DÖRING JAN (DE)
EP3566919A1 | 2019-11-13 | |||
DE102015101218A1 | 2015-12-24 | |||
EP0339202A2 | 1989-11-02 |
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. |
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
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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