用于分配作业机械的电驱动系的动力的方法、控制装置、计算机程序产品和作业机械与流程

本发明涉及一种用于分配作业机械的电驱动系的动力的方法、一种控制装置、一种计算机程序产品和一种作业机械。

背景技术：

1、电驱动的作业机械，例如轮式装载机、施工机械或前端装载机，目前具有单独可控的牵引驱动器和辅助驱动器，其在其总输出方面超过作业机械的动力存储装置的性能容量，并且因此必须在不同情况下在输出方面受到限制。大多使用百分比或剩余动力分配。所使用的分配策略对作业机械的牵引行为具有决定性影响，并且可以根据情况显著降低作业机械的生产率。

2、de 112012002685 t5公开了一种用于在具有电气和/或液压装置的作业机械中进行动力管理的系统和方法。

技术实现思路

1、从现有技术开始，本发明的目的是提供一种用于分配作业机械的电驱动系的动力的改进方法。目的是，与现有技术相比，增加作业机械在不同作业状态下例如在装载时或在行驶时的生产率。

2、在上述基础上，本发明提出了一种用于分配具有如权利要求1所述的特征的作业机械的电驱动系的动力的方法、具有如权利要求5所述的特征的控制装置、具有如权利要求7所述的特征的计算机程序产品以及具有如权利要求8所述的特征的作业机械。进一步有利的配置和进一步的实施例从从属权利要求中出现。

3、在用于分配作业机械的电驱动系的动力的方法中，其中驱动系具有牵引驱动器和辅助驱动器，确定牵引驱动器的实际动力分配和辅助驱动器的实际动力分配。确定作业机械的当前作业状态。基于所确定的当前作业状态，指定牵引驱动器的目标动力分配。基于所确定的当前作业状态，指定辅助驱动器的目标动力分配。牵引驱动器的实际动力分配被调整为牵引驱动器的目标动力分配。将辅助驱动器的实际动力分配调整为辅助驱动器的目标动力分配。

4、作业机械优选地例如形成为轮式装载机或前端装载机，但是其也可以形成为另一施工机械、农用机械、叉车等。作业机械具有电驱动系。电驱动系具有至少一个电机，所述至少一个电机可以以马达模式操作并且可选地也可以以发电机模式操作。电驱动系优选地具有两个电机。此外，电驱动系具有至少一个变速器，所述至少一个变速器可操作地连接到电机或多个电机并传递所提供的速度。变速器可以是动力换挡阶梯式变速器、具有副轴构造的自动变速器、双离合器变速器或无级变速器(cvt变速器)。

5、电驱动系具有牵引驱动器和辅助驱动器。牵引驱动器优选地通过两个电机中的第一电机形成，并且辅助驱动器优选地通过两个电机中的第二电机形成。作业机械的牵引驱动器被设计成提供驱动作业机械所需的动力，例如使得作业机械可以沿着路线向前移动。作业机械的辅助驱动器被设计成提供由作业机械执行作业所需的动力，例如以便拾取、提升或卸载散装材料或一般货物。

6、散装材料在这里理解为意指粉末状、粒状或块状混合物，例如沙子、砾石、土壤或碎石。例如，可以在挖掘的碎屑中发现散装材料。术语挖掘的碎屑用于表示无形状、松散的积聚的散装材料。一般货物在这里被理解为意指与散装材料相比可以作为个别物品(例如原木、板条箱和托盘)运输的货物。多个优选相似的项目也可以被分组在一起。

7、在该方法的第一步骤中，确定牵引驱动器的实际动力分配和辅助驱动器的实际动力分配。这经由作业机械中的传感器进行，例如借助于速度传感器进行，其中在每种情况下可用的动力基于在每种情况下提供的速度来确定。当然，牵引驱动器可用的动力或辅助驱动器可用的动力也可以以其它常规方式确定。因此，识别哪个动力目前被分配用于牵引驱动器以及哪个动力目前被分配用于辅助驱动器。

8、在该方法的第二步骤中，确定作业机械的当前作业状态。当前作业状态被定义为作业机械正在操作的状态。作业状态的示例的非穷举列表包括例如行驶状态、装载状态、y循环和卸载状态。在作业机械的情况下，特别是在轮式装载机或前端装载机的情况下，y循环被理解为意味着以下：作业机械与空铲斗一起朝向一堆挖掘的碎屑行驶。然后，作业机械铲到该堆中。此后，填充该堆挖掘的碎屑中的铲斗。在这之后，作业机械在满铲斗的情况下又向后行驶远离该堆挖掘的碎屑。然后请求作业机械在向前行驶方向上转向，其中然后执行在装载的铲斗的情况下向前行驶。由此继续进行，铲斗被卸载，并且作业机械随后在卸载的铲斗的情况下沿相反的行驶方向操作。在另一转向操作之后，作业机械位于起始位置，并且可以开始进一步的y循环。

9、可以通过作业机械中的传感器来确定当前作业状态。例如，一个成像传感器或多个成像传感器(例如相机、激光雷达传感器或雷达传感器)可以检测作业机械何时接近一堆挖掘的碎屑。这可以以这样的方式发生，例如，借助于成像传感器或所述多个成像传感器来检测该堆挖掘的碎屑，并且检测作业机械与该堆挖掘的碎屑之间的距离的减小。由此，借助于在控制装置(例如，ecu)上运行的评估，可以得出装载状态即将发生的结论。例如，该评估借助于使用可以利用人工智能的计算机程序产品的软件来进行。同样地，在相反的情况下，如果检测到该堆挖掘的碎屑并且该堆挖掘的碎屑与作业机械之间的距离增加，则可以使用评估来结论行驶状态即将发生。此外，例如，借助于成像传感器或所述多个成像传感器，可以检测运输车辆以及作业机械与运输车辆之间的距离的减小。由此，可以通过评估来结论卸载状态即将发生。如果装载状态、行驶状态、卸载状态和进一步的行驶状态重复交替，则可以使用评估来结论正在发生y循环。

10、作为刚刚描述的采用成像传感器的实施例的替代方案，可以通过作业机械中的其它传感器来确定当前作业状态。例如，通过使用传感器，可以识别作业机械的用户请求作业机械的哪个速度。如果所请求的速度高于预定阈值，则可以推断行驶状态。相反，如果请求速度低于预定阈值，则可以推断装载状态或卸载状态。

11、另外或作为其替代，通过使用传感器，可以确定作业机械的作业设备(例如铲斗或叉)是填充的还是空的。这可以例如通过使用传感器确定作业设备的重量来进行。作为对此的替代，可以使用成像传感器来确定作业设备是空的还是填充的。如果作业设备为空，则可以结论装载操作即将发生。如果作业设备被填充，则可以结论卸载操作即将发生。结合请求的速度，可以使用评估来确定目前是行驶状态还是装载状态还是卸载状态。例如，如果作业设备为空并且所请求的速度低于预定阈值，则目前是装载状态。例如，如果作业设备为空并且所请求的速度高于预定阈值，则目前是行驶状态。例如，如果作业设备被填充并且所请求的速度低于预定阈值，则目前是卸载状态。例如，如果作业设备被填充并且所请求的速度高于预定阈值，则目前是行驶状态。

12、在该方法的第三步骤中，基于所确定的当前作业状态，指定牵引驱动器的目标动力分配并且指定辅助驱动器的目标动力分配。借助于控制装置进行说明，该控制装置已经将用于作业机械的每个作业状态的预定义动力分配存储在其存储装置中。例如，这些预定义的动力分配被存储在工厂中的存储装置中。作为替代或除此之外，可以通过机器学习方法基于来自作业机械的先前作业状态的经验值来指定目标动力分配，并将其存储在存储装置中。这使得可以调整工厂中预定义的动力分配。

13、在该方法的第四步骤中，将牵引驱动器的实际动力分配调整为牵引驱动器的目标动力分配。这种调整显然仅在牵引驱动器的目标动力分配不同于牵引驱动器的实际动力分配时发生。在同一步骤中，将辅助驱动器的实际动力分配调整为辅助驱动器的目标动力分配。这种调整显然仅在辅助驱动器的目标动力分配与辅助驱动器的实际动力分配不同时发生。

14、动力分配自动发生，而作业机械的用户不必请求调整动力分配。为此，控制装置控制辅助驱动器和主驱动器，并且在每种情况下调节动力分配。动力分配动态地发生。换句话说，持续地检查辅助驱动器的实际动力分配和牵引驱动器的实际动力分配，并且当作业状态改变时，将其调整为辅助驱动器的适当目标动力分配和牵引驱动器的适当目标动力分配。因此，该方法整体上持续且重复地运行。

15、利用所提出的方法，可以在某些作业状态下(例如在装载状态或卸载状态下)比在其它作业状态下(例如在行驶状态下)向牵引驱动器分配更少的动力。在某些作业状态下，例如在装载状态或卸载状态下，与在其它作业状态下，例如在行驶状态下相比，同样可以向辅助驱动器分配更多的动力。有利的是，与不使用该方法的作业机械相比，这可以提高作业机械的生产率。

16、根据进一步的实施例，如果确定装载状态或卸载状态为当前作业状态，则指定牵引驱动器的目标动力分配低于辅助驱动器的目标动力分配。这自动发生。在装载状态下，例如当使用铲斗从一堆挖掘的碎屑拾取散装材料时，当存在动力错配时，这可能导致作业机械的作业设备的卡顿。通过增加辅助驱动器的动力分配并减少牵引驱动器的动力分配，防止了卡顿并且加速了装载操作。同时，作业机械的速度在接近装载区域时减小。

17、在卸载状态下，例如当散装材料从铲斗卸载到运输车辆上或一堆挖掘的碎屑上时，如果辅助驱动装器的动力分配增加并且同时牵引驱动装器的动力分配减少，则作业设备的升高以及因此卸载被加速。同时，作业机械的速度在接近卸载区域时降低。

18、因此，与不使用该方法的作业机械相比，提高了作业机械的生产率。在这两种情况下，减少牵引驱动器的动力分配对作业机械的用户没有缺点。

19、根据进一步的实施例，如果行驶状态被确定为当前作业状态，则牵引驱动器的目标动力分配被指定为高于辅助驱动器的目标动力分配。这自动发生。这意味着作业机械的速度可以在向前行驶或向后行驶期间增加。结果，作业机械更快地沿着路线行驶。因此，与不使用该方法的作业机械相比，提高了作业机械的生产率。减少辅助驱动器的动力分配对作业机械的用户没有缺点。

20、根据进一步的实施例，如果y循环被确定为当前作业状态，则当作业机械被重置时，牵引驱动器的目标动力分配被指定为高于辅助驱动器的目标动力分配，并且随后，在作业机械转向之后，牵引驱动器的目标动力分配被指定为低于辅助驱动器的目标动力分配。作业机械的转向可以通过作业机械中的驾驶动力学传感器来确定，例如，通过转向角传感器、加速度传感器或横摆率传感器等来确定。

21、装载状态和卸载状态每个都是y循环的部分。行驶状态也是y循环的一部分。作业机械的重置对应于行驶状态。转向后，作业机械采用装载状态或卸载状态。在这两种情况下，增加辅助驱动器的目标动力分配并且减少牵引驱动器的目标动力分配。因此，与不使用该方法的作业机械相比，提高了作业机械的生产率。辅助驱动器的动力分配和牵引驱动器的动力分配的交替减少对作业机械的用户没有缺点。

22、用于作业机械的控制装置可连接到电驱动系。控制装置具有用于执行已经在前面的描述中描述的方法的装置。这里，可连接意味着如果所述控制装置用于作业机械中，则控制装置连接到作业机械的电驱动系。该装置可以被设计为例如在控制装置上运行的计算机程序产品。

23、基于作业机械的主要作业状态，控制装置控制作业机械的电驱动系，更具体地牵引驱动器和辅助驱动器，以便将牵引驱动器的实际动力分配调整为牵引驱动器的目标动力分配，并且以便将辅助驱动器的实际动力分配调整为辅助驱动器的目标动力分配。这已经被描述。

24、计算机程序产品包括命令，当程序由已经描述的控制装置执行时该命令执行同样已经描述的方法。计算机程序产品可以包括包含这些命令的程序代码。例如，程序代码可以结合在数据载体中或体现为可下载数据流。

25、作业机械具有已经在前面的描述中描述的控制装置。此外，作业机械具有电驱动系，其中该驱动系具有牵引驱动器和辅助驱动器。这已经被描述。控制装置连接到驱动系。作业机械优选地形成为轮式装载机或前端装载机。