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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/2023/156362
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 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/EP2023/053569
Publication Date:
August 24, 2023
Filing Date:
February 14, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16H61/02; F16H59/42; F16H59/44; F16H59/74; F16H61/16
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)alsMagnettemperatur(T;T1;T2;T3)derPermanentmagnetendes Elektromotors(5)deselektrischenAntriebssystems(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-Lastschalt- qetriebeseinerArbeitsmaschine,Steuereinrichtunq,Computerproq rammprodukt,Ar- beitsmaschine

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

Eine Schaltung,insbesondere eine Rückschaltung ineinem Mehrgang-Lastschaltge- triebe einerArbeitsmaschineerfordertzusätzliche Leistung einerdieArbeitsmaschine antreibenden Kraftmaschine,um eine RotorträgheitderKraftmaschine zu kompen- sieren.Im Bereichderbatterieelektrisch betriebenenArbeitsmaschinen istdie Kraft- maschine ein Elektromotor.DieAntriebssträngedieserbatterieelektrisch betriebenen Arbeitsmaschinen könneneinen Elektromotorund eindamitmechanischwirkverbun- denesGetriebe mitmindestenszweiSchaltstufenaufweisen.Anhand einerFahran- forderung und einem Kennfeld desElektromotorskanneinentsprechenderGang ge- wähltwerden.Hierbeisind große ÜberschneidungenderGänge hinsichtlichGe- schwindigkeitund ZugkraftderArbeitsmaschine möglich.

Aus EP 0339202A2 isteineAntriebseinrichtungfürMaschinen und Fahrzeuge be- kannt,beiderbeim Herunterschalten ineinen kleinerenGang einspeziellesSchalt- verhaltenerreichtwird.

Dervorliegenden Erfindung liegtausgehendvom StandderTechnikdieAufgabezu Grunde,einverbessertesVerfahrenzum FestlegenderSchaltpunkte einesMehr- gang-Lastschaltgetriebesvorzuschlagen.

Dievorliegende Erfindung schlägtausgehend vondervorgenanntenAufgabe ein Verfahrenzum adaptiven FestlegeneinesSchaltpunktseinesMehrgang-Lastschalt- getriebeseinerArbeitsmaschine mitden Merkmalen nachAnspruch 1,eine Steuer- einrichtung mitden Merkmalen nachAnspruch5,einComputerprogrammproduktmit den Merkmalen nachAnspruch6 und eineArbeitsmaschine mitden Merkmalennach Anspruch7vor.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- tungderartmitdem Mehrgang-Lastschaltgetriebe und mitdem elektrischenAntriebs- system verbundenist,dassein Daten-und Signalaustauscherfolgenkann.DieSteu- ereinrichtung istdazueingerichtet,eine ÜbersetzungdesMehrgang- LastschaltgetriebesinAbhängigkeitdesdurchdaserfindungsgemä ße Verfahren festgelegtenSchaltpunktszuwählen.InanderenWorten kanndiedie Steuereinrich- tungdasMehrgang-Lastschaltgetriebe ansteuern,sodasseinGang gewechselt wird,also hochgeschaltenoderzurückgeschaltenwerden kann.DieSteuereinrich- tung istzudem dazueingerichtet,sensorischermittelte Daten und Signalevondem elektrischenAntriebssystem,alsovonderBatterie und/odervondem Elektromotorzu empfangen und auszuwerten.Fernerweistdie Steuereinrichtung eine Speicherein- heitauf,aufwelcherDatengespeichertseinkönnen bzw.gespeichertwerden kön- nen.

Ineinem erstenSchrittdesVerfahrensistdieZugkraft,die beiSchaltvorgängendes Mehrgang-Lastschaltgetriebesvorhandensein muss,vorgegeben.Diesevorgege- beneZugkraftistinderSpeichereinheitderSteuereinrichtung hinterlegt.DieZugkraft oderPerformance kanndie LeistungdesElektromotorsbezeichnen,welche ineinem DauerbetriebsmodusdesElektromotorserbrachtwerden kann.Dabeikanneine Peak-Performancedie maximaleZugkraftbezeichnen,die mittelsdesElektromotors zurVerfügung steht.Vorzugsweise istdie indiesem erstenSchrittalsZugkraft,die beiSchaltvorgängendesMehrgang-Lastschaltgetriebesvorhandens ein muss,die maximaleZugkraftvorgegeben.Somitsollbeijedem Schaltvorgangvorzugsweise die maximaleZugkraftzurVerfügung stehen,sodassim BetriebderArbeitsma- schine keinZugkrafteinbruchfürden NutzerderArbeitsmaschine spürbarist.Die Zugkraftwird folglichwährend desBetriebsderArbeitsmaschine konstantgehalten, vorzugsweise konstantaufdem WertdermaximalenZugkraft.

DieZustandsgrößedeselektrischenAntriebssystemswird ermittelt.DieseZu- standsgrößewird mittelsgeeigneterSensorikermitteltund andie Steuereinrichtung weitergeleitet.DiejeweiligenSensorensind somitsignalwirksam mitderSteuerein- richtungverbunden,sodassein Daten-und Signalaustauscherfolgen kann.Die Steuereinrichtung kanndievonderSensorikzurVerfügung gestellten Daten und/oderSignale auswerten.AlternativfindetdieAuswertungdurchdie entsprechen- denSensorenstatt.

DieZustandsgrößedeselektrischenAntriebssystemskann beispielsweise alseine ZustandsgrößedesElektromotorsausgebildetsein,z.B.alsMagnet temperaturder PermanentmagnetendesElektromotors.Diese Magnettemperaturändertsichim Be- triebderArbeitsmaschine und somitim BetriebdesElektromotorsüberdie Betriebs- dauer.

AusgehendvonderZustandsgröße unddervorgegebenenZugkraftwirddiejenige FahrgeschwindigkeitderArbeitsmaschineermittelt,beiwelcherdie vorgegebene Zugkraftbeidem Schaltvorgang im Wesentlichenbeibehaltenwird.„Im Wesentlichen beibehalten“heißthierbei,dassdieZugkraftbeidem Schaltvorgang nurso minimal einbricht,dassdiesfürden NutzerderArbeitsmaschinenichtspürbarist.Vorzugs- weisewirddieZugkraftbeidem Schaltvorgangexaktbeibehaltenund brichtnichtein.

Die ErmittlungderFahrgeschwindigkeiterfolgtmittelsderSteuereinri chtung.Mittels einesAlgorithmusberechnetdieSteuereinrichtungbeigegebenerZus tandsgröße undvorgegebenerZugkraft,beiwelcherGeschwindigkeitderSchaltvo rgangstattfin- detkann,sodassdievorgegebeneZugkraftim Wesentlichenbeibehaltenodersogar exaktbeibehaltenwird.DerSchaltpunktwirdvonderSteuereinrichtu ng beidieserer- mittelten Fahrgeschwindigkeitfestgelegt.DerSchaltvorgangwird andem Schalt- punktausgeführt,wenndieArbeitsmaschinedieermittelte Fahrgeschwindigkeitauf- weist.WenndieArbeitsmaschinesomitalsaktuelle Fahrgeschwindigkeitdieermit- telte Fahrgeschwindigkeiterreicht,findetderSchaltvorgangstatt.Somi tkannineinen höherenoderniedrigerenGanggeschaltetwerden,jenach Bedarf.Dieaktuelle Fahrgeschwindigkeitwird mittelsgeeigneterSensorik,z.B.mittelseinesGeschwin- digkeitssensorsermittelt,wobeidieseSensoriksignalwirksam mitderSteuereinrich- tungverbundenist.

Beispielsweise kannbeieinerMagnettemperaturderPermanentmagnetendesElekt- romotorsvon20°C und beieinervorgegebenenmaximalenZugkrafteineSchaltung beiz.B.17 km/hstattfinden.DerSchaltpunktwird alsoauf17 km/hfestgelegt.Be- trägtdie Magnettemperaturallerdingsschon 150°C und istdie maximaleZugkraft vorgegeben,wirdderSchaltpunktin RichtungeinerniedrigerenGeschwindigkeitge- schoben,beispielsweiseauf10 km/h.SomiterfolgtdieSchaltung beieinerFahrge- schwindigkeitderArbeitsmaschinevon 10 km/h.Die maximaleZugkraftwirddabeiim Wesentlichen beibehalten.DieZahlenwerte sind hierbeireinalsBeispielund nicht einschränkend 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 Sensorenzum ErmittelnderMagnettemperaturderPermanentmagnetendesElektro- motorsund mitSensorenzurErmittlung eineraktuellenGeschwindigkeitderArbeits- maschine.Zudiesem Zweckweistdie Steuereinrichtungwenigstenseineweitere Schnittstelle auf.

Fernerweistdie Steuereinrichtung eine Speichereinheitauf,aufwelcherDatenge- speichertsein könnenbzw.gespeichertwerden 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 eine schematische DarstellungdesVerfahrenszum adaptiven Festlegeneines SchaltpunktsdesMehrgang-LastschaltgetriebesderArbeitsmaschin e aus Fig.1.

Fig.1zeigteine schematische DarstellungeinerArbeitsmaschine 1nacheinem Aus- führungsbeispiel.DieArbeitsmaschine 1isthierein RadladermiteinerSchaufelals Arbeitsgerät.DieArbeitsmaschine 1weisteinelektrischesAntriebssystem 2 auf.Das elektrischeAntriebssystem 2weisteine Batterie 3 und einen Elektromotor5 auf.Der Elektromotor5 unddie Batterie 3 sind energiewirksam miteinanderverbunden.Die Arbeitsmaschine 1weistzudem ein Mehrgang-Lastschaltgetriebe4 auf.DasMehr- gang-Lastschaltgetriebe4 istmitdem elektrischenAntriebssystem 2wirkverbunden. Das Mehrgang-Lastschaltgetriebe4 istmitdem Elektromotor5deselektrischenAn- triebssystems2wirkverbunden.DieArbeitsmaschinewird vondem elektrischenAn- triebssystem 2angetrieben,sodasssie sichentlang einerStrecke bewegen kann. DiesistmittelsdesLängspfeilsangedeutet.

DieArbeitsmaschine 1weistzudem die Steuereinrichtung 6auf.Die Steuereinrich- tung6 istsignalwirksam verbunden mitdem Mehrgang-Lastschaltgetriebe4 und kanndiesesansteuern.Die Steuereinrichtung6 istsignalwirksam verbunden mitdem elektrischenAntriebssystem 2,genauermitderBatterie 3deselektrischenAntriebs- systems2 und mitdem Elektromotor5deselektrischenAntriebssystems2.DieSteu- ereinrichtung 6 kanneine MagnettemperaturderPermanentmagnetendesElektro- motors5abfragen.DieSteuereinrichtung6 kannzudem eine aktuelle Geschwindig- keitderArbeitsmaschine 1voneinem Geschwindigkeitssensor7 abfragen,mitwel- chem sie signalwirksam verbunden ist.AufderSteuereinrichtung6 läuftdasVerfah- ren 100 ab,dasin Fig.5dargestelltist.

Fig.2 zeigteine schematische DarstellungeinesZugkraft-Geschwindigkeits-Dia- gramms desMehrgang-LastschaltgetriebesderArbeitsmaschineausFig.1.Au fder Abszisse 31istdie GeschwindigkeitderArbeitsmaschinedargestellt.AufderOrdi- nate30 istdieZugkraftderArbeitsmaschinedargestellt.Beispielhaftistd erVerlauf derZugkraftüberdie Geschwindigkeitim erstenGang 50 und im zweitenGang 51 dargestellt.

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- venmitjeweilsunterschiedlicherMagnettemperaturT1,T2,T3derPer manentmag- netendesElektromotorsbeigleichbleibenderSpannung,diedem Elektromotorzur Verfügung steht.DargestelltistderZustand,wenndaserfindungsgemäße Verfahren nichtzum Einsatzkommt.

Die ersteZugkraft-Kurve bezüglichderersten MagnettemperaturT1istbeispielhaft füreine MagnettemperaturT1von20°C und eine Spannungvon650V dargestellt. Die zweiteZugkraft-Kurve bezüglichderzweiten MagnettemperaturT2 istbeispiel- haftfüreine MagnettemperaturT2von 100°C und eineSpannungvon650V darge- stellt.DiedritteZugkraft-Kurve bezüglichderdritten MagnettemperaturT3 istbei- spielhaftfüreine MagnettemperaturT3von 180°C und eineSpannungvon650V dar- gestellt.DieZahlenwerte sind hierbeireinalsBeispielund nichteinschränkend zu verstehen.

Ausdem Diagramm istersichtlich,dassbeiansteigenderMagnettemperaturT1,T2, T3 und beigleichbleibenderSpannungein EinbruchderZugkraftzuverzeichnen 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 die MagnettemperaturT derPermanentmagnetendesElektromotorssein.

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

T Magnettemperatur

T1 Erste Magnettemperatur

T2 Zweite Magnettemperatur

T3 Dritte Magnettemperatur v Geschwindigkeit

Z Zugkraft