für einen solchen Antriebsstranq

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für eine Mischertrommel und ein Steuerge rät für einen solchen Antriebsstrang nach der Gattung der unabhängigen Patentan sprüche.

Aus EP 2 807 007 B1 ist ein Fahrmischer mit einer Vorrichtung zum Drehen der Trommel des Betonmischers bekannt. Dabei wird die Trommel mit einem E-Motor angetrieben. Der E-Motor wird über einen Wechselrichter mit Wechselspannung ver sorgt, wobei der Wechselrichter seine Energie aus einer Batterie bezieht. Die Batterie kann über einen Generator oder das Stromnetz versorgt werden. Dafür sind dann entsprechende Gleichrichter vorgesehen. Außerdem ist eine Rekuperation aus dem Fahrantriebsstrang für das Aufladen der Batterie bekannt. Aus EP 2 719 510 A1 ist ein Antriebsstrang für einen Betonmischer bekannt. Dabei umfasst dieser Antriebs strang einen Elektromotor, einen Anschluss an das Stromnetz und der Antriebsstrang umfasst einen Generator zur Erzeugung elektrischer Leistung und eine Batterie. Wei terhin ist ein Wechselrichter vorgesehen, der den Elektromotor für den Antrieb der Trommel versorgt.

Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für eine Mischertrommel bzw. das erfindungs gemäße Steuergerät mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass eine hohe Flexibilität der elektrischen Energiever sorgung für den Trommelantrieb gewährleistet ist. Insbesondere ist ein Steuergerät vorgesehen, das mit den Stromrichtern und der Batterie und gegebenenfalls weiteren Komponenten verbunden ist und dabei einen Energiefluss über ein Hochvoltgleich spannungsnetz steuert. An dieses Hochvoltgleichspannungsnetz ist ein Stromrichter angeschlossen, der dann den Elektromotor mit Wechselspannung versorgt. Diese hohe Flexibilität über das Hochvoltnetz und die Steuerung über das Steuergerät er möglichen eine günstige und flexible Gestaltung des Antriebsstrangs. Damit können herkömmliche Komponenten verwendet werden. Daher wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, der für eine Mischertrommel vorgese hen ist, mit einem Generator, der eine Wechselspannung an einen ersten Stromrich ter abgibt, wobei der erste Stromrichter an ein Hochvoltgleichspannungsnetz ange schlossen ist. Der Antriebsstrang weist weiterhin einen zweiten Stromrichter auf, der an das Hochvoltgleichspannungsnetz ebenfalls angeschlossen ist und der einen Elektromotor zum Antrieb der Mischertrommel mit einer weiteren Wechselspannung versorgt. Weiterhin ist eine Hochvoltbatterie vorgesehen, die mit dem Hochvoltgleich spannungsnetz verbunden ist. Außerdem ist das Steuergerät vorgesehen, das mit dem ersten und zweiten Stromrichter und/oder der Batterie verbunden ist und damit einen Energiefluss über das Hochvoltgleichspannungsnetz steuert. Das heißt, das Steuergerät gibt vor, welche Komponente überhaupt und wie viel Energie an das Hochvoltgleichspannungsnetz angibt. Dafür kann das Steuergerät Werte der Kompo nenten verwendet werden.

Weiterhin wird ein entsprechendes Steuergerät für diesen Antriebsstrang vorgeschla gen.

Unter einem Antriebsstrang wird vorliegend die Kombination der Komponenten, die für den Antrieb der Mischertrommel zum Verständnis der Erfindung notwendig sind, verstanden. Der Antriebsstrang kann natürlich darüber hinaus weitere Komponenten umfassen, die aber nicht für die Definition der Erfindung notwendig sind.

Bei der Mischertrommel handelt es sich um eine bekannte Trommel, in der Beton bzw. Zement oder ein anderes Material einer Drehung unterworfen wird, um dieses Material entsprechend zu mischen. Dieses Material wird dann üblicherweise auf Bau stellen zum Bau von Gebäuden oder anderen Werken verwendet. Eine Mischertrom mel ist üblicherweise an einem sogenannten Trailer aufgesetzt, der von einer Zugma schine bewegt wird. Es kann auch ein einteiliges Mischerfahrzeug sein, ein soge nannter Festaufbau, Zugmaschine und Trailer sind nicht getrennt, bzw trennbar.

Unter einem Generator ist vorliegend ein Gerät zu verstehen, das Wechselspannung aus Gleichspannung erzeugt. Dazu wird vorliegend eine Asynchronmaschine ver- wendet und als Generator geschaltet. Die Asynchronmaschine ist ein einfacher Auf bau und liefert zuverlässig die entsprechende Wechselspannung. Diese Wechsel spannung ist üblicherweise dreiphasig ausgebildet.

Unter einem Stromrichter sind insbesondere Wechselrichter zu verstehen, die aus Wechselspannung Gleichspannung oder umgekehrt erzeugen. Solche Wechselrich ter weisen einen Gleichspannungsteil mit einem sogenannten Zwischenkreis auf und einen weiteren Teil, der aus der Gleichspannung eine Wechselspannung erzeugt, in dem dort Leistungsschaltelemente vorgesehen sind, die die Gleichspannung quasi zerhacken und damit eine Wechselspannung wandeln.

Unter einem Hochvoltgleichspannungsnetz ist vorliegend eine elektrische Verbin dung zu verstehen, die zwischen den Komponenten vorliegend besteht und bei der eine Spannung von vorzugsweise 650 V anliegt. Diese Spannung hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, da sie geringe Leitungsverluste mit sich bringt. Das heißt, die Komponenten, die an dieses Hochvoltgleichspannungsnetz angeschlossen sind, nehmen eine Spannung von 650 V auf oder geben sie ab.

Auch unter dem Elektromotor ist vorliegend vorzugsweise eine Asynchronmaschine zu verstehen und der von dem zweiten Stromrichter damit mit der entsprechend drei phasigen Wechselspannung versorgt wird. Üblicherweise, wenn es erforderlich ist, ist der Elektromotor nicht direkt an der Mischertrommel angeschlossen, sondern über ein Getriebe, vorzugsweise ein Reduziergetriebe.

Unter der Hochvoltbatterie ist eine solche Batterie zu verstehen, die derart gestaltet ist, dass sie bei 650 V die Spannung abgibt. Solch eine Batterie hat beispielsweise eine Kapazität von 32 kWh. Im Betrieb kann beispielsweise eine kontinuierliche Leis tung von 50 kW und eine kurzfristige Spitzenleistung von 80 kW abgerufen werden. Vorliegend ist wie unten dargestellt auch ein sogenanntes Batteriemanagement vor gesehen, das zum einen am Steuergerät der Batterie selbst, aber auch durch das anspruchsgemäße Steuergerät gewährleistet wird, mit dem das Batteriesteuergerät bspw. über einen CAN-Bus kommuniziert. Damit wird die vorhandene Energiemenge in der Batterie als auch die elektrischen Parameter geprüft, plausibilisiert und be stimmt.

Unter dem erfindungsgemäßen Steuergerät ist ein Steuergerät zu verstehen, das mit den Stromrichtern und/oder der Batterie verbunden ist und dabei den Energiefluss über das Hochvoltgleichspannungsnetz steuert. Dies schafft das Steuergerät, indem es einzelne Komponenten von diesem Hochvoltgleichspannungsnetz nimmt oder zu schaltet oder in der Aufnahme oder Abgabe von Energie beeinflusst. Dazu ist das Steuergerät mit diesen Komponentendaten technisch beispielsweise über einen CAN-Bus oder eine direkte Datenleitung oder einen anderen Bus verbunden.

Mit dem Energiefluss ist vorliegend das Fließen von elektrischer Energie über das Hochvoltgleichspannungsnetz zu verstehen.

Das Steuergerät an sich nimmt diese Signale als Sensorsignale auf, wobei diese Sig nale bereits verarbeitete Sensorsignale sein können und erzeugt daraus Steuersig nale für den Energiefluss. Es sind natürlich auch noch weitere Signale vorhanden, beispielsweise eine nicht dargestellte Eingabe durch Benutzer, die das Steuergerät in seinen Funktionen beeinflusst. Dafür weist das Steuergerät einen Rechner vor zugsweise einen Mikrocontroller, Schnittstellen und vorzugsweise auch ein Gehäuse auf.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die abhängigen Ansprüche definiert.

Es ist vorgesehen, dass ein Gleichspannungswandler an das Hochvoltgleichspan nungsnetz angeschlossen ist, der aus der Hochvoltgleichspannung eine Niederspan nung zur Versorgung von weiteren Komponenten ableitet. Eine solche Niederspan nung ist beispielsweise 24 V und liegt damit in einem Bereich von 20 bis 40 V. Es sind jedoch auch andere Spannungsbereiche möglich. Der Gleichspannungswandler ist insbesondere galvanisch getrennt, sodass keine direkte elektrische Verbindung zwischen der Niederspannung und der Hochvoltspannung existiert. Dies kann bei spielsweise induktiv vorgenommen sein, aber auch eine kapazitive Lösung ist mög lich.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass die weiteren Komponenten eine Schurrenverstel- lung oder ein getriebener Trommeldeckel oder ein Kühlsystem sind. Die Schurrenver stellung ist für das Abfließen des Baustoffes gedacht und dies fließt über eine Lei tung, die vorliegend mit Schurren bezeichnet ist. Der getriebene Trommeldeckel ist insbesondere dann zu schließen, wenn der Betonmischer beispielsweise bergab fährt, sodass durch den Deckel kein Baustoff austritt. Für diese Komponenten ist die Leistung des Bordnetzes der Zugmaschine bei Weitem nicht ausreichend. Daher ist diese Lösung über den weiteren Gleichspannungswandler vorteilhaft. Alternativ ist es möglich, dass eine separate 24-V-Batterie oder andere Niederspannungsbatterie ver wendet wird.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass ein Onboard-Charger mit dem Hochvoltgleich spannungsnetz verbunden ist, der eine angeschlossene externe Wechselspannung gleichrichtet und auf die Hochvoltgleichspannung wandelt. Damit kann im Stillstand, beispielsweise über Nacht, insbesondere die Batterie aufgeladen werden oder auch bei Ausfall der Batterie eine direkte Versorgung des Hochvoltgleichspannungsnetzes hergestellt werden.

Darüber hinaus ist es möglich, dass ein Gleichspannungsanschluss vorliegt, der an das Hochvoltgleichspannungsnetz angeschlossen ist und eine externe Gleichspan nung auf die Hochvoltgleichspannung wandelt. Auch hierfür ist ein entsprechender Gleichspannungswandler dann vorzusehen, der vorzugsweise auch eine galvanische Trennung aufweist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das Steuergerät mit dem Onboard-Charger und/oder dem Gleichspannungsanschluss verbunden ist, um den Energiefluss über das Hoch voltgleichspannungsnetz zu regeln. Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass das Steuergerät weiterhin zumindest fol gende Funktionen aufweist: eine Drehzahlregelung für die Mischertrommel, eine Überwachung auf eine maximale Drehzahl der Mischtrommel, eine weitere Überwa chung auf eine vorgegebene Drehrichtung, ein Halten der Mischertrommel, ein Aus gleich einer Ungleichverteilung eines Materials, also des Baustoffs in der Mischer trommel, und eine Drehmomentregelung für die Mischtrommel. Diese Funktionen werden zusätzlich zu der Regelung des Energieflusses über das Hochvoltgleichspan nungsnetz vorgesehen. Mit der Drehzahlregelung wird insbesondere auf eine Ein gabe durch einen Benutzer reagiert, indem auf diese Drehzahl dann die Mischertrom mel eingeregelt wird. Dies kann auch systemseitig je nach Konstellation geschehen. Die Überwachung auf die maximale Drehzahl ist eine Sicherheitsfunktion, damit eine solche maximale Drehzahl nicht überschritten wird. Das Halten der Mischertrommel kann in bestimmten Betriebszuständen erforderlich sein und wird dann durch dieses Steuergerät eingestellt. Auch der Ausgleich einer Ungleichverteilung des Baustoffs in der Mischertrommel ist eine Funktion, die beispielsweise regelmäßig bei einer befüll- ten Mischertrommel angewendet werden kann. Auch eine Drehmomentregelung ist je nach Anwendung durch das Steuergerät vorzusehen. Dabei ist das Steuergerät ins besondere mit dem zweiten Stromrichter verbunden, der selber eine Signalverarbei tung aufweist, um solche Anforderungen umzusetzen. Der zweite Stromrichter kann dabei auch zumindest rudimentär solche Funktionen selbst aufweisen, um sie dann über den Elektromotor umzusetzen. Diese Funktionen sorgen dafür, dass der Elekt romotor entsprechend gesteuert mit. Die Drehzahl und das Drehmoment der

Mischertrommel werden über den Elektromotor bestimmt.

Weiterhin ist vorgesehen, dass der zweite Stromrichter Daten an das Steuergerät überträgt, wobei die Daten zumindest von folgenden Werten abgeleitet werden: ein erster Temperaturwert des Elektromotors, der insbesondere die Temperatur der Spu len wiedergibt, und/oder ein zweiter Temperaturwert des Stromrichters selbst und/o der eine Drehzahl des Elektromotors, aus der dann die Drehzahl der Mischertrommel abgeleitet werden kann. Wie oben dargestellt, kann der Stromrichter bereits diese Werte vorverarbeiten und dann entsprechend an das Steuergerät übertragen. Dafür sind entsprechende Temperartursensoren und Drehzahlsensoren vorgesehen, die direkt oder indirekt diese Werte liefern. Weiterhin ist es vorgesehen, dass der erste und der zweite Stromrichter und der Gleichspannungswandler in einem Schaltschrank gemeinsam untergebracht sind. Damit kann die gesamte Leistungselektronik sowie auch Steuergeräte zusätzlich die Gleichspannungswandler das Hochvoltgleichspannungsnetz mit entsprechenden Si cherungen und die Niederspannungsverteilung in einem Schaltschrank unterge bracht sein. Damit sind dann alle Elektronikkomponenten zusätzlich vor dem durch aus anspruchsvollen Baustellenalltag geschützt.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass zumindest ein Pilotkontakt vorgesehen ist, der Komponenten des Antriebsstrangs auf der Zugmaschine und dem Anhänger jeweils verbindet. Vorliegend ist es zu vermeiden, dass es zu Lichtbogen oder zu gefährli chen Situationen kommt, wenn die Komponenten auf der Zugmaschine und dem An hänger physisch getrennt werden. Dabei könnte es zu Lichtbogen oder elektrischen Schlägen kommen. Dies wird durch den Pilotkontakt verhindert. Dieser Pilotkontakt soll beim Ziehen der Verbindung unter Last den Steuerstrom für Anlagen unterbre chen oder einen Schütz auslösen, um den Stromkreis an einem dafür konstruierten Schalter zu trennen, bevor dies an der Steckverbindung geschieht. Der Pilotkontakt ist dazu da, den Stecker mit dem Neutralleiter zu verbinden. Damit kann ein

Schützantrieb über einen der Außenleiter gegen den Neutralleiter geschaltet werden und so das Gerät vor dem Auftrennen der Steckerkontakte abschalten. Das Schütz oder auch Schaltschütz ist ein elektrisch oder elektromagnetisch betätigter Schalter für eine große elektrische Leistung und ähnelt einem Relais. Das Schütz kennt zwei Schaltstellungen und schaltet ohne besondere Vorkehrungen im Normalfall mono stabil.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs; Fig. 2 ein Schichtmodell der Software auf dem Steuergerät;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Stromrichters;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Onboard-Chargers und Fig. 5 ein Blockschaltbild des Steuergeräts.

In Figur 1 ist ein Blockschaltbild der erfindungsgemäße Antriebsstrang dargestellt. Schematisch ist die Zugmaschine ZM und der Anhänger A dargestellt. In der Zugma schine ZM befindet sich der Verbrennungsmotor VM, der den Generator G antreibt. Damit kann der Generator G Wechselstrom erzeugen, der dreiphasig an den ersten Stromrichter SR1 übertragen wird, wobei der Stromrichter SR1 sich im Anhänger be findet. Nicht dargestellt sind hier Elemente, wie beispielsweise andere Teile des An triebsstrangs, die mit dem Verbrennungsmotor VM verbunden sind.

Zwischen dem Generator G und dem Stromrichter SR1 ist an der Schnittstelle zwi schen Zugmaschine ZM und dem Anhänger A ein Pilotkontakt vorgesehen, der es verhindert, dass sich beispielsweise beim Trennen dieses Kontakts ein Lichtbogen bildet.

Der Stromrichter SR1 wandelt aus dem Wechselstrom vom Generator G einen Hoch voltgleichstrom, beispielsweise bei 650 V. Diesen Gleichstrom legt der Stromrichter SR1 auf das Hochvoltgleichspannungsnetz HVN, an dem weitere Komponenten an geschlossen sind. Angeschlossen ist beispielsweise ein Gleichspannungswandler GW, der eine galvanische Trennung aufweist, die beispielsweise magnetisch oder kapazitiv erreicht wird. Dieser Gleichspannungswandler versorgt mit einer Nieder spannung, beispielsweise 24 V, weitere Komponenten, die das Bordnetz der Zugma schine ZM überlasten würden. Zu diesen Komponenten gehören eine sogenannte Schurrenverstellung und/oder ein Trommeldeckel und/oder ein Kühlsystem oder wei tere Komponenten, die mit so einer Niederspannung versorgt werden müssen. Weiterhin an das Hochvoltgleichspannungsnetz HVN ist ein zweiter Wechselrichter SR2 oder Stromrichter angeschlossen, der aus der Hochvoltgleichspannung eine Wechselspannung für den Elektromotor CMe bildet, wobei der Elektromotor CMe über ein Getriebe GT an eine Mischertrommel MT angeschlossen ist, um diese Mischertrommel zu drehen. Das Hochvoltgleichspannungsnetz HVN und der Zwi schenkreis des Wechselrichters SR2 liegen auf dem gleichen Potenzial.

Nicht dargestellt sind, dass der Elektromotor CMe an den Stromrichter SR2 bspw. über ein separates nicht dargestelltes Kabel Sensorwerte überträgt, wie z.B. die Temperatur der Wicklung oder auch die Drehzahl, die der Stromrichter SR2 entweder weitergibt an das Steuergerät eDCU oder bereits weiterverarbeitet und dann an das Steuergerät eDCU überträgt oder bereits selbst aus diesen Messwerten eine Funk tion aktiviert, beispielsweise eine Änderung der Drehgeschwindigkeit, eine Reduktion der zugeführten elektrischen Energie oder andere Maßnahmen. Der Stromrichter SR2 kann auch andere Daten über sich selbst an das Steuergerät eDCU übertragen. Das Steuergerät eDCU ist beispielsweise über einen CAN-Bus mit verschiedenen Komponenten des Antriebsstrangs verbunden, nämlich dem Stromrichter SR1 , dem Gleichrichter GW, dem Stromrichter SR2, der Batterie HV-BAT, dem Gleichstroman schluss GA und dem Onboard-Charger OC. Das Steuergerät eDCU weist Schnittstel len auf und ein Rechenmittel, wie beispielsweise einen Mikrocontroller, der die Daten der angeschlossenen Geräte verarbeitet und daraus mittels verschiedener Funktio nen Steuersignale ableitet. Zuallererst steuert das Steuergerät eDCU den Energief luss im Hochvoltgleichspannungsnetz. Dies geht im einfachsten Fall, indem einzelne Komponenten angewiesen werden, Energie zu entnehmen oder zu liefern oder dies nicht mehr zu tun. Weiterhin ist es möglich, dass auch dies in Stufen geschehen kann. Das heißt, es wird mehr oder weniger Energie geliefert oder entnommen. Dar über hinaus weist jedoch das Steuergerät noch weitere Funktionen auf. Dazu gehört beispielsweise die Einstellung der Drehzahl, die Einstellung des Drehmoments, die Überwachung auf eine maximal zulässige Drehzahl, die Sicherstellung eines Still stands der Trommel, der Ausgleich von Baumaterial in der Trommel hinsichtlich sei ner Verteilung und weiterer Funktionen, die über dieses Steuergerät ausgeführt wer den können. Das Hochvoltgleichspannungsnetz wird auch von der Hochvoltbatterie HV-BAT mit Energie versorgt. Dazu weist die Hochvoltbatterie HV-BAT Schütze auf, aber auch ein Batteriesteuergerät oder zumindest eine solche Funktion, die mit dem Steuerge rät eDCU in Verbindung steht. Darüber kann der verbliebene Energieinhalt in der Batterie HV-BAT und auch die elektrischen Parameter übertragen bzw. auch plausi- bilisiert werden. Bei einem Energieüberschuss im Hochvoltgleichspannungsnetz HVN kann die Batterie HV-BAT daraus geladen werden.

Weiterhin an das Hochvoltgleichspannungsnetz sind der Onboard-Charger OC und der Gleichspannungsanschluss GA angeschlossen. Der Onboard-Charger OC ist da für gedacht, dass eine stationäre Wechselspannungsquelle wie das Stromnetz an den Anhänger A angeschlossen wird, um daraus beispielsweise, wenn der Betonmi scher an seiner Parkstelle abgestellt wird, aufgeladen werden kann und insbeson dere dabei die Hochvoltbatterie HV-BAT. Der Gleichspannungsanschluss GA ist für den gleichen Zweck vorgesehen, wenn eine Gleichspannungsquelle zur Verfügung steht, über die dann auch das Hochvoltgleichspannungsnetz HVN mit Energie ver sorgt werden kann.

Als vorteilhafte Länge von Elektromotor CMe und Getriebe GT hat sich ein Wert von 685 mm ergeben. Dies führt zu einer sehr Platz sparenden Gestaltung.

In Figur 2 ist ein Schichtmodell der Software, die auf dem Steuergerät eDCU verwen det wird, dargestellt. Als unterste Schicht MH liegt die Mikrocontroller-Hardware vor. Darauf setzt sich dann als nächste Schichten das Betriebssystem BS, das soge nannte Basic Input Output System BIOS, das Speichermanagement MM und eine Di agnose Dl an. Über dem BIOS sind weiterhin noch eine Kommunikationsschicht KO, eine Sensoraktorenschicht S-A und eine Input/Output-Systemschicht IO vorgesehen. Darüber befindet sich die Signalabstraktionsschicht SA, in der die Signale vom Motor VM, von den Stromrichtern SR1 und SR2 sowie dem Gleichspannungswandler GW, der Batterie HV-BAT, der Elektromaschine CMe und anderen Komponenten bereitge stellt werden. Darüber befindet sich dann als wichtige Schicht die Funktionssoftware FSW, in der wie oben dargestellt das Energieflussmanagement, aber auch die Steue rung der Trommel vorgesehen ist mit den unterschiedlichen Funktionen. Weiterhin ist noch eine Fehlerbehandlung FH als Sicherheitsfunktion SF und eine Statistikfunk tion ST vorgesehen. Die Signalabstraktionsschicht SA sorgt dafür, dass alle Signale in der für die Funktionssoftware FSW relevanten Schicht passend skaliert und fehler behandelt ankommen. Weiterhin sorgt das Steuergerät eDCU dafür, dass das Hoch- und Herunterfahren des gesamten Systems gesteuert und überwacht wird. Beispiels weise kann das Steuergerät eDCU bei Fahrzuständen geringer Fahrantriebsleistung die Batterie laden, sodass der Zielort mit aufgeladener Batterie erreicht wird und der Fahrer den Verbrennungsmotor abstellen kann.

Figur 3 zeigt in einem Blockschaltbild vereinfacht einen Stromrichter, wie beispiels weise SR2 als Wechselrichter. Zunächst ist am Eingang ein Gleichspannungsfilter DC-F vorgesehen, an das sich eine Kapazitätsschaltung beispielsweise zur Ausfilte rung von Harmonischen anschließt. In einem Leistungsteil PB, in dem sich die Leis tungsschalter beispielsweise in der Brückenschaltung B6 verschaltet befinden, wird aus der Gleichspannung vom Zwischenkreis die Wechselspannung vorliegend drei phasig erzeugt. Hierbei wird das Prinzip des Zerhackens angewendet. Über eine Steuerungsfunktion CB wird dieses Leistungsbord PB angesteuert und auch Werte bezüglich beispielsweise Hitzeentwicklung usw. entnommen. Wie oben dargestellt, ist die Steuerungsfunktion CB mit dem Steuergerät eDCU, aber auch mit dem Elekt romotor CMe verbunden, um Sensorwerte aufzunehmen und weitere Signale zu ver senden. Das Leistungsbord PB ist ausgangsseitig mit einem Wechselstromfilter AC-F verbunden, der dann mit dem Elektromotor am Ausgang O verbunden ist. Die Filter AC-F und DC-F sind zum Ausfiltern hoher Frequenzanteile vorgesehen.

Figur 4 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Onboard-Chargers. Über eine sogenannte Relaismatrix RM wird der Wechselstrom von der externen Wechselstromquelle auf genommen. Über einen Filter EMC-F gelangt dann der Wechselstrom in den Gleich richter PFC. Die gleichgerichtete Spannung wird dann im Gleichspannungswandler GW, der wiederum galvanisch isoliert ist, auf die Hochvoltgleichspannung umgesetzt, um dann noch an den Ausgangsfilter O-EMC-F angewendet zu werden.

Figur 5 zeigt in einem Blockschaltbild das erfindungsgemäße Steuergerät eDCU, das sich üblicherweise in einem Gehäuse befindet. Dargestellt sind hier nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Komponenten. Über eine Busschnittstelle CAN-IF für den sogenannten CAN-Bus werden Daten empfangen und versendet. An diese Schnittstelle ist der Mikrocontroller pC angeschlossen, auf dem bspw. Funktio nen F1 , F2 und F3 wie oben dargestellt vorhanden sind und die dieser anhand der ihm zufließenden Daten anwendet. Wie oben dargestellt, ist eine der wichtigsten Funktionen, den Energiefluss über das Hochvoltgleichspannungsnetz HVN zu steu ern. Wie oben dargestellt, ist das Steuergerät eDCU auch mit einer Eingabeschnitt stelle verbunden, über die beispielsweise ein Bediener Anweisungen hinsichtlich des Trommelverhaltens und anderer Komponenten eingeben kann. Diese werden hier entsprechend der Sensorwerte und vorhandenen Funktionen dann umgesetzt.

Bezuaszeichen

ZM Zugmaschine

A Anhänger

VM Verbrennungsmotor

G Generator

SR1 , 2 Stromrichter

GW Gleichspannungswandler

HVN Hochvoltgleichspannungsnetz eDCU Steuergerät

CMe Elektromotor

GT Getriebe

MT Mischertrommel

HV-BAT Hochvoltbatterie

GA Gleichspannungsanschluss

OC Onboard-Charger

MH Microcontroller-Hardware

BIOS Basic Input Output System

BS Betriebssystem

MM Speichermanagement

KO Kommunikation

S-A Sensorenaktoren

IO Eingabe-Ausgabesystem

Dl Diagnose

SF Sicherheitsfunktion

FH Fehlerbehandlung

SA Signalabstraktionsschicht

ST Statistik

FSW Funktionssoftware

CAN-IF Busschnittstelle

mq Mikrocontroller

F1 -3 Funktionen

DC-F Gleichstromfilter CA-B Kondensatorschaltung

PB Leistungsbord

CB Controller

AC-F Wechselspannungsfilter

O Ausgang

RM Relaismatrix

EMC-F Filter

PFC Gleichrichter

O-EMC-F Filter