DE102022210721A1

DE102022210721A1 - System und verfahren zur traktionssteuerung in einem arbeitsfahrzeug mit einem stufenlosen e-getriebe

Info

Publication number: DE102022210721A1
Application number: DE102022210721.7A
Authority: DE
Inventors: Briton T. Eastman
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2022-01-27
Filing date: 2022-10-11
Publication date: 2023-07-27
Also published as: CN116552226A; US20230235535A1

Abstract

Ein Arbeitsfahrzeug umfasst eine Kraftmaschine und eine Getriebeanordnung mit einem Variator, eine Zahnradanordnung und eine elektrische Maschine, die mit der Kraftmaschine und mit dem Variator wirkverbunden ist, um dem Variator Drehleistung zuzuführen. Die Getriebeanordnung überträgt selektiv Leistung von der Kraftmaschine und/oder der elektrischen Maschine auf eine Ausgangswelle zum Antreiben von Bodeneingriffselementen des Arbeitsfahrzeugs. Eine Traktionssteuerungseinheit steuert eine Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine zur Bereitstellung von Traktionssteuerung für das Arbeitsfahrzeug, wobei die Traktionssteuerungseinheit so funktioniert, dass sie Eingänge zu einer angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und einer Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund empfängt, die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund mit der Ist-Geschwindigkeit über Grund vergleicht, und wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als einen Schwellenwert übersteigt, die Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine reduziert und damit eine Traktionssteuerung für die Bodeneingriffselemente bereitstellt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
Nicht zutreffend.
ERKLÄRUNG ÜBER STAATLICH GEFÖRDERTE
FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG
Nicht zutreffend.
GEBIET DER OFFENBARUNG
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf die Bereitstellung von Traktionssteuerung für ein Arbeitsfahrzeug und insbesondere die Bereitstellung von Traktionssteuerung über den Betrieb einer stufenlosen E-Getriebeanordnung in einem Arbeitsfahrzeug.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Bei verschiedenen Arbeitsfahrzeugen kann es nützlich sein, sowohl eine herkömmliche Kraftmaschine (z. B. eine Brennkraftmaschine) als auch mindestens eine elektrische Maschine (einen Motor/Generator) zur Bereitstellung von Nutzleistung für ein Ausgangsglied zu verwenden. Beispielsweise kann ein Teil der Kraftmaschinenleistung umgeleitet werden, um eine elektrische Maschine anzutreiben, und die kombinierte Leistung kann dem Ausgangsglied (z. B. einer Fahrzeugachse oder einer anderen Ausgangswelle) in einer Parallelpfadkonfiguration zugeführt werden, oder es kann direkte Leistung von lediglich der Kraftmaschine oder lediglich der elektrischen Maschine dem Ausgangsglied in einer Reihenkonfiguration zugeführt werden. Die Kraftmaschine, die elektrische Maschine und das Ausgangsglied können über ein stufenloses Getriebe wirkverbunden sein.
KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
Bei einer Implementierung umfasst ein Arbeitsfahrzeug eine Kraftmaschine und eine Getriebeanordnung mit einem Variator, der selektiv mit der Kraftmaschine verbunden wird. Eine Zahnradanordnung ist dazu konfiguriert, eine selektive Untersetzung zur Übertragung von Ausgangsleistung von dem Variator auf eine Ausgangswelle bereitzustellen. Eine elektrische Maschine ist mit der Kraftmaschine und mit dem Variator wirkverbunden, wobei die elektrische Maschine dem Variator Drehleistung zuführt. Die Getriebeanordnung ist dazu konfiguriert, selektiv Leistung von der Kraftmaschine und/oder der elektrischen Maschine auf die Ausgangswelle zum Antreiben von Bodeneingriffselementen des Arbeitsfahrzeugs zu übertragen. Das Arbeitsfahrzeug umfasst des Weiteren eine Traktionssteuerungseinheit, die einen Prozessor umfasst, der eine Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine zur Bereitstellung von Traktionssteuerung für das Arbeitsfahrzeug steuert. Die Traktionssteuerungseinheit funktioniert so, dass sie: einen ersten Eingang, der mit einer angesteuerten Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund in Zusammenhang steht, empfängt, einen zweiten Eingang, der mit einer Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund in Zusammenhang steht, empfängt, die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund mit der Ist-Geschwindigkeit über Grund vergleicht, und wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als einen Schwellenwert übersteigt, die Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine zum Antreiben der Ausgangswelle reduziert und damit eine Traktionssteuerung für die Bodeneingriffselemente bereitstellt.
Bei einer weiteren Implementierung stellt ein Verfahren Traktionssteuerung bei einem Arbeitsfahrzeug, das eine Kraftmaschine und eine Getriebeanordnung mit einer elektrischen Maschine, die mit der Kraftmaschine wirkverbunden ist, umfasst, zur selektiven Übertragung von Leistung durch einen Variator der Getriebeanordnung auf eine Ausgangswelle, die Bodeneingriffselemente des Arbeitsfahrzeugs antreibt, bereit. Das Verfahren umfasst Übertragen von Drehleistung von der elektrischen Maschine auf den Variator, Übertragen eines ersten Eingangs, der eine angesteuerte Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund umfasst, an eine Traktionssteuerungseinheit des Arbeitsfahrzeugs, Übertragen eines zweiten Eingangs, der eine Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund umfasst, an die Traktionssteuerungseinheit der Getriebeanordnung und Vergleichen der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und der Ist-Geschwindigkeit über Grund über die Traktionssteuerungseinheit. Das Verfahren umfasst des Weiteren dahingehendes Steuern der elektrischen Maschine, über die Traktionssteuerungseinheit, ihre Drehzahl- oder Drehmomentabgabe, die dem Variator und dann an die Ausgangswelle zugeführt wird, zu reduzieren, wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als einen Schwellenwert übersteigt, wodurch eine Traktionssteuerung für die Bodeneingriffselemente bereitgestellt wird.
Bei noch einer weiteren Implementierung umfasst ein Arbeitsfahrzeug eine Kraftmaschine und eine Getriebeanordnung mit einem Variator, der selektiv mit der Kraftmaschine verbunden wird. Eine Zahnradanordnung ist dazu konfiguriert, eine selektive Untersetzung zur Übertragung von Ausgangsleistung von dem Variator auf eine Ausgangswelle bereitzustellen. Eine elektrische Maschine ist mit der Kraftmaschine und mit dem Variator wirkverbunden, wobei die elektrische Maschine dem Variator Drehleistung zuführt. Die Getriebeanordnung ist dazu konfiguriert, selektiv Leistung von der Kraftmaschine und/oder der elektrischen Maschine auf die Ausgangswelle zum Antreiben von Bodeneingriffselementen des Arbeitsfahrzeugs zu übertragen. Das Arbeitsfahrzeug umfasst des Weiteren eine Traktionssteuerungseinheit, die einen Prozessor umfasst, der mit der elektrischen Maschine in Verbindung steht, wobei die Traktionssteuerungseinheit so funktioniert, dass sie einen Schlupfzustand zwischen den Bodeneingriffselementen des Arbeitsfahrzeugs und dem Boden identifiziert und eine Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine bei Identifizierung des Schlupfzustands reduziert.
Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen werden in den beiliegenden Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung angeführt. Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen hervor.
Figurenliste
Mindestens ein Beispiel für die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben:

1 stellt ein beispielhaftes Arbeitsfahrzeug, das eine Getriebeanordnung, die Traktionssteuerung zur Verhinderung von Radschlupf bereitstellt, enthält, gemäß einer Ausführungsform dar;
2 ist ein Schemadiagramm einer beispielhaften Getriebeanordnung, die in dem Arbeitsfahrzeug von 1 enthalten ist, sowie einer Traktionssteuerungseinheit gemäß einer Ausführungsform; und
3 ist ein Ablaufdiagramm eines Steuerschemas zur Bereitstellung von Traktionssteuerung bei einem Arbeitsfahrzeug.

In den verschiedenen Zeichnungen geben gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente an. Für eine einfache und deutliche Darstellung können Beschreibungen und Details wohlbekannter Merkmale und Techniken weggelassen werden, um eine unnötige Verschleierung des Beispiels und von nicht einschränkenden Ausführungsformen der Erfindung, die in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beschrieben werden, zu vermeiden. Ferner sollte auf der Hand liegen, dass Merkmale oder Elemente, die in den beigefügten Figuren erscheinen, nicht zwangsweise maßstäblich gezeichnet sind, sofern nicht etwas anderes angegeben wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden in den oben kurz beschriebenen beigefügten Figuren der Zeichnungen gezeigt. Für den Fachmann können verschiedene Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen in Betracht kommen, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie er in den angehängten Ansprüchen angeführt ist, abzuweichen.
ÜBERSICHT
Wie zuvor erwähnt, können verschiedene Arten von Arbeitsfahrzeugen, wie beispielsweise Baggerlader und Traktoren, einen Antriebsstrang umfassen, der ein stufenloses E-Getriebe („eIVT“ - electric Infinitely Variable Transmission) aufweist, das Leistung von einer Kraftmaschine und einer oder mehreren elektrischen Maschinen auf ein Ausgangsglied oder eine Ausgangswelle, wie z. B. eine Fahrzeugachse, die die Drehung von Bodeneingriffselementen (z. B. Rädern, Gleisketten und weiter) des Arbeitsfahrzeugs antreibt, überträgt. Es versteht sich, dass Traktionssteuerungssysteme beim Gebrauch solcher Arbeitsfahrzeuge Schlupf der Bodeneingriffselemente des Arbeitsfahrzeugs bei Beschleunigung auf verschiedenen Oberflächen - d. h. „Radschlupf“ - verhindern oder begrenzen. Die Traktion eines Arbeitsfahrzeugs ergibt sich, wenn seine Bodeneingriffselemente eine Oberfläche berühren, so dass, wenn die Bodeneingriffselemente, in der Regel durch eine Antriebskraft, gedreht werden, das Arbeitsfahrzeug in einer gewünschten Richtung entlang der Oberfläche bewegt wird. Die Kombination aus dem Reibungskoeffizienten und der von den Bodeneingriffselementen auf die Oberfläche ausgeübten Kraft erzeugt Traktion. Wenn der Reibungskoeffizient der Oberfläche weniger als die ausgeübte Kraft beträgt, rutschen die Bodeneingriffselemente bei Beschleunigung des Arbeitsfahrzeugs, wodurch die Beschleunigungsleistung und die Fahrstabilität beeinträchtigt werden und Abnutzung der Bodeneingriffselemente verursacht wird. Sobald der Zustand erkannt wird, kann eine an die Bodeneingriffselemente angelegte Leistung (Drehzahl und Drehmoment) reduziert werden, um dadurch den Schlupfzustand zu behandeln.
Bei existierenden Arbeitsfahrzeugen können Traktionssteuerungssysteme Schlupfbedingungen bestimmen und so arbeiten, dass die auf die Bodeneingriffselemente übertragene Leistung durch selektives Betreiben einer oder mehrerer Bremsen (z. B. Radbremsen) oder Kupplungen in der Getriebeanordnung begrenzt wird. Das Traktionssteuerungssystem kann einen Druckbefehl an eine Bremse oder Kupplung senden, der das Einrücken der Bremse oder Kupplung bewirkt. Dadurch wird die auf die Bodeneingriffselemente übertragene Leistung entweder durch selektive Bremsanwendung oder durch Ausrücken der Ausgangswelle reduziert.
Obgleich existierende Arbeitsfahrzeugtraktionssteuerungssysteme dazu dienen, Schlupf zu reduzieren oder zu eliminieren, ist bekannt, dass solche Systeme Nachteile mit sich bringen. Primär ist bekannt, dass sich bei den Brems- oder Kupplungskomponenten, die zur Steuerung der auf die Bodeneingriffselemente übertragenen Ausgangsleistung betätigt werden, nach wiederholtem Gebrauch Abnutzungserscheinungen zeigen, die sich auf die Leistungsfähigkeit des Traktionssteuerungssystems auswirken können. Die Bremsen und Kupplungen müssen deshalb möglicherweise während der Lebensdauer des Arbeitsfahrzeugs ausgetauscht werden, vielleicht mehrmals, was zu erhöhten Betriebskosten des Arbeitsfahrzeugs führt.
Zur Ermöglichung einer verbesserten Traktionssteuerungsleistung und Langlebigkeit wird eine Traktionssteuerungseinheit für ein Arbeitsfahrzeug mit einem stufenlosen E-Getriebe (eIVT) bereitgestellt, wobei das eIVT eine elektrische Maschine umfasst, die alleine oder in Kombination mit einer Kraftmaschine selektiv Leistung auf die Ausgangswelle zum Antrieb von Bodeneingriffselementen des Arbeitsfahrzeugs überträgt. Zur Bereitstellung von Traktionssteuerung für das Arbeitsfahrzeug identifiziert die Traktionssteuerungseinheit einen Schlupfzustand zwischen den Bodeneingriffselementen des Arbeitsfahrzeugs und dem Boden und reduziert bei Identifikation solch eines Schlupfzustands eine Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine.
Bei einer Ausführungsform empfängt eine Traktionssteuerungseinheit einen ersten Eingang, der mit einer angesteuerten Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund in Zusammenhang steht, empfängt einen zweiten Eingang, der mit einer Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund in Zusammenhang steht, und vergleicht die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund mit der Ist-Geschwindigkeit über Grund. Der erste Eingang, der mit der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund in Zusammenhang steht, liegt in Form eines Drehzahleingangs oder eines Drehmomenteingangs vor. Wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als einen Schwellenwert übersteigt, reduziert die Traktionssteuerungseinheit die Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine zum Antreiben der Ausgangswelle, wodurch eine Traktionssteuerung für die Bodeneingriffselemente bereitgestellt wird.
Bei einer Ausführungsform wird die Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund durch ein Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem bestimmt, das dazu konfiguriert ist, die Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund zu überwachen. Das Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem kann beispielsweise in Form von GPS oder eines Bodenradarsystems vorliegen.
Die Traktionssteuerungseinheit kann dazu verwendet werden, Traktionssteuerung für die Bodeneingriffselemente des Arbeitsfahrzeugs über mehrere Betriebsmodi des eIVT hinweg bereitzustellen. Das bedeutet, dass die Traktionssteuerungseinheit dazu verwendet werden kann, Traktionssteuerung für die Bodeneingriffselemente mit der Getriebeanordnung in einem Parallelpfadbetriebsmodus, wobei Leistung von der Kraftmaschine und der elektrischen Maschine durch den Variator zusammengelegt werden, oder in einem Reihenbetriebsmodus, wobei Leistung von der elektrischen Maschine durch den Variator auf die Ausgangswelle übertragen wird und eine Übertragung von direkter mechanischer Leistung von der Kraftmaschine auf die Ausgangswelle verhindert wird, bereitzustellen.
Beispielhafte Ausführungsformen eines Arbeitsfahrzeugs mit einer Getriebeanordnung und einer zugehörigen Traktionssteuerungseinheit, die ein Traktionssteuerungsschema in diesem Fahrzeug implementieren, werden in 1-3 gemäß dieser Offenbarung bereitgestellt. Ungeachtet der folgenden Beispiele würden auch alternative Arten von Arbeitsfahrzeugen und andere Konfigurationen von stufenlosen E-Getrieben von einem darin integrierten Traktionssteuerungsschema der Erfindung profitieren. Es versteht sich somit, dass Aspekte der Erfindung nicht auf lediglich die spezifischen Ausführungsformen, die nachstehend beschrieben werden, beschränkt sein sollen.
BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORMEN EINES SYSTEMS FÜR MEHRSCHICHTBREMSUNG UND -VERZÖGERUNG BEI EINEM ARBEITSFAHRZEUG
Unter zunächst erfolgender Bezugnahme auf 1 wird ein Arbeitsfahrzeug gezeigt, bei dem Einzelheiten einer oder mehrere Ausführungsformen der Offenbarung implementiert sein können. In dem dargestellten Beispiel wird das Arbeitsfahrzeug als ein Baggerlader dargestellt, und wird somit im Folgenden als „Baggerlader 10“ bezeichnet. Es versteht sich jedoch, dass andere Konfigurationen möglich sein können, darunter Konfigurationen, bei denen das Arbeitsfahrzeug eine Bergbaumaschine, ein Traktor, ein Erntefahrzeug, ein Rückeschlepper oder eine von verschiedenen anderen Arbeitsfahrzeugarten ist.
Der Baggerlader 10 umfasst ein Chassis 12 und Bodeneingriffselemente 14. Die Bodeneingriffselemente 14 können das Chassis 12 stützen und das Chassis 12 über den Boden hinweg vortreiben. Obgleich der dargestellte Baggerlader 10 Räder als Bodeneingriffselemente 14 umfasst, kann der Baggerlader 10 andere Bodeneingriffsmechanismen, wie z. B. Stahl-Gleisketten, Gummi-Gleisketten oder andere geeignete Bodeneingriffselemente, umfassen.
Der Baggerlader 10 umfasst ferner eine Laderanordnung 16 und eine Baggeranordnung 22. Gemäß der Darstellung in 1 umfasst die Laderanordnung 16 eine Laderschwinge 18 und ein Arbeitsgerät 20 in Form einer Schaufel. Das Arbeitsgerät 20 ist zum Bewegen, Ausbaggern, Pflügen oder Durchführen anderer Materialverladefunktionen an einer Ladung, wie z. B. Erde oder andere Materialien, in der Lage. Andere geeignete Arbeitsgeräte umfassen beispielsweise Schneiden, Palettengabeln, Ballenstapler, Schneckenbohrer, Erntegeräte, Bestellgeräte, Mähgeräte und Mehrschalengreifer. Die Laderschwinge 18 ist dazu konfiguriert, sich dahingehend bezüglich des Chassis 12 zu bewegen, das Arbeitsgerät 20 zu bewegen und zu betreiben. Die Baggeranordnung 22 des Baggerladers 10 umfasst einen Baggerausleger 24 und ein Werkzeug, wie z. B. eine Baggerschaufel 26 mit Telehandler-Gerätemerkmalen. Der Baggerausleger 24 ist durch einen Schwenkrahmen an dem Chassis 12 angebracht, wobei der Baggerausleger 24 bezüglich des Chassis 12 schwenkbar ist. Die Baggerschaufel 26 ist wiederum schwenkbar an dem Baggerausleger 24 befestigt und über einen ausfahrbaren Löffelstiel von diesem weg ausfahrbar, so dass die Baggerschaufel 26 während des Betriebs eine größere Bewegungsfreiheit hat.
Ein Bediener oder eine autonome Steuerung kann den Baggerlader 10, darunter die Bodeneingriffselemente 14, die Laderanordnung 16 und die Baggeranordnung 22 von einer Bedienerstation 28 in dem Baggerlader 10 steuern. Obgleich dies in 1 nicht gezeigt wird, versteht sich, dass die Bedienerstation 28 eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 30 und verschiedene Betätigungseinrichtungen, die dazu konfiguriert sind, Eingabebefehle von dem Bediener zur Steuerung von beispielsweise verschiedenen mit dem Betätigen und Steuern der Laderanordnung 16 und der Baggeranordnung 22 in Zusammenhang stehenden elektrischen oder hydraulischen Systemen zu empfangen, umfassen kann. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 30 kann verschiedenartig konfiguriert sein und kann Eingabevorrichtungen 32 umfassen, die einen oder mehrere Joysticks, verschiedene Schalter oder Hebel, eine oder mehrere Tasten, eine Touchscreenschnittstelle, die auf einer Anzeige eingeblendet sein kann, eine Tastatur, einen Lautsprecher, ein Mikrofon, das einem Spracherkennungssystem zugeordnet ist, oder verschiedene andere Mensch-Maschine-Schnittstellenvorrichtungen umfassen können.
Der Baggerlader 10 umfasst eine Steuerung 34 (oder mehrere Steuerungen) zur Steuerung verschiedener Aspekte des Betriebs des Baggerladers 10. Allgemein kann die Steuerung 34 (oder andere) als eine Rechenvorrichtung mit zugehörigen Prozessorvorrichtungen 34a und Speicherarchitekturen 34b, als eine festverdrahtete Rechenschaltung (oder -schaltungen), als eine programmierbare Schaltung oder anderweitig konfiguriert sein. Die Steuerung 34 kann also dazu konfiguriert sein, verschiedene Rechen- und Steuerfunktionen in Bezug auf den Baggerlader 10 auszuführen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 34 dazu konfiguriert sein, Eingangssignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Spannungssignale, Stromsignale usw.) zu empfangen und Befehlssignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Spannungssignale, Stromsignale usw.) auszugeben. Bei einer Ausführungsform kann die Steuerung 34 dazu konfiguriert sein, Eingabebefehle zu empfangen und über die Mensch-Fahrzeug-Schnittstelle 30 mit dem Bediener zusammenzuwirken.
Die Steuerung 34 kann mit verschiedenen anderen Systemen oder Vorrichtungen des Baggerladers 10 in Verbindung stehen. Beispielsweise kann die Steuerung 34 mit verschiedenen Aktuatoren, Sensoren und anderen Vorrichtungen innerhalb (oder außerhalb) des Baggerladers 10, darunter verschiedene Vorrichtungen, die nachstehend beschrieben werden, in Verbindung stehen. Die Steuerung 34 kann mit anderen Systemen oder Vorrichtungen (einschließlich anderen Steuerungen) verschiedenartig, einschließlich über einen CAN-Bus (nicht gezeigt) des Baggerladers 10, über drahtlose Kommunikationsmittel oder anderweitig kommunizieren.
Wie nachstehend genauer beschrieben wird, kann die Steuerung 34 zum Teil als eine Traktionssteuerungseinheit funktionieren, die das Erfassen verschiedener Arten von Fahrzeugbetriebsparameterdaten, die mit dem Baggerlader 10 in Zusammenhang stehen, als Teil der Implementierung eines Traktionssteuerungsschemas in dem Baggerlader 10 ermöglicht, wobei solche Eingänge eine angesteuerte Arbeitsfahrzeuggeschwindigkeit und eine Ist-Arbeitsfahrzeuggeschwindigkeit umfassen. Bei der dargestellten Ausführungsform umfassen für die Steuerung 34 als Teil ihres Betriebs als eine Traktionssteuerungseinheit zugeführte Eingänge einen Eingang der angesteuerten Fahrzeuggeschwindigkeit für die Steuerung 34, beispielsweise über die Mensch-Fahrzeug-Schnittstelle 30, und einen Eingang der Ist-Arbeitsfahrzeuggeschwindigkeit für die Steuerung 34 über ein Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem 35. Von der Steuerung 34 empfangene Eingänge und Daten werden zur Bereitstellung von Traktionssteuerung bei dem Baggerlader 10 über Betrieb und Steuerung eines in dem Baggerlader 10 enthaltenen Getriebes 36, zu dem nachstehend weitere Einzelheiten bereitgestellt werden, verwendet. Die Steuerung 34 kann mit der angesteuerten Fahrzeuggeschwindigkeit in Zusammenhang stehende Eingänge in Form eines beliebigen geeigneten Leistungsparameters empfangen, und zwar kann die Steuerung 34 Drehzahleingänge oder Drehmomenteingänge als Angabe der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund empfangen.
Wie angegeben, ist ein Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem 35 an dem Baggerlader 10 vorgesehen, das die Ist-Geschwindigkeit des Baggerladers 10 über Grund während des Betriebs überwacht. Das Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem 35 kann als nicht einschränkende Beispiele in Form von GPS oder eines Bodenradarsystems vorliegen, das den Standort des Baggerladers 10 bestimmt und seine Bewegung überwacht, um eine Ist-Geschwindigkeit des Baggerladers 10 über Grund während des Betriebs abzuleiten.
Der Baggerlader 10 umfasst eine Antriebsquelle, die bei einer beispielhaften Ausführungsform als ein Hybridelektroantriebssystem, das eine Kraftmaschine 38 und mehrere elektrische Maschinen 40, 42 umfasst, vorgesehen ist. Die Kraftmaschine 38 und die elektrischen Maschinen 40, 42 können dem Getriebe 36 Leistung zuführen.
In einem Beispiel ist die Kraftmaschine 38 eine Brennkraftmaschine, wie z. B. eine Dieselkraftmaschine, die von der Steuerung 34 zum Ermöglichen des Startens der Kraftmaschine 38, Ermöglichen des Abstellens der Kraftmaschine 38, Deaktivieren des Betriebs der Kraftmaschine 38 und/oder Modifizieren einiger Aspekte des Betriebs der Kraftmaschine 38 oder zugehöriger Systeme, beispielsweise basierend auf einem von der Mensch-Fahrzeug-Schnittstelle 30 empfangenen Eingang, gesteuert wird. Der Baggerlader 10 kann einen Kraftmaschinendrehzahlsensor 46 umfassen, der dazu konfiguriert ist, die Drehzahl der Kraftmaschine 38 während des Betriebs zu bestimmen.
In einem Beispiel sind die elektrischen Maschinen 40, 42 Wechselstrommotoren, wie z. B. Dauermagnetwechselstrommotoren oder Induktionsmotoren. Bei einer Implementierung und wie in 2 genauer erläutert wird, kann eine erste elektrische Maschine 40 mechanische Leistung von der Kraftmaschine 38 empfangen und diese Leistung in elektrische Leistung umwandeln, wobei die elektrische Leistung von der ersten elektrischen Maschine 40 dann der zweiten elektrischen Maschine 42 zugeführt wird. Diese elektrische Leistung kann dann von der zweiten elektrischen Maschine 42 zur mechanischen Ausgabe wieder umgewandelt werden. Die elektrischen Maschinen 40, 42 können von der Steuerung 34 zur Steuerung einer Drehzahl, eines Drehmoments und/oder eines Betriebsmodus davon gesteuert werden, wobei die erste elektrische Maschine 40 in einem „regenerativen Modus“ zur Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie betreibbar ist und die zweite elektrische Maschine 42 in einem „Motor-Modus“ zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie betreibbar ist.
Das Getriebe 36 überträgt Leistung von der Kraftmaschine 38 und der zweiten elektrischen Maschine 42 zu einem geeigneten Triebstrang (nicht gezeigt), der mit den Bodeneingriffselementen 14 des Baggerladers 10, die Vorder- und Hinterräder umfassen können, gekoppelt ist, um zu ermöglichen, dass sich der Baggerlader 10 bewegt. Wie nachstehend bei Bezugnahme auf 2 genauer beschrieben wird, ist das Getriebe 36 als ein eIVT konfiguriert, das in verschiedenen Modi betrieben wird. Diese Modi können einen oder mehrere Nur-Kraftmaschine-Modi, einen oder mehrere Reihen-Elektro( z. B. Nur-Elektro)-Modi, bei dem die zweite elektrische Maschine 42 die Leistungsendzufuhr (ohne direkte mechanische Leistung von der Kraftmaschine 38) bereitstellt, und einen oder mehrere Verteilungs- oder Doppelpfadmodi, bei denen Ausgänge von sowohl der Kraftmaschine 38 als auch der zweiten elektrischen Maschine 42 zusammengelegt sind und die Leistungsendzufuhr (z. B. zu einer Fahrzeugachse) bereitstellen, umfassen, zu denen nachstehend weitere Einzelheiten bereitgestellt werden.
Unter Bezugnahme auf 2 wird ein in dem Baggerlader 10 enthaltenes beispielhaftes eIVT 84 dargestellt, das eine genauere Erörterung der Struktur und Anordnung der Kraftmaschine 38, der elektrischen Maschinen 40, 42 und des Getriebes 36 des Baggerladers 10 und wie das Getriebe 36 zur Bereitstellung von Traktionssteuerung als Teil eines von einer Traktionssteuerungseinheit 86 implementierten Traktionssteuerungschemas betrieben werden kann, bietet. Wie zuvor angegeben, kann die Traktionssteuerungseinheit 86 als eine Einheit oder ein Modul in der Steuerung 34 gemäß einigen Ausführungsformen integriert sein. Es versteht sich, dass das in 2 dargestellte und hier nachstehend beschriebene eIVT 84 lediglich beispielhaft ist und dass stattdessen Einzelheiten dieser Offenbarung in Getrieben mit anderen Ausführungen oder Konstruktionen integriert sein könnten.
Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst das eIVT 84 das Getriebe 36, die erste elektrische Maschine 40 und die zweite elektrische Maschine 42. Die erste elektrische Maschine 40 und die zweite elektrische Maschine 42 können durch eine elektrische Leitung 90 verbunden sein. Ein Umrichter 92 kann enthalten sein und kann mit der ersten elektrischen Maschine 40 und/oder der zweiten elektrischen Maschine 42 wirkverbunden sein. Bei einigen Ausführungsformen kann der Umrichter 92 einer Batterie oder Batterieanordnung 93 Energie zuführen und/oder Energie von dieser empfangen. Des Weiteren kann der Umrichter 92 dem eIVT 84 Energie zuführen und/oder Energie von diesem empfangen. Darüber hinaus kann der Umrichter 92 bei einigen Ausführungsformen Leistung an ein Anbaugerät und/oder eine weitere Energieabgabevorrichtung (nicht gezeigt) abgeben.
Das Getriebe 36 überträgt Leistung von der Kraftmaschine 38 und der zweiten elektrischen Maschine 42 auf eine Ausgangswelle 94. Wie nachstehend beschrieben wird, umfasst das Getriebe 36 eine Reihe von Getriebe-, Kupplungs- und Steueranordnungen zum entsprechenden Antrieb der Ausgangswelle 94 mit mehreren Drehzahlen und in verschiedenen Richtungen. Allgemein kann das Getriebe 36 eines eIVT 84 in einem Beispiel eine beliebige Art von stufenloser E-Getriebeanordnung sein, wobei es sich versteht, dass Alternativen zu dem 2 dargestellten eIVT 84 bei der vorliegenden Erfindung erwogen werden.
Die Kraftmaschine 38 kann über ein Kraftmaschinenausgangselement, wie z. B. ein Schwungrad, Drehleistung entsprechend Befehlen von der Traktionssteuerungseinheit 86 basierend auf dem gewünschten Betrieb einer Kraftmaschinenwelle 96 zuführen. Die Kraftmaschinenwelle 96 kann dazu konfiguriert sein, einem Zahnrad 98 und einem Zahnrad 99 Drehleistung zuzuführen. Das Zahnrad 98 kann mit einem Zahnrad 100, das auf einer Welle 102 gestützt werden (z. B. daran fixiert sein) kann, kämmen. Die Welle 102 kann im Wesentlichen parallel zur Kraftmaschinenwelle 96 und von dieser beabstandet sein. Die Welle 102 kann verschiedene Komponenten des eIVT 84 stützen, wie nachstehend genauer erörtert wird.
Das Zahnrad 99 kann mit einem Zahnrad 104, das auf einer Welle 106 gestützt wird (z. B. daran fixiert ist), kämmen. Die Welle 106 kann im Wesentlichen parallel zur Kraftmaschinenwelle 96 und von dieser beabstandet sein, und die Welle 106 kann mit der ersten elektrischen Maschine 40 verbunden sein. Dementsprechend kann mechanische Leistung von der Kraftmaschine (d. h. Kraftmaschinenleistung) über die Kraftmaschinenwelle 96 zu den kämmenden Zahnrädern 99, 104, zu der Welle 106 und zu der ersten elektrischen Maschine 40 übertragen werden. Die erste elektrische Maschine 40 kann diese Leistung in elektrische Leistung zur Übertragung über die elektrische Leitung 90 zu der zweiten elektrischen Maschine 42 umwandeln. Diese umgewandelte und übertragene Leistung kann dann von der zweiten elektrischen Maschine 42 zur mechanischen Ausgabe entlang einer Welle 108 wieder umgewandelt werden. Es können verschiedene bekannte Steuerungsvorrichtungen (nicht gezeigt) zur Regulierung solch einer Umwandlung, Übertragung, Rückwandlung usw. vorgesehen sein. Des Weiteren kann die Welle 108 bei einigen Ausführungsformen ein Zahnrad 110 (oder eine andere ähnliche Komponente) stützen. Das Zahnrad 110 kann mit einem Zahnrad 112 kämmen und Leistung zu diesem übertragen. Das Zahnrad 110 kann auch mit einem Zahnrad 114 kämmen und Leistung zu diesem übertragen. Dementsprechend kann Leistung von der zweiten elektrischen Maschine 42 zwischen dem Zahnrad 112 und dem Zahnrad 114 zur Übertragung auf andere Komponenten aufgeteilt sein, wie nachstehend genauer erörtert wird.
Das elVT 84 kann ferner einen Variator 116 umfassen, der ein Beispiel für eine Anordnung, die eine stufenlos variable Leistungsübertragung zwischen der Kraftmaschine 38 und der zweiten elektrischen Maschine 42 und der Ausgangswelle 94 ermöglicht, darstellt. Bei einigen Ausführungsformen kann der Variator 116 mindestens zwei Planetenradsätze umfassen. Bei einigen Ausführungsformen können die Planetenradsätze miteinander verbunden sein und auf einer gemeinsamen Welle, wie z. B. der Welle 102, gestützt werden, und die Planetenradsätze können im Wesentlichen konzentrisch sein. Bei weiteren Ausführungsformen können die verschiedenen Planetenradsätze auf separaten jeweiligen Wellen, die nicht konzentrisch sind, gestützt werden. Die Anordnung der Planetenradsätze kann entsprechend dem zur Verfügung stehenden Raum innerhalb des Baggerladers 10 für das Packaging des eIVT 84 konfiguriert sein.
Wie bei der Ausführungsform von 2 gezeigt wird, kann der Variator 116 einen ersten Planetenradsatz (d. h. einen „niedrigen“ Planetenradsatz) mit einem ersten Sonnenrad 118, ersten Planetenrädern und einem zugehörigen Träger 120 und einem ersten Hohlrad 122 umfassen. Darüber hinaus kann der Variator 116 einen zweiten Planetenradsatz (d. h. einen „hohen“ Planetenradsatz) mit einem zweiten Sonnenrad 124, zweiten Planetenrädern und einem zugehörigen Träger 126 und einem zweiten Hohlrad 128 umfassen. Die zweiten Planetenräder und der Träger 126 können direkt an dem ersten Hohlrad 122 befestigt sein. Des Weiteren können die zweiten Planetenräder und der Träger 126 direkt an einer Welle 130, an der ein Zahnrad 132 fixiert ist, befestigt sein. Darüber hinaus kann das zweite Hohlrad 128 direkt an einem Zahnrad 134 befestigt sein. Wie gezeigt wird, können die Welle 130, das Zahnrad 132 und das Zahnrad 134 jeweils die Welle 102 aufnehmen und können im Wesentlichen konzentrisch zu dieser sein. Obgleich dies nicht speziell gezeigt wird, versteht sich, dass das eIVT 84 verschiedene Lager zum konzentrischen Stützen dieser Komponenten umfassen kann. Insbesondere kann die Welle 130 über ein Lager an der Welle 102 drehbar befestigt sein, und das Zahnrad 134 kann über ein weiteres Lager an der Welle 130 drehbar befestigt sein.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Variators 116 (in 2 von links nach rechts) kann das Zahnrad 114 auf einer Welle 136, die auch das erste und das zweite Sonnenrad 118, 124 stützt, befestigt (z. B. fixiert) sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Welle 136 hohl sein und kann die Welle 102 aufnehmen. Ein Lager (nicht gezeigt) kann die Welle 136 im Wesentlichen konzentrisch auf der Welle 102 drehbar stützen.
Des Weiteren können die ersten Planetenräder und der zugehörige Träger 120 an einem Zahnrad 138 befestigt sein. Das Zahnrad 138 kann mit einem Zahnrad 140, das an einer Welle 142 fixiert ist, kämmen. Die Welle 142 kann im Wesentlichen parallel zur Welle 102 und von dieser beabstandet sein.
Wie oben angemerkt wird, kann das eIVT 84 zur Zufuhr von Leistung (von der Kraftmaschine 38 und der zweiten elektrischen Maschine 42) zur Ausgangswelle 94 über das Getriebe 36 konfiguriert sein. Die Ausgangswelle 94 kann dazu konfiguriert sein, diese empfangene Leistung auf Bodeneingriffselemente 14 des Baggerladers 10 zu übertragen.
Wie oben angemerkt, kann das eIVT 84 alternativ ausgedrückt in einem Parallelpfad-, Doppelpfad- oder Verteilungspfadmodus betrieben werden, so dass Leistung von der Kraftmaschine 38 und der zweiten elektrischen Maschine 42 von dem Variator 116 zusammengelegt werden kann, wobei die zusammengelegte oder kombinierte Leistung der Ausgangswelle 94 zugeführt wird. Das eIVT 84 kann auch unterschiedliche Drehzahlmodi in dem Verteilungspfadmodus aufweisen, und diese unterschiedlichen Drehzahlmodi können unterschiedliche Winkelgeschwindigkeitsbereiche für die Ausgangswelle 94 bereitstellen. Des Weiteren kann das eIVT 84 einen oder mehrere Vorwärtsmodi zum Bewegen des Baggerladers 10 in einer Vorwärtsrichtung und einen oder mehrere Rückwärtsmodi zum Bewegen des Baggerladers 10 in einer Rückwärtsrichtung aufweisen. Gemäß Ausführungsformen ist es auch möglich, dass das eIVT 84 in einem Reihen-Elektromodus betrieben wird, in dem Leistung von der zweiten elektrischen Maschine 42 auf die Ausgangswelle 94 übertragen werden kann und verhindert werden kann, dass direkte mechanische Leistung von der Kraftmaschine 38 auf die Ausgangswelle 94 übertragen wird. Es ist auch möglich, dass das eIVT 84 in einem Nur-Kraftmaschine-Modus betrieben wird, in dem direkte mechanische Leistung auf die Ausgangswelle 94 übertragen wird, ohne dass von der zweiten elektrischen Maschine 42 ein zusätzlicher Leistungseingang bereitgestellt wird.
Das eIVT 84 kann zwischen den Drehzahl- und Richtungsmodi oder Reihen- und Verteilungspfadmodi unter Verwendung einer Steueranordnung 144 wechseln. Die Steueranordnung 144 kann eine oder mehrere auswählbare Getriebekomponenten umfassen. Die auswählbaren Getriebekomponenten können erste Stellungen (eingerückte Stellungen) aufweisen, in denen die jeweilige Vorrichtung Leistung von einer Eingangskomponente auf eine Ausgangskomponente überträgt. Die auswählbaren Getriebekomponenten können auch eine zweite Stellung (eine ausgerückte Stellung) aufweisen, in der die Vorrichtung die Übertragung von Leistung von der Eingangs- auf die Ausgangskomponente verhindert. Die auswählbaren Getriebekomponenten der Steueranordnung 144 können eine oder mehrere Nasskupplungen, Trockenkupplungen, Klauenkupplungen, Bremsen, Synchronisierungsvorrichtungen und andere ähnliche Vorrichtungen umfassen. Die Steueranordnung 144 kann auch einen Aktuator zur Betätigung der auswählbaren Getriebekomponenten zwischen der ersten und der zweiten Stellung umfassen.
Gemäß der Darstellung in 2 kann die Steueranordnung 144 eine erste Kupplung 146, eine zweite Kupplung 148, eine dritte Kupplung 150, eine vierte Kupplung 152 und eine fünfte Kupplung 154 umfassen. Des Weiteren kann die Steueranordnung 144 eine Vorwärtsrichtungskupplung 156 und eine Rückwärtsrichtungskupplung 158 umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Kupplung 146 an einer Welle 160 befestigt sein und daran gestützt werden. Des Weiteren kann die erste Kupplung 146 in einer eingerückten Stellung das Zahnrad 112 mit der Welle 160 zur Drehung als eine Einheit in Eingriff nehmen. Die erste Kupplung 146 kann in einer ausgerückten Stellung gestatten, dass sich das Zahnrad 112 bezüglich der Welle 160 dreht. Des Weiteren kann ein Zahnrad 162 an der Welle 160 fixiert sein, und das Zahnrad 162 kann mit dem Zahnrad 132, das an der Welle 130 fixiert ist, kämmen. Die Rückwärtsrichtungskupplung 158 kann auf der Welle 160 gestützt werden (d. h. mit der ersten Kupplung 146 gemeinsam auf der Welle 160 gestützt werden). Die Rückwärtsrichtungskupplung 158 kann das Zahnrad 162 und das Zahnrad 164 in Eingriff nehmen und alternativ dazu außer Eingriff mit diesen gelangen. Das Zahnrad 164 kann mit einem Zwischenrad 166 kämmen, und das Zwischenrad 166 kann mit einem Zahnrad 168 kämmen. Die Vorwärtsrichtungskupplung 156 kann an einem Zahnrad 168, das wiederum auf der Welle 102 gestützt wird, zur selektiven Ineingriffnahme der Welle 130 gestützt werden. Somit kann die Vorwärtsrichtungskupplung 156 mit sowohl der Welle 130 als auch der Welle 102 konzentrisch sein. Die zweite Kupplung 148 kann auf der Welle 142 gestützt werden. Die zweite Kupplung 148 kann die Welle 142 und ein Zahnrad 170 in Eingriff nehmen und alternativ dazu außer Eingriff mit diesen gelangen. Das Zahnrad 170 kann mit einem Zahnrad 172 kämmen. Das Zahnrad 172 kann an einer Vorgelegewelle 174 fixiert und befestigt sein. Die Vorgelegewelle 174 kann auch ein Zahnrad 176 stützen. Das Zahnrad 176 kann mit einem Zahnrad 178, das an der Ausgangswelle 94 fixiert ist, kämmen.
Die dritte Kupplung 150 kann auf einer Welle 180 gestützt werden. Die Welle 180 kann im Wesentlichen parallel zur Welle 142 und in einem Abstand zu dieser beabstandet sein. Des Weiteren kann ein Zahnrad 182 an der Welle 180 fixiert sein und von dieser gestützt werden. Das Zahnrad 182 kann mit dem Zahnrad 134 kämmen, wie gezeigt wird. Die dritte Kupplung 150 kann das Zahnrad 182 und ein Zahnrad 184 in Eingriff nehmen und alternativ dazu außer Eingriff mit diesen gelangen. Das Zahnrad 184 kann mit dem Zahnrad 172 kämmen. Die vierte Kupplung 152 kann auf der Welle 142 (gemeinsam mit der zweiten Kupplung 148) gestützt werden. Die vierte Kupplung 152 kann die Welle 142 und ein Zahnrad 186 in Eingriff nehmen und alternativ dazu außer Eingriff mit diesen gelangen. Das Zahnrad 186 kann mit einem Zahnrad 188, das an der Vorgelegewelle 174 befestigt und fixiert ist, kämmen. Darüber hinaus kann die fünfte Kupplung 154 auf der Welle 180 (zusammen und konzentrisch mit der dritten Kupplung 150) gestützt werden. Die fünfte Kupplung 154 kann die Welle 180 und ein Zahnrad 190 in Eingriff nehmen und alternativ dazu außer Eingriff mit diesen gelangen. Das Zahnrad 190 kann mit dem Zahnrad 188 kämmen.
Wie zuvor angegeben, ist das eIVT 84 in einer Reihe von Modi basierend auf selektivem Betrieb des Getriebes betreibbar, darunter einem Verteilungspfadmodus, bei dem Leistung von der Kraftmaschine 38 und der zweiten elektrischen Maschine 42 kombiniert wird. Wie oben angeführt, ist die Traktionssteuerungseinheit 86 dahingehend mit der Steueranordnung 144 gekoppelt, einen oder mehrere Aktuatoren zu steuern und demzufolge die Bewegung der einen oder mehreren auswählbaren Getriebekomponenten in dem Getriebe 36, einschließlich der ersten Kupplung 146, der zweiten Kupplung 148, der dritten Kupplung 150, der vierten Kupplung 152, der fünften Kupplung 154, der Vorwärtsrichtungskupplung 156 und der Rückwärtsrichtungskupplung 158, zu steuern. Allgemein betreibt die Traktionssteuerungseinheit 86 die Steueranordnung 144, sowie die Kraftmaschine 38 und die zweite elektrische Maschine 42, dahingehend, die gewünschte Funktion zu implementieren, z. B. die Erzielung des angeforderten Drehmoments an der Ausgangswelle 94 für die Gesamtsteuerung des Baggerladers 10. Dies beinhaltet Fahrzeugbeschleunigungen, -anhaltevorgänge, -starts, Schalten zwischen Übersetzungsverhältnissen, Schalten zwischen Richtungen und dergleichen.
Gemäß Ausführungsformen ist die Traktionssteuerungseinheit 86 dazu konfiguriert, die zweite elektrische Maschine 42 selektiv dahingehend zu betreiben, Traktionssteuerung für die Bodeneingriffselemente 14 des Baggerladers 10 bereitzustellen. Wie nachstehend beschrieben wird, steuert die Traktionssteuerungseinheit 86 den Betrieb der zweiten elektrischen Maschine 42 dahingehend, selektiv ihre Drehzahl- oder Drehmomentabgabe zu reduzieren und dadurch Radschlupf des Baggerladers 10 anzugehen.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 3 und unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 und 2 wird ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zur Bereitstellung von Traktionssteuerung bei einem Arbeitsfahrzeug (z. B. dem Baggerlader 10) gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt, das beispielsweise von der Traktionssteuerungseinheit 86 durchgeführt werden kann. Die Traktionssteuerungseinheit 86 steuert den Betrieb der zweiten elektrischen Maschine 42 während des Betriebs des eIVT 84, wie z. B. wenn eine Beschleunigung des Arbeitsfahrzeugs angefordert wird, um den Radschlupf anzugehen.
Das Verfahren 200 beginnt bei Schritt 202 damit, dass das eIVT 84 die Kraftmaschine 38 und die zweite elektrische Maschine 42 zur Bereitstellung von Antrieb des Arbeitsfahrzeugs betreibt. Während solch eines Betriebs wird bei Schritt 204 eine angesteuerte Geschwindigkeit über Grund in die Traktionssteuerungseinheit 86 eingegeben. Bei einer Ausführungsform wird die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund über eine Mensch-Fahrzeug-Schnittstelle 30 (1), wie z. B. durch Eingabevorrichtungen 32 daran, in die Traktionssteuerungseinheit 86 eingegeben. Die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund kann in Form eines Drehzahleingangs oder eines Drehmomenteingangs vorliegen, den die Steuerung 34 unter Verwendung von Drehzahl- oder Drehmomentparametern in Abhängigkeit davon, ob der Steueralgorithmus mit Drehzahl- oder Drehmomentsteuerlogik ausgelegt ist, verarbeitet.
Zusammen mit der in die Traktionssteuerungseinheit 86 eingegebenen angesteuerten Geschwindigkeit über Grund wird auch eine Ist-Geschwindigkeit über Grund in die Traktionssteuerungseinheit 86 eingegeben, die bei Schritt 206 angezeigt wird. Gemäß Ausführungsformen wird die Ist-Geschwindigkeit über Grund über ein an dem Arbeitsfahrzeug vorgesehenes Arbeitsfahrzeugbewegungsüberwachungssystem 35 (z. B. GPS oder Bodenradarsystem), das die Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund während des Betriebs überwacht, in die Traktionssteuerungseinheit 86 eingegeben.
Das Verfahren 200 wird bei Schritt 208 fortgesetzt, bei dem die Traktionssteuerungseinheit 86 die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund mit der Ist-Geschwindigkeit über Grund vergleicht. Insbesondere wird die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund mit der Ist-Geschwindigkeit über Grund dazu verglichen, zu bestimmen, ob die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als einen Schwellenwert übersteigt, was Vorliegen von Radschlupf bei dem Arbeitsfahrzeug anzeigt. Bei einer Ausführungsform kann der Schwellenwert, oberhalb dessen die Differenz, mit der die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund übersteigt, bestimmungsgemäß Radschlupf bedeutet, eine Differenz von 1 % oder 2 %, mit der die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund übersteigt, sein (d. h. dass die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als 1 % oder 2 % überschreitet). Bei weiteren Ausführungsformen kann der Schwellenwert größer sein, wie z. B. eine Differenz von 5 % oder mehr, mit der die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund übersteigt. Ferner kann die Schwellwertfestlegung auch Lösen einer theoretischen Ermittlung einer Geschwindigkeit über Grund ohne Schlupf, bei der den Bodeneingriffsrädern optimale Leistung (Drehzahl oder Drehmoment) ohne Rutschen zugeführt werden kann, beinhalten. Falls ja, kann der Vergleich bei Schritt 208 ferner einen Vergleich der theoretischen Geschwindigkeit über Grund ohne Schlupf mit der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und/oder der Ist-Geschwindigkeit über Grund umfassen. Dieselbe, eine andere oder gar keine Schwellwertfestlegung kann in Bezug auf die Beurteilung der theoretischen Geschwindigkeit über Grund ohne Schlupf angewendet werden.
Wenn die Traktionssteuerungseinheit 86 bestimmt, dass die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um nicht mehr als den Schwellenwert übersteigt, wie bei 210 angezeigt wird, wird bestimmt, dass kein Radschlupf auftritt, und das Verfahren 200 geht zu Schritt 204 und 206 zurück, wobei die Traktionssteuerungseinheit 86 auf zusätzliche Eingänge zur angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und der Ist-Geschwindigkeit über Grund hin überwacht und/oder diese empfängt. Alternativ dazu wird, wenn die Traktionssteuerungseinheit 86 bestimmt, dass die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als den Schwellenwert übersteigt, wie bei 212 angezeigt wird, bestimmt, dass Radschlupf auftritt, und das Verfahren 200 geht zu Schritt 214 über, wobei die Traktionssteuerungseinheit 86 der zweiten elektrischen Maschine 42 Befehle übermittelt, die eine Reduzierung ihrer Drehzahl- oder Drehmomentabgabe bewirken. Wenn die zweite elektrische Maschine 42 eine reduzierte Drehzahl oder reduziertes Drehmoment abgibt, wird also auch die der Ausgangswelle 94 zugeführte Leistung (Drehzahl und Drehmoment) reduziert, so dass die auf die Bodeneingriffselemente 14 übertragene Leistung reduziert wird. Wenn den Bodeneingriffselementen 14 reduzierte Leistung zugeführt wird, wird der Radschlupfzustand behandelt.
Nach der Reduzierung der Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der zweiten elektrischen Maschine 42 bei Schritt 214 setzt das Verfahren 200 die Überwachung der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und der Ist-Geschwindigkeit über Grund des Arbeitsfahrzeugs fort, wobei bei Schritt 216 zusätzliche/fortlaufende Eingänge zur angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und der Ist-Geschwindigkeit über Grund in die Traktionssteuerungseinheit 86 bereitgestellt werden. Bei Empfang dieser Eingänge vergleicht die Traktionssteuerungseinheit 86 wieder die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund mit der Ist-Geschwindigkeit über Grund, um zu bestimmen, ob die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als einen Schwellenwert übersteigt, wie bei Schritt 218 angezeigt wird. Wie zuvor angeführt, kann der Schwellenwert, oberhalb dessen die Differenz, mit der die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund übersteigt, bestimmungsgemäß Radschlupf bedeutet, als ein Beispiel eine Differenz von 1 % oder 2 %, mit der die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund übersteigt, sein. Der Schwellenwertaspekt des Vergleichs bei Schritt 218 kann auch Lösen einer theoretischen Geschwindigkeit über Grund ohne Schlupf, die mit der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und/oder der Ist-Geschwindigkeit über Grund verglichen wird, beinhalten.
Wenn die Traktionssteuerungseinheit 86 bestimmt, dass die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund noch immer um mehr als den Schwellenwert übersteigt, wie bei 220 angezeigt wird, wird bestimmt, dass Radschlupf auftritt, und das Verfahren 200 kehrt zu Schritt 212 zurück, wobei die Traktionssteuerungseinheit 86 der zweiten elektrischen Maschine 42 Befehle zur weiteren Reduzierung der Drehzahl- oder Drehmomentabgabe übermittelt. Alternativ dazu wird, wenn die Traktionssteuerungseinheit 86 bestimmt, dass die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund nicht um mehr als den Schwellenwert übersteigt (d. h. sie als Reaktion auf die bei Schritt 212 durchgeführte Drehzahl- oder Drehmomentreduzierung unter den Schwellenwert gefallen ist), wie bei 222 angezeigt wird, bestimmt, dass kein Radschlupf mehr auftritt, und das Verfahren 200 geht zu Schritt 224 über. Bei Schritt 224 kann die Traktionssteuerungseinheit 86 Befehle an die zweite elektrische Maschine 42 übermitteln, die ihre Drehzahl- oder Drehmomentabgabe auf dem derzeitigen Ausmaß halten oder möglicherweise eine Erhöhung der Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der zweiten elektrischen Maschine 42 bewirken, wenn dies von dem Bediener angesteuert wird oder wenn bestimmt wird, dass die Drehzahl oder das Drehmoment erhöht werden kann, ohne dass dies zu Radschlupf führt. Es versteht sich also, dass der Betrieb der zweiten elektrischen Maschine 42 mit einer reduzierten Drehzahl- oder Drehmomentabgabe ein vorübergehender Betriebszustand sein kann, der verlassen werden kann, wenn bestimmt wird, dass kein Radschlupf mehr vorliegt. Eine weitere Iteration des Verfahrens 200 kann dann als Teil eines fortlaufenden Traktionssteuerungsschemas für das Arbeitsfahrzeug durchgeführt werden.
Dementsprechend stellt die Traktionssteuerungseinheit 86 ein Steuerschema mit geschlossenem Regelkreis bereit, durch das Radschlupf bei dem Arbeitsfahrzeug behandelt werden kann. Durch dahingehendes selektives Steuern des Betriebs der zweiten elektrischen Maschine 42, ihre Drehzahl- oder Drehmomentabgabe bei Identifizierung eines Radschlupfzustands zu reduzieren, sorgt die Traktionssteuerungseinheit 86 für eine akkurate und schnelle Reaktion zum Behandeln des Radschlupfzustands. Durch dieses Behandeln eines Schlupfzustands ohne Betätigung von Kupplungen in dem eIVT 84 wird der mechanische Verschleiß in der Getriebeanordnung reduziert, um deren Lebensdauer zu verlängern.
NUMMERIERTE BEISPIELE
Es werden die folgenden Beispiele bereitgestellt, die zur einfacheren Bezugnahme nummeriert sind.

1. Ein Arbeitsfahrzeug umfasst eine Kraftmaschine und eine Getriebeanordnung mit einem Variator, der selektiv mit der Kraftmaschine verbunden wird, eine Zahnradanordnung, die dazu konfiguriert ist, eine selektive Untersetzung zur Übertragung von Ausgangsleistung von dem Variator auf eine Ausgangswelle bereitzustellen, und eine elektrische Maschine, die mit der Kraftmaschine und mit dem Variator wirkverbunden ist, wobei die elektrische Maschine dem Variator Drehleistung zuführt. Die Getriebeanordnung ist dazu konfiguriert, selektiv Leistung von der Kraftmaschine und/oder der elektrischen Maschine auf die Ausgangswelle zum Antreiben von Bodeneingriffselementen des Arbeitsfahrzeugs zu übertragen. Das Arbeitsfahrzeug umfasst des Weiteren eine Traktionssteuerungseinheit, die einen Prozessor umfasst, der eine Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine zur Bereitstellung von Traktionssteuerung für das Arbeitsfahrzeug steuert, wobei die Traktionssteuerungseinheit so funktioniert, dass sie einen ersten Eingang, der mit einer angesteuerten Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund in Zusammenhang steht, empfängt, einen zweiten Eingang, der mit einer Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund in Zusammenhang steht, empfängt, die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund mit der Ist-Geschwindigkeit über Grund vergleicht, und wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als einen Schwellenwert übersteigt, die Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine zum Antreiben der Ausgangswelle reduziert und damit eine Traktionssteuerung für die Bodeneingriffselemente bereitstellt.
2. Arbeitsfahrzeug nach Beispiel 1, wobei die Getriebeanordnung in einem Parallelpfadbetriebsmodus betreibbar ist, wobei Leistung von der Kraftmaschine und der elektrischen Maschine durch den Variator zusammengelegt wird, oder in einem Reihenbetriebsmodus betreibbar ist, wobei Leistung von der elektrischen Maschine durch den Variator auf die Ausgangswelle übertragen wird und eine Übertragung von direkter mechanischer Leistung von der Kraftmaschine auf die Ausgangswelle verhindert wird.
3. Arbeitsfahrzeug nach Beispiel 1, wobei die Traktionssteuerungseinheit dazu konfiguriert ist, die Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine zur Bereitstellung von Drehleistung für den Variator zu reduzieren, wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als den Schwellenwert übersteigt.
4. Arbeitsfahrzeug nach Beispiel 1, wobei die Traktionssteuerungseinheit so funktioniert, dass sie einen Schlupfzustand zwischen den Bodeneingriffselementen des Arbeitsfahrzeugs und dem Boden identifiziert, wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als den Schwellenwert übersteigt, und wobei durch die Reduzierung der Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine der Schlupfzustand behandelt wird.
5. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, das ferner ein Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem umfasst, das dazu konfiguriert ist, die Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund zu überwachen, wobei das Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem den zweiten Eingang für die Traktionssteuerungseinheit bereitstellt.
6. Arbeitsfahrzeug nach Beispiel 5, wobei das Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem GPS oder ein Bodenradarsystem umfasst.
7. Arbeitsfahrzeug nach Beispiel 1, wobei der erste Eingang, der mit der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund in Zusammenhang steht, ein Drehzahleingang oder ein Drehmomenteingang ist.
8. Arbeitsfahrzeug nach Beispiel 7, wobei nach vorübergehender Reduzierung der Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine die Traktionssteuerungseinheit so arbeitet, dass sie die Überwachung der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und der Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund fortsetzt, die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund mit der Ist-Geschwindigkeit über Grund vergleicht und, wenn eine Differenz zwischen der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und der Ist-Geschwindigkeit über Grund unter den Schwellenwert fällt, die Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine zum Antrieb der Ausgangswelle erhöht.
9. Arbeitsfahrzeug nach Beispiel 1, wobei die elektrische Maschine eine erste elektrische Maschine umfasst und wobei die Getriebeanordnung ferner eine zweite elektrische Maschine umfasst, die über eine von der Kraftmaschine angetriebene Welle mit der Kraftmaschine gekoppelt ist, um Leistung von dieser zu empfangen, wobei die zweite elektrische Maschine dazu konfiguriert ist, als Reaktion darauf, dass sie von der von der Kraftmaschine angetriebenen Welle angetrieben wird, eine elektrische Ausgangsleistung zu erzeugen und die elektrische Ausgangsleistung der ersten elektrischen Maschine zuzuführen.
10. Es wird ein Verfahren zur Bereitstellung von Traktionssteuerung bei einem Arbeitsfahrzeug, das eine Kraftmaschine und eine Getriebeanordnung mit einer elektrischen Maschine, die mit der Kraftmaschine wirkverbunden ist, umfasst, zur selektiven Übertragung von Leistung durch einen Variator der Getriebeanordnung auf eine Ausgangswelle, die Bodeneingriffselemente des Arbeitsfahrzeugs antreibt, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Übertragen von Drehleistung von der elektrischen Maschine auf den Variator, Übertragen eines ersten Eingangs, der eine angesteuerte Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund umfasst, an eine Traktionssteuerungseinheit des Arbeitsfahrzeugs, Übertragen eines zweiten Eingangs, der eine Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund umfasst, an die Traktionssteuerungseinheit der Getriebeanordnung und Vergleichen der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und der Ist-Geschwindigkeit über Grund über die Traktionssteuerungseinheit. Das Verfahren umfasst des Weiteren dahingehendes Steuern der elektrischen Maschine, über die Traktionssteuerungseinheit, ihre Drehzahl- oder Drehmomentabgabe, die dem Variator und dann an die Ausgangswelle zugeführt wird, zu reduzieren, wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als einen Schwellenwert übersteigt, wodurch eine Traktionssteuerung für die Bodeneingriffselemente bereitgestellt wird.
11. Verfahren nach Beispiel 10, wobei das Übertragen des ersten Eingangs an die Traktionssteuerungseinheit Übertragen einer Bedienereingabe der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund über eine Bedienerschnittstelle des Arbeitsfahrzeugs umfasst und wobei das Übertragen des zweiten Eingangs an die Traktionssteuerungseinheit Bereitstellen der Ist-Geschwindigkeit über Grund von einem Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem umfasst.
12. Verfahren nach Beispiel 10, wobei das Bereitstellen der Ist-Geschwindigkeit über Grund von dem Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem Bereitstellen der Ist-Geschwindigkeit über Grund von einem GPS oder Bodenradarsystem an dem Arbeitsfahrzeug umfasst.
13. Verfahren nach Beispiel 11, das Identifizieren über die Traktionssteuerungseinheit eines Schlupfzustands zwischen den Bodeneingriffselementen des Arbeitsfahrzeugs und dem Boden, wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als den Schwellenwert übersteigt, und dahingehendes Steuern der elektrischen Maschine über die Traktionssteuerungseinheit, ihre Drehzahl- oder Drehmomentabgabe zu reduzieren und dabei den Schlupfzustand zu reduzieren oder zu eliminieren, umfasst.
14. Verfahren nach Beispiel 11, das Bewirken, dass die Traktionssteuerungseinheit nach Reduzierung der Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine das Übertragen des ersten Eingangs und des zweiten Eingangs an die Traktionssteuerungseinheit fortsetzt; die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund mit der Ist-Geschwindigkeit über Grund vergleicht und, wenn eine Differenz zwischen der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und der Ist-Geschwindigkeit über Grund unter den Schwellenwert fällt, die elektrische Maschine über die Traktionssteuerungseinheit dahingehend steuert, die Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine zum Antrieb der Ausgangswelle zu erhöhen, umfasst.
15. Ein Arbeitsfahrzeug umfasst eine Kraftmaschine und eine Getriebeanordnung mit einem Variator, der mit der Kraftmaschine wirkverbunden ist, eine Zahnradanordnung, die dazu konfiguriert ist, eine selektive Untersetzung zur Übertragung von Ausgangsleistung von dem Variator auf eine Ausgangswelle bereitzustellen, und eine elektrische Maschine, die mit der Kraftmaschine und mit dem Variator wirkverbunden ist, wobei die elektrische Maschine dem Variator Drehleistung zuführt. Die Getriebeanordnung ist dazu konfiguriert, selektiv Leistung von der Kraftmaschine und/oder der elektrischen Maschine auf die Ausgangswelle zum Antreiben von Bodeneingriffselementen des Arbeitsfahrzeugs zu übertragen. Das Arbeitsfahrzeug umfasst des Weiteren eine Traktionssteuerungseinheit, die einen Prozessor umfasst, der mit der elektrischen Maschine in Verbindung steht, wobei die Traktionssteuerungseinheit so funktioniert, dass sie einen Schlupfzustand zwischen den Bodeneingriffselementen des Arbeitsfahrzeugs und dem Boden identifiziert und eine Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine bei Identifizierung des Schlupfzustands reduziert.

SCHLUSSFOLGERUNG
Mit dem Vorstehenden wurde also eine Traktionssteuerungseinheit für ein Arbeitsfahrzeug, das ein eIVT darin umfasst, bereitgestellt. Die Traktionssteuerungseinheit steuert selektiv eine elektrische Maschine des eIVT, die alleine oder in Kombination mit einer Kraftmaschine selektiv Leistung auf eine Ausgangswelle zum Antreiben von Bodeneingriffselementen des Arbeitsfahrzeugs überträgt. Zur Bereitstellung von Traktionssteuerung für das Arbeitsfahrzeug identifiziert die Traktionssteuerungseinheit einen Schlupfzustand zwischen den Bodeneingriffselementen des Arbeitsfahrzeugs und dem Boden und reduziert bei Identifikation solch eines Schlupfzustands eine Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine. Die Identifizierung des Schlupfzustands kann über einen Vergleich zwischen einer angesteuerten Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund und einer Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs über Grund durchgeführt werden, wobei ein Schlupfzustand identifiziert wird, wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als einen Schwellenwert übersteigt.
So wie sie hier verwendet werden, sofern nicht anderweitig eingeschränkt oder abgewandelt, zeigen Aufzählungen mit Elementen, die durch Bindewörter (zum Beispiel „und“) getrennt sind und denen auch die Wendung „eines oder mehrere von“ oder „mindestens eines von“ vorangestellt ist, Konfigurationen oder Anordnungen an, die potenziell einzelne Elemente der Aufzählung oder eine beliebige Kombination daraus umfassen. „Mindestens eines von A, B und C“ oder „eines oder mehrere von A, B und C“ zeigt zum Beispiel die Möglichkeiten von nur A, nur B, nur C oder eine Kombination von zweien oder mehr von A, B und C (zum Beispiel A und B; B und C; A und C; oder A, B und C) an. Des Weiteren impliziert die Verwendung von „eines oder mehrere von“ oder „mindestens eines von“ in den Ansprüchen für gewisse Elemente nicht, dass andere Elemente in der Singularform vorliegen, noch hat es irgendeine andere Wirkung auf die anderen Anspruchselemente. Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist zur Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt worden, soll für die Offenbarung in der offenbarten Form aber nicht erschöpfend oder einschränkend sein. Für den Durchschnittsfachmann sind viele Modifikationen und Variationen ohne Abweichung von dem Schutzbereich und Wesen der Offenbarung ersichtlich. Hier explizit angeführte Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Grundzüge der Offenbarung und ihre praktische Anwendung am besten zu erläutern und um anderen Durchschnittsfachmännern zu ermöglichen, die Offenbarung zu verstehen und viele Alternativen, Modifikationen und Variationen des bzw. der beschriebenen Beispiele zu erkennen. Demgemäß liegen verschiedene andere Ausführungsformen und Implementierungen als die explizit beschriebenen innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche.
Die Singularformen „ein/e/r“ und „der/die/das“, wie hier verwendet, sollen auch die Pluralformen umfassen, es sei denn, der Kontext gibt deutlich etwas anderes an. Ferner versteht sich, dass jegliche Verwendung der Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“ in dieser Schrift das Vorliegen angegebener Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten angibt, jedoch das Vorliegen oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließt.
Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist zur Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt worden, soll für die Offenbarung in der offenbarten Form aber nicht erschöpfend oder einschränkend sein. Für den Durchschnittsfachmann sind viele Modifikationen und Variationen ohne Abweichung von dem Schutzbereich und Wesen der Offenbarung ersichtlich. Hier explizit angeführte Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Grundzüge der Offenbarung und ihre praktische Anwendung am besten zu erläutern und um anderen Durchschnittsfachmännern zu ermöglichen, die Offenbarung zu verstehen und viele Alternativen, Modifikationen und Variationen des bzw. der beschriebenen Beispiele zu erkennen. Demgemäß liegen verschiedene andere Ausführungsformen und Implementierungen als die explizit beschriebenen innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche.

Claims

Arbeitsfahrzeug (10), das Folgendes umfasst: eine Kraftmaschine (38); eine Getriebeanordnung (36), die Folgendes umfasst: einen Variator (116), der selektiv mit der Kraftmaschine verbunden wird; eine Zahnradanordnung, die dazu konfiguriert ist, eine selektive Untersetzung zur Übertragung von Ausgangsleistung von dem Variator (116) auf eine Ausgangswelle (94) bereitzustellen; und eine elektrische Maschine (42), die mit der Kraftmaschine (38) und mit dem Variator (116) wirkverbunden ist, wobei die elektrische Maschine (42) dem Variator (116) Drehleistung zuführt; wobei die Getriebeanordnung (36) dazu konfiguriert ist, selektiv Leistung von der Kraftmaschine (38) und/oder der elektrischen Maschine (42) auf die Ausgangswelle (94) zum Antreiben von Bodeneingriffselementen (14) des Arbeitsfahrzeugs (10) zu übertragen; und eine Traktionssteuerungseinheit (86), die einen Prozessor umfasst, der eine Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine (42) zur Bereitstellung von Traktionssteuerung für das Arbeitsfahrzeug (10) steuert, wobei die Traktionssteuerungseinheit (86) so funktioniert, dass sie: einen ersten Eingang, der mit einer angesteuerten Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (10) über Grund in Zusammenhang steht, empfängt; einen zweiten Eingang, der mit einer Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (10) über Grund in Zusammenhang steht, empfängt; die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund mit der Ist-Geschwindigkeit über Grund vergleicht; und wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als einen Schwellenwert übersteigt, die Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine (42) zum Antreiben der Ausgangswelle (94) reduziert und damit eine Traktionssteuerung für die Bodeneingriffselemente (14) bereitstellt.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Getriebeanordnung (36); in einem Parallelpfadmodus betreibbar ist, wobei Leistung von der Kraftmaschine (38) und der elektrischen Maschine (42) durch den Variator (116) zusammengelegt wird; oder in einem Reihenmodus betreibbar ist, wobei Leistung von der elektrischen Maschine (42) durch den Variator (116) auf die Ausgangswelle (94) übertragen wird und eine Übertragung von direkter mechanischer Leistung von der Kraftmaschine (38) auf die Ausgangswelle (38) verhindert wird.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Traktionssteuerungseinheit (86) dazu konfiguriert ist, die Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine (42) zur Bereitstellung von Drehleistung für den Variator (116) zu reduzieren, wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als den Schwellenwert übersteigt.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Traktionssteuerungseinheit (86) so funktioniert, dass sie einen Schlupfzustand zwischen den Bodeneingriffselementen (14) des Arbeitsfahrzeugs (10) und dem Boden identifiziert, wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als den Schwellenwert übersteigt, und wobei durch die Reduzierung der Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine (42) der Schlupfzustand behandelt wird.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner ein Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem (35) umfasst, das dazu konfiguriert ist, die Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (10) über Grund zu überwachen, wobei das Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem (35) den zweiten Eingang für die Traktionssteuerungseinheit (86) bereitstellt.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 5, wobei das Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem (35) GPS oder ein Bodenradarsystem umfasst.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste Eingang, der mit der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund in Zusammenhang steht, ein Drehzahleingang oder ein Drehmomenteingang ist.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei nach vorübergehender Reduzierung der Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine (42) die Traktionssteuerungseinheit (86) so arbeitet, dass sie: die Überwachung der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und der Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (10) über Grund fortsetzt; die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund mit der Ist-Geschwindigkeit über Grund vergleicht; und wenn eine Differenz zwischen der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und der Ist-Geschwindigkeit über Grund unter den Schwellenwert fällt, die Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine (42) zum Antrieb der Ausgangswelle (94) erhöht.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die elektrische Maschine (42) eine erste elektrische Maschine (42) umfasst und wobei die Getriebeanordnung (36) ferner eine zweite elektrische Maschine (40) umfasst, die über eine von der Kraftmaschine angetriebene Welle (96) mit der Kraftmaschine (38) gekoppelt ist, um Leistung von dieser zu empfangen, wobei die zweite elektrische Maschine (40) dazu konfiguriert ist, als Reaktion darauf, dass sie von der von der Kraftmaschine angetriebenen Welle (96) angetrieben wird, eine elektrische Ausgangsleistung zu erzeugen und die elektrische Ausgangsleistung der ersten elektrischen Maschine (42) zuzuführen.
Verfahren zur Bereitstellung von Traktionssteuerung bei einem Arbeitsfahrzeug (10), das eine Kraftmaschine (38) und eine Getriebeanordnung (36) mit einer elektrischen Maschine (42), die mit der Kraftmaschine (38) wirkverbunden ist, umfasst, zur selektiven Übertragung von Leistung durch einen Variator (116) der Getriebeanordnung (36) auf eine Ausgangswelle (94), die Bodeneingriffselemente (14) des Arbeitsfahrzeugs (10) antreibt, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Übertragen von Drehleistung von der elektrischen Maschine (42) auf den Variator (116); Übertragen eines ersten Eingangs an eine Traktionssteuerungseinheit (86) des Arbeitsfahrzeugs (10), wobei der erste Eingang eine angesteuerte Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (10) über Grund umfasst; Übertragen eines zweiten Eingangs an die Traktionssteuerungseinheit (86) der Getriebeanordnung (36), wobei der zweite Eingang eine Ist-Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (10) über Grund umfasst; Vergleichen der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und der Ist-Geschwindigkeit über Grund über die Traktionssteuerungseinheit (86); und wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als einen Schwellenwert übersteigt, dahingehendes Steuern der elektrischen Maschine (42), über die Traktionssteuerungseinheit (86), ihre Drehzahl- oder Drehmomentabgabe, die dem Variator (116) und dann an die Ausgangswelle (94) zugeführt wird, zu reduzieren, wodurch eine Traktionssteuerung für die Bodeneingriffselemente (14) bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Übertragen des ersten Eingangs an die Traktionssteuerungseinheit (86) Übertragen einer Bedienereingabe der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund über einer Bedienerschnittstelle (30) des Arbeitsfahrzeugs (10) umfasst; und wobei das Übertragen des zweiten Eingangs an die Traktionssteuerungseinheit (86) Bereitstellen der Ist-Geschwindigkeit über Grund von einem Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem (35) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Bereitstellen der Ist-Geschwindigkeit über Grund von dem Arbeitsfahrzeugsbewegungsüberwachungssystem (35) Bereitstellen der Ist-Geschwindigkeit über Grund von einem GPS oder Bodenradarsystem an dem Arbeitsfahrzeug umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, das ferner Folgendes umfasst: Identifizieren über die Traktionssteuerungseinheit (86) eines Schlupfzustands zwischen den Bodeneingriffselementen (14) des Arbeitsfahrzeugs (10) und dem Boden, wenn die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund die Ist-Geschwindigkeit über Grund um mehr als den Schwellenwert übersteigt; und dahingehendes Steuern der elektrischen Maschine (42) über die Traktionssteuerungseinheit (86), ihre Drehzahl- oder Drehmomentabgabe zu reduzieren und dabei den Schlupfzustand zu reduzieren oder zu eliminieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, das ferner Bewirken umfasst, dass die Traktionssteuerungseinheit (86): nach Reduzierung der Drehzahl- oder Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine (42) das Übertragen des ersten Eingangs und des zweiten Eingangs an die Traktionssteuerungseinheit fortsetzt; die angesteuerte Geschwindigkeit über Grund mit der Ist-Geschwindigkeit über Grund vergleicht; und wenn eine Differenz zwischen der angesteuerten Geschwindigkeit über Grund und der Ist-Geschwindigkeit über Grund unter den Schwellenwert fällt, die elektrische Maschine über die Traktionssteuerungseinheit (86) dahingehend steuert, die Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine (42) zum Antrieb der Ausgangswelle (94) zu erhöhen.