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Title:
METHOD FOR ADAPTIVELY DETERMINING A SHIFTING POINT OF A MULTI-GEAR POWERSHIFT TRANSMISSION OF A WORKING MACHINE, CONTROL UNIT, COMPUTER PROGRAM PRODUCT AND WORKING MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/156361
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a method (100) for adaptively determining a shifting point (P) of a multi-gear powershift transmission (4) of a working machine (1), wherein the working machine (1) comprises the multi-gear powershift transmission (4), an electrical drive system (2) and a control unit (6), while the electrical drive system (2) has a battery (3) and an electric motor (5), the multi-gear powershift transmission (4) being operatively connected to the electrical drive system (2), and the control unit (6) being connected to the electrical drive system (2) and the multi-gear powershift transmission (4) for signal exchange. In said method, a traction (Z) is specified that must be present during the shifting processes (S) of the multi-gear powershift transmission (4). A status variable (G) of the electrical drive system (2) is determined. Based on the status variable (G) and the specified traction (Z), a driving speed (v) of the working machine (1) is determined at which the specified traction (Z) is substantially maintained during the shifting process (S). The shifting point (P) is determined at this determined driving speed (v). The shifting process (S) is carried out at the shifting point (P) if the working machine (1) is at the determined driving speed (v). The invention also relates to a control unit (6), a computer program product and a working machine (1).

Inventors:
GLÖCKNER RICO (DE)
DÖRING JAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/053568
Publication Date:
August 24, 2023
Filing Date:
February 14, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16H61/02; F16H59/14; F16H59/44
Foreign References:
EP3566919A12019-11-13
DE102015101218A12015-12-24
EP0339202A21989-11-02
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Claims:
Patentansprüche

1.Verfahren (100)zum adaptiven FestlegeneinesSchaltpunkts(P)einesMehrgang- Lastschaltgetriebes(4)einerArbeitsmaschine (1),wobeidieArbeitsmaschine (1)das Mehrgang-Lastschaltgetriebe (4),einelektrischesAntriebssystem (2)undeineSteu- ereinrichtung (6)aufweist,wobeidaselektrischeAntriebssystem (2)eine Batterie (3) undeinen Elektromotor(5)aufweist,wobeidasMehrgang-Lastschaltgetriebe (4)mit dem elektrischenAntriebssystem (2)wirkverbundenist,wobeidieSteuereinrichtung (6)signalwirksam mitdem elektrischenAntriebssystem (2)unddem Mehrgang-Last- schaltgetriebe (4)verbundenist,dadurchgekennzeichnet,dass

-eineZugkraft(Z),diebeiSchaltvorgängen (S)desMehrgang-Lastschaltgetriebes (4)vorhandenseinmuss,vorgegebenist,

-eineZustandsgröße (G)deselektrischenAntriebssystems(2)ermitteltwird,

-ausgehendvonderZustandsgröße (G)unddervorgegebenenZugkraft(Z)eine Fahrgeschwindigkeit(v)derArbeitsmaschine (1)ermitteltwird,beiwelcherdievorge- gebeneZugkraft(Z)beidem Schaltvorgang (S)im Wesentlichenbeibehaltenwird,

-derSchaltpunkt(P)beidieserermittelten Fahrgeschwindigkeit(v)festgelegtwird

-derSchaltvorgang (S)andem Schaltpunkt(P)ausgeführtwird,wenndieArbeits- maschine (1)dieermittelte Fahrgeschwindigkeit(v)aufweist.

2.Verfahren (100)nachAnspruch 1,dadurchgekennzeichnet,dassdieZugkraft(Z), die beiSchaltvorgängen (S)desMehrgang-Lastschaltgetriebes(4)vorhandensein muss,alsmaximaleZugkraft(Z)vorgegebenist.

3.Verfahren (100)nachAnspruch 1oder2,dadurchgekennzeichnet,dassdieZu- standsgröße (G)alsLadezustand (SOG;SOC1;SOC2;SOC3)derBatterie (3)des elektrischenAntriebssystems(2)ausgebildetist.

4.Verfahren (100)nacheinem dervorherigenAnsprüche,dadurchgekennzeichnet, dassdievorgegebeneZugkraft(Z)beidem Schaltvorgang (S)exaktbeibehalten wird.

5.Steuereinrichtung (6)füreineArbeitsmaschine (1),umfassend MittelzurAusfüh- rungderSchrittedesVerfahrens(100)nacheinem derAnsprüche 1bis4,wobeidie Steuereinrichtung (6)mitdem Mehrgang-Lastschaltgetriebe (4)unddem elektrischen Antriebssystem (2)derArbeitsmaschine (1)signalwirksam verbindbarist.

6.Computerprogrammprodukt,umfassend Befehle,diebeiderAusführungdesPro- gramms durcheineSteuereinrichtung (6)nachAnspruch5dieseveranlassen,das Verfahren (100)nacheinem derAnsprüche 1bis4 auszuführen.

7.Arbeitsmaschine (1),aufweisend ein Mehrgang-Lastschaltgetriebe (4),einelektri- schesAntriebssystem (2)undeineSteuereinrichtung (6)nachAnspruch5,wobeidie Steuereinrichtung (6)signalwirksam mitdem Mehrgang-Lastschaltgetriebe (4)und mitdem elektrischenAntriebssystem (2)verbundenist.

Description:
Verfahrenzum adaptiven FestleqeneinesSchaltpunktseinesMehrqanq- LastschaltqetriebeseinerArbeitsmaschine,Steuereinrichtung, Computerproqrammprodukt,Arbeitsmaschine

Dievorliegende ErfindungbetriffteinVerfahrenzum adaptiven Festlegeneines SchaltpunktseinesMehrgang-LastschaltgetriebeseinerArbeitsmas chine,eineSteu- ereinrichtung,einComputerprogrammproduktund eineArbeitsmaschine.

EineSchaltung,insbesondereeine Rückschaltungineinem Mehrgang-Lastschaltge- triebeeinerArbeitsmaschineerfordertzusätzliche LeistungeinerdieArbeitsmaschine antreibenden Kraftmaschine,um eine RotorträgheitderKraftmaschinezukompen- sieren.Im BereichderbatterieelektrischbetriebenenArbeitsmaschinenistdi e Kraft- maschineein Elektromotor.DieAntriebssträngedieserbatterieelektrischbetr iebenen Arbeitsmaschinenkönneneinen Elektromotorundeindamitmechanischwirkverbun- denesGetriebe mitmindestenszweiSchaltstufenaufweisen.Anhand einerFahran- forderung undeinem KennfelddesElektromotorskanneinentsprechenderGangge- wähltwerden.Hierbeisind große ÜberschneidungenderGänge hinsichtlichGe- schwindigkeitundZugkraftderArbeitsmaschine möglich.

Aus EP 0339202A2 isteineAntriebseinrichtungfürMaschinenund Fahrzeuge be- kannt,beiderbeim HerunterschaltenineinenkleinerenGangeinspeziellesSchalt- verhaltenerreichtwird.

Dervorliegenden Erfindung liegtausgehendvom StandderTechnikdieAufgabezu Grunde,einverbessertesVerfahrenzum FestlegenderSchaltpunkteeinesMehr- gang-Lastschaltgetriebesvorzuschlagen.

Dievorliegende ErfindungschlägtausgehendvondervorgenanntenAufgabeein Verfahrenzum adaptiven FestlegeneinesSchaltpunktseinesMehrgang-Lastschalt- getriebeseinerArbeitsmaschinemitden MerkmalennachAnspruch 1,eineSteuer- einrichtungmitden MerkmalennachAnspruch6,einComputerprogrammproduktmit den MerkmalennachAnspruch7 undeineArbeitsmaschinemitden Merkmalennach Anspruch8vor.WeiterevorteilhafteAusgestaltungen undWeiterbildungengehen ausden Unteransprüchenhervor.

Beieinem Verfahrenzum adaptiven FestlegeneinesSchaltpunktseinesMehrgang- LastschaltgetriebeseinerArbeitsmaschine,wobeidieArbeitsmasch inedasMehr- gang-Lastschaltgetriebe,einelektrischesAntriebssystem und eine Steuereinrichtung aufweist,wobeidaselektrischeAntriebssystem eine Batterie und einen Elektromotor aufweist,wobeidasMehrgang-Lastschaltgetriebe mitdem elektrischenAntriebssys- tem wirkverbunden ist,wobeidie Steuereinrichtung signalwirksam mitdem elektri- schenAntriebssystem unddem Mehrgang-Lastschaltgetriebeverbunden ist,isteine Zugkraft,die beiSchaltvorgängendesMehrgang-Lastschaltgetriebesvorhandens ein muss,vorgegeben.EineZustandsgrößedeselektrischenAntriebssy stemswird er- mittelt.Ausgehend vonderZustandsgröße und dervorgegebenenZugkraftwird eine FahrgeschwindigkeitderArbeitsmaschineermittelt,beiwelcherdie vorgegebene Zugkraftbeidem Schaltvorgang im Wesentlichenbeibehaltenwird.DerSchaltpunkt wird beidieserermittelten Fahrgeschwindigkeitfestgelegt.DerSchaltvorgangwird an dem Schaltpunktausgeführt,wenndieArbeitsmaschinedie ermittelte Fahrgeschwin- digkeitaufweist.

DieArbeitsmaschine kannalsein Fahrzeugausgebildetsein,welcheszum Durchfüh- renvon mindestenseinerArbeitsaufgabeausgebildetist,welche nichtzum Befördern von Personen und/oderGüternbestimmtist.DieArbeitsmaschine kann hierfüreine Arbeitseinrichtung beziehungsweise einArbeitswerkzeug aufweisen.Zum Antreiben derArbeitseinrichtung kanndieArbeitsmaschine einenArbeitsantriebaufweisen.Bei derArbeitsmaschine kannessichum eine Baumaschine und/oderum eine Landma- schine handeln.Beispielsweise kanndieArbeitsmaschine ein Radlader,einTraktor, ein Betonmischer,ein Entsorgungsfahrzeug,einGabelstapler,ein Kühlfahrzeug etc. sein.BeiderArbeitsmaschine kannessich um eine herkömmliche oderum eine au- tomatisiertbetreibbareArbeitsmaschine handeln,welcheferngesteuertwerden kann. Die automatisiertbetreibbareArbeitsmaschine kannalseine autonomeArbeitsma- schineausgebildetsein. DieArbeitsmaschineweistdaselektrischesAntriebssystem auf,daswiederum die Batterieundden Elektromotoraufweist.Die Batterie istmitdem Elektromotorener- giewirksam verbunden.Energiewirksam verbundenheißtindiesem Zusammenhang, dassdie BatteriedenElektromotormitEnergieversorgenkann,wennderElektr omo- tormotorischbetriebenwird unddassdie Batterievom ElektromotormitEnergiever- sorgtwerdenkann,wennderElektromotorgeneratorischbetriebenwir d,z.B.inei- nem Rekuperationsbetrieb.DerElektromotoristvorzugsweisealsperman entmagne- terregterElektromotorausgeformtunddientdazueinen FahrantriebderArbeitsma- schinezubewerkstelligen.Die Batterieformteinenelektrischen Energiespeicheraus. Das elektrischeAntriebssystem kannauchmehralseinenElektromotoraufweisen, beispielsweiseeinenersten Elektromotor,dereinen FahrantriebderArbeitsmaschine bewerkstelligenkannund einenzweiten Elektromotor,dereinen Nebenantriebzum BetreibenderArbeitseinrichtungoderdesArbeitswerkzeugsbewerks telligenkann.

DieArbeitsmaschineweistzudem dasMehrgang-Lastschaltgetriebeauf.DasMehr- gang-Lastschaltgetriebedientdazu,diedurchdenElektromotorzurV erfügungge- stellte Drehzahlzuübersetzen.Zudiesem ZweckistdasMehrgang-Lastschaltge- triebe mitdem elektrischenAntriebssystem wirkverbunden.Genauergesagtistdas Mehrgang-Lastschaltgetriebe mitdem Elektromotorwirkverbunden.DieArbeitsma- schine kanneineodermehrereangetriebeneAchsenaufweisen.Jedeangetrieb ene Achse kannüberdasMehrgang-Lastschaltgetriebemitdem Elektromotorverbunden seinund überdiesesangetriebenwerden.Mitdem Mehrgang-Lastschaltgetriebe kanninsbesonderedie ÜbersetzungderDrehzahlzwischendem Elektromotorund derangetriebenenAchseveränderbarsein.Alternativoderzusätzl ichzuangetriebe- nenAchsenkönnenauch Einzelräderangetriebenwerden.

DieArbeitsmaschineweistzudem dieSteuereinrichtungauf.DieSteuereinrichtung istvorzugsweisealsECU ausgeformt.DieSteuereinrichtung istsignalwirksam mit dem elektrischenAntriebssystem unddem Mehrgang-Lastschaltgetriebeverbunden. „Signalwirksam verbunden“heißtindiesem Zusammenhang,dassdieSteuereinrich- tungderart mitdem Mehrgang-Lastschaltgetriebe und mitdem elektrischenAntriebs- system verbundenist,dassein Daten-und Signalaustauscherfolgenkann.DieSteu- ereinrichtung istdazueingerichtet,eine ÜbersetzungdesMehrgang- LastschaltgetriebesinAbhängigkeitdesdurchdaserfindungsgemä ßeVerfahren festgelegtenSchaltpunktszuwählen.InanderenWortenkanndiedieS teuereinrich- tungdasMehrgang-Lastschaltgetriebeansteuern,sodasseinGanggew echselt wird,also hochgeschaltenoderzurückgeschaltenwerdenkann.DieSteuereinri ch- tungistzudem dazueingerichtet,sensorischermittelte DatenundSignalevondem elektrischenAntriebssystem,alsovonderBatterie und/odervondem Elektromotorzu empfangenundauszuwerten.FernerweistdieSteuereinrichtungeineS peicherein- heitauf,aufwelcherDatengespeichertseinkönnenbzw.gespeichert werdenkön- nen.

Ineinem erstenSchrittdesVerfahrensistdieZugkraft,die beiSchaltvorgängendes Mehrgang-Lastschaltgetriebesvorhandenseinmuss,vorgegeben.Die sevorgege- beneZugkraftistinderSpeichereinheitderSteuereinrichtung hinterlegt.DieZugkraft oderPerformance kanndie LeistungdesElektromotorsbezeichnen,welche ineinem DauerbetriebsmodusdesElektromotorserbrachtwerdenkann.Dabeika nneine Peak-PerformancediemaximaleZugkraftbezeichnen,die mittelsdesElektromotors zurVerfügungsteht.Vorzugsweise istdie indiesem erstenSchrittalsZugkraft,die beiSchaltvorgängendesMehrgang-Lastschaltgetriebesvorhandens einmuss,die maximaleZugkraftvorgegeben.Somitsollbeijedem Schaltvorgangvorzugsweise die maximaleZugkraftzurVerfügungstehen,sodassim BetriebderArbeitsma- schine keinZugkrafteinbruchfürden NutzerderArbeitsmaschinespürbarist.Die ZugkraftwirdfolglichwährenddesBetriebsderArbeitsmaschine konstantgehalten, vorzugsweise konstantaufdem WertdermaximalenZugkraft.

DieZustandsgrößedeselektrischenAntriebssystemswirdermit telt.DieseZu- standsgrößewird mittelsgeeigneterSensorikermitteltund andieSteuereinrichtung weitergeleitet.DiejeweiligenSensorensindsomitsignalwirksam mitderSteuerein- richtungverbunden,sodassein Daten-und Signalaustauscherfolgenkann.Die Steuereinrichtung kanndievonderSensorikzurVerfügunggestellten Daten und/oderSignaleauswerten.AlternativfindetdieAuswertungdurchd ieentsprechen- denSensorenstatt. DieZustandsgrößedeselektrischenAntriebssystemskann beispielsweise alseine ZustandsgrößederBatterie ausgebildetsein,z.B.alsLadezustand derBatterie.Der LadezustandderBatterie bezeichnetdabei,welche Energiemenge inderBatteriege- speichertist,diedem ElektromotorzurVerfügung gestelltwerden kann.DerLadezu- standderBatterie hatdabeidirekten Einflussaufdie LeistungdesElektromotors,da durchdiesendie Spannung,diedem ElektromotorzurVerfügung steht,vorgegeben ist.DerLadezustand derBatterie ändertsichim BetriebderArbeitsmaschine und so- mitim BetriebdesElektromotorsüberdie Betriebsdauer.

Ausgehend vonderZustandsgröße unddervorgegebenenZugkraftwird diejenige FahrgeschwindigkeitderArbeitsmaschineermittelt,beiwelcherdie vorgegebene Zugkraftbeidem Schaltvorgang im Wesentlichenbeibehaltenwird.„Im Wesentlichen beibehalten“heißthierbei,dassdieZugkraftbeidem Schaltvorgang nurso minimal einbricht,dassdiesfürden NutzerderArbeitsmaschine nichtspürbarist.Vorzugs- weisewird dieZugkraftbeidem Schaltvorgang exaktbeibehalten und brichtnichtein.

Die ErmittlungderFahrgeschwindigkeiterfolgtmittelsderSteuereinri chtung.Mittels einesAlgorithmusberechnetdieSteuereinrichtung beigegebenerZustandsgröße und vorgegebenerZugkraft,beiwelcherGeschwindigkeitderSchaltvorga ng stattfin- detkann,sodassdievorgegebeneZugkraftim Wesentlichen beibehaltenodersogar exaktbeibehaltenwird.DerSchaltpunktwirdvonderSteuereinrichtu ng beidieserer- mittelten Fahrgeschwindigkeitfestgelegt.DerSchaltvorgangwird andem Schalt- punktausgeführt,wenndieArbeitsmaschinedie ermittelte Fahrgeschwindigkeitauf- weist.WenndieArbeitsmaschine somitalsaktuelle Fahrgeschwindigkeitdie ermit- telte Fahrgeschwindigkeiterreicht,findetderSchaltvorgang statt.Somitkann ineinen höherenoderniedrigerenGang geschaltetwerden,je nach Bedarf.Die aktuelle Fahrgeschwindigkeitwird mittelsgeeigneterSensorik,z.B.mittelseinesGeschwin- digkeitssensorsermittelt,wobeidieseSensoriksignalwirksam mitderSteuereinrich- tungverbunden ist.

Beispielsweise kannbeieinem LadezustandderBatterievon 100% und beieiner vorgegebenen maximalenZugkrafteine Schaltung beiz.B.17 km/hstattfinden.Der Schaltpunktwird alsoauf17 km/hfestgelegt.BeträgtderLadezustand derBatterie allerdingsnurnoch 10% und istdie maximaleZugkraftvorgegeben,wird derSchalt- punktin RichtungeinerniedrigerenGeschwindigkeitgeschoben,beispielswe ise auf 10 km/h.Somiterfolgtdie Schaltung beieinerFahrgeschwindigkeitderArbeitsma- schinevon 10 km/h.Die maximaleZugkraftwird dabeiim Wesentlichenbeibehalten. DieZahlenwerte sind hierbeireinalsBeispielund nichteinschränkend zuverstehen.

Vorteilhaftam hiervorgestelltenVerfahren ist,dassderZugkrafteinbruchso gering wie möglichgehalten bzw.minimiertwird.DieZugkraftbleibtfürden NutzerderAr- beitsmaschinetrotzdesSchaltvorgangsgleichodernahezugleichund esmüssen keine Performance-Einbußenin Kaufgenommenwerden.DiedurcheinenZug- krafteinbruch hervorgerufenen Nachteilewie beispielsweise einunruhigesFahrver- haltenodereine unzureichende LeistungsversorgungderArbeitseinrichtung zurVer- richtungdernotwendigenArbeitkönnensomitvermiedenwerden.

Die SteuereinrichtungfürdieArbeitsmaschine umfasstMittelzurAusführungder SchrittedesVerfahrens,dasbereitsindervorherigen Beschreibung beschrieben worden ist.Die Steuereinrichtung istmitdem Mehrgang-Lastschaltgetriebe und dem elektrischenAntriebssystem derArbeitsmaschine signalwirksam verbindbar.Die Steuereinrichtung istalso beiVerwendung ineinerArbeitsmaschine mitdem Mehr- gang-Lastschaltgetriebe und mitdem elektrischenAntriebssystem derArbeitsma- schine signalwirksam verbunden.Diesistbereitsindervorherigen Beschreibung be- schriebenworden.Um diese Verbindungen herstellenzu können,weistdie Steuer- einrichtung Schnittstellenauf,überwelche eine signalwirksame Verbindungermög- lichtwerden kann.

Zudem istdie Steuereinrichtungderartausgeformt,dassdiese beiVerwendung inei- nerArbeitsmaschine mitSensorensignalwirksam verbundenwerdenkann,z.B.mit SensorenzurErmittlung eineraktuellenGeschwindigkeitderArbeitsmaschine.Zu diesem Zweckweistdie SteuereinrichtungwenigstenseineweitereSchnittstelle auf.

Fernerweistdie Steuereinrichtung eine Speichereinheitauf,aufwelcherDatenge- speichertsein könnenbzw.gespeichert werden können.Dasistindervorherigen Beschreibung ebenfallsbeschriebenworden.Die Steuereinrichtung kannsicheines Computerprogrammproduktsbedienen,um dasVerfahrenauszuführen.

Die Steuereinrichtung steuert,ausgehend vonderermittelten Fahrgeschwindigkeit, dasMehrgang-Lastschaltgetriebe an,um einenSchaltvorgang beiebendieserFahr- geschwindigkeitzuveranlassen.Diesistindervorherigen Beschreibung bereitsbe- schriebenworden.

Das ComputerprogrammproduktumfasstBefehle,die beiderAusführungdes Pro- gramms durchdie Steuereinrichtungdieseveranlassen,dasVerfahrenauszuführen, dasbereitsindervorherigen Beschreibung beschriebenwurde.DasComputerpro- grammproduktkanneinen Programmcode umfassen,derdiese Befehleenthält.Der Programmcode kann beispielsweise aufeinem Datenträgeroderalsein herunterlad- barerDatenstrom verkörpertsein.

DieArbeitsmaschineweistein Mehrgang-Lastschaltgetriebe,einelektrischesAn- triebssystem und eineSteuereinrichtungauf,die bereitsindervorherigen Beschrei- bung beschriebenworden ist.Die Steuereinrichtung istsignalwirksam mitdem Mehr- gang-Lastschaltgetriebe und mitdem elektrischenAntriebssystem verbunden.Dies istebenfallsbereitsbeschriebenworden.DieArbeitsmaschine istvorzugsweise als RadladeroderalsFrontladerausgeformt.

Anhandderim Folgendenerläuterten FigurenwerdenverschiedeneAusführungsbei- spiele und DetailsderErfindung näherbeschrieben.Eszeigenbeispielhaft:

Fig.1 eine schematische Darstellung einerArbeitsmaschine nacheinem Ausfüh- rungsbeispiel,

Fig.2 eine schematische Darstellung einesZugkraft-Geschwindigkeits-Diagramms desMehrgang-LastschaltgetriebesderArbeitsmaschineausFig.1,

Fig.3 eine schematische Darstellung einesDrehmoment-Drehzahl-Diagrammsder Arbeitsmaschine ausFig.1, Fig.4 eineschematische DarstellungdesVerfahrenszum adaptiven Festlegeneines SchaltpunktsdesMehrgang-LastschaltgetriebesderArbeitsmaschin eaus Fig.1.

Fig.1zeigteineschematische DarstellungeinerArbeitsmaschine 1nacheinem Aus- führungsbeispiel.DieArbeitsmaschine 1isthierein RadladermiteinerSchaufelals Arbeitsgerät.DieArbeitsmaschine 1weisteinelektrischesAntriebssystem 2auf.Das elektrischeAntriebssystem 2weisteine Batterie3 und einen Elektromotor5auf.Der Elektromotor5 unddie Batterie3sindenergiewirksam miteinanderverbunden.Die Arbeitsmaschine 1weistzudem ein Mehrgang-Lastschaltgetriebe4 auf.DasMehr- gang-Lastschaltgetriebe4 istmitdem elektrischenAntriebssystem 2wirkverbunden. Das Mehrgang-Lastschaltgetriebe4 istmitdem Elektromotor5deselektrischenAn- triebssystems2wirkverbunden.DieArbeitsmaschinewirdvondem elektrischenAn- triebssystem 2angetrieben,sodasssiesichentlangeinerStreckebewegenkann. DiesistmittelsdesLängspfeilsangedeutet.

DieArbeitsmaschine 1weistzudem dieSteuereinrichtung6auf.DieSteuereinrich- tung6 istsignalwirksam verbundenmitdem Mehrgang-Lastschaltgetriebe4 und kanndiesesansteuern.DieSteuereinrichtung6 istsignalwirksam verbundenmitdem elektrischenAntriebssystem 2,genauermitderBatterie3deselektrischenAntriebs- systems2 und mitdem Elektromotor5deselektrischenAntriebssystems2.DieSteu- ereinrichtung6 kanneinenLadezustandderBatterie3abfragen.DieSteuereinrich- tung6 kannzudem eineaktuelleGeschwindigkeitderArbeitsmaschine 1voneinem Geschwindigkeitssensor7abfragen,mitwelchem siesignalwirksam verbundenist. AufderSteuereinrichtung6 läuftdasVerfahren 100ab,dasin Fig.5dargestelltist.

Fig.2zeigteineschematische DarstellungeinesZugkraft-Geschwindigkeits-Dia- grammsdes Mehrgang-LastschaltgetriebesderArbeitsmaschineausFig.1.Aufde r Abszisse31istdieGeschwindigkeitderArbeitsmaschinedargestellt .Aufder

8

BERICHTIGTES BLATT (REGEL91)ISA/EP Ordinate 30 istdieZugkraftderArbeitsmaschinedargestellt.Beispielhaftistd erVer- laufderZugkraftüberdie Geschwindigkeitim erstenGang 50 und im zweitenGang 51dargestellt.

Deutlichersichtlich ist,dasseseinengrößeren Überdeckungsbereich beiderGänge 50,51gibt.Dadurchistesmöglich,denSchaltpunktzum Wechselzwischendenbei- denGängen 50,51adaptivzuwählen.

Fig.3 zeigteine schematische DarstellungeinesDrehmoment-Drehzahl-Diagramms derArbeitsmaschine ausFig.1.AufderAbszisse 33 istdie Drehzahlaufgetragen.Auf derOrdinate 34 istdasDrehmomentaufgetragen.DargestelltsinddreiZugkraft-Kur- venmitjeweilsunterschiedlichem Ladezustand derBatterie SOC1,SOC2,SOC3 bei gleichbleibenderMagnettemperaturderPermanentmagnetendesElekt romotors.Auf- grund derunterschiedlichen LadezuständederBatterieSOC1,SOC2,SOC3steht dem Elektromotorjeweilseine andere Spannung zurVerfügung.Dargestelltistder Zustand,wenndaserfindungsgemäßeVerfahren nichtzum Einsatzkommt.

Die ersteZugkraft-Kurve bezüglichdesersten LadezustandsSOC1istbeispielhaft füreine Magnettemperaturvon 100°C und eine Spannungvon750V dargestellt.Die zweiteZugkraft-Kurve bezüglichdeszweiten LadezustandsSOC2 istbeispielhaftfür eine Magnettemperaturvon 100°C und eineSpannungvon650V dargestellt.Die dritteZugkraft-Kurve bezüglichdesdritten LadezustandsSOC3 istbeispielhaftfür eine Magnettemperaturvon 100°C und eineSpannungvon520V dargestellt.Die Zahlenwerte sind hierbeireinalsBeispielund nichteinschränkend zuverstehen.

Ausdem Diagramm istersichtlich,dassbeiabsinkendem Ladezustand SOC1, SOC2, SOC3 und somitbeiabsinkenderSpannung,diedem ElektromotorzurVerfü- gung steht,abergleichbleibenderMagnettemperaturein EinbruchderZugkraftzu verzeichnen ist.

Fig.4 zeigteine schematische DarstellungdesVerfahrens100 zum adaptiven Fest- legeneinesSchaltpunkts P desMehrgang-LastschaltgetriebesderArbeitsmaschine ausFig.1. Ineinem erstenSchritt110desVerfahrens 100wird dieZugkraftZ,die beiSchaltvor- gängenS desMehrgang-Lastschaltgetriebes4 vorhandenseinmuss,vorgegeben. Vorzugsweise istdievorgegebeneZugkraftZ die maximaleZugkraftZ,diederAr- beitsmaschine zurVerfügung stehen kann.

Ineinem zweitenSchritt120desVerfahrens 100wird eineZustandsgröße G des elektrischenAntriebssystemsermittelt.DieseZustandsgröße G kann beispielsweise derLadezustand SOG derBatterie sein.

Ineinem drittenSchritt130desVerfahrens 100wird ausgehend vonderZu- standsgröße G und dervorgegebenenZugkraftZ eine FahrgeschwindigkeitvderAr- beitsmaschine ermitteltwird,beiwelcherdievorgegebeneZugkraftZ beidem Schalt- vorgang S im Wesentlichenbeibehaltenwird.Diese Fahrgeschwindigkeitvwird von derSteuereinrichtungderArbeitsmaschine in Echtzeitwährend desBetriebsderAr- beitsmaschine berechnetausgehend vonderZustandsgröße G undvondervorge- gebenenZugkraftZ.

Ineinem viertenSchritt140desVerfahrens 100wird derSchaltpunktP beidieserer- mittelten Fahrgeschwindigkeitvfestgelegt.

Ineinem fünftenSchritt150desVerfahrens 100wird derSchaltvorgangS andem SchaltpunktP ausgeführtwird,wenndieArbeitsmaschinedie ermittelte Fahrge- schwindigkeitvaufweist.InanderenWortenwird derSchaltvorgangS dannausge- führt,wenndie aktuelle FahrgeschwindigkeitderArbeitsmaschinedenWertderer- mittelten FahrgeschwindigkeitvderArbeitsmaschineerreicht.

Das Verfahren 100 läuftwährend desBetriebsderArbeitsmaschinewiederholtund kontinuierlichab.InanderenWortenwirdje nachermitteltem WertderZu- standsgröße G derjeweilige SchaltpunktS stetsadaptivfestgelegt. Bezuqszeichen

1 Arbeitsmaschine elektrischesAntriebssystem

Batterie

Mehrgang-Lastschaltgetriebe

Elektromotor

Steuereinrichtung

Geschwindigkeitssensor

30 Ordinate-Zugkraft

31 Abszisse-Geschwindigkeit

32 Ordinate-Drehmoment

33 Abszisse-Drehzahl

50 ersterGang

51 zweiterGang

100 Verfahren

110 ersterSchritt

120 zweiterSchritt

130 dritterSchritt

140 vierterSchritt

150 fünfterSchritt

G Zustandsgröße

P Schaltpunkt soc Ladezustand

SOC1 ErsterLadezustand

SOC2 ZweiterLadezustand

SOC3 DritterLadezustand v Geschwindigkeit

Z Zugkraft