WO2023156378A1 - Abtriebsdrehzahlüberwachung für einen elektrischen antriebsstrangs - Google Patents

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Matthias MADLENER
Stephan Schinacher
Jürgen LEGNER
Rico Glöckner
Migen BEBETI
Simon Geiger
Andreas Rothmund
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a method and a controller for monitoring an output speed of an electric drive train of a self-propelled work machine.
  • the present invention also relates to a self-propelled work machine with an electric drive train and such a control device.
  • PRIOR ART It is known from the prior art to limit control variables for activating an electrical machine in order to ensure safe operation of the electrical machine. For this purpose, a maximum control variable can be predefined as a function of an operating parameter of the electrical machine.
  • a limitation of control variables in an electric drive train may not be sufficient to avoid a safety-relevant deviating output speed in the electric drive train.
  • the present invention relates to a method for monitoring an output speed of an electric drive train of a self-propelled work machine.
  • the self-propelled working machine can be, for example, a construction machine or an agricultural working machine.
  • the self-propelled work machine is a wheel loader.
  • the method for monitoring the output speed can be carried out in order to operate the electric drive train in an operationally safe state which an unwanted output speed can be avoided.
  • the output speed of the electric drive train can be an output speed of an electric machine, a transmission or a wheel in the electric drive train.
  • the method has as one step a determination of a target value for a torque of the electric drive train.
  • the target value for the torque can be a corresponding target value specified by a control unit to the electric machine.
  • the setpoint for the torque can be a corresponding setpoint specified by a transmission control unit for the transmission.
  • the electric powertrain torque may include at least one of electric powertrain input torque and electric powertrain output torque.
  • the input torque and the output torque can each be a corresponding torque from one of the named components of the electric drive train.
  • the target value for the torque can be provided by the control unit in order to output this to the electric machine, an inverter or power electronics in the electric drive train.
  • the target value for the torque can be communicated to the electric drive train by the control unit as a function of a driver request.
  • the setpoint for the torque can be provided by the transmission control unit in order to output this to the transmission, an inverter or power electronics in the electric drive train.
  • the setpoint for the torque can be communicated to the electric drive train by the transmission control unit as a function of a driver's request.
  • the method includes reading in an actual value for the output speed.
  • the output speed can be read from the inverter of the electric drive train, and the output speed read can be the actual speed of the electric machine.
  • the method can include detecting the actual value with a speed sensor. At least one of the above components of the electrical Drive train can have the speed sensor. The actual value can be read directly or indirectly from the speed sensor. The speed sensor can be set up to pick up the actual value on at least one of the named components of the electric drive train.
  • the method includes defining a characteristic curve of a limit value for the output speed as a function of the torque.
  • the characteristic curve can be stored in the software of one of the control units mentioned.
  • the characteristic can be a speed-torque characteristic.
  • the characteristic curve can define a maximum value for the output speed as a function of the torque.
  • the limit value for the output speed can be a limit value of an output speed gradient or an acceleration.
  • the output speed gradient limit may include at least one of a negative output speed gradient and a positive output speed gradient. The characteristic can thus act to limit the output speed.
  • the limit value for the output speed can also be a limit value of a gradient of the output speed gradient or of a jerk.
  • the limit value of the gradient of the output speed gradient can have at least one of a negative gradient of the output speed gradient and a positive gradient of the output speed gradient.
  • the method includes a check as to whether the actual value read in for the output speed exceeds the limit value specified in the characteristic curve as a function of the specified setpoint value for the torque.
  • a test result based on the testing step can be that the actual value read in for the output speed exceeds the limit value specified in the characteristic curve as a function of the specified setpoint value for the torque.
  • Another test result based on the testing step can be that the actual value read in for the output speed does not exceed the limit value specified in the characteristic curve as a function of the specified setpoint value for the torque.
  • the method has an outputting of a control signal for bringing about an operationally safe state of the electric drive train as a function of a test result based on the testing step.
  • the control signal can be output if the test result based on the testing step is that the actual value read in for the output speed exceeds the limit value specified in the characteristic curve as a function of the specified setpoint value for the torque.
  • the step of outputting the control signal is not carried out if the test result based on the checking step is that the actual value read in for the output speed exceeds the limit value specified in the characteristic curve as a function of the specified setpoint value for the torque does not exceed.
  • the step of outputting the control signal it can be output to at least one of the named components of the electric drive train in order to control it and bring about the operationally safe state of the electric drive train.
  • a resulting output speed of the electric drive train can be monitored directly and, based on this, the electric drive train can be intervened in order to bring about an operationally safe state if the output speed is faulty.
  • the resulting output speed itself is also limited and monitored as a reaction of the electric drive train to its activation in order to bring about the operationally safe state. Intrinsic safety of an electric drive train can thus be efficiently guaranteed. This is particularly advantageous if the electric drive train has a direct drive.
  • this can include, as a further step, reading in a driver request to the electric drive train for longitudinally dynamic movement of the self-propelled work machine.
  • the driver request may include at least one of an accelerator pedal position for accelerating or decelerating the self-propelled machine, a brake pedal position for decelerating the self-propelled machine, and a switch position of a travel direction switch for setting a travel direction of the self-propelled machine.
  • the step of determining of the target value for the torque based on the read-in driver request can include, as a further step, determining an actual value of an output speed gradient of the self-propelled working machine based on the read actual value for the output speed.
  • the output speed gradient can be an output speed curve of the electric drive train.
  • the method can include reading in the course of the output speed.
  • the output speed curve can be an output speed curve of the electric machine, the transmission or the wheel in the electric drive train.
  • the method can include detecting the course of the output speed with the speed sensor.
  • the output speed curve can be read directly or indirectly from the speed sensor.
  • the course of the output speed can also be determined based on at least two read-in output speeds.
  • a limit value for the output speed gradient of the self-propelled machine can be defined in the step of defining the characteristic curve.
  • the output speed gradient limit can be set depending on the torque setpoint.
  • the characteristic can thus define a maximum value for the output speed gradient.
  • in the checking step it can be checked whether the determined actual value of the output speed gradient exceeds the limit value for the output speed gradient specified in the characteristic curve.
  • a test result based on the testing step can be that the determined actual value of the output gradient exceeds the limit value for the output speed gradient specified in the characteristic curve.
  • Another test result based on the testing step can be that the determined actual value of the output speed gradient does not exceed the limit value for the output speed gradient specified in the characteristic curve.
  • the step of outputting the control signal can be carried out when the test result is available that the determined actual value of the output speed gradient exceeds the limit value for the output speed gradient specified in the characteristic curve.
  • the step of outputting the control signal is not carried out if the test result is that the determined actual value of the output speed gradient does not exceed the limit value for the output speed gradient specified in the characteristic curve. According to this embodiment, the output speed gradient of the electric drive can be efficiently monitored.
  • this can include, as a further step, determining an actual value of a longitudinal jerk of the self-propelled working machine based on the read actual value for the output speed.
  • the longitudinal jerk can be a gradient of the output speed gradient of the self-propelled machine, wherein the output speed gradient can define a longitudinal acceleration of the self-propelled machine.
  • a limit value for the longitudinal jerk of the self-propelled machine can be defined in the step of defining the characteristic curve.
  • the limit value for the longitudinal jerk of the self-propelled working machine can be defined depending on the target value for the torque.
  • the characteristic can thus define a maximum value for the longitudinal jerk.
  • the checking step it can be checked whether the determined actual value of the longitudinal jerk exceeds the limit value for the longitudinal jerk specified in the characteristic curve.
  • a test result based on the testing step can be that the determined actual value of the longitudinal jerk exceeds the limit value for the longitudinal jerk specified in the characteristic curve.
  • Another test result based on the testing step can be that the determined actual value of the longitudinal jerk does not exceed the limit value for the longitudinal jerk specified in the characteristic curve.
  • the step of outputting the control signal can be carried out when the test result is available that the determined actual value of the longitudinal jerk exceeds the limit value for the longitudinal jerk specified in the characteristic curve exceeds.
  • the step of outputting the control signal is not carried out if the result of the test is that the determined actual value of the longitudinal jerk does not exceed the limit value for the longitudinal jerk specified in the characteristic curve.
  • the longitudinal jerk of the self-propelled working machine can be efficiently monitored.
  • this can include reading in an actual value for a longitudinal inclination of the self-propelled machine as a further step.
  • the longitudinal inclination of the self-propelled machine can have an angle between a longitudinal axis of the self-propelled machine and a horizontal line.
  • the longitudinal inclination of the self-propelled machine can be set based on an inclination of the ground on which the self-propelled machine is located.
  • the longitudinal inclination of the self-propelled work machine can also be set based on an alignment of the longitudinal axis with respect to the ground.
  • the method can include detecting the actual value for the longitudinal inclination with a sensor.
  • the method can have a reading of the actual value from a geographic information system as a further step.
  • the sensor can be an inclination sensor, which can be arranged on the self-propelled work machine.
  • the sensor can be a position detection sensor, for example a GNSS sensor.
  • the sensor can also be an acceleration sensor or a gyrometer.
  • the sensor can also be at least one oil level sensor, preferably two oil level sensor units, which can function on the self-propelled machine according to the principle of a hose scale.
  • the longitudinal inclination of the self-propelled work machine can be read from the geographic information system based on a position detected by the position sensor.
  • the step of defining the characteristic curve can be carried out as a function of the detected actual value for the longitudinal inclination of the self-propelled machine.
  • the limit value for the output speed in Dependency of the longitudinal inclination can be defined.
  • a higher limit value can be defined as a longitudinal gradient for a downhill gradient than for a gradient as a longitudinal gradient, according to the previous embodiment.
  • the checking step can be performed as a function of pitch.
  • the method can also include checking whether the actual value read in for the longitudinal inclination exceeds a predetermined limit value for the longitudinal inclination.
  • the checking step can be carried out as a function of the determined setpoint value for the torque.
  • a test result based on the testing step can be that the actual value read in for the pitch exceeds the predetermined limiting value of the pitch.
  • Another test result based on the testing step can be that the actual value read in for the pitch does not exceed the predetermined limit value for the pitch.
  • the control signal for bringing about the operationally safe state of the electric drive train can be output as a function of one of the test results based on the testing step.
  • this can include, as a further step, reading in a driver request to the electric drive train for moving the self-propelled machine in a longitudinally dynamic manner.
  • the step of defining the characteristic curve can be carried out as a function of the driver request that has been read in.
  • the limit value for the output speed can thus be specified or varied depending on the driver request that has been read in.
  • the limit value for the output speed can be set or varied in proportion to the read-in driver request.
  • the checking step can also be carried out as a function of the driver request that has been read in.
  • the method can include checking whether the driver request that has been read in exceeds a predetermined limit value for the driver request.
  • the step of outputting the control signal can be carried out as a function of a test result based on the testing step.
  • the step of defining the characteristic curve can be carried out as a function of the actual value read in for the output speed be performed.
  • the limit value for the output speed can also be defined or varied as a function of the actual value that has been read in for the output speed.
  • the checking step can thus be carried out as a function of the read actual value for the output speed. According to a further embodiment of the method, this can have a debouncing or filtering of the read-in actual value for the output speed as a further step.
  • the checking step it can be checked whether the debounced or filtered actual value for the output speed exceeds the limit value specified in the characteristic curve.
  • the checking step can thus be carried out even more reliably.
  • this can include determining whether the self-propelled working machine is at a standstill as a further step.
  • the step of outputting the control signal can be performed when the self-propelled working machine is at a standstill.
  • at least one further step of the method can be carried out when the self-propelled work machine is at a standstill. The self-propelled machine can thus be driven from a standstill in a safe operating state of the self-propelled machine.
  • a control signal for switching off at least one drive component in the electric drive train to bring about the operationally safe state can be dependent of the test result based on the testing step.
  • the control signal is output to the inverter of the electric drive train.
  • the control signal can be set up to switch at least one component of the electric drive train torque-free via the inverter. In this way, the operationally safe state of the electric drive train can be brought about efficiently.
  • the present invention relates to a control device for monitoring an output speed of an electric drive train of a self-propelled machine.
  • the control device can be set up to carry out the method according to the preceding aspect.
  • the control device can have corresponding units and interfaces which are set up to carry out the steps of the method.
  • the control device has a unit for determining a target value for a torque of the electric drive train.
  • the control device has an interface for reading in an actual value for the output speed.
  • the control unit has a unit for defining a characteristic of a limit value for the output speed as a function of the torque.
  • the control unit has a unit for checking whether the actual value read in for the output speed exceeds the limit value specified in the characteristic curve as a function of the specified setpoint value for the torque.
  • the control device also has an interface for outputting a control signal for bringing about an operationally safe state of the electric drive train as a function of a test result based on the test.
  • the control device can be one of the control devices according to the preceding aspect.
  • the present invention relates to a self-propelled work machine.
  • the self-propelled work machine can be one of the work machines described in relation to the previous aspects.
  • the self-propelled work machine has an electric drive train.
  • the self-propelled work machine also has a control device according to the previous aspect for monitoring an output speed of the electric drive train.
  • FIG. 1 schematically shows a self-propelled working machine and a control device according to a respective embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a flow chart with method steps for carrying out a method for monitoring an output speed of an electric drive train of the self-propelled machine.
  • the control device 20 is set up to monitor an output speed of the electric drive train 10 .
  • the control device 20 is set up to carry out the method steps shown in FIG.
  • the control device 20 and the electric drive train 10 are connected to one another via respective interfaces.
  • the control device 20 is set up to monitor the output speed of at least one component of the electric drive train 10 .
  • the component is an electric machine of electric drive train 10.
  • Figure 2 shows a flow chart with method steps for carrying out a method for monitoring the output speed of electric drive train 10 of self-propelled work machine 100 with control device 20
  • the method steps are shown in a time sequence according to an embodiment of the method.
  • a standstill of the self-propelled work machine 100 is determined.
  • the further steps of the method are performed when it has been determined that the self-propelled work machine 100 is at a standstill.
  • a driver request is read.
  • the driver's request is read from an accelerator pedal that can be actuated by a driver.
  • a target value for a torque of the electric drive train 10 is determined.
  • the target value for the torque is determined based on the read-in driver request.
  • an actual value based on the output speed is read from the electric drive train 10 .
  • an actual value for the output speed is read.
  • an actual value of a longitudinal inclination of the self-propelled working machine 100 is read.
  • a driver's request for longitudinally dynamic movement of the self-propelled work machine 100 is read.
  • an actual value dependent on the output speed is determined.
  • a sub-step S4a an actual value of an output speed gradient of self-propelled work machine 100 is determined.
  • a further sub-step S4b an actual value of a longitudinal jolt of the self-propelled working machine 100 is determined.
  • the sub-steps S4a, S4b of the determination are based on at least one actual value read in the step.
  • a characteristic curve of a limit value for the output speed is defined as a function of the specified setpoint value for the torque.
  • a limit value for the output speed gradient and a limit value for the longitudinal jerk of the self-propelled working machine 100 are defined according to a respective embodiment.
  • a check is made as to whether the actual value read in for the output speed exceeds the limit value specified in the characteristic as a function of the specified setpoint value for the torque. If the result P of the checking step is that the read actual value for the output speed exceeds the limit value specified in the characteristic curve, a control signal is output in a further step S7 of the method.
  • the control signal is output in order to bring about an operationally safe state of the electric drive train 10 .
  • at least one component of the electric drive train 10 is switched off in order to bring about the operationally safe state.

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Abstract

Ein Verfahren zum Überwachen einer Abtriebsdrehzahl eines elektrischen Antriebsstrangs (10) einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine (100), gekennzeichnet durch die Schritte: Bestimmen eines Sollwerts für ein Drehmoment des elektrischen Antriebsstrangs (10), Einlesen eines Istwerts für die Abtriebsdrehzahl, Festlegen einer Kennlinie eines Grenzwerts für die Abtriebsdrehzahl in Abhängigkeit des Drehmoments, Prüfen, ob der eingelesene Istwert für die Abtriebsdrehzahl den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert in Abhängigkeit des bestimmten Sollwerts für das Drehmoment überschreitet, und Ausgeben eines Steuersignals zum Herbeiführen eines betriebssicheren Zustands des elektrischen Antriebsstrangs (10) in Abhängigkeit eines auf dem Schritt des Prüfens basierenden Prüfergebnisses. Eine Steuereinrichtung (20) zum Durchführen eines derartigen Verfahrens und eine selbstfahrende Arbeitsmaschine (100) mit einer solchen Steuereinrichtung (20).

Description

Abtriebsdrehzahlüberwachung für einen elektrischen Antriebsstrangs Technisches Gebiet Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zum Überwachen einer Abtriebsdrehzahl eines elektrischen Antriebsstrangs einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine. Die vorliegende Erfindung bezieht sich zudem auf eine selbstfahrende Arbeitsmaschine mit einem elektrischen Antriebsstrang und einer derartigen Steuereinrichtung. Stand der Technik Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Steuergrößen zum Ansteuern einer elektri- schen Maschine zu begrenzen, um einen sicheren Betrieb der elektrischen Maschine sicherzustellen. Hierfür kann in Abhängigkeit eines Betriebsparameters der elektrischen Maschine eine maximale Steuergröße vordefiniert sein. Für eine Überwachung einer aus derartigen Steuergrößen resultierenden Abtriebsdreh- zahl, kann eine Begrenzung von Steuergrößen in einem elektrischen Antriebsstrang je- doch nicht ausreichend sein, um eine sicherheitsrelevant abweichende Abtriebsdreh- zahl in dem elektrischen Antriebsstrang zu vermeiden. Darstellung der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft in einem Aspekt ein Verfahren zum Überwachen einer Abtriebsdrehzahl eines elektrischen Antriebsstrangs einer selbstfahrenden Arbeitsma- schine. Bei der selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann es sich beispielsweise um eine Bauma- schine oder um eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine handeln. Gemäß einer Aus- führungsform handelt es sich bei der selbstfahrenden Arbeitsmaschine um einen Radla- der. Das Verfahren zum Überwachen der Abtriebsdrehzahl kann zum Betreiben des elektrischen Antriebsstrangs in einem betriebssicheren Zustand durchgeführt werden, in welchem eine ungewollte Abtriebsdrehzahl vermieden werden kann. Bei der Abtriebs- drehzahl des elektrischen Antriebsstrangs kann es sich um eine Abtriebsdrehzahl einer E-Maschine, eines Getriebes oder eines Rads in dem elektrischen Antriebsstrang han- deln. Das Verfahren weist als einen Schritt ein Bestimmen eines Sollwerts für ein Drehmo- ment des elektrischen Antriebsstrangs auf. Bei dem Sollwert für das Drehmoment kann es sich um einen entsprechenden von einem Steuergerät an die E-Maschine vorgege- benen Sollwert handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem Sollwert für das Drehmoment um einen entsprechenden von einem Getriebesteuergerät an das Ge- triebe vorgegebenen Sollwert handeln. Das Drehmoment des elektrischen Antriebs- strangs kann mindestens eines von einem Antriebsdrehmoment des elektrischen An- triebsstrangs und einem Abtriebsdrehmoment des elektrischen Antriebsstrangs aufwei- sen. Bei dem Antriebsdrehmoment und dem Abtriebsdrehmoment kann es sich jeweils um ein entsprechendes Drehmoment von einer der genannten Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs handeln. Der Sollwert für das Drehmoment kann von dem Steuergerät bereitgestellt werden, um diesen an die E-Maschine, einen Inverter oder eine Leistungselektronik in dem elektri- schen Antriebsstrang auszugeben. Der Sollwert für das Drehmoment kann von dem Steuergerät in Abhängigkeit einer Fahreranforderung an den elektrischen Antriebs- strang kommuniziert werden. Der Sollwert für das Drehmoment kann von dem Getriebe- steuergerät bereitgestellt werden, um diesen an das Getriebe, einen Inverter oder eine Leistungselektronik in dem elektrischen Antriebsstrang auszugeben. Der Sollwert für das Drehmoment kann von dem Getriebesteuergerät in Abhängigkeit einer Fahreranfor- derung an den elektrischen Antriebsstrang kommuniziert werden. Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Einlesen eines Istwerts für die Ab- triebsdrehzahl auf. Die Abtriebsdrehzahl kann gemäß einer Ausführungsform aus dem Inverter des elektrischen Antriebsstrangs ausgelesen werden, wobei es sich bei der ausgelesenen Abtriebsdrehzahl um die Ist-Drehzahl der E-Maschine handeln kann. Das Verfahren kann als einen weiteren Schritt ein Erfassen des Istwerts mit einem Dreh- zahlsensor aufweisen. Mindestens eine der genannten Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs kann den Drehzahlsensor aufweisen. Der Istwert kann aus dem Dreh- zahlsensor direkt oder indirekt ausgelesen werden. Der Drehzahlsensor kann eingerich- tet sein, um den Istwert an mindestens einer der genannten Komponente des elektri- schen Antriebsstrangs abzugreifen. Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Festlegen einer Kennlinie eines Grenzwerts für die Abtriebsdrehzahl in Abhängigkeit des Drehmoments auf. Die Kennli- nie kann in einer Software eines der genannten Steuergeräte hinterlegt werden. Bei der Kennlinie kann es sich um eine Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie handeln. Die Kennlinie kann einen maximalen Wert für die Abtriebsdrehzahl in Abhängigkeit des Drehmoments definieren. Bei dem Grenzwert für die Abtriebsdrehzahl kann es sich um einen Grenz- wert eines Abtriebsdrehzahlgradienten beziehungsweise einer Beschleunigung han- deln. Der Grenzwert des Abtriebsdrehzahlgradienten kann mindestens eines von einem negativen Abtriebsdrehzahlgradienten und einem positiven Abtriebsdrehzahlgradienten aufweisen. Die Kennlinie kann somit zum Begrenzen der Abtriebsdrehzahl fungieren. Bei dem Grenzwert für die Abtriebsdrehzahl kann es sich auch um einen Grenzwert ei- nes Gradienten des Abtriebsdrehzahlgradienten beziehungsweise eines Rucks han- deln. Der Grenzwert des Gradienten des Abtriebsdrehzahlgradienten kann mindestens eines von einem negativen Gradienten des Abtriebsdrehzahlgradienten und einem posi- tiven Gradienten des Abtriebsdrehzahlgradienten aufweisen. Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Prüfen auf, ob der eingelesene Ist- wert für die Abtriebsdrehzahl den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert in Abhängig- keit des bestimmten Sollwerts für das Drehmoment überschreitet. Ein auf dem Schritt des Prüfens basierendes Prüfergebnis kann sein, dass der eingelesene Istwert für die Abtriebsdrehzahl den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert in Abhängigkeit des be- stimmten Sollwerts für das Drehmoment überschreitet. Ein weiteres auf dem Schritt des Prüfens basierendes Prüfergebnis kann sein, dass der eingelesene Istwert für die Ab- triebsdrehzahl den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert in Abhängigkeit des be- stimmten Sollwerts für das Drehmoment nicht überschreitet. Im Schritt des Prüfens kann somit ein fehlerhafter oder ungewollter Istwert für die Abtriebsdrehzahl erkannt werden. Eine fehlerhafte oder kritische Drehzahl beziehungsweise ein fehlerhaftes oder kritisches Moment kann so vermieden werden. Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Ausgeben eines Steuersignals zum Herbeiführen eines betriebssicheren Zustands des elektrischen Antriebsstrangs in Ab- hängigkeit eines auf dem Schritt des Prüfens basierenden Prüfergebnisses auf. Das Steuersignal kann ausgegeben werden, wenn als ein auf dem Schritt des Prüfens ba- sierendes Prüfergebnis vorliegt, dass der eingelesene Istwert für die Abtriebsdrehzahl den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert in Abhängigkeit des bestimmten Sollwerts für das Drehmoment überschreitet. Gemäß einer Ausführungsform wird der Schritt des Ausgebens des Steuersignals nicht durchgeführt, wenn als ein auf dem Schritt des Prü- fens basierendes Prüfergebnis vorliegt, dass der eingelesene Istwert für die Abtriebs- drehzahl den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert in Abhängigkeit des bestimmten Sollwerts für das Drehmoment nicht überschreitet. Im Schritt des Ausgebens des Steu- ersignals kann dieses an mindestens eine der genannten Komponenten des elektri- schen Antriebsstrangs ausgegeben werden, um diese anzusteuern und den betriebssi- cheren Zustand des elektrischen Antriebsstrangs herbeizuführen. Mit der Erfindung kann eine resultierende Abtriebsdrehzahl des elektrischen Antriebs- strangs direkt überwacht werden und basierend darauf in den elektrischen Antriebs- strang eingegriffen werden, um bei einer fehlerhaften Abtriebsdrehzahl einen betriebssi- cheren Zustand herbeizuführen. Mit der Erfindung wird ferner die resultierende Ab- triebsdrehzahl selbst als eine Reaktion des elektrischen Antriebsstrangs auf dessen An- steuerung begrenzt und überwacht, um den betriebssicheren Zustand herbeizuführen. Eine Eigensicherheit eines elektrischen Antriebsstrangs kann somit effizient gewährleis- tet werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der elektrische Antriebsstrang eine Di- rektantrieb aufweist. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann dieses als einen weiteren Schritt ein Einlesen einer Fahreranforderung an den elektrischen Antriebsstrang zum längsdy- namischen Bewegen der selbstfahrenden Arbeitsmaschine aufweisen. Die Fahreranfor- derung kann mindestens eines von einer Fahrpedalstellung zum Beschleunigen oder Verzögern der selbstfahrenden Arbeitsmaschine, einer Bremspedalstellung zum Ab- bremsen der selbstfahrenden Arbeitsmaschine und eine Schalterstellung eines Fahrt- richtungsschalters zum Einstellen einer Fahrtrichtung der selbstfahrenden Arbeitsma- schine aufweisen. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Schritt des Bestimmens des Sollwerts für das Drehmoment basierend auf der eingelesenen Fahreranforderung durchgeführt werden. Der Sollwert kann in Abhängigkeit der eingelesenen Fahreranfor- derung bestimmt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann dieses als einen weiteren Schritt ein Ermitteln eines Istwerts eines Abtriebsdrehzahlgradienten der selbstfahren- den Arbeitsmaschine basierend auf dem eingelesenen Istwert für die Abtriebsdrehzahl aufweisen. Bei dem Abtriebsdrehzahlgradienten kann es sich um einen Abtriebsdreh- zahlverlauf des elektrischen Antriebsstrangs handeln. Das Verfahren kann als einen weiteren Schritt ein Einlesen des Abtriebsdrehzahlverlaufs aufweisen. Bei dem Ab- triebsdrehzahlverlauf kann es sich um einen Abtriebsdrehzahlverlauf der E-Maschine, des Getriebes oder des Rads in dem elektrischen Antriebsstrang handeln. Das Verfah- ren kann als einen weiteren Schritt ein Erfassen des Abtriebsdrehzahlverlaufs mit dem Drehzahlsensor aufweisen. Der Abtriebsdrehzahlverlauf kann aus dem Drehzahlsensor direkt oder indirekt ausgelesen werden. Der Abtriebsdrehzahlverlauf kann auch basie- rend auf mindestens zwei eingelesenen Abtriebsdrehzahlen bestimmt werden. Gemäß der vorhergehenden Ausführungsform kann im Schritt des Festlegens der Kennlinie ein Grenzwert für den Abtriebsdrehzahlgradienten der selbstfahrenden Ar- beitsmaschine festgelegt werden. Der Grenzwert für den Abtriebsdrehzahlgradienten kann in Abhängigkeit des Sollwerts für das Drehmoment festgelegt werden. Die Kennli- nie kann somit einen maximalen Wert für den Abtriebsdrehzahlgradienten definieren. Gemäß dieser Ausführungsform kann im Schritt des Prüfens geprüft werden, ob der er- mittelte Istwert des Abtriebsdrehzahlgradienten den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert für den Abtriebsdrehzahlgradienten überschreitet. Ein auf dem Schritt des Prüfens basierendes Prüfergebnis kann sein, dass der ermittelte Istwert des Ab- triebsgradienten den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert für den Abtriebsdrehzahl- gradienten überschreitet. Ein weiteres auf dem Schritt des Prüfens basierendes Prüfer- gebnis kann sein, dass der ermittelte Istwert des Abtriebsdrehzahlgradienten den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert für den Abtriebsdrehzahlgradienten nicht überschrei- tet. Gemäß der vorhergehenden Ausführungsform kann der Schritt des Ausgebens des Steuersignals durchgeführt werden, wenn das Prüfergebnis vorliegt, dass der ermittelte Istwert des Abtriebsdrehzahlgradienten den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert für den Abtriebsdrehzahlgradienten überschreitet. Gemäß einer Ausführungsform wird der Schritt des Ausgebens des Steuersignals nicht durchgeführt, wenn das Prüfergebnis vorliegt, dass der ermittelte Istwert des Abtriebsdrehzahlgradienten den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert für den Abtriebsdrehzahlgradienten nicht überschreitet. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Abtriebsdrehzahlgradient des elektrischen Ansteu- erns effizient überwacht werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann dieses als einen weiteren Schritt ein Ermitteln eines Istwerts eines Längsrucks der selbstfahrenden Arbeitsma- schine basierend auf dem eingelesenen Istwert für die Abtriebsdrehzahl aufweisen. Bei dem Längsruck kann es sich um einen Gradienten des Abtriebsdrehzahlgradienten der selbstfahrenden Arbeitsmaschine handeln, wobei der Abtriebsdrehzahlgradient eine Längsbeschleunigung der selbstfahrenden Arbeitsmaschine definieren kann. Gemäß der vorhergehenden Ausführungsform kann im Schritt des Festlegens der Kennlinie ein Grenzwert für den Längsruck der selbstfahrenden Arbeitsmaschine fest- gelegt werden. Der Grenzwert für den Längsruck der selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann in Abhängigkeit des Sollwerts für das Drehmoment festgelegt werden. Die Kennli- nie kann somit einen maximalen Wert für den Längsruck definieren. Gemäß dieser Aus- führungsform kann im Schritt des Prüfens geprüft werden, ob der ermittelte Istwert des Längsrucks den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert für den Längsruck überschrei- tet. Ein auf dem Schritt des Prüfens basierendes Prüfergebnis kann sein, dass der er- mittelte Istwert des Längsrucks den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert für den Längsruck überschreitet. Ein weiteres auf dem Schritt des Prüfens basierendes Prüfer- gebnis kann sein, dass der ermittelte Istwert des Längsrucks den in der Kennlinie fest- gelegten Grenzwert für den Längsruck nicht überschreitet. Gemäß der vorhergehenden Ausführungsform kann der Schritt des Ausgebens des Steuersignals durchgeführt werden, wenn das Prüfergebnis vorliegt, dass der ermittelte Istwert des Längsrucks den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert für den Längsruck überschreitet. Gemäß einer Ausführungsform wird der Schritt des Ausgebens des Steu- ersignals nicht durchgeführt, wenn das Prüfergebnis vorliegt, dass der ermittelte Istwert des Längsrucks den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert für den Längsruck nicht überschreitet. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Längsruck der selbstfahrenden Arbeitsmaschine effizient überwacht werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann dieses als einen weiteren Schritt ein Einlesen eines Istwerts für eine Längsneigung der selbstfahrenden Arbeits- maschine aufweisen. Die Längsneigung der selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann ei- nen Winkel zwischen einer Längsachse der selbstfahrenden Arbeitsmaschine und einer Horizontalen aufweisen. Die Längsneigung der selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann sich basierend auf einer Neigung des Untergrunds einstellen, auf welchem sich die selbstfahrende Arbeitsmaschine aufhält. Die Längsneigung der selbstfahrenden Arbeits- maschine kann sich auch basierend auf einer Ausrichtung der Längsachse zu dem Un- tergrund einstellen. Das Verfahren kann als einen weiteren Schritt ein Erfassen des Istwerts für die Längs- neigung mit einem Sensor aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren als einen weiteren Schritt ein Auslesen des Istwerts aus einem Geoinformationssystem auf- weisen. Bei dem Sensor kann es sich um einen Neigungssensor handeln, welcher auf der selbstfahrenden Arbeitsmaschine angeordnet sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem Sensor um einen Positionserfassungssensor, beispielsweise ein GNSS-Sensor, handeln. Bei dem Sensor kann es sich ferner auch um einen Beschleu- nigungssensor oder ein Gyrometer handeln. Bei dem Sensor kann es sich auch um mindestens einen Ölstandssensor, bevorzugt um zwei Ölstandssensoreinheiten, han- deln, welche nach dem Prinzip einer Schlauchwaage auf der selbstfahrenden Arbeits- maschine fungieren können. Gemäß einer Ausführungsform kann die Längsneigung der selbstfahrenden Arbeitsmaschine basierend auf einer mit dem Positionssensor erfass- ten Position aus dem Geoinformationssystem ausgelesen werden. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Schritt des Festlegens der Kennlinie in Ab- hängigkeit des erfassten Istwerts für die Längsneigung der selbstfahrenden Arbeitsma- schine durchgeführt werden. Somit kann der Grenzwert für die Abtriebsdrehzahl in Abhängigkeit der Längsneigung festgelegt werden. Gemäß einer Ausführungsform kann bei einem Gefälle als Längsneigung kann gemäß der vorhergehenden Ausführungsform ein höherer Grenzwert festgelegt werden als bei einer Steigung als Längsneigung. Der Schritt des Prüfens kann in Abhängigkeit der Längsneigung durchgeführt werden. Das Verfahren kann als einen weiteren Schritt auch ein Prüfen aufweisen, ob der einge- lesene Istwert für die Längsneigung einen vorbestimmten Grenzwert für die Längsnei- gung überschreitet. Der Schritt des Prüfens kann in Abhängigkeit des bestimmten Soll- werts für das Drehmoment durchgeführt werden. Ein auf dem Schritt des Prüfens basie- rendes Prüfergebnis kann sein, dass der eingelesene Istwert für die Längsneigung den vorbestimmten Grenzwert der Längsneigung überschreitet. Ein weiteres auf dem Schritt des Prüfens basierendes Prüfergebnis kann sein, dass der eingelesene Istwert für die Längsneigung den vorbestimmten Grenzwert für die Längsneigung nicht überschreitet. Das Ausgeben des Steuersignals zum Herbeiführen des betriebssicheren Zustands des elektrischen Antriebsstrangs kann in Abhängigkeit eines der auf dem Schritt des Prü- fens basierenden Prüfergebnisse durchgeführt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann dieses als einen weiteren Schritt ein Einlesen einer Fahreranforderung an den elektrischen Antriebsstrang zum längsdynamischen Bewegen der selbstfahrenden Arbeitsmaschine aufweisen. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Schritt des Festlegens der Kennlinie in Abhängigkeit der eingelesenen Fahreranforderung durchgeführt werden. Somit kann der Grenzwert für die Abtriebsdrehzahl in Abhängigkeit der eingelesenen Fahreranforderung festgelegt oder variiert werden. Der Grenzwert für die Abtriebsdrehzahl kann proportional zu der eingelesenen Fahreranforderung festgelegt oder variiert werden. Auch der Schritt des Prüfens kann in Abhängigkeit der eingelesenen Fahreranforderung durchgeführt wer- den. Das Verfahren kann als einen weiteren Schritt ein Prüfen aufweisen, ob die einge- lesene Fahreranforderung einen vorbestimmten Grenzwert für die Fahreranforderung überschreitet. Der Schritt des Ausgebens des Steuersignals kann in Abhängigkeit eines auf dem Schritt des Prüfens basierenden Prüfergebnisses durchgeführt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann der Schritt des Festle- gens der Kennlinie in Abhängigkeit des eingelesenen Istwerts für die Abtriebsdrehzahl durchgeführt werden. Somit kann der Grenzwert für die Abtriebsdrehzahl auch in Ab- hängigkeit des eingelesenen Istwerts für die Abtriebsdrehzahl festgelegt oder variiert werden. Der Schritt des Prüfens kann somit in Abhängigkeit des eingelesenen Istwerts für die Abtriebsdrehzahl durchgeführt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann dieses als einen weiteren Schritt ein Entprellen oder Filtern des eingelesenen Istwerts für die Abtriebsdrehzahl aufweisen. Gemäß dieser Ausführungsform kann im Schritt des Prüfens geprüft wer- den, ob der entprellte oder gefilterte Istwert für die Abtriebsdrehzahl den in der Kennli- nie festgelegten Grenzwert überschreitet. Der Schritt des Prüfens kann so noch zuver- lässiger durchgeführt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann dieses als einen weiteren Schritt ein Bestimmen, ob sich die selbstfahrende Arbeitsmaschine in einem Stillstand befindet, aufweisen. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Schritt des Ausgebens des Steuersignals durchgeführt werden, wenn sich die selbstfahrende Arbeitsmaschine in einem Stillstand befindet. Gemäß dieser Ausführungsform kann mindestens ein wei- terer Schritt des Verfahrens durchgeführt werden, wenn sich die selbstfahrende Arbeits- maschine in einem Stillstand befindet. Ein Antreiben der selbstfahrenden Arbeitsma- schine kann so aus einem Stillstand in einem sicheren Betriebszustand der selbstfah- renden Arbeitsmaschine durchgeführt werden. So kann eine ungewollte Beschleuni- gung der selbstfahrenden Arbeitsmaschine aus dem Stillstand vermieden werden Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann im Schritt des Ausgebens des Steuersignals ein Steuersignal zum Abschalten von mindestens einer Antriebskompo- nente in dem elektrischen Antriebsstrang zum Herbeiführen des betriebssicheren Zu- stands in Abhängigkeit des auf dem Schritt des Prüfens basierenden Prüfergebnisses ausgegeben werden. Gemäß einer Ausführungsform wird das Steuersignal an den In- verter des elektrischen Antriebsstrangs ausgegeben. Das Steuersignal kann eingerich- tet sein, um mindestens eine Komponente des elektrischen Antriebsstrangs über den Inverter momentenfrei zu schalten. Somit kann der betriebssichere Zustand des elektri- schen Antriebsstrangs effizient herbeigeführt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt eine Steuereinrichtung zum Überwachen einer Abtriebsdrehzahl eines elektrischen Antriebsstrangs einer selbstfah- renden Arbeitsmaschine. Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um das Verfah- ren gemäß dem vorhergehenden Aspekt durchzuführen. Die Steuereinrichtung kann entsprechende Einheiten und Schnittstellen aufweisen, welche eingerichtet sind, um die Schritte des Verfahrens durchzuführen. Die Steuereinrichtung weist eine Einheit zum Bestimmen eines Sollwerts für ein Dreh- moment des elektrischen Antriebsstrangs auf. Die Steuereinrichtung weist eine Schnitt- stelle zum Einlesen eines Istwerts für die Abtriebsdrehzahl auf. Die Steuereinheit weist eine Einheit zum Festlegen einer Kennlinie eines Grenzwerts für die Abtriebsdrehzahl in Abhängigkeit des Drehmoments auf. Die Steuereinheit weist eine Einheit zum Prüfen, ob der eingelesene Istwert für die Abtriebsdrehzahl den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert in Abhängigkeit des bestimmten Sollwerts für das Drehmoment überschrei- tet, auf. Die Steuereinrichtung weist zudem eine Schnittstelle zum Ausgeben eines Steuersignals zum Herbeiführen eines betriebssicheren Zustands des elektrischen An- triebsstrangs in Abhängigkeit eines auf dem Prüfen basierenden Prüfergebnisses auf. Gemäß einer Ausführungsform kann es sich bei der Steuereinrichtung um eines der Steuergeräte gemäß dem vorhergehenden Aspekt handeln. Die vorliegende Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt eine selbstfahrende Arbeits- maschine. Bei der selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann es sich um eine der zu den vorhergehenden Aspekten beschriebenen Arbeitsmaschine handeln. Die selbstfahrende Arbeitsmaschine weist einen elektrischen Antriebsstrang auf. Die selbstfahrende Ar- beitsmaschine weist zudem eine Steuereinrichtung gemäß dem vorhergehenden As- pekt zum Überwachen einer Abtriebsdrehzahl des elektrischen Antriebsstrangs auf. Ausführungsformen und Merkmale eines Aspekts der vorliegenden Erfindung können entsprechende Ausführungsformen und Merkmale eines weiteren Aspekts der vorlie- genden Erfindung ausbilden. Kurze Beschreibung der Figuren Figur 1 zeigt schematisch eine selbstfahrende Arbeitsmaschine und eine Steuer- einrichtung gemäß einer jeweiligen Ausführungsform der Erfindung. Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten zum Durchführen eines Verfahrens zum Überwachen einer Abtriebsdrehzahl eines elektrischen Antriebsstrangs der selbstfahrenden Arbeitsmaschine. Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen Figur 1 zeigt schematisch eine selbstfahrende Arbeitsmaschine 100. Die selbstfahrende Arbeitsmaschine 100 weist einen elektrischen Antriebsstrang 10 und eine Steuereinrich- tung 20 auf. Die Steuereinrichtung 20 ist eingerichtet, um eine Abtriebsdrehzahl des elektrischen Antriebsstrangs 10 zu überwachen. Die Steuereinrichtung 20 ist hierfür ein- gerichtet, die in Figur 2 gezeigten Verfahrensschritte durchzuführen. Die Steuereinrich- tung 20 und der elektrische Antriebsstrang 10 sind über jeweilige Schnittstellen mitei- nander verbunden. Die Steuereinrichtung 20 ist eingerichtet, um die Abtriebsdrehzahl mindestens einer Komponente des elektrischen Antriebsstrangs 10 zu überwachen. Ge- mäß einer Ausführungsform handelt es sich bei der Komponente um eine E-Maschine des elektrischen Antriebsstrangs 10. Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten zum Durchführen eines Ver- fahrens zum Überwachen der Abtriebsdrehzahl des elektrischen Antriebsstrangs 10 der selbstfahrenden Arbeitsmaschine 100 mit der Steuereinrichtung 20. Die Verfahrens- schritte sind in einer zeitlichen Abfolge gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens gezeigt. In einem ersten Schritt S0 des Verfahrens wird ein Stillstand der selbstfahrenden Ar- beitsmaschine 100 bestimmt. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens werden die weiteren Schritte des Verfahrens durchgeführt, wenn bestimmt worden ist, dass sich die selbstfahrende Arbeitsmaschine 100 in einem Stillstand befindet. In einem weiteren Schritt S1 des Verfahrens wird eine Fahreranforderung eingelesen. Gemäß einer Aus- führungsform des Verfahrens wird die Fahreranforderung aus einem von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedal eingelesen. In einem weiteren Schritt S2 des Verfahrens wird ein Sollwert für ein Drehmoment des elektrischen Antriebsstrangs 10 bestimmt. Der Sollwert für das Drehmoment wird basierend auf der eingelesenen Fahreranforderung bestimmt. In einem weiteren Schritt S3 des Verfahrens wird ein auf der Abtriebsdrehzahl basieren- der Istwert aus dem elektrischen Antriebsstrang 10 eingelesen. In einem Unter- schritt S3a wird ein Istwert für die Abtriebsdrehzahl eingelesen. In einem weiteren Un- terschritt S3b wird ein Istwert einer Längsneigung der selbstfahrenden Arbeitsma- schine 100 eingelesen. In einem weiteren optionalen Unterschritt S3c wird eine Fahrer- anforderung zum längsdynamischen Bewegen der selbstfahrenden Arbeitsmaschine 100 eingelesen. In einem weiteren Schritt S4 des Verfahrens wird ein von der Abtriebs- drehzahl abhängiger Istwert ermittelt. In einem Unterschritt S4a wird ein Istwert eines Abtriebsdrehzahlgradienten der selbstfahrenden Arbeitsmaschine 100 ermittelt. In ei- nem weiteren Unterschritt S4b wird ein Istwert eines Längsrucks der selbstfahrenden Arbeitsmaschine 100 ermittelt. Die Unterschritte S4a, S4b des Ermittelns basieren auf mindestens einem in dem Schritt eingelesenen Istwert. In einem weiteren Schritt S5 des Verfahrens wird eine Kennlinie eines Grenzwerts für die Abtriebsdrehzahl in Abhängigkeit des bestimmten Sollwerts für das Drehmoment festgelegt. Im Schritt des Festlegens der Kennlinie wird gemäß einer jeweiligen Ausfüh- rungsform ein Grenzwert für den Abtriebsdrehzahlgradienten und ein Grenzwert für den Längsruck der selbstfahrenden Arbeitsmaschine 100 festgelegt. In einem weiteren Schritt S6 des Verfahrens wird geprüft, ob der eingelesene Istwert für die Abtriebsdrehzahl den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert in Abhängigkeit des bestimmten Sollwerts für das Drehmoment überschreitet. Liegt als ein Prüfergebnis P des Schritts des Prüfens vor, dass der eingelesene Istwert für die Abtriebsdrehzahl den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert überschreitet, wird in einem weiteren Schritt S7 des Verfahrens ein Ausgeben eines Steuersignals durchgeführt. Das Ausgeben des Steuersignals wird zum Herbeiführen eines betriebssicheren Zustands des elektrischen Antriebsstrangs 10 durchgeführt. Gemäß einer Ausführungsform wird mindestens eine Komponente des elektrischen Antriebsstrangs 10 abgeschaltet, um den betriebssiche- ren Zustand herbeizuführen. Bezugszeichen 10 elektrischer Antriebsstrang 20 Steuereinrichtung 100 selbstfahrende Arbeitsmaschine P Prüfergebnis S0 Bestimmen eines Stillstand S1 Einlesen einer Fahreranforderung S2 Bestimmen eines Sollwerts S3 Einlesen eines Istwerts S3a Einlesen eines Istwerts einer Abtriebsdrehzahl S3b Einlesen eines Istwerts einer Längsneigung S3c Einlesen einer Fahreranforderung S4 Ermitteln Istwert S4a Ermitteln eines Istwerts eines Abtriebsdrehzahlgradienten S4b Ermitteln eines Istwerts eines Längsrucks S5 Festlegen einer Kennlinie S6 Prüfen eines Istwerts einer Abtriebsdrehzahl S7 Ausgeben eines Steuersignal

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Überwachen einer Abtriebsdrehzahl eines elektrischen Antriebs- strangs (10) einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine (100), gekennzeichnet durch die Schritte: Bestimmen (S2) eines Sollwerts für ein Drehmoment des elektrischen An- triebsstrangs (10), Einlesen (S3a) eines Istwerts für die Abtriebsdrehzahl, Festle- gen (S5) einer Kennlinie eines Grenzwerts für die Abtriebsdrehzahl in Abhängigkeit des Drehmoments, Prüfen (S6), ob der eingelesene Istwert für die Abtriebsdrehzahl den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert in Abhängigkeit des bestimmten Soll- werts für das Drehmoment überschreitet, und Ausgeben (S7) eines Steuersignals zum Herbeiführen eines betriebssicheren Zustands des elektrischen Antriebs- strangs (10) in Abhängigkeit eines auf dem Schritt des Prüfens (S6) basierenden Prüfergebnisses (P). 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Ein- lesens (S1) einer Fahreranforderung an den elektrischen Antriebsstrang (10) zum längsdynamischen Bewegen der selbstfahrenden Arbeitsmaschine (100), wobei der Schritt des Bestimmens (S2) des Sollwerts für das Drehmoment basierend auf der eingelesenen Fahreranforderung durchgeführt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt ei- nes Ermittelns (S4a) eines Istwerts eines Abtriebsdrehzahlgradienten der selbstfah- renden Arbeitsmaschine (100) basierend auf dem eingelesenen Istwert für die Ab- triebsdrehzahl, wobei im Schritt des Festlegens (S5) der Kennlinie ein Grenzwert für den Abtriebsdrehzahlgradienten der selbstfahrenden Arbeitsmaschine (100) festge- legt wird, und wobei im Schritt des Prüfens (S6), geprüft wird, ob der ermittelte Ist- wert des Abtriebsdrehzahlgradienten den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert für den Abtriebsdrehzahlgradienten überschreitet. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Ermittelns (S4b) eines Istwerts eines Längsrucks der selbstfah- renden Arbeitsmaschine (100) basierend auf dem eingelesenen Istwert für die Ab- triebsdrehzahl, wobei im Schritt des Festlegens (S5) der Kennlinie ein Grenzwert für den Längsruck der selbstfahrenden Arbeitsmaschine (100) festgelegt wird, und wobei im Schritt des Prüfens (S6), geprüft wird, ob der ermittelte Istwert des Längsrucks den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert für den Längsruck überschreitet. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Einlesens (S3b) eines Istwerts für eine Längsneigung der selbstfahrenden Arbeitsmaschine (100), wobei der Schritt des Festlegens (S5) der Kennlinie in Abhängigkeit der Längsneigung der selbstfahrenden Arbeitsma- schine (100) durchgeführt wird. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Einlesens (S3c) einer Fahreranforderung an den elektrischen Antriebsstrang (10) zum längsdynamischen Bewegen der selbstfahrenden Arbeits- maschine (100), wobei der Schritt des Festlegens (S5) der Kennlinie in Abhängigkeit der eingelesenen Fahreranforderung durchgeführt wird. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Fest- legens (S5) der Kennlinie in Abhängigkeit des eingelesenen Istwerts für die Abtriebs- drehzahl durchgeführt wird. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Entprellens des eingelesenen Istwerts für die Abtriebsdrehzahl, wobei im Schritt des Prüfens (S6) geprüft wird, ob der entprellte Istwert für die Ab- triebsdrehzahl den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert überschreitet. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Bestimmens (S0), ob sich die selbstfahrende Arbeitsma- schine (100) in einem Stillstand befindet, wobei der Schritt des Ausgebens (S7) des Steuersignals durchgeführt wird, wenn sich die selbstfahrende Arbeitsmaschine (100) in einem Stillstand befindet. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ausgebens (S7) des Steuersignals ein Steuersignal zum Ab- schalten von mindestens einer Antriebskomponente in dem elektrischen Antriebsstrang (10) zum Herbeiführen des betriebssicheren Zustands in Abhängigkeit des auf dem Schritt des Prüfens (S6) basierenden Prüfergebnisses (P) ausgegeben wird. 11. Steuereinrichtung (20) zum Überwachen einer Abtriebsdrehzahl eines elektri- schen Antriebsstrangs (10) einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) eine Einheit zum Bestimmen eines Sollwerts für ein Drehmoment des elektrischen Antriebsstrangs (10), eine Schnitt- stelle zum Einlesen eines Istwerts für die Abtriebsdrehzahl, eine Einheit zum Festle- gen einer Kennlinie eines Grenzwerts für die Abtriebsdrehzahl in Abhängigkeit des Drehmoments, eine Einheit zum Prüfen, ob der eingelesene Istwert für die Abtriebs- drehzahl den in der Kennlinie festgelegten Grenzwert in Abhängigkeit des bestimm- ten Sollwerts für das Drehmoment überschreitet, und eine Schnittstelle zum Ausge- ben eines Steuersignals zum Herbeiführen eines betriebssicheren Zustands des elektrischen Antriebsstrangs (10) in Abhängigkeit eines auf dem Prüfen basierenden Prüfergebnisses, aufweist. 12. Selbstfahrende Arbeitsmaschine (100), welche einen elektrischen Antriebs- strang (10) und eine Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 11 zum Überwachen ei- ner Abtriebsdrehzahl des elektrischen Antriebsstrangs (10) aufweist.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008014495A1 (de) * 2008-03-15 2009-09-24 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs
DE102013220414A1 (de) * 2013-10-10 2015-04-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Antriebs eines Kraftfahrzeugs
DE102020203594A1 (de) * 2020-03-20 2021-09-23 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines elektrifizierten Antriebsstrangs für eine Arbeitsmaschine, elektrifizierter Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9018878B2 (en) 2012-07-23 2015-04-28 Caterpillar Inc. Derating vehicle electric drive motor and generator components
DE102019208545A1 (de) 2019-06-12 2020-12-17 Ford Global Technologies, Llc Bestimmung des Reibungskoeffizienten zwischen Fahrbahn und Reifen eines Kraftfahrzeugs

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008014495A1 (de) * 2008-03-15 2009-09-24 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs
DE102013220414A1 (de) * 2013-10-10 2015-04-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Antriebs eines Kraftfahrzeugs
DE102020203594A1 (de) * 2020-03-20 2021-09-23 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines elektrifizierten Antriebsstrangs für eine Arbeitsmaschine, elektrifizierter Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine

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