellen.
  • Der Leistungsstrang weist ein mehrgängiges Getriebe auf. Das Getriebe ist mit dem Elektromotor zur Drehmomentübertragung verbunden. Das Getriebe kann beispielsweise eine durch den Elektromotor erzeugte mechanische Leistung einem Verbraucher, wie einem Fahrantrieb oder einem Werkzeug, zur Verfügung stellen. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, wenigstens zwei Gänge mit einem unterschiedlichen Übersetzungsverhältnis zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb des Getriebes bereitzustellen. Der Antrieb des Getriebes kann mit einer Abtriebswelle des Elektromotors mechanisch wirkverbunden sein. Ein Gang kann ein festes Verhältnis zwischen einer Eingangsdrehzahl und einer Ausgangsdrehzahl des Getriebes bereitstellen. Jeweilige Gänge können beispielsweise durch ein Betätigen eines oder mehrerer Schaltelemente des Getriebes, wie einer Reibkupplung, gewechselt werden.
  • Das Verfahren weist einen Schritt eines Betreibens des Elektromotors auf. Durch das Betreiben des Elektromotors kann eine Leistung bereitgestellt werden. Beispielsweise kann an der Abtriebswelle des Elektromotors bei dessen Betrieb ein Drehmoment bereitstellt sein.
  • Für das Betreiben des Elektromotors wird ein betriebstemperaturabhängiges Derating vorgegeben. Ein Derating kann eine Limitierung einer maximal durch den Elektromotor abgebbaren Leistung sein, beispielsweise wenn eine Deratingtemperatur im Elektromotor überschritten wird. Ein Derating kann ein Kennfeld des Elektromotors verändern. Ein betriebstemperaturabhängiges Derating kann eine Veränderung einer Motorsteuerung in Abhängigkeit von einer Betriebstemperatur sein. Das Verfahren kann einen Schritt eines Bestimmens einer Betriebstemperatur aufweisen. Die Betriebstemperatur kann beispielsweise erfasst werden. Dafür kann ein Temperatursensor vorgesehen sein. Die Betriebstemperatur kann auch berechnet werden. Zum Beispiel kann die Betriebstemperatur anhand von einem Kennlinienfeld und optional in Abhängigkeit von einer Außentemperatur und alternativ oder zusätzlich in Abhängigkeit von anderen Temperaturmessungen bestimmt werden. Die Betriebstemperatur kann eine derzeitige Temperatur der Elektromaschine sein. Die Betriebstemperatur kann beispielsweise einer Temperatur der Wicklungen der Elektromaschine entsprechen. Die Betriebstemperatur kann beispielsweise einer Temperatur der Permanentmagnete der Elektromaschine entsprechen. Die Betriebstemperatur kann beispielsweise zu einer Temperatur im Inneren der Elektromaschine proportional sein.
  • Durch das Derating kann der Elektromotor und alternativ oder zusätzlich andere Komponenten des Leistungsstrangs vor einer Beschädigung geschützt werden. Beispielsweise kann das Derating eine Überhitzung und damit eine thermische Beschädigung verhindern. Beispielsweise kann ein Isolierstoff des Elektromotors für eine Temperatur von 180° C ausgelegt sein. Durch das Derating kann ein Überschreiten dieser Temperatur verhindert werden, damit sich der Isolierstoff nicht beginnt, zu zersetzen oder sich nicht übermäßig schnell zersetzt.
  • Das Verfahren kann einen Schritt eines Wechselns von einem Gang des Getriebes aufweisen. Dafür kann entsprechend ein Schaltelement des Getriebes betätigt werden. Durch die Änderung der Übersetzung kann bei einem ansonsten gleichbleibenden Nutzungszustand des Leistungsstrangs, beispielsweise bei einer gleichbleibenden Fahrgeschwindigkeit, eine andere Drehzahl bei der Abtriebswelle des Elektromotors erforderlich sein. Das Verfahren weist eine Anpassung einer Drehzahl des Elektromotors auf. Die Anpassung der Drehzahl des Elektromotors unterstützt den Gangwechsel. Diese Anpassung kann während des Schaltvorgangs erfolgen. Dadurch kann eine Reibleistung an dem Schaltelement vermieden oder reduziert werden. Zudem kann ein Schaltvorgang so schneller erfolgen. Beispielsweise wird zur Anpassung der Elektromotor so gesteuert, dass bei einem geöffneten Schaltelement, welches zum Einlegen des neuen Gangs geschlossen wird, an beiden Schaltelementhälften vor dem Schließen des Schaltelements eine annähernd gleiche Drehzahl anliegt. So können beispielsweise zwei Kupplungshälften mit nahezu gleicher Geschwindigkeit rotieren und beim in Kontakt bringen der Kupplungshälften bzw. beim Schließen des Schaltelements kaum Reibleistung entstehen. Dafür muss eine Drehzahl des Elektromotors beispielsweise erhöht werden, was während des Gangwechsels wenigstens zwischenzeitlich eine höhere Leistung des Elektromotors benötigen kann. Die Anpassung kann eine Erwärmung des Leistungsstrangs wenigstens an bestimmten Stellen reduzieren, beispielsweise in dem Getriebe.
  • Für den Wechsel des Gangs kann eine Einstellung des Deratings modifiziert werden. Die Modifikation kann beispielsweise bei und alternativ oder zusätzlich während des Gangwechsels erfolgen. Die Einstellung des Deratings kann mit dem Beginn des Gangwechsels modifiziert werden. Beispielsweise kann die Einstellung des Deratings so modifiziert werden, dass im Vergleich zu einer unmodifizierten Einstellung des Deratings eine höhere Leistung durch den Elektromotor bereitgestellt werden kann.
  • Dem liegt der Gedanke zu Grunde, dass ein Gangwechsel üblicherweise ein sehr kurzzeitiger Vorgang ist. Entsprechend kann es selbst bei einer Überschreitung einer sonst zulässigen Leistungsabgabe nur zu einer geringen und alternativ oder zusätzlich kurzfristigen zusätzlichen thermischen Belastung kommen. Diese thermische Belastung ist dann beispielsweise nicht ausreichend, um einen Isolierstoff nennenswert oder überhaupt zu zersetzen, selbst wenn dessen für den Dauerbetrieb zulässige Maximaltemperatur überschritten wird. Zudem liegt dem der Gedanke zugrunde, dass durch das Ermöglichen einer höheren Leistungsabgabe des Elektromotors durch Modifikation der Einstellung des Deratings insgesamt eine thermische Belastung beim Gangwechsel verringert sein kann. Beispielsweise wird durch eine Anpassung der Drehzahl des Elektromotors, beispielsweise durch eine Beschleunigung mit erhöhter Leistungsanforderung, welche sonst in bestimmten Fahrzuständen nicht möglich wäre, eine Reibleistung an jeweiligen Schaltelement reduziert. Die Abtriebswelle des Elektromotors muss so beispielsweise nicht durch Reibleistung an einer Kupplung beschleunigt werden. So kann trotz einer im Vergleich zu einem Schaltvorgang mit unmodifizierten Einstellung des Deratings höheren Leistungsabgabe des Elektromotors ein Schaltvorgang weniger Wärme im Leistungsstrang erzeugen und alternativ oder zusätzlich schneller abgeschlossen sein.
  • Insgesamt kann so der Leistungsstrang für geringere Leistungen und alternativ oder zusätzlich geringere thermische Belastungen ausgelegt werden, ohne dass sich hierdurch eine Verschlechterung der Schalteigenschaften der Arbeitsmaschine ergeben. Es sind geringere Kupplungsverluste und alternativ oder zusätzlich kürzere Schaltdauern möglich. Beispielsweise bei einer Rückschaltung während einer Steigungsfahrt können so Beschränkungen durch das Derating vermieden werden. Zudem kann eine reduzierte Zugkraft während des Gangwechsel aufgrund einer unmodifzierten Einstellung des Deratings vermieden werden, wodurch sich der Fahrkomfort oder ein anderer Nutzungskomfort des Leistungsstrangs erhöhen kann.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der Gangwechsel ein Herunterschalten ist. Das Herunterschalten kann beispielsweise bei Volllast erfolgen. Ein Herunterschalten kann ein Wechsel von einem höheren Gang zu einem dazu niedrigeren Gang sein. Der einzulegende Gang kann ein niedrigerer Gang als der derzeit eingelegte Gang sein. In dem niedrigeren Gang kann für einen ansonsten unveränderten Nutzungszustand des Leistungsstrangs eine höhere Drehzahl des Elektromotors erforderlich sein. Ein Beschleunigen des Elektromotors hin zu einer höheren Drehzahl bei dem Gangwechsel kann zusätzliche Leistung des Elektromotors erfordern. Diese zusätzliche Leistung kann beispielsweise nur durch die Modifikation der Einstellung des Deratings bereitstellbar sein.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Modifikation der Einstellung des Derating ein Deaktivieren des Deratings des Elektromotors aufweist. Während des Gangwechsels kann der Elektromotor beispielsweise ohne Derating betrieben werden. So kann das Verfahren einfach implementiert werden. Beispielsweise kann eine Steuervorrichtung ein Signal an den Inverter senden, während des Gangwechsels das Derating nicht anzuwenden oder zu ignorieren.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Modifikation der Einstellung des Deratings ein Verändern der Betriebstemperaturabhängigkeit des Deratings aufweist. Beispielsweise kann bei anderen Temperaturgrenzen eine Leistungslimitierung durch das Derating beginnen. Beispielsweise kann eine maximale Leistungsabgabe des Elektromotors mit steigender Betriebstemperatur durch die Modifikation weniger stark reduziert werden. So kann weiterhin eine thermische Überlastung des Antriebsstrangs vermieden werden.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Verändern der Betriebstemperaturabhängigkeit des Deratings ein Erhöhen einer Abschalttemperatur für den Elektromotor aufweist. Die Abschalttemperatur kann eine Betriebstemperatur sein, bei deren Erreichen der Elektromotor ausgeschaltet wird. Durch das Erhöhen der Abschalttemperatur können unkomfortable Nutzungssituationen des Leistungsstrangs, beispielsweise durch plötzliches Ausfallen des Fahrantriebs beim Gangwechsel, vermieden werden.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Verändern der Betriebstemperaturabhängigkeit des Deratings ein Erhöhen einer Deratingtemperatur für den Elektromotor aufweist. Die Deratingtemperatur kann eine Betriebstemperatur sein, bei deren Erreichen erstmalig eine maximal mögliche Leistungsabgabe des Elektromotors aufgrund der Betriebstemperatur begrenzt wird. So kann in einem größeren Betriebstemperaturbereich beim Gangwechsel eine volle Leistung des Elektromotors abgerufen werden.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass durch die Modifikation der Einstellung eine Temperaturgrenze des Deratings unberücksichtigt bleibt. Die Temperaturgrenze wird dann beispielsweise bei einer Bestimmung eines maximalen Stroms, welcher dem Elektromotor zugeführt werden darf, ignoriert. Die Temperaturgrenze kann eine Betriebstemperatur sein, bei welcher Maßnahmen zur Reduzierung der thermischen Belastung des Leistungsstrangs durch eine Steuervorrichtung eingeleitet werden.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Modifikation der Einstellung des Deratings nur für die Dauer des Gangwechsels erfolgt. Der Gangwechsel kann mit einem Beginn einer Schaltelementbetätigung für den Gangwechsel beginnen. Der Gangwechsel kann beendet sein, wenn alle Schaltelemente, welche für den nunmehr eingelegten Gang geschlossen sein müssen, vollständig oder nahezu vollständig geschlossen sind. Die Dauer des Gangwechsels kann ein Zeitraum zwischen diesen beiden Zuständen sein. Die Modifikation der Einstellung des Deratings kann nach erfolgreich abgeschlossenem Gangwechsel beendet werden. Beispielsweise kann dann eine unmodifizierte Einstellung des Deratings wiederhergestellt werden. Die unmodifizierte Einstellung des Deratings kann eine Standardeinstellung sein, welche beispielsweise werkseitig vorgegeben ist. Damit kann bei einem Betrieb des Leistungsstrangs nach dem Gangwechsel eine thermische Beschädigung vermieden werden. Der Elektromotor kann dann also wieder mit normalem, unmodifiziertem und betriebstemperaturabhängigem Derating betrieben werden.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Modifikation der Einstellung des Deratings nur für die Dauer einer vorgegebenen Maximaldauer erfolgt. Die Maximaldauer kann ein fester Wert sein oder in Abhängigkeit von einer Betriebstemperatur vor Start des Gangwechsels bestimmt werden. Durch die Maximaldauer für die Modifikation der Einstellung des Deratings kann eine thermische Beschädigung auch beim Gangwechsel vermieden werden. Beispielsweise kann aufgrund einer Fehlfunktion des Getriebes ein Gangwechsel unerwünscht lange Dauern oder nicht vollständig abgeschlossen werden. Die Maximaldauer kann verhindern, dass der Elektromotor oder der Leistungsstrang dann mit einer für einen längerfristigen Betrieb unzulässig hohen Betriebstemperatur betrieben wird. Der feste Wert der Maximaldauer kann einfach in einer Motorsteuerung implementiert werden. Die Bestimmung der Maximaldauer in Abhängigkeit von einer Betriebstemperatur vor Start des Gangwechsels ermöglicht eine adaptive Maximaldauer, womit ein Überhitzungsschutz besonders zuverlässig sein kann und trotzdem eine hohe Leistung vom Elektromotor abgerufen werden kann.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Modifikation der Einstellung des Deratings innerhalb eines Zeitraums auf eine maximale Anzahl von Modifikationen limitiert wird. Damit kann berücksichtigt werden, dass ein einzelner Gangwechsel eine zu vernachlässigende thermische Belastung verursachen kann, jedoch sehr häufige Gangwechsel durchaus zu einer übermäßigen thermischen Belastung führen können. Der Zeitraum kann als fester Wert vorgegeben werden. Die Anzahl kann einer Anzahl von Schaltvorgängen entsprechen. Die Anzahl kann als fester Wert vorgegeben werden. Durch das Vorgeben von festen Werten ist die Implementierung besonders einfach. Der Zeitraum und alternativ oder zusätzlich die Anzahl kann in Abhängigkeit von einer Betriebstemperatur vor Start des Gangwechsels bestimmt werden. Dadurch ist eine adaptive Limitierung möglich. Dadurch kann die Leistungsfähigkeit des Leistungsstrangs besonders gut ausgenutzt werden.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Leistungsstrang einer Arbeitsmaschine. Der Leistungsstrang kann dazu ausgebildet sein, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen. Jeweilige weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Aspekts zu entnehmen.
  • Der Leistungsstrang weist einen Elektromotor auf. Der Leistungsstrang kann einen Inverter aufweisen, welcher zur Stromversorgung der Elektromaschine ausgebildet ist. Der Leistungsstrang kann eine Bestimmungsvorrichtung aufweisen, welche zum Bestimmen einer Betriebstemperatur des Leistungsstrangs ausgebildet ist. Der Leistungsstrang weist ein zur Drehmomentübertragung mit dem Elektromotor verbundenes mehrgängiges Getriebe auf. Der Leistungsstrang weist eine Steuervorrichtung auf. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise als Mikrocontroller oder als Teil des Inverters ausgebildet sein. Die Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, den Elektromotor unter Berücksichtigung eines betriebstemperaturabhängigen Deratings zu steuern. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung dazu ausgebildet sein, eine Drehzahl des Elektromotors steuern. Die Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, eine Drehzahl des Elektromotos zur Unterstützung eines Gangwechsels anzupassen. Die Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, eine Einstellung eines Deratings zu modifizieren, beispielsweise während des Gangwechsels. Die Steuervorrichtung kann dazu ausgebildet sein, nach einem abgeschlossenen Gangwechsel wieder eine unmodifizierte Einstellung des Deratings herzustellen.
  • Figurenliste
    • 1 veranschaulicht schematisch einen Leistungsstrang einer Arbeitsmaschine.
    • 2 veranschaulicht schematisch ein Verfahren zum Betreiben des Leistungsstrangs gemäß 1.
    • 3 zeigt ein Kennfeld eines Deratings eines Elektromotors des Leistungsstrangs gemäß 1 mit einer unmodifizierten und einer modifizierten Einstellung.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 veranschaulicht schematisch einen Leistungsstrang 10 einer batterieelektrisch betriebenen Arbeitsmaschine, welcher als Antriebsstrang ausgebildet ist. Der Leistungsstrang 10 weist einen Elektromotor 12, einen Inverter 14, ein mehrgängiges Getriebe 16 und eine Steuervorrichtung 18 auf. Der Inverter 14 ist zur Stromversorgung des Elektromotors 12 ausgebildet. Im Betrieb wandelt der Elektromotor 12 diesen Strom in eine mechanische Antriebsleistung. Diese Antriebsleistung wird an das Getriebe 16 übertragen und je nach Gang übersetzt. Eine Abtriebswelle des Getriebes 16 stellt die übersetzte Antriebsleistung einem Fahrantrieb zur Verfügung, was mit Pfeil 20 veranschaulicht ist.
  • Die Steuervorrichtung 18 ist dazu ausgebildet, den Elektromotor 12 zu steuern und ein in 2 dargestelltes Verfahren wenigstens teilweise auszuführen. Sofern gerade kein Gangwechsel durchgeführt wird, steuert die Steuervorrichtung 18 den Elektromotor 12 unter Berücksichtigung eines betriebstemperaturabhängigen Deratings und einer derzeitigen Fahranforderung. Dies ist durch Schritt 30 in 2 veranschaulicht. In Schritt 30 weist das Derating seine Standardeinstellung auf, welche noch anhand von 3 erläutert wird. In Schritt 32 wird ein Gangwechsel bei dem Getriebe 16 gestartet. In Reaktion auf diesen Gangwechsel modifiziert die Steuervorrichtung 18 in Schritt 34 eine Einstellung des Deratings, welche noch anhand von 3 erläutert wird. In Schritt 36 wird in Reaktion auf den Gangwechsel von der Steuervorrichtung 18 eine Drehzahl des Elektromotors 12 zur Unterstützung des Gangwechsels angepasst. In Schritt 38 ist der Gangwechsel beendet. In Reaktion auf die Beendigung des Gangwechsels werden von der Steuervorrichtung 18 die Standardeinstellungen des Deratings in Schritt 40 wieder hergestellt.
  • 3 zeigt ein Kennfeld des Deratings. Auf der Achse 50 ist eine Betriebstemperatur des Elektromotors 12 aufgetragen. Auf der Achse 52 ist ein maximal zulässiger Strom des Elektromotors 12 aufgetragen. Eine gestrichelte Kennlinie 54 veranschaulicht die Standardeinstellungen des Deratings. Bis zu einer Standardderatingtemperatur 56 kann der Elektromotor 12 mit 100% des maximal möglichen Stroms von dem Inverter 14 versorgt werden. Bei einer höheren Betriebstemperatur wird der zulässige Strom auf einen Teil des maximal Möglichen beschränkt. Bei einer Standardabschalttemperatur 58 wird der Elektromotor 12 nicht mehr mit Strom versorgt und damit abgeschaltet.
  • Während des Gangwechsels werden die Einstellungen des Deratings durch die Steuervorrichtung 18 modifiziert, wodurch sich die durchgezogene Kennlinie 60 ergibt. Die durchgezogene Kennlinien 60 veranschaulicht das Derating mit modifizierter Einstellung. Bis zu einer modifizierten Deratingtemperatur 62 kann der Elektromotor 12 mit 100% des maximal möglichen Stroms von dem Inverter 14 versorgt werden, wobei die modifizierte Deratingtemperatur 62 höher als die Standardderatingtemperatur 56 ist. Erst bei einer Betriebstemperatur höher als die modifizierte Deratingtemperatur 62 wird der zulässige Strom auf einen Teil des maximal Möglichen beschränkt. Bei einer modifizierten Abschalttemperatur 64, welche höher als die Standardabschalttemperatur 58 ist, wird der Elektromotor 12 nicht mehr mit Strom versorgt und damit abgeschaltet. Somit kann der Elektromotor 12 kurzfristig trotz einer Betriebstemperatur, welche andernfalls bereits zu einer wirksamen Maximalleistungsreduzierung durch das Derating führt, während des Gangwechsels mit einer erhöhten Leistung betrieben werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Leistungsstrang
    12
    Elektromotor
    14
    Inverter
    16
    mehrgängiges Getriebe
    18
    Steuervorrichtung
    20
    übersetzte Antriebsleistung
    30
    Betreiben des Elektromotors unter Berücksichtigung des Deratings
    32
    Start eines Gangwechsels
    34
    Modifikation einer Einstellung des Deratings
    36
    Anpassen einer Drehzahl des Elektromotors
    38
    Beenden des Gangwechsels
    40
    Wiederherstellen einer Standardeinstellung des Deratings
    50
    Achse: Betriebstemperatur des Elektromotors
    52
    Achse: maximal zulässiger Strom des Elektromotors
    54
    Kennlinie: Standardeinstellungen des Deratings
    56
    Standardderatingtemperatur
    58
    Standardabschalttemperatur
    60
    Kennlinie: modifiziertes Derating
    62
    modifizierte Deratingtemperatur
    64
    modifizierte Abschalttemperatur

Claims (11)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Leistungsstrangs (10) einer Arbeitsmaschine, welcher einen Elektromotor (12) und ein damit zur Drehmomentübertragung verbundenes mehrgängiges Getriebe (16) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: - Betreiben (30) des Elektromotors (12), wobei ein betriebstemperaturabhängiges Derating für das Betreiben des Elektromotors (12) vorgegeben wird; - Wechseln (32) von einem Gang des Getriebes (16), wobei der Gangwechsel durch Anpassung (36) einer Drehzahl des Elektromotors (12) unterstützt wird und wobei eine Einstellung des Deratings modifiziert (34) wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gangwechsel (32) ein Herunterschalten ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation (34) der Einstellung des Deratings ein Deaktivieren des Deratings des Elektromotors (12) aufweist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation (34) der Einstellung des Deratings ein Verändern der Betriebstemperaturabhängigkeit des Deratings aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verändern der Betriebstemperaturabhängigkeit des Deratings ein Erhöhen einer Abschalttemperatur (58) für den Elektromotor (12) aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verändern der Betriebstemperaturabhängigkeit des Deratings ein Erhöhen einer Deratingtemperatur (56) für den Elektromotor (12) aufweist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Modifikation (34) der Einstellung eine Temperaturgrenze des Deratings unberücksichtigt bleibt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation (34) der Einstellung des Deratings nur für die Dauer des Gangwechsels (32) erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation (34) der Einstellung des Deratings nur für die Dauer einer vorgegebenen Maximaldauer erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation (34) der Einstellung des Deratings innerhalb eines Zeitraums auf eine maximale Anzahl von Modifikationen limitiert wird.
  11. Leistungsstrang (10) einer Arbeitsmaschine mit einem Elektromotor (12), einem zur Drehmomentübertragung mit dem Elektromotor (12) verbundenen mehrgängigem Getriebe (16) und einer Steuervorrichtung (18), wobei die Steuervorrichtung (18) dazu ausgebildet ist, den Elektromotor (12) unter Berücksichtigung eines betriebstemperaturabhängigen Deratings zu steuern, eine Drehzahl des Elektromotos (12) zur Unterstützung eines Gangwechsels (32) anzupassen und eine Einstellung eines Deratings zu modifizieren (34).
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