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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fehlermanagementverfahren für ein Nutzfahrzeug mit einem elektrischen Fahrantrieb.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist vorgesehen:
- - ein Fehlermanagementverfahren für ein Nutzfahrzeug mit einem elektrischen Fahrantrieb und einem elektrischen Antrieb einer Arbeitsmaschine mit den folgenden Schritten: Empfangen von einer Fehlermeldung mittels einer Recheneinheit, während des Betriebs des Nutzfahrzeugs; Zuordnen der Fehlermeldung zu einem fahrantriebbezogenen elektrischen System oder zu einem arbeitsmaschinenbezogenen elektrischen System; Einleiten einer Reaktion auf die Fehlermeldung, wobei die Reaktion entsprechend der Zuordnung der Fehlermeldung fahrantriebbezogen oder arbeitsmaschinenbezogen ist.
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Ein elektrischer Antrieb oder Elektroantrieb ist ein Antrieb mit einem oder mehreren Elektromotoren, der von einer Steuerung gesteuert wird. Häufig ist die Steuerung des Elektroantriebs in Gestalt einer Drehzahl-, Drehmoment-, Lage-, Geschwindigkeits- oder mehrvariablen Steuerung ausgeführt. Für den praktischen Betrieb werden zumeist gesonderte Komponenten für das Ein- und Ausschalten des Antriebs sowie notwendige Sicherungs- und Überwachungseinrichtungen, ferner eine Energiequelle in Form eines Generators, etwa in Form einer Brennstoffzelle, einer Batterie oder dergleichen bereitgestellt.
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Eine Recheneinheit ist eine Vorrichtung, die eingehende Informationen verarbeitet und ein aus dieser Verarbeitung resultierendes Ergebnis ausgibt. Insbesondere ist eine elektronische Schaltung, wie zum Beispiel eine zentrale Prozessoreinheit oder ein Grafikprozessor, eine Recheneinheit.
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Eine Fehlermeldung, englisch Error message, ist eine Reaktion eines Computerprogramms auf einen erkannten Programmfehler oder eine bekannte Fehlersituation. Fehlermeldungen können beispielsweise auf eine Übertemperatur eines Getriebes oder Antriebs gerichtet sein.
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Eine arbeitsmaschinenbezogene Fehlermeldung ist jede Fehlermeldung, die sich auf eine beliebige Komponente, z.B. dessen Antrieb, einem Inverter, eines mechanischen Werkzeugs, etwa einer Schaufel, des Systems der Arbeitsmaschine bezieht.
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Eine fahrantriebbezogene Fehlermeldung ist jede Fehlermeldung, die sich auf eine beliebige Komponente, z.B. dessen Antrieb, dessen Elektronik, etwa ein Bordnetz, dessen Lenkung, eines Rads oder dergleichen, des fahrbezogenen Systems bezieht.
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Eine Reaktion auf eine Fehlermeldung hat dessen Behebung zum Ziel. Beispielhafte Reaktionen auf Fehlermeldungen sind den Patentansprüchen zu entnehmen.
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Lese- und Schreibzugriff der Recheneinheit auf die Fehlerliste kann umfassen, dass die Fehlerliste in einem Datenspeicher der Recheneinheit gespeichert ist. Alternativ kann die Fehlerliste auch in einem anderen Datenspeicher, etwa in einer Cloud, also einem zentralen Datenspeicher, mit dem die Recheneinheit verbunden ist, gespeichert sein, wenn die Recheneinheit Lese- und Schreibzugriff auf die Fehlerliste hat.
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Eine Fehlermeldung quittieren bedeutet, dessen Empfang zu bestätigen.
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Ein Inverter eines Antriebs wandelt den von der Energiequelle, z.B. Batterie, gelieferten Gleichstrom in einen vom Elektromotor benötigten Wechselstrom um. Dank elektronischer Regelung und Überwachung des Motors stellt der Inverter damit eine zuverlässige und bedarfsoptimierte Energieversorgung des elektrischen Antriebs sicher.
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Nutzfahrzeuge, z.B. Baumaschinen, Pistenraupen, Radlader und dergleichen, sind land- und bauwirtschaftlich nutzbare Fahrzeuge. Sie werden im Allgemeinen mit einer großen Anzahl unterschiedlicher im Front- oder Heckbereich angekuppelter Arbeitsmaschinen, wie Anbaugeräte oder Werkzeugen, betrieben, die zur Ausführung unterschiedlicher Arbeiten dienen. Viele der Arbeitsmaschinen in konventionellen Verbrenner-Nutzfahrzeugen werden mechanisch über eine auch als Zapfwelle bezeichnete Power-Take-Off-Welle (PTO) angetrieben, wobei eine von der Zapfwelle über eine Gelenkwelle auf das Anbaugerät übertragene Drehzahl durch den Hersteller des Geräts vorgegeben wird. Darüber hinaus wurden in der Vergangenheit innerhalb des Anbaugeräts hydrostatische Antriebe vorgesehen, wobei die Hydromotoren dieser Antriebe über ein mit Remote-Anschlüssen versehenes Power-Beyond-Anschlusssystem des Fahrzeugs mit Druckmittel versorgt werden.
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Entsprechende hydrostatische Antriebe können durch elektrische Antriebe ersetzt werden. Dadurch kann auch die mechanische Zapfwelle entfallen und der jeweilige Verbraucher der Arbeitsmaschine wird nur noch elektrisch angetrieben, so dass sich die Drehzahl der Baueinheit stufenlos verstellen lässt, was vorteilhaft ist. Diese Versorgung von einer oder mehreren Entnahmestellen einer Arbeitsmaschine mit der Leistung des Fahrzeugs wird im Fachjargon auch als elektrische Zapfwelle (ePTO) bezeichnet, obwohl sich der mechanische Aufbau des Systems grundlegend vom Konzept des PTO unterscheidet.
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Computerprogrammprodukte umfassen in der Regel eine Folge von Befehlen, durch die die Hardware bei geladenem Programm veranlasst wird, ein bestimmtes Verfahren durchzuführen, das zu einem bestimmten Ergebnis führt.
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Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, auf Fehlermeldungen eines fahrantriebbezogenen Systems bzw. eines arbeitsmaschinenbezogenen Systems spezifisch zu reagieren, d.h. auf eine Fehlermeldung spezifisch, in Abhängigkeit davon, welches System die Fehlermeldung verursacht hat, zu reagieren und die Fortsetzung des Betriebs des Systems, welches von dem Fehler nicht betroffen ist, bestmöglich fortzusetzen.
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Hierfür ist es erforderlich, den Fahrantrieb von dem Arbeitsmaschinenantrieb zu entkoppeln.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden fahrantriebbezogene Fehlermeldungen und arbeitsmaschinenbezogene Fehlermeldungen in einer gemeinsamen Fehlerliste, für die die Recheneinheit Lese- und Schreibzugriff hat, gespeichert.
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Dementsprechend ist vorgesehen, sämtliche Fehlermeldungen des Fahrantriebs und der Arbeitsmaschine in einem zentralen System zu verwalten und gegebenenfalls zu quittieren.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfassen bei einer fahrantriebbezogenen Fehlermeldung mögliche Reaktionen der Recheneinheit Steuerbefehle zum Null-Setzen des Drehmoments des elektrischen Fahrantriebs, wobei der Betrieb der Arbeitsmaschine fortgesetzt wird.
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Somit ist gewährleistet, dass die Arbeitsmaschine weiter funktionsfähig bleibt, wenn der Fahrantrieb eine Fehlermeldung generiert. Dementsprechend ist bei einer fahrantriebbezogenen Fehlermeldung vorgesehen, den Fahrantrieb zurückzusetzen, indem ein sogenanntes Null-Moment von einer Steuereinheit kommandiert wird.
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Dabei ist es auch zweckmäßig, wenn eine fahrantriebbezogene Fehlermeldung von einem Bediener quittiert werden muss, bevor der Fahrantrieb fortgesetzt wird. Somit ist gewährleistet, dass sich der Fahrantrieb bzw. das Nutzfahrzeug nach einem Null-Setzen des Drehmoments, also nach einem Stillstand des Nutzfahrzeugs, nicht von selbst in Bewegung setzt, ohne dass hierfür eine aktive Handlung vom Fahrer erforderlich ist. Dies verbessert die Sicherheit eines Nutzfahrzeugs und gewährleistet, dass ein Fahrer seine Aufmerksamkeit auf die Bedienung des Nutzfahrzeugs richtet.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfassen bei einer arbeitsmaschinenbezogenen Fehlermeldung mögliche Reaktionen das Beschränken einer Drehzahl zum Antrieb der Arbeitsmaschinen, wobei der Fahrbetrieb fortgesetzt wird.
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Somit ist die Fortsetzung des Fahrbetriebs im Falle einer Fehlermeldung der Arbeitsmaschine gewährleistet, wenn der Fehler der Arbeitsmaschine den Fahrantrieb nicht beeinträchtigt. Zudem ist vorgesehen, die Fortsetzung des Betriebs der Arbeitsmaschine weitestmöglich zu gewährleisten, dass bedeutet, dass, soweit möglich, im Fehlerfall der Arbeitsmaschine lediglich dessen Drehzahl reduziert wird.
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Dabei ist es weiter zweckmäßig, wenn die arbeitsmaschinenbezogene Fehlermeldung mit automatischen Mitteln quittierbar ist, sobald die Fehlermeldung nicht mehr aktiv ist. Beispielsweise kann die Recheneinheit eingerichtet sein, die Fehlermeldung zu quittieren.
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Dementsprechend ist es denkbar, dass das arbeitsmaschinenbezogene System die Fehlermeldung selbst quittiert und somit eine bestmögliche Fortsetzung des Betriebs der Arbeitsmaschine gewährleistet, bevorzugt dann, wenn die Drehzahl der Arbeitsmaschine lediglich reduziert und nicht null gesetzt wurde.
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Es versteht sich, dass Recheneinheiten zum Durchführen eines Verfahrens wie es vorstehend beschrieben wurde, vorteilhaft sind. Dabei weist die Recheneinheit eine Schnittstelle zu einem Fahrantrieb-Inverter, der mit dem Fahrantrieb verbunden ist, auf und weist eine Schnittstelle zu einem Arbeitsmaschinen-Inverter, der mit der Arbeitsmaschine verbunden ist, auf, um den Fahrantrieb-Inverter und den Arbeitsmaschinen-Inverter zu steuern.
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Es versteht sich, dass Nutzfahrzeuge, die für das beschriebene Fehler-Managementverfahren geeignet sind, vorteilhaft sind, wenn diese einen elektrischen Antrieb einer Arbeitsmaschine, einen elektrischen Fahrantrieb und eine zentrale Recheneinheit, die eingerichtet ist, einen Inverter des Fahrantriebs und einen Inverter der Arbeitsmaschine zu steuern, wobei auf die Recheneinheit ein Computerprogrammprodukt für ein Fehler-Managementverfahren wie es vorstehend beschrieben wurde, geladen ist.
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Ein Computerprogrammprodukt gemäß einem Verfahren einer Ausführungsform der Erfindung führt die Schritte eines Verfahrens gemäß der vorangehenden Beschreibung aus, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer, insbesondere einem fahrzeuginternen Computer, läuft. Wenn das betreffende Programm auf einem Computer zum Einsatz kommt, ruft das Computerprogrammprodukt einen Effekt hervor, nämlich die unabhängige Steuerung von elektrischen Antrieben, wenn einer der Antriebe eine Fehlermeldung erzeugt hat.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
- 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
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In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleichwirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nicht anders ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt ein Blockdiagramm eines Fehlermanagementverfahrens für ein Nutzfahrzeug mit einem elektrischen Fahrantrieb und einem elektrischen Antrieb einer Arbeitsmaschine mit den Schritten S1 bis S3. In dem Schritt S1 wird eine Fehlermeldung mittels einer Recheneinheit während des Betriebs des Fahrzeugs empfangen. In dem Schritt S2 wird die Fehlermeldung einem fahrantriebbezogenen elektrischen System oder einem arbeitsmaschinenbezogenen elektrischen System zugeordnet. In dem Schritt S3 wird eine Reaktion auf die Fehlermeldung eingeleitet, wobei die Reaktion entsprechend der Zuordnung der Fehlermeldung fahrantriebbezogen oder arbeitsmaschinenbezogen ist.
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Bezugszeichenliste
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- S 1-S3
- Verfahrensschritte