DE102022201603A1 - Verfahren zum adaptiven Festlegen eines Schaltpunkts eines Mehrgang-Lastschaltgetriebes einer Arbeitsmaschine, Steuereinrichtung, Computerprogrammprodukt, Arbeitsmaschine - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren (100) zum adaptiven Festlegen eines Schaltpunkts (P) eines Mehrgang-Lastschaltgetriebes (4) einer Arbeitsmaschine (1), wobei die Arbeitsmaschine (1) das Mehrgang-Lastschaltgetriebe (4), ein elektrisches Antriebssystem (2) und eine Steuereinrichtung (6) aufweist, wobei das elektrische Antriebssystem (2) eine Batterie (3) und einen Elektromotor (5) aufweist, wobei das Mehrgang-Lastschaltgetriebe (4) mit dem elektrischen Antriebssystem (2) wirkverbunden ist, wobei die Steuereinrichtung (6) signalwirksam mit dem elektrischen Antriebssystem (2) und dem Mehrgang-Lastschaltgetriebe (4) verbunden ist, ist eine Zugkraft (Z), die bei Schaltvorgängen (S) des Mehrgang-Lastschaltgetriebes (4) vorhanden sein muss, vorgegeben. Eine Zustandsgröße (G) des elektrischen Antriebssystems (2) wird ermittelt. Ausgehend von der Zustandsgröße (G) und der vorgegebenen Zugkraft (Z) wird eine Fahrgeschwindigkeit (v) der Arbeitsmaschine (1) ermittelt, bei welcher die vorgegebene Zugkraft (Z) bei dem Schaltvorgang (S) im Wesentlichen beibehalten wird. Der Schaltpunkt (P) wird bei dieser ermittelten Fahrgeschwindigkeit (v) festgelegt. Der Schaltvorgang (S) wird an dem Schaltpunkt (P) ausgeführt, wenn die Arbeitsmaschine (1) die ermittelte Fahrgeschwindigkeit (v) aufweist. Des Weiteren werden eine Steuereinrichtung (6), ein Computerprogrammprodukt und eine Arbeitsmaschine (1) vorgeschlagen.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum adaptiven Festlegen eines Schaltpunkts eines Mehrgang-Lastschaltgetriebes einer Arbeitsmaschine, eine Steuereinrichtung, ein Computerprogrammprodukt und eine Arbeitsmaschine.
- Eine Schaltung, insbesondere eine Rückschaltung in einem Mehrgang-Lastschaltgetriebe einer Arbeitsmaschine erfordert zusätzliche Leistung einer die Arbeitsmaschine antreibenden Kraftmaschine, um eine Rotorträgheit der Kraftmaschine zu kompensieren. Im Bereich der batterieelektrisch betriebenen Arbeitsmaschinen ist die Kraftmaschine ein Elektromotor. Die Antriebsstränge dieser batterieelektrisch betriebenen Arbeitsmaschinen können einen Elektromotor und ein damit mechanisch wirkverbundenes Getriebe mit mindestens zwei Schaltstufen aufweisen. Anhand einer Fahranforderung und einem Kennfeld des Elektromotors kann ein entsprechender Gang gewählt werden. Hierbei sind große Überschneidungen der Gänge hinsichtlich Geschwindigkeit und Zugkraft der Arbeitsmaschine möglich.
- Aus
EP 0339202 A2 ist eine Antriebseinrichtung für Maschinen und Fahrzeuge bekannt, bei der beim Herunterschalten in einen kleineren Gang ein spezielles Schaltverhalten erreicht wird. - Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zum Festlegen der Schaltpunkte eines Mehrgang-Lastschaltgetriebes vorzuschlagen.
- Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe ein Verfahren zum adaptiven Festlegen eines Schaltpunkts eines Mehrgang-Lastschaltgetriebes einer Arbeitsmaschine mit den Merkmalen nach Anspruch 1, eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 5, ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen nach Anspruch 6 und eine Arbeitsmaschine mit den Merkmalen nach Anspruch 7 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
- Bei einem Verfahren zum adaptiven Festlegen eines Schaltpunkts eines Mehrgang-Lastschaltgetriebes einer Arbeitsmaschine, wobei die Arbeitsmaschine das Mehrgang-Lastschaltgetriebe, ein elektrisches Antriebssystem und eine Steuereinrichtung aufweist, wobei das elektrische Antriebssystem eine Batterie und einen Elektromotor aufweist, wobei das Mehrgang-Lastschaltgetriebe mit dem elektrischen Antriebssystem wirkverbunden ist, wobei die Steuereinrichtung signalwirksam mit dem elektrischen Antriebssystem und dem Mehrgang-Lastschaltgetriebe verbunden ist, ist eine Zugkraft, die bei Schaltvorgängen des Mehrgang-Lastschaltgetriebes vorhanden sein muss, vorgegeben. Eine Zustandsgröße des elektrischen Antriebssystems wird ermittelt. Ausgehend von der Zustandsgröße und der vorgegebenen Zugkraft wird eine Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine ermittelt, bei welcher die vorgegebene Zugkraft bei dem Schaltvorgang im Wesentlichen beibehalten wird. Der Schaltpunkt wird bei dieser ermittelten Fahrgeschwindigkeit festgelegt. Der Schaltvorgang wird an dem Schaltpunkt ausgeführt, wenn die Arbeitsmaschine die ermittelte Fahrgeschwindigkeit aufweist.
- 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 kann die Arbeitsmaschine ein Radlader, ein Traktor, ein Betonmischer, ein Entsorgungsfahrzeug, ein Gabelstapler, ein Kühlfahrzeug etc. sein. Bei der Arbeitsmaschine kann es sich um eine herkömmliche oder um eine automatisiert betreibbare Arbeitsmaschine handeln, welche ferngesteuert werden kann. Die automatisiert betreibbare Arbeitsmaschine kann als eine autonome Arbeitsmaschine ausgebildet sein.
- Die Arbeitsmaschine weist das elektrisches Antriebssystem auf, das wiederum die Batterie und den Elektromotor aufweist. Die Batterie ist mit dem Elektromotor energiewirksam verbunden. Energiewirksam verbunden heißt in diesem Zusammenhang, dass die Batterie den Elektromotor mit Energie versorgen kann, wenn der Elektromotor motorisch betrieben wird und dass die Batterie vom Elektromotor mit Energie versorgt werden kann, wenn der Elektromotor generatorisch betrieben wird, z. B. in einem Rekuperationsbetrieb. Der Elektromotor ist vorzugsweise als permanentmagneterregter Elektromotor ausgeformt und dient dazu einen Fahrantrieb der Arbeitsmaschine zu bewerkstelligen. Die Batterie formt einen elektrischen Energiespeicher aus. Das elektrische Antriebssystem kann auch mehr als einen Elektromotor aufweisen, beispielsweise einen ersten Elektromotor, der einen Fahrantrieb der Arbeitsmaschine bewerkstelligen kann und einen zweiten Elektromotor, der einen Nebenantrieb zum Betreiben der Arbeitseinrichtung oder des Arbeitswerkzeugs bewerkstelligen kann.
- Die Arbeitsmaschine weist zudem das Mehrgang-Lastschaltgetriebe auf. Das Mehrgang-Lastschaltgetriebe dient dazu, die durch den Elektromotor zur Verfügung gestellte Drehzahl zu übersetzen. Zu diesem Zweck ist das Mehrgang-Lastschaltgetriebe mit dem elektrischen Antriebssystem wirkverbunden. Genauer gesagt ist das Mehrgang-Lastschaltgetriebe mit dem Elektromotor wirkverbunden. Die Arbeitsmaschine kann eine oder mehrere angetriebene Achsen aufweisen. Jede angetriebene Achse kann über das Mehrgang-Lastschaltgetriebe mit dem Elektromotor verbunden sein und über dieses angetrieben werden. Mit dem Mehrgang-Lastschaltgetriebe kann insbesondere die Übersetzung der Drehzahl zwischen dem Elektromotor und der angetriebenen Achse veränderbar sein. Alternativ oder zusätzlich zu angetriebenen Achsen können auch Einzelräder angetrieben werden.
- Die Arbeitsmaschine weist zudem die Steuereinrichtung auf. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise als ECU ausgeformt. Die Steuereinrichtung ist signalwirksam mit dem elektrischen Antriebssystem und dem Mehrgang-Lastschaltgetriebe verbunden. „Signalwirksam verbunden“ heißt in diesem Zusammenhang, dass die Steuereinrichtung derart mit dem Mehrgang-Lastschaltgetriebe und mit dem elektrischen Antriebssystem verbunden ist, dass ein Daten- und Signalaustausch erfolgen kann. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, eine Übersetzung des Mehrgang-Lastschaltgetriebes in Abhängigkeit des durch das erfindungsgemäße Verfahren festgelegten Schaltpunkts zu wählen. In anderen Worten kann die die Steuereinrichtung das Mehrgang-Lastschaltgetriebe ansteuern, so dass ein Gang gewechselt wird, also hochgeschalten oder zurückgeschalten werden kann. Die Steuereinrichtung ist zudem dazu eingerichtet, sensorisch ermittelte Daten und Signale von dem elektrischen Antriebssystem, also von der Batterie und/oder von dem Elektromotor zu empfangen und auszuwerten. Ferner weist die Steuereinrichtung eine Speichereinheit auf, auf welcher Daten gespeichert sein können bzw. gespeichert werden können.
- In einem ersten Schritt des Verfahrens ist die Zugkraft, die bei Schaltvorgängen des Mehrgang-Lastschaltgetriebes vorhanden sein muss, vorgegeben. Diese vorgegebene Zugkraft ist in der Speichereinheit der Steuereinrichtung hinterlegt. Die Zugkraft oder Performance kann die Leistung des Elektromotors bezeichnen, welche in einem Dauerbetriebsmodus des Elektromotors erbracht werden kann. Dabei kann eine Peak-Performance die maximale Zugkraft bezeichnen, die mittels des Elektromotors zur Verfügung steht. Vorzugsweise ist die in diesem ersten Schritt als Zugkraft, die bei Schaltvorgängen des Mehrgang-Lastschaltgetriebes vorhanden sein muss, die maximale Zugkraft vorgegeben. Somit soll bei jedem Schaltvorgang vorzugsweise die maximale Zugkraft zur Verfügung stehen, so dass im Betrieb der Arbeitsmaschine kein Zugkrafteinbruch für den Nutzer der Arbeitsmaschine spürbar ist. Die Zugkraft wird folglich während des Betriebs der Arbeitsmaschine konstant gehalten, vorzugsweise konstant auf dem Wert der maximalen Zugkraft.
- Die Zustandsgröße des elektrischen Antriebssystems wird ermittelt. Diese Zustandsgröße wird mittels geeigneter Sensorik ermittelt und an die Steuereinrichtung weitergeleitet. Die jeweiligen Sensoren sind somit signalwirksam mit der Steuereinrichtung verbunden, so dass ein Daten- und Signalaustausch erfolgen kann. Die Steuereinrichtung kann die von der Sensorik zur Verfügung gestellten Daten und/oder Signale auswerten. Alternativ findet die Auswertung durch die entsprechenden Sensoren statt.
- Die Zustandsgröße des elektrischen Antriebssystems kann beispielsweise als eine Zustandsgröße des Elektromotors ausgebildet sein, z. B. als Magnettemperatur der Permanentmagneten des Elektromotors. Diese Magnettemperatur ändert sich im Betrieb der Arbeitsmaschine und somit im Betrieb des Elektromotors über die Betriebsdauer.
- Ausgehend von der Zustandsgröße und der vorgegebenen Zugkraft wird diejenige Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine ermittelt, bei welcher die vorgegebene Zugkraft bei dem Schaltvorgang im Wesentlichen beibehalten wird. „Im Wesentlichen beibehalten“ heißt hierbei, dass die Zugkraft bei dem Schaltvorgang nur so minimal einbricht, dass dies für den Nutzer der Arbeitsmaschine nicht spürbar ist. Vorzugsweise wird die Zugkraft bei dem Schaltvorgang exakt beibehalten und bricht nicht ein.
- Die Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit erfolgt mittels der Steuereinrichtung. Mittels eines Algorithmus berechnet die Steuereinrichtung bei gegebener Zustandsgröße und vorgegebener Zugkraft, bei welcher Geschwindigkeit der Schaltvorgang stattfindet kann, so dass die vorgegebene Zugkraft im Wesentlichen beibehalten oder sogar exakt beibehalten wird. Der Schaltpunkt wird von der Steuereinrichtung bei dieser ermittelten Fahrgeschwindigkeit festgelegt. Der Schaltvorgang wird an dem Schaltpunkt ausgeführt, wenn die Arbeitsmaschine die ermittelte Fahrgeschwindigkeit aufweist. Wenn die Arbeitsmaschine somit als aktuelle Fahrgeschwindigkeit die ermittelte Fahrgeschwindigkeit erreicht, findet der Schaltvorgang statt. Somit kann in einen höheren oder niedrigeren Gang geschaltet werden, je nach Bedarf. Die aktuelle Fahrgeschwindigkeit wird mittels geeigneter Sensorik, z. B. mittels eines Geschwindigkeitssensors ermittelt, wobei diese Sensorik signalwirksam mit der Steuereinrichtung verbunden ist.
- Beispielsweise kann bei einer Magnettemperatur der Permanentmagneten des Elektromotors von 20°C und bei einer vorgegebenen maximalen Zugkraft eine Schaltung bei z. B. 17 km/h stattfinden. Der Schaltpunkt wird also auf 17 km/h festgelegt. Beträgt die Magnettemperatur allerdings schon 150°C und ist die maximale Zugkraft vorgegeben, wird der Schaltpunkt in Richtung einer niedrigeren Geschwindigkeit geschoben, beispielsweise auf 10 km/h. Somit erfolgt die Schaltung bei einer Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine von 10 km/h. Die maximale Zugkraft wird dabei im Wesentlichen beibehalten. Die Zahlenwerte sind hierbei rein als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen.
- Vorteilhaft am hier vorgestellten Verfahren ist, dass der Zugkrafteinbruch so gering wie möglich gehalten bzw. minimiert wird. Die Zugkraft bleibt für den Nutzer der Arbeitsmaschine trotz des Schaltvorgangs gleich oder nahezu gleich und es müssen keine Performance-Einbußen in Kauf genommen werden. Die durch einen Zugkrafteinbruch hervorgerufenen Nachteile wie beispielsweise ein unruhiges Fahrverhalten oder eine unzureichende Leistungsversorgung der Arbeitseinrichtung zur Verrichtung der notwendigen Arbeit können somit vermieden werden.
- Die Steuereinrichtung für die Arbeitsmaschine umfasst Mittel zur Ausführung der Schritte des Verfahrens, das bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben worden ist. Die Steuereinrichtung ist mit dem Mehrgang-Lastschaltgetriebe und dem elektrischen Antriebssystem der Arbeitsmaschine signalwirksam verbindbar. Die Steuereinrichtung ist also bei Verwendung in einer Arbeitsmaschine mit dem Mehrgang-Lastschaltgetriebe und mit dem elektrischen Antriebssystem der Arbeitsmaschine signalwirksam verbunden. Dies ist bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben worden. Um diese Verbindungen herstellen zu können, weist die Steuereinrichtung Schnittstellen auf, über welche eine signalwirksame Verbindung ermöglicht werden kann.
- Zudem ist die Steuereinrichtung derart ausgeformt, dass diese bei Verwendung in einer Arbeitsmaschine mit Sensoren signalwirksam verbunden werden kann, z. B. mit Sensoren zum Ermitteln der Magnettemperatur der Permanentmagneten des Elektromotors und mit Sensoren zur Ermittlung einer aktuellen Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine. Zu diesem Zweck weist die Steuereinrichtung wenigstens eine weitere Schnittstelle auf.
- Ferner weist die Steuereinrichtung eine Speichereinheit auf, auf welcher Daten gespeichert sein können bzw. gespeichert werden können. Das ist in der vorherigen Beschreibung ebenfalls beschrieben worden. Die Steuereinrichtung kann sich eines Computerprogrammprodukts bedienen, um das Verfahren auszuführen.
- Die Steuereinrichtung steuert, ausgehend von der ermittelten Fahrgeschwindigkeit, das Mehrgang-Lastschaltgetriebe an, um einen Schaltvorgang bei eben dieser Fahrgeschwindigkeit zu veranlassen. Dies ist in der vorherigen Beschreibung bereits beschrieben worden.
- Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch die Steuereinrichtung diese veranlassen, das Verfahren auszuführen, das bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde. Das Computerprogrammprodukt kann einen Programmcode umfassen, der diese Befehle enthält. Der Programmcode kann beispielsweise auf einem Datenträger oder als ein herunterladbarer Datenstrom verkörpert sein.
- Die Arbeitsmaschine weist ein Mehrgang-Lastschaltgetriebe, ein elektrisches Antriebssystem und eine Steuereinrichtung auf, die bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben worden ist. Die Steuereinrichtung ist signalwirksam mit dem Mehrgang-Lastschaltgetriebe und mit dem elektrischen Antriebssystem verbunden. Dies ist ebenfalls bereits beschrieben worden. Die Arbeitsmaschine ist vorzugsweise als Radlader oder als Frontlader ausgeformt.
- Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden verschiedene Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen beispielhaft:
-
1 eine schematische Darstellung einer Arbeitsmaschine nach einem Ausführungsbeispiel, -
2 eine schematische Darstellung eines Zugkraft-Geschwindigkeits-Diagramms des Mehrgang-Lastschaltgetriebes der Arbeitsmaschine aus1 , -
3 eine schematische Darstellung eines Drehmoment-Drehzahl-Diagramms der Arbeitsmaschine aus1 , -
4 eine schematische Darstellung des Verfahrens zum adaptiven Festlegen eines Schaltpunkts des Mehrgang-Lastschaltgetriebes der Arbeitsmaschine aus1 . -
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Arbeitsmaschine 1 nach einem Ausführungsbeispiel. Die Arbeitsmaschine 1 ist hier ein Radlader mit einer Schaufel als Arbeitsgerät. Die Arbeitsmaschine 1 weist ein elektrisches Antriebssystem 2 auf. Das elektrische Antriebssystem 2 weist eine Batterie 3 und einen Elektromotor 5 auf. Der Elektromotor 5 und die Batterie 3 sind energiewirksam miteinander verbunden. Die Arbeitsmaschine 1 weist zudem ein Mehrgang-Lastschaltgetriebe 4 auf. Das Mehrgang-Lastschaltgetriebe 4 ist mit dem elektrischen Antriebssystem 2 wirkverbunden. Das Mehrgang-Lastschaltgetriebe 4 ist mit dem Elektromotor 5 des elektrischen Antriebssystems 2 wirkverbunden. Die Arbeitsmaschine wird von dem elektrischen Antriebssystem 2 angetrieben, so dass sie sich entlang einer Strecke bewegen kann. Dies ist mittels des Längspfeils angedeutet. - Die Arbeitsmaschine 1 weist zudem die Steuereinrichtung 6 auf. Die Steuereinrichtung 6 ist signalwirksam verbunden mit dem Mehrgang-Lastschaltgetriebe 4 und kann dieses ansteuern. Die Steuereinrichtung 6 ist signalwirksam verbunden mit dem elektrischen Antriebssystem 2, genauer mit der Batterie 3 des elektrischen Antriebssystems 2 und mit dem Elektromotor 5 des elektrischen Antriebssystems 2. Die Steuereinrichtung 6 kann eine Magnettemperatur der Permanentmagneten des Elektromotors 5 abfragen. Die Steuereinrichtung 6 kann zudem eine aktuelle Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 1 von einem Geschwindigkeitssensor 7 abfragen, mit welchem sie signalwirksam verbunden ist. Auf der Steuereinrichtung 6 läuft das Verfahren 100 ab, das in
5 dargestellt ist. -
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Zugkraft-Geschwindigkeits-Diagramms des Mehrgang-Lastschaltgetriebes der Arbeitsmaschine aus1 . Auf der Abszisse 31 ist die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine dargestellt. Auf der Ordinate 30 ist die Zugkraft der Arbeitsmaschine dargestellt. Beispielhaft ist der Verlauf der Zugkraft über die Geschwindigkeit im ersten Gang 50 und im zweiten Gang 51 dargestellt. - Deutlich ersichtlich ist, dass es einen größeren Überdeckungsbereich beider Gänge 50, 51 gibt. Dadurch ist es möglich, den Schaltpunkt zum Wechsel zwischen den beiden Gängen 50, 51 adaptiv zu wählen.
-
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Drehmoment-Drehzahl-Diagramms der Arbeitsmaschine aus1 . Auf der Abszisse 33 ist die Drehzahl aufgetragen. Auf der Ordinate 34 ist das Drehmoment aufgetragen. Dargestellt sind drei Zugkraft-Kurven mit jeweils unterschiedlicher Magnettemperatur T1, T2, T3 der Permanentmagneten des Elektromotors bei gleichbleibender Spannung, die dem Elektromotor zur Verfügung steht. Dargestellt ist der Zustand, wenn das erfindungsgemäße Verfahren nicht zum Einsatz kommt. - Die erste Zugkraft -Kurve bezüglich der ersten Magnettemperatur T1 ist beispielhaft für eine Magnettemperatur T1 von 20°C und eine Spannung von 650V dargestellt. Die zweite Zugkraft -Kurve bezüglich der zweiten Magnettemperatur T2 ist beispielhaft für eine Magnettemperatur T2 von 100°C und eine Spannung von 650V dargestellt. Die dritte Zugkraft -Kurve bezüglich der dritten Magnettemperatur T3 ist beispielhaft für eine Magnettemperatur T3 von 180°C und eine Spannung von 650V dargestellt. Die Zahlenwerte sind hierbei rein als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen.
- Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass bei ansteigender Magnettemperatur T1, T2, T3 und bei gleichbleibender Spannung ein Einbruch der Zugkraft zu verzeichnen ist.
-
4 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens 100 zum adaptiven Festlegen eines Schaltpunkts P des Mehrgang-Lastschaltgetriebes der Arbeitsmaschine aus1 . - In einem ersten Schritt 110 des Verfahrens 100 wird die Zugkraft Z, die bei Schaltvorgängen S des Mehrgang-Lastschaltgetriebes 4 vorhanden sein muss, vorgegeben. Vorzugsweise ist die vorgegebene Zugkraft Z die maximale Zugkraft Z, die der Arbeitsmaschine zur Verfügung stehen kann.
- In einem zweiten Schritt 120 des Verfahrens 100 wird eine Zustandsgröße G des elektrischen Antriebssystems ermittelt. Diese Zustandsgröße G kann beispielsweise die Magnettemperatur T der Permanentmagneten des Elektromotors sein.
- In einem dritten Schritt 130 des Verfahrens 100 wird ausgehend von der Zustandsgröße G und der vorgegebenen Zugkraft Z eine Fahrgeschwindigkeit v der Arbeitsmaschine ermittelt wird, bei welcher die vorgegebene Zugkraft Z bei dem Schaltvorgang S im Wesentlichen beibehalten wird. Diese Fahrgeschwindigkeit v wird von der Steuereinrichtung der Arbeitsmaschine in Echtzeit während des Betriebs der Arbeitsmaschine berechnet ausgehend von der Zustandsgröße G und von der vorgegebenen Zugkraft Z.
- In einem vierten Schritt 140 des Verfahrens 100 wird der Schaltpunkt P bei dieser ermittelten Fahrgeschwindigkeit v festgelegt.
- In einem fünften Schritt 150 des Verfahrens 100 wird der Schaltvorgang S an dem Schaltpunkt P ausgeführt wird, wenn die Arbeitsmaschine die ermittelte Fahrgeschwindigkeit v aufweist. In anderen Worten wird der Schaltvorgang S dann ausgeführt, wenn die aktuelle Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine den Wert der ermittelten Fahrgeschwindigkeit v der Arbeitsmaschine erreicht.
- Das Verfahren 100 läuft während des Betriebs der Arbeitsmaschine wiederholt und kontinuierlich ab. In anderen Worten wird je nach ermitteltem Wert der Zustandsgröße G der jeweilige Schaltpunkt S stets adaptiv festgelegt.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Arbeitsmaschine
- 2
- elektrisches Antriebssystem
- 3
- Batterie
- 4
- Mehrgang-Lastschaltgetriebe
- 5
- Elektromotor
- 6
- Steuereinrichtung
- 7
- Geschwindigkeitssensor
- 30
- Ordinate - Zugkraft
- 31
- Abszisse - Geschwindigkeit
- 32
- Ordinate - Drehmoment
- 33
- Abszisse - Drehzahl
- 50
- erster Gang
- 51
- zweiter Gang
- 100
- Verfahren
- 110
- erster Schritt
- 120
- zweiter Schritt
- 130
- dritter Schritt
- 140
- vierter Schritt
- 150
- fünfter Schritt
- G
- Zustandsgröße
- P
- Schaltpunkt
- T
- Magnettemperatur
- T1
- Erste Magnettemperatur
- T2
- Zweite Magnettemperatur
- T3
- Dritte Magnettemperatur
- v
- Geschwindigkeit
- Z
- Zugkraft
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0339202 A2 [0003]
Claims (7)
- Verfahren (100) zum adaptiven Festlegen eines Schaltpunkts (P) eines Mehrgang-Lastschaltgetriebes (4) einer Arbeitsmaschine (1), wobei die Arbeitsmaschine (1) das Mehrgang-Lastschaltgetriebe (4), ein elektrisches Antriebssystem (2) und eine Steuereinrichtung (6) aufweist, wobei das elektrische Antriebssystem (2) eine Batterie (3) und einen Elektromotor (5) aufweist, wobei das Mehrgang-Lastschaltgetriebe (4) mit dem elektrischen Antriebssystem (2) wirkverbunden ist, wobei die Steuereinrichtung (6) signalwirksam mit dem elektrischen Antriebssystem (2) und dem Mehrgang-Lastschaltgetriebe (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Zugkraft (Z), die bei Schaltvorgängen (S) des Mehrgang-Lastschaltgetriebes (4) vorhanden sein muss, vorgegeben ist, - eine Zustandsgröße (G) des elektrischen Antriebssystems (2) ermittelt wird, - ausgehend von der Zustandsgröße (G) und der vorgegebenen Zugkraft (Z) eine Fahrgeschwindigkeit (v) der Arbeitsmaschine (1) ermittelt wird, bei welcher die vorgegebene Zugkraft (Z) bei dem Schaltvorgang (S) im Wesentlichen beibehalten wird, - der Schaltpunkt (P) bei dieser ermittelten Fahrgeschwindigkeit (v) festgelegt wird - der Schaltvorgang (S) an dem Schaltpunkt (P) ausgeführt wird, wenn die Arbeitsmaschine (1) die ermittelte Fahrgeschwindigkeit (v) aufweist.
- Verfahren (100) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zugkraft (Z), die bei Schaltvorgängen (S) des Mehrgang-Lastschaltgetriebes (4) vorhanden sein muss, als maximale Zugkraft (Z) vorgegeben ist. - Verfahren (100) nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsgröße (G) als Magnettemperatur (T; T1; T2; T3) der Permanentmagneten des Elektromotors (5) des elektrischen Antriebssystems (2) ausgebildet ist. - Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zugkraft (Z) bei dem Schaltvorgang (S) exakt beibehalten wird.
- Steuereinrichtung (6) für eine Arbeitsmaschine (1), umfassend Mittel zur Ausführung der Schritte des Verfahrens (100) nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , wobei die Steuereinrichtung (6) mit dem Mehrgang-Lastschaltgetriebe (4) und dem elektrischen Antriebssystem (2) der Arbeitsmaschine (1) signalwirksam verbindbar ist. - Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Steuereinrichtung (6) nach
Anspruch 5 diese veranlassen, das Verfahren (100) nach einem derAnsprüche 1 bis4 auszuführen. - Arbeitsmaschine (1), aufweisend ein Mehrgang-Lastschaltgetriebe (4), ein elektrisches Antriebssystem (2) und eine Steuereinrichtung (6) nach
Anspruch 5 , wobei die Steuereinrichtung (6) signalwirksam mit dem Mehrgang-Lastschaltgetriebe (4) und mit dem elektrischen Antriebssystem (2) verbunden ist.
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