DE102021212456A1 - Method for operating a drive train of a working machine - Google Patents

Method for operating a drive train of a working machine Download PDF

Info

Publication number
DE102021212456A1
DE102021212456A1 DE102021212456.9A DE102021212456A DE102021212456A1 DE 102021212456 A1 DE102021212456 A1 DE 102021212456A1 DE 102021212456 A DE102021212456 A DE 102021212456A DE 102021212456 A1 DE102021212456 A1 DE 102021212456A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control device
class
tractive
current
traction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021212456.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Matthias MADLENER
Stephan Schinacher
Jürgen Legner
Rico Glöckner
Andreas Rothmund
Juergen Rilling
Matheus Polatti
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102021212456.9A priority Critical patent/DE102021212456A1/en
Priority to PCT/EP2022/080795 priority patent/WO2023079066A1/en
Publication of DE102021212456A1 publication Critical patent/DE102021212456A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2058Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2062Control of propulsion units
    • E02F9/207Control of propulsion units of the type electric propulsion units, e.g. electric motors or generators
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2058Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2079Control of mechanical transmission
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/40Working vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423Torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00Driver interactions
    • B60L2250/26Driver interactions by pedal actuation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges (2) einer elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschine (1), umfassend eine den Antriebsstrang (2) steuernde Steuereinrichtung (3), wobei die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, Eingabebefehle eines Fahrzeugrechners (4) über eine jeweilige CAN-Schnittstelle (5) zu empfangen und auszuwerten, wobei die Eingabebefehle zumindest einen aktuellen Bremsstatus, eine aktuelle Pedalposition, eine aktuelle Schalthebelstellung sowie die Auswahl einer Zugleistungsklasse aus mehreren vorab definierten und in der Steuereinrichtung (3) hinterlegten Zugleistungsklassen umfassen, wobei jede Zugleistungsklasse einen individuellen Zugkraftverlauf in Abhängigkeit einer Getriebeausgangsdrehzahl abbildet, wobei der Antriebsstrang (2) in Abhängigkeit der der Steuereinrichtung (3) übermittelten und über den jeweiligen Eingabebefehl ausgewählten Zugleistungsklasse angetrieben wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.The invention relates to a method for operating a drive train (2) of an electrically driven machine (1), comprising a control device (3) that controls the drive train (2), the control device (3) being set up to transmit input commands from a vehicle computer (4). to receive and evaluate a respective CAN interface (5), the input commands comprising at least a current brake status, a current pedal position, a current shift lever position and the selection of a tractive effort class from a plurality of previously defined tractive effort classes stored in the control device (3), each Traction performance class depicts an individual traction performance as a function of a transmission output speed, the drive train (2) being driven as a function of the traction performance class transmitted to the control device (3) and selected via the respective input command. Furthermore, the invention relates to a control device which is set up to carry out the method according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges einer Arbeitsmaschine, umfassend eine den Antriebsstrang steuernde Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, Eingabebefehle eines Fahrzeugrechners über eine jeweilige CAN-Schnittstelle zu empfangen und auszuwerten. Eine Arbeitsmaschine ist eine Maschine, die nach ihrer Bauart und ihren besonderen, mit dem Fahrzeug fest verbundenen Einrichtungen zur Verrichtung von Arbeiten, jedoch nicht primär zur Beförderung von Personen oder Gütern vorgesehen ist. Beispielsweise sind hierunter Landmaschinen, Baumaschinen und Radlader zu verstehen. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.The invention relates to a method for operating a drive train of a working machine, comprising a control device that controls the drive train. The control device is set up to receive and evaluate input commands from a vehicle computer via a respective CAN interface. A work machine is a machine which, due to its design and its special equipment permanently attached to the vehicle, is intended to carry out work, but not primarily to transport people or goods. For example, this includes agricultural machinery, construction machinery and wheel loaders. Furthermore, the invention relates to a control device which is set up to carry out the method according to the invention.

Die WO 2016/059115 A1 betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zum Antrieb eines Antriebsstrangs von drehzahlvariablen Arbeitsmaschinen mit einem konstant laufenden Antrieb und mit einem drehzahlvariablen hochübersetzenden Getriebe als Überlagerungsgetriebe. Das Getriebe umfasst einen Eingangszweig, einen Ausgangszweig und einen Regelzweig mit zuschaltbaren Regelmaschinen. Ein Hochlauf des Antriebsstrangs erfolgt durch Feststellen des Ausgangszweigs durch eine Bremseinrichtung im Ausgangszweig oder durch eine Feststelleinrichtung der Arbeitsmaschine oder durch die Arbeitsmaschine selbst für den Hochlauf des Antriebs und nach Zuschaltung des Antriebs die Aufhebung der Feststellung des Ausgangszweigs für den Hochlauf und Betrieb der Arbeitsmaschine. Dabei liegt stets ein Drehzahlnulldurchgang des Regelzweigs beim Hochlauf der Arbeitsmaschine und beim Betreiben der Arbeitsmaschine im Betriebsbereich vor.The WO 2016/059115 A1 relates to a device and method for driving a drive train of variable-speed working machines with a constantly running drive and with a variable-speed, high-ratio transmission as a superimposed transmission. The transmission includes an input branch, an output branch and a control branch with switchable control machines. The drive train is run up by locking the output branch by means of a braking device in the output branch or by a locking device of the working machine or by the working machine itself for starting up the drive and after switching on the drive the locking of the output branch is canceled for starting up and operating the working machine. There is always a speed zero crossing of the control branch when the driven machine is started up and when the driven machine is operated in the operating range.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges einer Arbeitsmaschine vorzuschlagen, mit dem besser auf spezifische Anwendungsanforderungen hinsichtlich einer Zuglast der Arbeitsmaschine eingegangen werden kann. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object of the present invention is to propose a method for operating a drive train of a working machine, with which specific application requirements with regard to a tractive load of the working machine can be better addressed. The object is solved by the subject matter of claim 1. Preferred embodiments are subject matter of the dependent claims.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges einer elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschine, umfassend eine den Antriebsstrang steuernde Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Eingabebefehle eines Fahrzeugrechners über eine jeweilige CAN-Schnittstelle zu empfangen und auszuwerten, wobei die Eingabebefehle zumindest einen aktuellen Bremsstatus, eine aktuelle Pedalposition, eine aktuelle Schalthebelstellung sowie die Auswahl einer Zugleistungsklasse aus mehreren vorab definierten und in der Steuereinrichtung hinterlegten Zugleistungsklassen umfassen, wobei jede Zugleistungsklasse einen individuellen Zugkraftverlauf in Abhängigkeit einer Getriebeausgangsdrehzahl abbildet, wird der Antriebsstrang in Abhängigkeit der der Steuereinrichtung übermittelten und über den jeweiligen Eingabebefehl ausgewählten Zugleistungsklasse angetrieben. Die Zugleistungsklassen sind individuelle dynamische Zugkraftmoden, die für elektrische Baumaschinensysteme vorteilhaft einsetzbar sind. Eine derartige Zugleistungsklasse wird im Englischen „Requested Tractive Power Upper Limit Class“ genannt.According to the method according to the invention for operating a drive train of an electrically driven work machine, comprising a control device that controls the drive train and is set up to receive and evaluate input commands from a vehicle computer via a respective CAN interface, the input commands including at least a current brake status, a current pedal position , a current shift lever position and the selection of a tractive effort class from several previously defined tractive effort classes stored in the control device, with each tractive effort class depicting an individual tractive effort curve as a function of a transmission output speed, the drive train is driven depending on the tractive effort class transmitted to the control device and selected via the respective input command . The tractive power classes are individual dynamic tractive force modes that can be used advantageously for electrical construction machine systems. Such a traction power class is called "Requested Tractive Power Upper Limit Class".

Der Fahrer der Arbeitsmaschine hat Zugriff auf den Fahrzeugrechner, welcher steuerungstechnisch, insbesondere mittels einer oder mehrerer CAN-Schnittstellen, mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Der Fahrer bedient Bedienelemente zur Erzeugung manueller Eingabebefehle, wobei der Fahrzeugrechner (auch VCU genannt, im Englischen „Vehicle Control Unit“) die manuellen Eingabebefehle einliest und die entsprechenden Informationen als elektrische Eingabebefehle an die Steuereinrichtung, die als Getriebesteuerung (auch eDCU genannt, im Englischen „electric Drive Control Unit“) des Antriebsstranges zu verstehen ist, über die CAN-Schnittstellen weiterleitet bzw. sendet. Die Steuereinrichtung ermittelt anhand der Eingabebefehle die Fahrstrategie der Arbeitsmaschine. Bedienelemente im Sinne der Erfindung sind ein Bremspedal oder -hebel, ein Gaspedal sowie ein Schalthebel. Des Weiteren können Tastenelemente oder ein entsprechendes Touch-Display vorgesehen sein, über das bzw. die eine der Zugleistungsklassen ausgewählt werden kann.The driver of the work machine has access to the vehicle computer, which is connected to the control device in terms of control technology, in particular by means of one or more CAN interfaces. The driver operates controls to generate manual input commands, with the vehicle computer (also called VCU, in English "Vehicle Control Unit") reading in the manual input commands and sending the corresponding information as electrical input commands to the control device, which acts as a transmission control (also called eDCU, in English "Electric Drive Control Unit") of the drive train is to be understood, forwards or sends via the CAN interfaces. The control device uses the input commands to determine the driving strategy of the working machine. Operating elements within the meaning of the invention are a brake pedal or lever, an accelerator pedal and a shift lever. Furthermore, key elements or a corresponding touch display can be provided, via which one of the traction classes can be selected.

Der Fahrer kann folglich durch manuelle Betätigung der Bedienelemente Einfluss auf den aktuellen Bremsstatus, beispielsweise durch entsprechende Betätigung eines Bremshebels oder -pedals, auf die aktuelle Pedalposition, insbesondere auf die Pedalposition des Gaspedals und des Bremspedals, die aktuelle Schalthebelstellung, über die insbesondere eingestellt wird, ob sich die Arbeitsmaschine in einer Neutralstellung, in einem Vorwärtsfahrmodus oder in einem Rückwärtsfahrmodus befindet, sowie die Zugleistungsklassen nehmen.The driver can consequently influence the current braking status by manually actuating the operating elements, for example by correspondingly actuating a brake lever or pedal, the current pedal position, in particular the pedal position of the gas pedal and the brake pedal, the current shift lever position, which is used in particular to set whether the working machine is in a neutral position, in a forward drive mode or in a reverse drive mode, and the tractive power classes.

Die Zugleistungsklassen sind auf der Steuereinrichtung hinterlegt, wobei der Fahrer der Arbeitsmaschine mittels der Bedienelemente eine dieser Zugleistungsklassen beliebig auswählen kann. Durch Auswahl einer gewünschten Zugleistungsklasse wählt der Fahrer einen bestimmten Zugkraftverlauf in Abhängigkeit der Getriebeausgangsdrehzahl eines Getriebes des Antriebsstranges aus mehreren definierten Zugkraftverläufen, die in den Zugleistungsklassen hinterlegt sind, aus. Insbesondere kann der Fahrer für jede Fahrtrichtung bzw. Antriebsrichtung der Arbeitsmaschine eine separate Zugleistungsklasse auswählen.The tractive effort classes are stored on the control device, with the driver of the work machine being able to select one of these tractive effort classes as desired using the operating elements. By selecting a desired tractive effort class, the driver selects a specific tractive effort curve, depending on the transmission output speed of a transmission of the drive train, from a number of defined tractive effort curves that are stored in the tractive effort classes. in particular The driver can also select a separate traction performance class for each direction of travel or drive direction of the work machine.

Damit lässt sich insbesondere bei elektrischen Antriebssystemen das Verhalten der Zugkraft für unterschiedliche Einsatzzwecke variabel anpassen. Dies kann beispielsweise bei einer sich ändernden Fahrbahn- bzw. Untergrundbeschaffenheit erforderlich sein. Wird die Arbeitsmaschine auf einer harten Oberfläche eingesetzt, wie zum Beispiel Asphalt, kann sie mit einer hohen Zugkraft angetrieben werden. Im Gegensatz dazu kann eine geringere Zugkraft bei einem Einsatz der Arbeitsmaschine auf einem weichen Untergrund, beispielsweise Sand, erforderlich sein, um insbesondere keine durchdrehenden Räder im Haufwerk zu generieren, wodurch die Produktivität deutlich gesenkt würde. Wenn von höheren oder niedrigeren Zugkräften gesprochen wird, bezieht sich dies stets auf eine jeweilige Referenzgetriebsausgangsdrehzahl. Eine erste Zugleistungsklasse kann bei einer bestimmten Getriebeausgangsdrehzahl eine niedrigere Zugkraft für die Arbeitsmaschine realisieren, wohingegen in einer zweiten Zugleistungsklasse bei der gleichen Getriebeausgangsdrehzahl eine höhere Zugkraft für die Arbeitsmaschine realisierbar ist. Die Zugleistungsklassen sind dabei jeweils an bestimmte Anwendungsgebiete und Einsatzwecke anpassbar, um den Antrieb des Antriebsstranges möglichst effizient zu gestalten sowie situationsabhängig auf die auftretenden Gegebenheiten reagieren zu können.This allows the behavior of the tractive force to be variably adapted for different purposes, particularly in the case of electric drive systems. This may be necessary, for example, if the condition of the roadway or subsoil changes. If the work machine is used on a hard surface, such as asphalt, it can be driven with a high tractive effort. In contrast to this, a lower tractive force may be required when using the work machine on a soft surface, for example sand, in particular in order not to generate wheelspin in the heap, which would significantly reduce productivity. When speaking of higher or lower tractive forces, this always refers to a respective reference transmission output speed. A first tractive effort class can implement a lower tractive effort for the working machine at a specific transmission output speed, whereas a higher tractive effort for the working machine can be realized in a second tractive effort class at the same transmission output speed. The tractive power classes can each be adapted to specific areas of application and purposes in order to make the drive of the drive train as efficient as possible and to be able to react to the circumstances that occur depending on the situation.

Vorzugsweise nimmt in der jeweiligen Zugleistungsklasse die Zugkraft mit steigender Getriebeausgangsdrehzahl ab. Mit anderen Worten erfolgt ein Anfahren der Arbeitsmaschine mit einer vergleichsweise höheren Zugkraft als ein normaler Fahrbetrieb mit größeren Geschwindigkeiten. Insbesondere nimmt in der jeweiligen Zugleistungsklasse die Zugkraft mit steigender Getriebeausgangsdrehzahl im Wesentlichen exponentiell ab, wobei die Steigung des Zugkraftverlaufs über die Getriebeausgangsdrehzahl beliebig wählbar ist.In the respective traction power class, the traction force preferably decreases as the transmission output speed increases. In other words, the work machine is started up with a comparatively higher tractive force than in normal driving operation at higher speeds. In particular, in the respective traction power class, the traction force decreases essentially exponentially as the transmission output speed increases, with the slope of the traction force curve being freely selectable via the transmission output speed.

Die Zugkraftverläufe über die Getriebeausgangsdrehzahl können für jede Zugleistungsklasse beliebig gestaltet werden. Zum Beispiel können Maximal-Abtriebsdrehmomente bzw. Maximalzugkräfte bei geringen Getriebeausgangsdrehzahlen begrenzt werden. In diesem Sinne ist in einem Ausführungsbeispiel in einer oder mehreren Zugleistungsklassen eine maximale Zugkraft zum Anfahren der Arbeitsmaschine gekappt. Anders gesagt erfolgt ein Anfahren der Arbeitsmaschine mit einer über einen bestimmten Drehzahlbereich mit einer konstanten Zugkraft und nicht mit einer abnehmenden Zugkraft bei steigender Getriebeausgangsdrehzahl, wie im übrigen Zugkraftverlauf der Fall ist. Mithin ist der Zugkraftverlauf in einer oder mehreren Zugleistungsklassen derart ausgebildet, dass insbesondere bei geringen Drehzahlen eine konstante Zugkraft realisiert wird, um ein Anfahren der Arbeitsmaschine einfacher und sicherer zu gestalten.The tractive force curves over the transmission output speed can be designed as desired for each tractive power class. For example, maximum output torques or maximum tractive forces can be limited at low transmission output speeds. In this sense, in one exemplary embodiment, a maximum tractive force for starting the working machine is capped in one or more tractive power classes. In other words, the working machine starts up with a constant tractive force over a specific speed range and not with a decreasing tractive force as the transmission output speed increases, as is the case in the rest of the tractive force curve. Consequently, the course of the tractive force is designed in one or more tractive power classes in such a way that, in particular at low speeds, a constant tractive force is realized in order to make it easier and safer to start the working machine.

Bevorzugt sind auf der Steuereinrichtung mindestens zwei vorab definierte Zugleistungsklassen für jede Antriebsrichtung der Arbeitsmaschine hinterlegt. Je mehr Zugleistungsklassen hinterlegt sind, desto feiner kann ein gewünschter Zugkraftverlauf eingestellt werden. Vorzugsweise mehr als fünf Zugleistungsklassen, bevorzugt mehr als 10 Zugleistungsklassen, besonders bevorzugt 15 Zugleistungsklassen je Antriebsrichtung. Als Antriebsrichtung der Arbeitsmaschine ist eine Vorwärtsfahrtrichtung sowie eine Rückwärtsfahrtrichtung zu verstehen. Mit anderen Worten sind auf der Steuereinrichtung mindestens zwei vorab definierte Zugleistungsklassen für die Vorwärtsfahrtrichtung sowie mindestens zwei vorab definierte Zugleistungsklassen für die Rückwärtsfahrtrichtung hinterlegt. Die Zugleistungsklassen können für jede Antriebsrichtung individuell ausgewählt werden. Beispielsweise kann eine Rückwärtsfahrt mit einer geringen maximalen Zugkraft für eine bestimmte Getriebeausgangsdrehzahl erfolgen, wohingegen bei einer Vorwärtsfahrt mit einer dazu vergleichsweise hohen maximalen Zugkraft für die gleiche Getriebeausgangsdrehzahl erfolgen kann. Je geringer die die maximale Zugkraft der jeweiligen Zugleistungsklasse ist, desto besser lässt sich die Arbeitsmaschine steuern und bedienen. Beispielsweise kann eine Zugleistungsklasse als ECO-Modus ausgelegt sein, der einen besonders energiesparenden Antrieb der Arbeitsmaschine realisiert. Eine weitere Zugleistungsklasse kann ein Normalmodus oder Standardmodus als Kompromiss zwischen Leistung und Energieeffizienz sein. Eine dritte Zugleistungsklasse kann wiederum ein Power-Modus sein, bei dem vergleichsweise hohe Zugkräfte erforderlich sind.At least two previously defined tractive power classes for each drive direction of the work machine are preferably stored on the control device. The more tractive power classes are stored, the finer a desired tractive force curve can be set. Preferably more than five traction classes, preferably more than 10 traction classes, particularly preferably 15 traction classes per drive direction. A forward direction of travel and a reverse direction of travel are to be understood as the drive direction of the working machine. In other words, at least two previously defined tractive effort classes for the forward direction of travel and at least two previously defined tractive effort classes for the reverse direction of travel are stored on the control device. The traction classes can be selected individually for each drive direction. For example, reversing can take place with a low maximum traction for a specific transmission output speed, whereas forward travel can take place with a comparatively high maximum traction for the same transmission output speed. The lower the maximum tractive force of the respective tractive capacity class, the better the working machine can be controlled and operated. For example, a traction performance class can be designed as an ECO mode, which implements a particularly energy-saving drive for the working machine. Another train performance class can be a normal mode or standard mode as a compromise between performance and energy efficiency. A third tractive power class can in turn be a power mode, in which comparatively high tractive forces are required.

Nach einem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung derart ausgelegt, dass mit steigender Zugleistungsklasse eine höhere maximal verfügbare Zugkraft in Abhängigkeit der jeweiligen Getriebeausgangsdrehzahl für den Antrieb des Antriebsstranges der Arbeitsmaschine zur Verfügung steht, oder umgekehrt. Wählt der Fahrer also eine höhere Zugleistungsklasse aus, erfolgt der Antrieb der Arbeitsmaschine mit einer höheren maximalen Zugkraft bzw. mit einem höheren maximalen Abtriebsdrehmoment des Getriebes, das auf die angetriebenen Räder der Arbeitsmaschine übertragen wird. Wählt der Fahrer eine niedrigere Zugleistungsklasse aus, erfolgt der Antrieb der Arbeitsmaschine mit einer geringeren maximalen Zugkraft bzw. mit einem niedrigeren maximalen Abtriebsdrehmoment des Getriebes. Umgekehrt, kann mit steigender Zugleistungsklasse eine geringere maximal verfügbare Zugkraft in Abhängigkeit der jeweiligen Getriebeausgangsdrehzahl für den Antrieb des Antriebsstranges der Arbeitsmaschine zur Verfügung stehen.According to one exemplary embodiment, the control device is designed in such a way that as the tractive power class increases, a higher maximum available tractive force is available for driving the drive train of the working machine, depending on the respective transmission output speed, or vice versa. So if the driver selects a higher tractive effort class, the working machine is driven with a higher maximum tractive force or with a higher maximum output torque of the transmission, which is transmitted to the driven wheels of the working machine. If the driver selects a lower tractive effort class, the working machine is driven with a lower maximum tractive effort or with a lower maximum output torque of the transmission. Conversely, with increasing traction class, a lower maximum available tractive force depending on the respective transmission output speed for driving the drive train of the working machine are available.

Vorzugsweise wird bei einem Wechsel zwischen zwei Zugleistungsklassen während des Antriebs der Arbeitsmaschine ein Gradient eines Solldrehmoments angepasst. Dies ist für den Fall relevant, wenn während der Fahrt der Arbeitsmaschine ein Wechsel zwischen zwei Zugleistungsklassen erfolgt, unabhängig von der jeweiligen Antriebs- bzw. Fahrtrichtung. Durch Realisierung eines Solldrehmomentgradienten kann ein ruckartiger Wechsel zwischen zwei Zugleistungsklassen verhindert werden. Die Zugkraft für die jeweilige aktuelle Getriebeausgangsdrehzahl wird dabei von einem Ist-Wert auf einen Soll-Wert nachgeregelt, derart, dass der Fahrer den Wechsel nicht oder nur geringfügig am Fahrverhalten der Arbeitsmaschine bemerkt. Insbesondere wird ein ruckartiges Fahrverhalten der Arbeitsmaschine verhindert, was den Fahrkomfort steigert.A gradient of a setpoint torque is preferably adjusted when there is a change between two traction power classes while the working machine is being driven. This is relevant in the event that a switch between two tractive power classes takes place while the working machine is moving, regardless of the respective drive or direction of travel. A sudden change between two traction classes can be prevented by realizing a target torque gradient. The tractive force for the respective current transmission output speed is readjusted from an actual value to a target value in such a way that the driver does not notice the change or only notices it slightly in the driving behavior of the working machine. In particular, a jerky driving behavior of the work machine is prevented, which increases driving comfort.

Die Gradientenlimitierung ist dabei nicht nur beim Wechsel zwischen zwei Zugleistungsklassen gültig. Auch wenn eine jeweilige Zugleistungsklasse aktiv ist, ist der Gradient innerhalb der jeweiligen Zugleistungsklasse angepasst. Beispielsweise wenn eine Position des Gaspedals zwischen einer Nullstellung und einer Vollgasstellung verändert wird. In diesem Fall wird innerhalb der jeweiligen Zugleistungsklasse das Soll-Abtriebsdrehmoment im Gradient limitiert. Gleiches trifft auch auf die Stellung oder Position des Bremspedals oder -hebels und/oder des Schalthebels zu In diesem Sinne wird bei einer Änderung des aktuellen Bremsstatus, der aktuellen Pedalposition und/oder der aktuellen Schalthebelstellung ein Gradient eines Solldrehmoments angepasst.The gradient limitation is not only valid when changing between two train performance classes. Even if a respective train performance class is active, the gradient is adjusted within the respective train performance class. For example, when a position of the accelerator pedal is changed between a neutral position and a full throttle position. In this case, the target output torque is limited in the gradient within the respective traction performance class. The same also applies to the setting or position of the brake pedal or lever and/or the shift lever. In this sense, a gradient of a target torque is adjusted when the current brake status, the current pedal position and/or the current shift lever position changes.

Bevorzugt ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, dem Fahrzeugrechner Informationen über die aktuell gewählte Zugleistungsklasse und/oder den aktuellen Betrieb des Antriebsstranges bereitzustellen. Mit anderen Worten kann die Steuereinrichtung auch ein Feedback an den Fahrzeugrechner senden und somit dem Fahrer der Arbeitsmaschine zur Verfügung stellen. Die Steuereinrichtung weist dazu entsprechende Schnittstellen auf. Als „aktueller Betrieb“ ist insbesondere eine aktuelle Getriebeausgangsdrehzahl, eine aktuelle Zugkraft bzw. ein aktuelles Abtriebsdrehmoment, ein Schlupf oder dergleichen zu verstehen. Anhand dieser Informationen über den aktuellen Betrieb der Arbeitsmaschine kann der Fahrer eine Entscheidung treffen, ob er für die jeweilige Antriebsrichtung bzw. Fahrtrichtung eine Änderung an der jeweiligen Zugleistungsklasse vornimmt, also eine andere Zugleistungsklasse auswählt, oder nicht. Das System kann ferner dazu eingerichtet sein, Vorschläge betreffend eine erforderliche Änderung der Zugleistungsklasse zu senden, sodass der Antrieb effizienter gestaltet werden kann.The control device is preferably set up to provide the vehicle computer with information about the currently selected traction performance class and/or the current operation of the drive train. In other words, the control device can also send feedback to the vehicle computer and thus make it available to the driver of the working machine. For this purpose, the control device has corresponding interfaces. “Current operation” is to be understood in particular as a current transmission output speed, a current tractive force or a current output torque, a slip or the like. Based on this information about the current operation of the work machine, the driver can make a decision as to whether he makes a change to the respective traction class for the respective drive direction or travel direction, ie selects a different traction class, or not. The system can also be set up to send suggestions regarding a required change in the traction class so that the drive can be made more efficient.

Ferner bevorzugt werden der aktuelle Bremsstatus, die aktuelle Pedalposition und/oder die aktuelle Schalthebelstellung von der Steuereinrichtung dazu genutzt, eine Zugkraft in Abhängigkeit der Zugleistungsklasse zu skalieren. Die Steuereinrichtung kann anhand des Status des jeweiligen Bedienelements eine Zugkraft im Rahmen der jeweils ausgewählten Zugleistungsklasse anpassen. Jedenfalls beträgt die Zugkraft bei jeder Getriebeausgangsdrehzahl höchstens die maximale Zugkraft der jeweiligen Zugleistungsklasse und kann je nach Status des jeweiligen Bedienelements auch darunter liegen.Furthermore, the current brake status, the current pedal position and/or the current shift lever position are preferably used by the control device to scale a tractive force as a function of the tractive power class. Based on the status of the respective operating element, the control device can adapt a tractive force within the framework of the respectively selected tractive effort class. In any case, the tractive force at each transmission output speed is at most the maximum tractive force of the respective tractive power class and can also be lower depending on the status of the respective control element.

Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung derart eingerichtet, dass die Zugleistungsklassen nachträglich geändert werden können. Unter „nachträglich“ ist zu verstehen, dass eine Änderung an den Werkeinstellungen, insbesondere hinsichtlich der Zugleistungsklassen, vorgenommen werden kann. Beispielsweise kann über den Fahrzeugrechner oder über ein weiteres externes Gerät auf ein Menü der Steuereinrichtung zugegriffen werden, um die Zugleistungsklassen wunschgemäß anzupassen. Die Zugleistungsklassen können dabei je nach Anforderungsprofil sowie Einsatzgebiet der Arbeitsmaschine angepasst werden, um den Antrieb der Arbeitsmaschine beispielsweise für ein spezifisches Einsatzgebiet energieeffizienter zu gestalten.The control device is preferably set up in such a way that the train performance classes can be changed later. "Subsequently" means that a change can be made to the factory settings, particularly with regard to the tractive effort classes. For example, a menu of the control device can be accessed via the vehicle computer or via another external device in order to adjust the traction performance classes as desired. The tractive power classes can be adjusted depending on the requirement profile and area of application of the work machine in order to make the drive of the work machine more energy-efficient for a specific area of application, for example.

Ferner betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Die Steuereinrichtung ist dazu signalübertragend zumindest mit dem Antriebsstrang der Arbeitsmaschine, insbesondere mit der Antriebseinheit und/oder dem Getriebe des Antriebsstranges verbunden. Darüber hinaus kann die Steuereinrichtung auch mit Sensoren, beispielsweise Drehzahl- oder Drehmomentsensoren aber auch Drucksensoren, die im Antriebsstrang angeordnet sind, oder weiteren Steuergeräten bzw. Steuereinrichtungen, insbesondere einem Fahrzeugrechner und/oder einem Motorsteuergerät, signalübertragend verbunden sein.Furthermore, the invention relates to a control device which is set up to carry out the method according to the invention. For this purpose, the control device is connected in a signal-transmitting manner to at least the drive train of the working machine, in particular to the drive unit and/or the transmission of the drive train. In addition, the control device can also be connected in a signal-transmitting manner to sensors, for example speed or torque sensors, but also pressure sensors, which are arranged in the drive train, or other control devices or control devices, in particular a vehicle computer and/or an engine control device.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt

  • 1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Antriebsstrang, der nach einem erfindungsgemäßen Verfahren steuerbar ist, und
  • 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung beispielhafter Zugkraftverläufe der Arbeitsmaschine gemäß 1.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings, in which the same or similar elements are provided with the same reference symbols. Here shows
  • 1 a simplified schematic representation of a vehicle with a drive train that can be controlled by a method according to the invention, and
  • 2 a diagram to illustrate exemplary traction force curves of the work machine according to 1 .

1 zeigt eine als Baumaschine ausgebildete Arbeitsmaschine 1. Die Arbeitsmaschine 1 kann sich in eine Vorwärtsfahrtrichtung sowie in einer dazu entgegengesetzten Rückwärtsfahrtrichtung bewegen. Diese Richtungen werden auch als Antriebsrichtungen bezeichnet. Die Arbeitsmaschine 1 weist einen Antriebsstrang 2 auf, hier angedeutet durch ein gestricheltes Rechteck. Der Antriebsstrang 2 weist eine - hier nicht gezeigte - Antriebseinheit, beispielsweise ausgebildet als elektrische Maschine, sowie ein Getriebe 6 auf, das steuerungstechnisch mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung 3 verbunden ist, die ein nachfolgend beschriebenes, erfindungsgemäßes Verfahren ausführt. Die Steuereinrichtung 3 kann ebenfalls signalübertragend mit der Antriebseinheit verbunden sein. Von der Antriebseinheit ist eine Antriebsleistung erzeugbar und über das Getriebe 6 in Form eines Drehmoments und einer Getriebeausgangsdrehzahl auf die Räder der Arbeitsmaschine 1 übertragbar. 1 shows a working machine 1 designed as a construction machine. The working machine 1 can move in a forward direction and in a reverse direction opposite thereto. These directions are also referred to as driving directions. The work machine 1 has a drive train 2, indicated here by a dashed rectangle. The drive train 2 has a drive unit--not shown here--designed as an electric machine, for example, and a transmission 6, which is connected to a control device 3 according to the invention, which executes a method according to the invention described below. The control device 3 can also be connected to the drive unit in a signal-transmitting manner. A drive power can be generated by the drive unit and can be transmitted to the wheels of the working machine 1 via the transmission 6 in the form of a torque and a transmission output speed.

Die Steuereinrichtung 3 ist zudem mit einem Fahrzeugrechner 4 verbunden, der Eingabebefehle von mehreren Bedienelementen 7 empfangen, auswertet und anschließend über eine CAN-Schnittstelle 5 an die Steuereinrichtung 3 weiterleitet. Die - hier nicht näher gezeigten - Bedienelemente 7 sind ein Bremspedal, ein Gaspedal, ein Schalthebel sowie mehrere Tastenelemente zur Auswahl einer Zugleistungsklasse aus einer Gruppe individueller Zugleistungsklassen. Die Eingabebefehle sind anhand der Bedienelemente 7 je nach Hebelweg eine aktuelle Pedalposition des Gaspedals zur Darstellung eines aktuellen Antriebsstatus und eine Pedalposition des Bremspedals zur Darstellung eines aktuellen Bremsstatus, eine aktuelle Schalthebelstellung sowie die Auswahl einer Zugleistungsklasse aus mehreren vorab definierten und in der Steuereinrichtung 3 hinterlegten Zugleistungsklassen. Über die Schalthebelstellung wird vorgegeben, ob die Arbeitsmaschine 1 im Vorwärtsfahrmodus oder im Rückwärtsfahrmodus angetrieben werden soll, oder ob sich der Antriebsstrang 2 in einer Neutralstellung befindet, also weder ein Vorwärtsfahrmodus noch ein Rückwärtsfahrmodus realisiert wird.The control device 3 is also connected to a vehicle computer 4 which receives input commands from a number of operating elements 7 , evaluates them and then forwards them to the control device 3 via a CAN interface 5 . The control elements 7--not shown in detail here--are a brake pedal, an accelerator pedal, a shift lever and several key elements for selecting a traction performance class from a group of individual traction performance classes. The input commands are based on the operating elements 7, depending on the lever travel, a current pedal position of the accelerator pedal to display a current drive status and a pedal position of the brake pedal to display a current brake status, a current shift lever position and the selection of a traction performance class from several previously defined traction performance classes stored in the control device 3 . The shift lever position specifies whether work machine 1 is to be driven in forward drive mode or in reverse drive mode, or whether drive train 2 is in a neutral position, i.e. neither a forward drive mode nor a reverse drive mode is implemented.

Auf der Steuereinrichtung 3 sind für jede Antriebsrichtung bzw. Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine mehrere Zugleistungsklassen hinterlegt.Several traction performance classes are stored on the control device 3 for each drive direction or direction of travel of the working machine.

Gemäß 2 ist ein Diagramm dargestellt, um das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben des Antriebsstranges 2 der in 1 dargestellten Arbeitsmaschine 1 zu veranschaulichen. Auf einer Abszisse X des Diagramms ist eine Getriebeausgangsdrehzahl des Getriebes 6 beispielsweise in der Einheit „Umdrehungen pro Minute“ bzw. „rpm“ aufgetragen, wobei auf einer Ordinate Y eine Zugkraft des Antriebsstranges 2 beispielsweise in der Einheit „Newtonmeter“ oder „Nm“ aufgetragen ist. Im Diagramm sind vier exemplarische Zugleistungsklassen Z1 - Z4 dargestellt, vorliegend für eine Vorwärtsfahrt der Arbeitsmaschine. Die Zugleistungsklassen für die Rückwärtsfahrt können identisch ausgebildet sein. Es können für die jeweilige Fahrtrichtung auch mehr oder weniger als vier Zugleistungsklassen, jedoch jedenfalls mindestens zwei Zugleistungsklassen vorgesehen sein. Dies soll durch den Pfeil in 2 verdeutlicht werden.According to 2 a diagram is shown to describe the method according to the invention for operating the drive train 2 in 1 illustrated work machine 1 to illustrate. A transmission output speed of the transmission 6 is plotted on an abscissa X of the diagram, for example in the unit “revolutions per minute” or “rpm”, with a tensile force of the drive train 2 being plotted on an ordinate Y, for example in the unit “Newton meter” or “Nm”. is. Four exemplary traction classes Z1 - Z4 are shown in the diagram, in this case for a forward drive of the working machine. The traction classes for reversing can be identical. More or fewer than four train performance classes, but in any case at least two train performance classes, can also be provided for the respective direction of travel. This is indicated by the arrow in 2 be clarified.

Jede der hier gezeigten Zugleistungsklassen bildet einen individuellen Zugkraftverlauf in Abhängigkeit der Getriebeausgangsdrehzahl ab, wobei hier für jede Zugleistungsklasse zu jeder Getriebeausgangsdrehzahl eine maximale Zugkraft aufgetragen ist. Diese Punkte sind miteinander verbunden und bilden die hier dargestellten Zugkraftverläufe. Je nachdem welche dieser Zugleistungsklassen vom Fahrer über die entsprechenden Bedienelemente 7 ausgewählt wird, wird der Antriebsstrang 2 in Abhängigkeit der der Steuereinrichtung 3 übermittelten und über den jeweiligen Eingabebefehl ausgewählten Zugleistungsklasse angetrieben. In der jeweiligen Zugleistungsklasse Z1 - Z4 nimmt die Zugkraft mit steigender Getriebeausgangsdrehzahl exponentiell ab. Die Zugleistungsklasse Z3 stellt eine Besonderheit dar, da hier bei geringen Drehzahlen eine Kappung der maximalen Zugkraft vorgesehen ist. Dies dient zum sicheren Anfahren der Arbeitsmaschine 1. Mithin ist bei geringen Drehzahlen eine konstante Zugkraft vorgesehen. Diese dritte Zugleistungsklasse Z3 kann somit als Anfahrmodus vom Fahrer über die Bedienelemente 7, insbesondere über die Tastenelemente zur Auswahl der jeweiligen Zugleistungsklasse Z1 - Z4, ausgewählt werden. Die erste Zugleistungsklasse Z1 kann einen Power-Modus realisieren, bei dem der Antriebsstrang 2 der Arbeitsmaschine 1 eine größtmögliche Zugkraft realisiert. Die zweite Zugleistungsklasse Z2 kann ein Normal-Modus sein, bei dem ein Kompromiss zwischen Effizienz und Leistung gegeben ist. Die vierte Zugleistungsklasse Z4 kann als ECO-Modus ausgewählt werden, um einen energiesparenden Antrieb der Arbeitsmaschine 1 zu realisieren. Somit steht mit steigender Zugleistungsklasse eine höhere maximal verfügbare Zugkraft in Abhängigkeit der jeweiligen Getriebeausgangsdrehzahl für den Antrieb des Antriebsstranges 2 der Arbeitsmaschine 1 zur Verfügung.Each of the tractive power classes shown here depicts an individual tractive force curve as a function of the transmission output speed, with a maximum tractive force being applied here for each tractive power class at each transmission output speed. These points are connected to each other and form the tensile force curves shown here. Depending on which of these tractive power classes is selected by the driver via the corresponding operating elements 7, the drive train 2 is driven as a function of the tractive power class transmitted to the control device 3 and selected via the respective input command. In the respective tractive effort class Z1 - Z4, the tractive effort decreases exponentially as the gearbox output speed increases. The tractive power class Z3 represents a special feature, since the maximum tractive force is capped at low speeds. This is used for safe starting of the working machine 1. Consequently, a constant tractive force is provided at low speeds. This third traction class Z3 can thus be selected as the starting mode by the driver via the operating elements 7, in particular via the key elements for selecting the respective traction class Z1-Z4. The first traction performance class Z1 can implement a power mode in which the drive train 2 of the work machine 1 implements the greatest possible traction. The second tractive effort class Z2 can be a normal mode in which there is a compromise between efficiency and performance. The fourth tractive effort class Z4 can be selected as the ECO mode in order to implement an energy-saving drive for the working machine 1 . Thus, with an increasing tractive power class, a higher maximum available tractive force is available for driving the drive train 2 of the work machine 1 depending on the respective transmission output speed.

Das System ist derart ausgelegt, dass bei einem Wechsel zwischen zwei Zugleistungsklassen während des Antriebs der Arbeitsmaschine 1 ein Gradient eines Solldrehmoments angepasst wird. Damit wird ein ruckartiger Wechsel zwischen zwei Zugleistungsklassen vermieden. Ergänzend stellt das System auch für jede Zugleistungsklasse sicher, dass eine Gradientenlimitierung realisiert wird, um beispielsweise bei plötzlichem Bremsen oder Beschleunigen, einen ruckartigen Antrieb der Arbeitsmaschine 1 zu vermeiden. Mithin wird bei einer Änderung des aktuellen Bremsstatus, der aktuellen Pedalposition und/oder der aktuellen Schalthebelstellung ein Gradient eines Solldrehmoments angepasst.The system is designed in such a way that a gradient of a setpoint torque is adjusted when there is a change between two traction power classes while the working machine 1 is being driven. This avoids a sudden change between two traction classes. Supplementary the system also ensures for each traction performance class that a gradient limitation is implemented, for example in the event of sudden braking or acceleration, to avoid a jerky drive of the working machine 1. Consequently, a gradient of a setpoint torque is adjusted when there is a change in the current brake status, the current pedal position and/or the current shift lever position.

Der Status der Bedienelemente 7, insbesondere anhand des aktuellen Bremsstatus, der aktuellen Pedalposition des Gas- und Bremspedals sowie der aktuellen Schalthebelstellung wird von der Steuereinrichtung 3 dazu genutzt, eine Zugkraft in Abhängigkeit der Zugleistungsklasse zu skalieren. Die hier gezeigten Graphen zeigen die maximale Zugkraft in Abhängigkeit der Getriebeausgangsdrehzahl. Es ist somit vorgesehen, dass beispielsweise bei einer Vollgasposition, einer Halbgasposition oder einer Viertelgasposition des Gaspedals eine entsprechende Anpassung der Soll-Zugkraft bzw. eines Soll-Abtriebsdrehmoments durch geeignete Skalierung erfolgt.The status of the controls 7, in particular based on the current brake status, the current pedal position of the gas and brake pedal and the current shift lever position is used by the control device 3 to scale a traction depending on the traction class. The graphs shown here show the maximum traction as a function of the transmission output speed. It is therefore provided that, for example, in the case of a full throttle position, a half throttle position or a quarter throttle position of the gas pedal, the target traction force or a target output torque is adjusted accordingly by suitable scaling.

Die Steuereinrichtung 3 ist zudem dazu eingerichtet, dem Fahrzeugrechner 4 Informationen über die aktuell gewählte Zugleistungsklasse und/oder den aktuellen Betrieb des Antriebsstranges 2 bereitzustellen. Damit kann der Fahrer Informationen über eine aktuelle Getriebeausgangsdrehzahl, eine aktuelle Zugkraft bzw. Abtriebsdrehmoment, eine Geschwindigkeit oder eines auftretenden Schlupfes erhalten. Anhand dieser Informationen kann der Fahrer die Eingabebefehle der Bedienelemente 7 verändern oder eine andere, für den aktuellen Fahrbetrieb passendere Zugleistungsklasse auswählen. Die Steuereinrichtung 3 ist zudem derart ausgelegt, dass die Zugleistungsklassen nachträglich geändert werden können.The control device 3 is also set up to provide the vehicle computer 4 with information about the currently selected traction performance class and/or the current operation of the drive train 2 . In this way, the driver can obtain information about a current transmission output speed, a current traction force or output torque, a speed or a slip that is occurring. Using this information, the driver can change the input commands of the operating elements 7 or select another traction class that is more suitable for the current driving operation. The control device 3 is also designed in such a way that the traction performance classes can be changed later.

BezugszeichenlisteReference List

11
Arbeitsmaschineworking machine
22
Antriebsstrangpowertrain
33
Steuereinrichtungcontrol device
44
Fahrzeugrechnervehicle computer
55
CAN-SchnittstelleCAN interface
66
Getriebetransmission
77
Bedienelementcontrol element
XX
Abszisseabscissa
YY
Ordinateordinate
Z1Z1
Erste ZugleistungsklasseFirst traction class
Z2Z2
Zweite ZugleistungsklasseSecond traction class
Z3Z3
Dritte ZugleistungsklasseThird traction class
Z4Z4
Vierte ZugleistungsklasseFourth traction class

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • WO 2016/059115 A1 [0002]WO 2016/059115 A1 [0002]

Claims (11)

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges (2) einer elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschine (1), umfassend eine den Antriebsstrang (2) steuernde Steuereinrichtung (3), wobei die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, Eingabebefehle eines Fahrzeugrechners (4) über eine jeweilige CAN-Schnittstelle (5) zu empfangen und auszuwerten, wobei die Eingabebefehle zumindest einen aktuellen Bremsstatus, eine aktuelle Pedalposition, eine aktuelle Schalthebelstellung sowie die Auswahl einer Zugleistungsklasse aus mehreren vorab definierten und in der Steuereinrichtung (3) hinterlegten Zugleistungsklassen umfassen, wobei jede Zugleistungsklasse einen individuellen Zugkraftverlauf in Abhängigkeit einer Getriebeausgangsdrehzahl abbildet, wobei der Antriebsstrang (2) in Abhängigkeit der der Steuereinrichtung (3) übermittelten und über den jeweiligen Eingabebefehl ausgewählten Zugleistungsklasse angetrieben wird.Method for operating a drive train (2) of an electrically driven working machine (1), comprising a control device (3) that controls the drive train (2), the control device (3) being set up to input commands from a vehicle computer (4) via a respective CAN Interface (5) to receive and evaluate, wherein the input commands include at least a current braking status, a current pedal position, a current shift lever position and the selection of a tractive effort class from a plurality of previously defined tractive effort classes stored in the control device (3), with each tractive effort class having an individual tractive effort curve as a function of a transmission output speed, the drive train (2) being driven as a function of the traction power class transmitted to the control device (3) and selected via the respective input command. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in der jeweiligen Zugleistungsklasse die Zugkraft mit steigender Getriebeausgangsdrehzahl abnimmt.procedure after claim 1 , whereby in the respective tractive power class the tractive effort decreases as the gearbox output speed increases. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine maximale Zugkraft zum Anfahren der Arbeitsmaschine (1) gekappt ist.procedure after claim 1 or 2 , wherein a maximum tractive force for starting the working machine (1) is capped. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Steuereinrichtung (3) mindestens zwei vorab definierte Zugleistungsklassen für jede Antriebsrichtung der Arbeitsmaschine (1) hinterlegt sind.Method according to one of the preceding claims, wherein at least two previously defined traction classes for each drive direction of the work machine (1) are stored on the control device (3). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mit steigender Zugleistungsklasse eine höhere maximal verfügbare Zugkraft in Abhängigkeit der jeweiligen Getriebeausgangsdrehzahl für den Antrieb des Antriebsstranges (2) der Arbeitsmaschine (1) zur Verfügung steht, oder umgekehrt.Method according to one of the preceding claims, wherein as the tractive power class increases, a higher maximum available tractive force is available depending on the respective transmission output speed for driving the drive train (2) of the work machine (1), or vice versa. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einem Wechsel zwischen zwei Zugleistungsklassen während des Antriebs der Arbeitsmaschine (1) ein Gradient eines Solldrehmoments angepasst wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a gradient of a setpoint torque is adjusted when there is a change between two traction power classes while the working machine (1) is being driven. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer Änderung des aktuellen Bremsstatus, der aktuellen Pedalposition und/oder der aktuellen Schalthebelstellung ein Gradient eines Solldrehmoments angepasst wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a gradient of a target torque is adjusted when there is a change in the current brake status, the current pedal position and/or the current shift lever position. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, dem Fahrzeugrechner (4) Informationen über die aktuell gewählte Zugleistungsklasse und/oder den aktuellen Betrieb des Antriebsstranges (2) bereitzustellen.Method according to one of the preceding claims, wherein the control device (3) is set up to provide the vehicle computer (4) with information about the currently selected traction performance class and/or the current operation of the drive train (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der aktuelle Bremsstatus, die aktuelle Pedalposition und/oder die aktuelle Schalthebelstellung von der Steuereinrichtung (3) dazu genutzt werden, eine Zugkraft in Abhängigkeit der Zugleistungsklasse zu skalieren.Method according to one of the preceding claims, in which the current braking status, the current pedal position and/or the current shift lever position are used by the control device (3) to scale a traction force as a function of the traction performance class. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (3) derart eingerichtet ist, dass die Zugleistungsklassen nachträglich geändert werden können.Method according to one of the preceding claims, wherein the control device (3) is set up in such a way that the train performance classes can be changed later. Steuereinrichtung (3), welche dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.Control device (3), which is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.
DE102021212456.9A 2021-11-05 2021-11-05 Method for operating a drive train of a working machine Pending DE102021212456A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021212456.9A DE102021212456A1 (en) 2021-11-05 2021-11-05 Method for operating a drive train of a working machine
PCT/EP2022/080795 WO2023079066A1 (en) 2021-11-05 2022-11-04 Method for operating a drive train of a working machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021212456.9A DE102021212456A1 (en) 2021-11-05 2021-11-05 Method for operating a drive train of a working machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021212456A1 true DE102021212456A1 (en) 2023-05-11

Family

ID=84365635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021212456.9A Pending DE102021212456A1 (en) 2021-11-05 2021-11-05 Method for operating a drive train of a working machine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021212456A1 (en)
WO (1) WO2023079066A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8060268B2 (en) 2007-11-29 2011-11-15 Nissan Motor Co., Ltd. Control apparatus of a hybrid vehicle and method for controlling the same
WO2016059115A1 (en) 2014-10-14 2016-04-21 Andreas Basteck Device and method for driving variable-rotational-speed working machines

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005067522A (en) * 2003-08-27 2005-03-17 Komatsu Ltd Battery-driven type wheel loader, and battery-driven type working vehicle
JP5072926B2 (en) * 2009-09-03 2012-11-14 株式会社小松製作所 Work vehicle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8060268B2 (en) 2007-11-29 2011-11-15 Nissan Motor Co., Ltd. Control apparatus of a hybrid vehicle and method for controlling the same
WO2016059115A1 (en) 2014-10-14 2016-04-21 Andreas Basteck Device and method for driving variable-rotational-speed working machines

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023079066A1 (en) 2023-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2233388B1 (en) Method for selecting different driving modes and vehicle, in particular motorcycle with an electronics system which can be switched to different driving modes
DE102018203623A1 (en) Drive for a working machine
DE102017123023B4 (en) CONTROL STRATEGY FOR A POWERTRAIN SYSTEM
DE102018203624A1 (en) Drive for a working machine
DE112013001732T5 (en) Rollback prevention system for a mobile machine
DE102010039375A1 (en) Powertrain operating method for motor car, involves selecting hybrid driving operation as operating mode of drive train via electric machine and internal combustion engine when accelerator pedal operation is larger than threshold value
DE102018203622A1 (en) Drive for a working machine
EP1683991A2 (en) Transmission control device for a transmission in a drive train of a work vehicle
DE102012220768A1 (en) Method for operating motor car i.e. hybrid car, involves activating sailing mode during active speed and/or longitudinal control when driver-side and/or vehicle-side are defined at permissible speed range for sailing mode
DE102017221985B4 (en) Traction force limiting device for working machine, continuously variable transmission, working machine and method for limiting the traction
DE102021212456A1 (en) Method for operating a drive train of a working machine
WO2009037158A2 (en) Method and device for influencing the traction force during shifting operations of a manual transmission in vehicles
DE102015105098A1 (en) Method for operating a motor vehicle
DE112013001420T5 (en) Control system with powertrain interlock
DE102021212458A1 (en) Method for operating a drive train of a working machine
DE102007017175A1 (en) Method for controlling and/or regulating a clutch of a power shift gear system comprises providing a clutch torque to form a corresponding control pressure on the clutch
EP1468860A2 (en) Control method and apparatus for shifting means for axle coupling and differential locking
EP1434701B1 (en) Electric motor coupled to an internal combustion engine in a motor vehicle
DE102016217145B4 (en) Operating arrangement, hybrid drive arrangement and vehicle
DE102019200125A1 (en) Method for operating a drive train of a vehicle
DE102013214520A1 (en) Method for operating a power-split transmission device
EP3437910A1 (en) Method for operating a hybrid vehicle and hybrid vehicle
DE102021124260B4 (en) Control device and method for controlling a vehicle drive train with power take-off
DE102021212833A1 (en) motor vehicle
DE102018211504B4 (en) Electric vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified