DE10109139A1 - Arbeitsfahrzeug mit einem durch einen hydraulischen Drehzahlregler verschiebbaren Arbeitswerkzeug - Google Patents

Abstract

Ein Arbeitsfahrzeug weist ein Arbeitsgerät (20) auf, das von dem Arbeitsfahrzeug getragen wird und durch ein Hydraulikstellglied (1) verstellbar ist, und eine Steuerung (16) zum Erzeugen eines Steuerungsausgabesignals zum Steuern einer Position des Arbeitsgerätes als Reaktion auf ein Steuerungseingabesignal anhand vorbestimmter Steuerungscharakteristiken. Die Steuerungscharakteristiken weisen zumindest eine erste Steuerungscharakteristik (QS') und eine zweite Steuerungscharakteristik (QS'') auf, die voneinander verschieden sind. Die Steuerung bezieht sich auf die zweite Steuerungscharakteristik zum Erzeugen des Steuerungsausgabesignals, wenn das Steuerungseingabesignal resultiert aus einer Veränderung eines von einer Einstellvorrichtung (15; 17S) zum Einstellen einer Zielstufe des Arbeitsgerätes eingestellten Signal, und sie bezieht sich auf die zweite Steuerungscharakteristik zum Erzeugen des Steuerungsausgabesignals, wenn das Steuerungseingabesignal resultiert aus einer Veränderung eines Detektionssignals eines Verstellungsdetektionssensors zum Detektieren einer Verstellung des Arbeitsgerätes.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug mit einem Arbeitsgerät, das relativ zu dem Arbeitsfahrzeug durch ein Hydraulikstellglied verstellbar ist und eine Steue­ rung zum Erzeugen eines Steuerungsausgabesignals zum Steuern einer Position des Arbeitsgerätes als Reaktion auf Steuerungseingabesignale anhand vorbe­ stimmter Steuerungscharakteristiken.

BESCHREIBUNG DES RELEVANTEN STANDES DER TECHNIK

In einem typischen Aufbau eines Arbeitsfahrzeugs mit einem Arbeitsgerät der obengenannten Art empfängt die Steuerung als Steuerungseingabesignale ein ein­ gestelltes Signal von einer Einstellvorrichtung zum Einstellen einer Zielhöhe des Arbeitsgerätes und ein Detektionssignal von einem Positionsdetektionssensor zum Detektieren einer Verstellstufe des Arbeitsgerätes. Als Reaktion auf die Steuerungseingabesignale erzeugt die Steuerung ein Steuerungsausgabesignal anhand einer Tabelle von Steuerungscharakteristiken und gibt das Steuerungs­ ausgabesignal aus zum Antrieb eines Hydraulikstellgliedes, um das Arbeitsgerät auf einer Zielstufe zu halten.

Wenn das Arbeitsgerät von der Zielstufe unter dem Einfluss einiger Turbulenzen abweicht, wird beispielsweise eine Steuerung ausgeführt, um das Arbeitsgerät auf die Zielstufe zurückzubringen. Zu dieser Zeit wird die korrigierende Steuerung ausgeführt, basierend auf einer Start-Strömungsgeschwindigkeitstabelle, die als vorbestimmte Steuerungscharakteristiken gespeichert ist. Die Steuerungscharakte­ ristiken, die von dieser Start-Strömungsgeschwindigkeitstabelle vorgesehen sind, sind so eingestellt, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Drucköls, das dem Hydraulikstellglied zugeführt wird, mit der Zeit startend von einem Punkt, an dem die Steuerung gestartet wird, erhöht wird.

Hier wird als diese Art von Arbeitsfahrzeug als ein Beispiel ein Zerstäuberausleger betrachtet, der als das Arbeitsgerät fungiert (vgl. Fig. 12). Ein großes Arbeits­ fahrzeug kann als das Arbeitsgerät einen Vorratstank aufweisen, der einen Teil des Zerstäuberauslegers bildet und eine Kapazität von 1300 l zum Bevorraten ei­ nes verflüssigten Düngemittels, von Wasser oder ähnlichem aufweist. Es ist not­ wendig, den Vorratstank mit dem hydraulischen Stellglied anzuheben oder abzu­ senken. Beispielsweise wird während eines Betriebs, um dem Vorratstank Wasser zuzuführen, der Vorratstank im Verlaufe des Wasserzuführbetriebs schwerer. Wenn das Drucköl versehentlich aus dem Hubzylinder abläuft, fällt das Arbeitsge­ rät unterhalb einer Totzone einer eingestellten Höhe. Dies löst eine Steuerung zum Zurückführen des Arbeitsgerätes auf eine Zielhöhe aus.

Die Steuerung wird anhand der obengenannten Start-Strömungsgeschwindigkeits­ tabelle (Steuerungscharakteristiken) ausgeführt. Diese Start-Strömungs­ geschwindigkeitstabelle ist eingestellt, um eine große Menge pro Zeiteinheit zu­ zuführen. Als ein Resultat wird der Zerstäuberausleger, der als Arbeitsgerät dient, schnell angetrieben, um das Arbeitsgerät auf die Zielhöhe zurückzubringen. Dann wird das Arbeitsgerät mit Beschleunigung bewegt, so dass das Wasser in dem Vor­ ratstank geschüttelt wird, was ungünstigerweise dazu führt, dass der Wasservorrat eine Zuführöffnung überströmt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Das Ziel dieser Erfindung ist es, ein Arbeitsfahrzeug anzugeben, das fähig ist, die Verstellung eines Arbeitsgerätes zu steuern, gleichzeitig Nachteile einer übermä­ ßigen Verstellgeschwindigkeit zu vermeiden, indem speziell eine Korrektursteue­ rung ausgeführt wird, um das Arbeitsgerät auf eine Zielstufe zu bringen, die als ein Resultat des Ausströmens von Drucköl aus einem Hubzylinder oder ähnlichem aufgrund einer Undichtigkeit erforderlich sein kann.

Das obige Ziel ist gemäß dieser Erfindung erreicht durch ein Arbeitsfahrzeug mit einem Arbeitsgerät, das von dem Arbeitsfahrzeug getragen wird, und durch ein Hydraulikstellglied verstellbar ist und eine Steuerung zum Erzeugen eines Steue­ rungsausgabesignals zum Steuern einer Position des Arbeitsgerätes als Reaktion auf ein Steuerungseingabesignal anhand vorbestimmter Steuerungscharakteristi­ ken, wobei die Steuerungscharakteristiken zumindest eine erste Steuerungscha­ rakteristik aufweisen und eine zweite Steuerungscharakteristik, die sich voneinan­ der unterscheiden, wobei die Steuerung eine Steuerungscharakteristik gemäß ei­ ner Art des Steuerungseingabesignals auswählt, um darauf Bezug zu nehmen.

Dieser Aufbau liefert eine Vielzahl von verschiedenen Steuerungscharakteristiken, aus denen eine optimale gemäß der Steuerungssituation ausgewählt werden kann. Das heißt, eine Strömungsgeschwindigkeitscharakteristik zum Zuführen von Drucköl zu dem Hydraulikstellglied kann geeignet ausgewählt werden gemäß ei­ nem die Bewegung des Arbeitsgerätes erforderlich machenden Faktors.

Beispielsweise kann die zweite Steuerungscharakteristik eine höhere zeitabhängi­ ge Anstiegsrate der dem Stellglied zugeführten Druckölmenge haben als die erste Steuerungscharakteristik. Ein Unterschied zwischen einer eingestellten Stufe und einer tatsächlichen Stufe des Arbeitsgerätes ist in dem Fall von Druckölleckage gering. Eine Verstellsteuerung des Arbeitsgerätes, die sich aufgrund so eines Faktors ergibt, kann ausgeführt werden, indem eine Start-Strömungsgeschwindig­ keit gesteuert wird, basierend auf der ersten Steuerungscharakteristik mit einer geringen Anstiegsrate der Druckölzufuhr. Wenn der Bediener die Stufe des Ar­ beitsgerätes bewusst ändern möchte, existiert im Allgemeinen eine große Differenz zwischen einer eingestellten Stufe und einer tatsächlichen Stufe des Arbeitsgerä­ tes. In einem solchen Fall kann die Start-Strömungsgeschwindigkeit basierend auf der zweiten Steuerungscharakteristik mit einer hohen Anstiegsrate der Druckölzu­ fuhr gesteuert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung bezieht sich die Steuerung auf die zweite Steuerungscharakteristik zum Erzeugen des Steuerungsausgabe­ signals, wenn das Steuerungseingabesignal resultiert aus einer Veränderung eines eingestellten Signals von einer Einstellvorrichtung zum Einstellen einer Zielstufe des Arbeitsgerätes und sie bezieht sich auf die zweite Steuerungscharakteristik zum Erzeugen des Steuerungsausgabesignals, wenn das Steuerungseingabesignal resultiert aus einer Veränderung eines Detektionssignals von einem Verstelldetek­ tionssensor zum Detektieren einer Verstellung des Arbeitsgerätes. In einer Ver­ stellsteuerung des Arbeitsgerätes, verursacht durch eine Bedienung der Einstell­ vorrichtung, wird eine Start-Strömungsgeschwindigkeit basierend auf der zweiten Steuerungscharakteristik mit einer hohen Anstiegsrate der Druckölzufuhr gesteu­ ert. Das heißt, zum Korrigieren einer Stufe des Arbeitsgerätes werden eine Viel­ zahl von Strömungsgeschwindigkeitssteuerungscharakteristiken zum selektiven Einsatz verfügbar gemacht anhand eines Faktors, der das Korrigieren der Stufe des Arbeitsgerätes erforderlich macht. Wenn eine Druckölleckage aus dem Hubzy­ linder der Grund ist, wird das Hydraulikstellglied gesteuert basierend auf der ers­ ten Steuerungscharakteristik mit einer geringen Anstiegsrate der Druckölzufuhr, um eine sanfte Verstellung zu realisieren. Wenn auf der anderen Seite eine Ände­ rungsbedienung der Einstellvorrichtung der Grund ist, wird die Stufe des Arbeits­ geräts mit Willen des Bedieners gewechselt. Das Hydraulikstellglied wird gesteuert basierend auf der zweiten Steuerungscharakteristik mit einer hohen Anstiegsrate der Druckölversorgung, um eine schnelle Verstellung zu ermöglichen.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist die Einstellvorrichtung zum Einstellen einer Zielstufe des Arbeitsgerätes eine Positionseinstellvorrichtung zum Einstellen einer Höhe des Arbeitsgerätes relativ zu dem Arbeitsfahrzeug. Wenn die Positionseinstellvorrichtung bedient wird, ist es oft der Fall, dass das Arbeitsgerät sehr weit nach oben oder unten bewegt wird. Folglich basiert die Steuerung auf der Start-Strömungsgeschwindigkeitscharakteristik mit einer hohen Anstiegsrate der Druckölzufuhr. Die Steuerung wird in Übereinstimmung mit dem Bedienungsgefühl des Bedieners ausgeführt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist die Einstell­ vorrichtung zum Einstellen einer Zielstufe des Arbeitsgerätes eine Einstellungsvor­ richtung für eine obere Grenze zum Einstellen einer oberen Grenzposition des Ar­ beitsgerätes relativ zu dem Arbeitsfahrzeug, wobei das Arbeitsgerät zwangsweise zu der oberen Grenzposition verstellt wird, die von der Einstellvorrichtung für die obere Grenze eingestellt ist. Wenn die obere Grenzposition relativ zu dem Fahr­ zeugaufbau geändert wird, indem die Einstellvorrichtung für die obere Grenze be­ dient wird, muss das Arbeitsgerät sehr weit angehoben oder abgesenkt werden. In diesem Fall basiert die Steuerung auf der Start-Strömungsgeschwindigkeits­ charakteristik mit einer hohen Anstiegsrate der Druckölzufuhr. Eine schnelle Steu­ erung wird in Übereinstimmung mit dem Bedienungsgefühl des Bedieners ausge­ führt.

In einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung bezieht sich die Steuerung auf die zweite Steuerungscharakteristik zum Erzeugen des Steuerungsausgabesignals, wenn das Steuerungseingabesignal aus einer Veränderung des eingestellten Sig­ nals von einer Zugeinstellvorrichtung zum Einstellen einer Referenzbetriebsbelas­ tung des Arbeitsgerätes resultiert, und die Steuerung bezieht sich ebenso auf die zweite Steuerungscharakteristik zum Erzeugen des Steuerungsausgabesignals, wenn das Steuerungseingabesignal resultiert aus einer Veränderung eines Detek­ tionssignals von einem Belastungsdetektionssensor zum Detektieren einer tat­ sächlichen Betriebsbelastung, die auf das Arbeitsgerät wirkt.

Als Zugsteuerung ist eine Steuerung zum Aufrechterhalten einer eingestellten Be­ triebsbelastung bekannt, die auf das Arbeitsgerät wirkt. Wenn eine Betriebsbelas­ tung empfangen wird, die die eingestellte Belastung übersteigt, muss dieser Zu­ stand sofort beendet werden, um das Arbeitsgerät zu schützen. Unabhängig da­ von, ob die übermäßige Betriebsbelastung von einer Bedienung der Einstellvor­ richtung verursacht wurde, wird das Arbeitsgerät angehoben oder abgesenkt durch eine Steuerung, die auf der Steuerungscharakteristik (d. h. der zweiten Steue­ rungscharakteristik) mit einer hohen Anstiegsrate basiert, um die Überlastung so­ fort zu eliminieren.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung dieser Erfindung weisen die Steue­ rungscharakteristiken eine erste Steuerungscharakteristik auf mit einer vorbe­ stimmten zeitabhängigen Anstiegsrate einer Druckölmenge, die dem Hydraulik­ stellglied zugeführt wird, eine zweite Steuerungscharakteristik mit einer größeren zeitabhängigen Anstiegsrate als die der ersten Steuerungscharakteristik und eine Abweichungssteuerungscharakteristik, die eingestellt ist, um die Druckölmenge, die dem Hydraulikstellglied zugeführt wird zu erhöhen bei einer Abweichung zwi­ schen einem eingestellten Signal von einer Einstellvorrichtung zum Einstellen ei­ ner Zielposition des Arbeitsgerätes und einem Detektionssignal von einem Positi­ onsdetektionssensor zum Detektieren einer Position des Arbeitsgerätes, und wobei die Steuerung entweder die erste oder die zweite Steuerungscharakteristik gemäß einer Art des Steuerungseingabesignals auswählt, die ausgewählte erste oder zweite Steuerungscharakteristik mit der Abweichungssteuerungscharakteristik ver­ gleicht und das Steuerungsausgabesignal anhand eines Wertes zum Zuführen ei­ ner kleineren Druckölmenge zu dem Hydraulikstellglied erzeugt.

Dieser Aufbau priorisiert die Abweichungssteuerung, abhängig von einem Steue­ rungseingabesignal. Mit der Abweichungssteuerung wird das Arbeitsgerät auch schnell und effizient verstellt, wenn die obige Abweichung als ein Steuerungsaus­ gabebetrag groß ist. Wenn die Abweichung klein ist, wird das Arbeitsgerät sanft verstellt, um ein Überschwingen zu vermeiden.

Andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden aus der folgenden Be­ schreibung der Ausführungsform anhand der Zeichnungen offensichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines rückseitigen Abschnitts eines Trak­ tors, der als ein Beispiel von Arbeitsfahrzeugen gemäß dieser Erfin­ dung dient;

Fig. 2 ist ein Hydraulikkreisdiagramm;

Fig. 3 ist ein Steuerungsblockdiagramm;

Fig. 4 ist eine Ansicht, die zwei Start-Strömungsgeschwindigkeiten mit ver­ schiedenen Charakteristiken zeigt;

Fig. 5 ist eine Ansicht, die Druckölmengen zeigt, die einem Lastarm in einer Positionssteuerung zugeführt werden, ausgeführt in einer Zeit einer Abweichung zwischen einem Positionshebelsensor und einem Last­ armsensor, wenn eine Strömungsgeschwindigkeit mit einem starken Anstieg angewandt wird;

Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Steuerungsabschnittes von Fig. 5;

Fig. 7 ist eine Ansicht, die Druckölmengen zeigt, die dem Lastarm in einer Positionssteuerung zugeführt werden, die in einer Zeit einer Abwei­ chung zwischen dem Positionshebelsensor und dem Lastarmsensor ausgeführt werden, wenn eine Start-Strömungsgeschwindigkeit mit einem schwachen Anstieg angewandt wird;

Fig. 8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Steuerungsabschnittes von Fig. 7;

Fig. 9 ist eine Ansicht, die eine zeitabhängige Änderung der Start- Strömungsgeschwindigkeit zeigt;

Fig. 10 ist eine Ansicht, die ein Verhältnis zwischen der Abweichungsströ­ mungsgeschwindigkeit und der Abweichung zeigt;

Fig. 11 ist ein Flussdiagramm einer Steuerung zum Auswählen zwischen der Strömungsgeschwindigkeit mit schwachem Anstieg und der Start-Strömungsgeschwindigkeit mit starkem Anstieg;

Fig. 12 ist eine Seitenansicht eines Pfluggerätes, das als ein Beispiel von Arbeitsgeräten dient; und

Fig. 13 ist eine Seitenansicht eines Zerstäuberauslegers, der als ein Beispiel von Arbeitsgeräten dient.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Eine Ausführungsform dieser Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnun­ gen beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen rückseitigen Abschnitt eines Traktors, der als ein Arbeitsfahr­ zeug dient. Dieser Traktor wird hauptsächlich in der Landwirtschaft eingesetzt. Der Traktor weist in seinem Rückabschnitt einen Hubzylinder 1 auf (ein Beispiel von hydraulischen Stellgliedern) zum Anheben und Absenken eines Paares von rech­ ten und linken Lastarmen 2. Ein Rotations- oder Kreiselpflug 5 (ein Beispiel für Arbeitsgeräte) ist mit dem Traktor verbunden über einen Drei-Punkt-Verbindungs­ mechanismus, der eine einzelne obere Verbindung 3 und ein Paar von rechten und linken, unteren Verbindungen 4 aufweist. Die unteren Verbindungen 4 hängen über Hubstangen 6 an den Lastarmen 2, wodurch der Kreiselpflug 5 durch die Antriebs­ kraft des Hubelements 1 vertikal bewegbar ist. Die rechte Hubstange 6 hat einen doppelwirkenden Rollzylinder 7, der darauf montiert ist, und ausziehbar und zu­ sammenziehbar ist, um das Rollen des Kreiselpflug 5 zu bewirken.

Zu den Arbeitsgeräten, die an dem Drei-Punkt-Verbindungsmechanismus befestig­ bar sind, gehören neben dem Kreiselpflug 5 ein Pfluggerät 25 wie in Fig. 12 ge­ zeigt und ein Auslegerzerstäuber 20 zum Zerstäuben eines Düngers wie in Fig. 13 gezeigt. Das Pfluggerät 25 und der Auslegerzerstäuber 20 wird im Folgenden beschrieben. Die Beschreibung wird zunächst auf den Kreiselpflug 5 zentriert.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist ein Hydrauliksystem zum Betätigen des Hubzylinders 1 und des Rollzylinders 7 vorgesehen.

Das Hydrauliksystem beinhaltet ein Strömungsvorrangventil 10, das an einer Öl­ leitung angeordnet ist, die sich von einer Hydraulikpumpe P erstreckt, die durch einen Motor E angetrieben wird. An dem Strömungsvorrangventil 10 verzweigt sich die Ölleitung, um eine bestimmte Menge von Steuerungsströmung einem Rollsteu­ erungsventil 11 zuzuführen, das von elektromagnetisch betätigbarer Art ist, und um eine Überschussströmung einem Anhebe- und Absenksteuerventil V zuzufüh­ ren, das von der Art eines elektromagnetischen Proportionalventils ist. Das Rollsteuerungsventil 11 ist durch elektrische Signale in eine Zusammenziehstel­ lung schaltbar zum Zusammenziehen des Rollzylinders 7, in eine Auseinander­ ziehstellung zum Auseinanderziehen des Rollzylinders 7 und in eine neutrale Stellung zum Verhindern des Auseinanderziehens und des Zusammenziehens.

Das Anhebe- und das Absenksteuerungsventil V weist ein Anhebesteuerungsventil 12 auf zum Zuführen von Drucköl zu dem Hubzylinder 1, ein Anhebeleitventil 12P zum Betreiben des Anhebesteuerventils 12 mit Leitdruck, ein Absenksteuerungs­ ventil 13 zum Entleeren von Drucköl aus dem Hubzylinder 1 und ein Absenkleit­ ventil 13P zum Betreiben des Absenksteuerungsventils 13 mit Leitdruck. Das An­ hebeleitventil 12P und das Absenkleitventil 13P werden auf verschiedene Stufen geöffnet im Verhältnis zu den Strömen, die den jeweiligen elektromagnetischen Solenoiden 12S und 13S zugeführt werden, um den Leitdruck zu variieren, wo­ durch die Öffnungsstufen des Anhebesteuerungsventils 12 und des Absenksteue­ rungsventils 13 angepasst werden. Folglich ist das Anhebe- und das Absenksteue­ rungsventil V ein elektromagnetisches Proportionalsteuerungsventil.

Wenn bei diesem Aufbau der Kreiselpflug 5 angehoben wird, wird dem elektro­ magnetischen Solenoid 12S des Anhebeleitventils 12P ein Strom in einer ange­ passten Stärke zugeführt. Das Anhebeleitventil 12P wird im Verhältnis zu dem Stromwert geöffnet, um den Leitdruck, der von dem Anhebeleitventil 12P dem An­ hebesteuerungsventil 12 aufgegeben wird zu variieren, wodurch das Anhebesteue­ rungsventil 12 bis zu einer Stufe geöffnet wird, die dem Stromwert proportional ist. Als ein Resultat wird dem Hubzylinder 1 Drucköl in einer Menge zugeführt, die der Ventilöffnungsstufe proportional ist, was eine sich erhöhende Geschwindigkeit des Kreiselpflugs 5 festlegt. Wenn der Kreiselpflug 5 festgelegt, wird in ähnlicher Wei­ se ein Strom in einer angepassten Menge dem elektromagnetischen Solenoid 13S des Absenkleitventils 13P zugeführt. Das Absenkleitventil 13P wird im Verhältnis zu dem Stromwert geöffnet, um den Leitdruck zu variieren, der dem Absenksteue­ rungsventil 13 von dem Absenkleitventil 13P aufgegeben wird, wobei das Absenk­ steuerungsventil 12 bis zu einer Stufe geöffnet wird, die dem Stromwert proportio­ nal ist. Als ein Resultat wird das Drucköl aus dem Hubzylinder 1 in einer Menge abgeführt, die der Ventilöffnungsstufe proportional ist, was eine Absinkgeschwin­ digkeit des Kreiselpflugs 5 festlegt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, hat eine Steuerung 16 mit einem Mikroprozessor ein Einga­ besystem zum Empfangen von Signalen über einen Analog/Digital-Wandler 19 von verschiedenen Geräten, die an den Fahrzeugaufbau angeordnet sind. Zu diesen Geräten gehört ein Hebelsensor 17S von der Potentiometerart zum Messen einer Betriebsposition eines Positionshebels 17 (ein Beispiel einer Einstellvorrichtung zum Einstellen einer Betriebszielmenge), einen Lastarmsensor 25 von der Poten­ tiometerart (ein Beispiel eines Betriebspositiondetektionssensors zum Detektieren einer Betriebsposition des Hydraulikstellglieds) zum Messen eines Schwenkbe­ trags des Lastarms 2, eine Pflugtiefeneinstellvorrichtung 18S von der Potentiome­ terart (ein Beispiel einer Einstellvorrichtung zum Einstellen einer Betriebszielgrö­ ße), die durch eine Scheibe mit Skaleneinteilung 18 zum Einstellen einer Flugtiefe des Kreiselpflugs 5 bedienbar ist, und einen Abdeckungssensor 5S von der Poten­ tiometerart (ein Beispiel eines Betriebspositionsdetektionssensors zum Detektieren einer Betriebsposition des Hydraulikstellglieds) zum Messen einer Pflugtiefe des Kreiselpflugs 5 durch Messen eines Schwenkbetrags einer rückseitigen Abdeckung 5A des Kreiselpflugs 5. Ein elektrisches System ist aus Versorgungsströmen gebil­ det, die von der Steuerung 16 zu den elektromagnetischen Solenoiden 12S und 13S des Anhebeleitventils 12P und des Absenkleitventils 13P fließen.

Die Steuerung 16 weist als ihre zentrale Komponente einen Mikrocomputer mit verschiedenen Funktionen auf, die durch Software, Hardware oder beidem bereit­ gestellt werden. Die für diese Erfindung speziell wichtigen Funktionen werden von einer Eingabesignaldiskriminierungsvorrichtung 16a ausgeführt, die aus den Steu­ erungseingabesignalen, die über das obige Eingabesystem empfangen werden, die Quellen und Ursachen der Eingabesignale bestimmt, und von einer Ausgabesig­ nalerzeugungsvorrichtung 16b zum Bestimmen der Start-Strömungsgeschwindig­ keitskurven (Fig. 4 und 10) als Steuerungscharakteristiken, auf die sich bezogen wird, basierend auf Diskriminierungsergebnissen der Eingabesignaldiskrimierungs­ vorrichtung 16a und auf dem Erzeugen von Steuerungsausgabesignalen zum Steuern der Positionen des Arbeitsgeräts in Übereinstimmung mit den Steuerungs­ eingabesignalen.

Bei diesem Landwirtschaftstraktor werden zwei Arten von Prozesssteuerungen durchgeführt. Eine ist eine Positionssteuerung zum vertikalen Bewegen des Krei­ selpflugs 5 bis zwischen einer Zielhöhe relativ zu dem Fahrzeugaufbau des Krei­ selpflugs 5, eingestellt durch den Hebelsensor 17S und einer tatsächlichen Höhe relativ zum dem Fahrzeugaufbau des Kreiselpflugs 5, gemessen durch den Last­ armsensor 25 eine grobe Übereinstimmung erzielt ist. Die andere ist eine automa­ tische Pflugtiefensteuerung zum vertikalen Bewegen des Kreiselpflugs 5 zum Er­ zielen einer ungefähren Übereinstimmung zwischen einer Zielpflugtiefe, eingestellt durch die Pflugtiefeneinstellvorrichtung 18 und einer tatsächlichen Pflugtiefe des Kreiselpflugs 5, gemessen durch den Abdeckungssensor 5S.

Die Positionssteuerung wird als nächstes beschrieben. Wie in Fig. 9 gezeigt, wird eine Start-Strömungsgeschwindigkeit QS entlang einer charakteristischen Linie einer sich mit der Zeit vergrößernden Strömungsgeschwindigkeit ausgewählt. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, wird entlang einer charakteristischen Linie eine Abwei­ chungsströmungsgeschwindigkeit QH ausgewählt, die sich mit der Abweichung erhöht, basierend auf einem eingestellten Signal eines Einstellungssystem, wie etwa dem Hebelsensor 17S und auf einem Detektionssignal eines Rückkopplungs­ systems, wie etwa dem Lastarmsensor 25. Indem mit diesen zwei Strömungsge­ schwindigkeiten eine Basissteuerung ausgeführt wird, wie in Fig. 6 gezeigt, die eine Vergrößerung eines in Fig. 5 gezeigten Steuerungsabschnittes zeigt, wird die Steuerung mit der Start-Strömungsgeschwindigkeit QS gestartet, die etwas größer als 0 ist, während die Abweichungströmungsrate QH groß ist aufgrund einer großen Abweichung zwischen einem Wert, der durch den Positionshebel 17 einge­ stellt ist und einem Detektionswert durch den Lastarmsensor 25. Dies ist so, da die Steuerung durch die Steuerung 16 als einen Steuerungsausgabewert den klei­ neren Wert von der Start-Strömungsgeschwindigkeit QS und der Abweichungs­ strömungsgeschwindigkeit QH annimmt.

Fig. 5 ist eine grafische Darstellung, die Ergebnisse eines Tests zeigt, der mit dem Zerstäubungsausleger 20 durchgeführt wurde, der als Arbeitsgerät ange­ bracht wurde, in dem Drucköl künstlich aus dem Hubzylinder 1 ausgelassen wurde, um den Zerstäubungsausleger 20 unterhalb einer Totzone einer eingestellten Höhe abzusenken.

Das heißt, dass das Arbeitsgerät durch die Positionssteuerung auf eine vorbe­ stimmte Höhe eingestellt wird, und dass das Drucköl künstlich aus dem Hubzylin­ der 1 ausgeleitet wurde. Das Arbeitsgerät sinkt unter die Totzone und eine Kor­ rektursteuerung wird in diesem Zeitpunkt gestartet, um das Arbeitsgerät auf die vorbestimmte Höhe zurückzuheben. Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, wird die Steuerung nach einer Zeitspanne von 12,2 Sekunden gestartet, wobei die Start- Strömungsgeschwindigkeit QS geringer ist als die Abweichungsströmungsge­ schwindigkeit QH. Der Hubzylinder 1 wird auseinandergezogen, indem die Start- Strömungsgeschwindigkeit QS allmählich 0,21 Sekunden bis zu dem 12,5 Sekun­ den-Punkt erhöht wird, wenn die Start-Strömungsgeschwindigkeit QS die Abwei­ chungsströmungsgeschwindigkeit QH übersteigt. Anschließend wird die Steuerung mit der Abweichungsströmungsgeschwindigkeit QH, die geringer als die Start- Strömungsgeschwindigkeit QS ist, weiter geführt. Sowohl die Abweichungsströ­ mungsgeschwindigkeit QH als auch die Start-Strömungsgeschwindigkeit QS wer­ den allmählich erniedrigt. Daraus folgt, dass eine endgültige Anhebe-/Absenk- Strömungsgeschwindigkeit Qe, die eine Betriebsströmungsgeschwindigkeit reprä­ sentiert, zu der Start-Strömungsgeschwindigkeit QS in der ersten Hälfte des Be­ triebs korrespondiert und zu der Abweichungsströmungsgeschwindigkeit QH in der zweiten Hälfte nach 0,21 Sekunden. Wie in Fig. 4 gezeigt, erhöht sich die Start- Strömungsgeschwindigkeit QS, die in dieser Steuerung eingesetzt wird, mit einem starken Gradienten, das heißt, basierend auf einer zweiten Steuerungscharakteris­ tik (einer zweiten Start-Strömungsgeschwindigkeitskurventabelle).

Das heißt, als Steuerungscharakteristiken, auf die beim Berechnen der Start- Strömungsgeschwindigkeit QS Bezug genommen wird, werden zwei Arten mit ver­ schiedenen Anstiegsgradienten vorgesehen, nämlich eine erste Steuerungscha­ rakteristik mit einem schwachen Gradienten (erste Start-Strömungsgeschwindig­ keitskurventabelle) und die zweite Steuerungscharakteristik mit einem starken Gradienten (zweite Start-Strömungsgeschwindigkeitskurventabelle). Die erste Cha­ rakteristik mit dem schwachen Gradienten wird eingesetzt, wenn das Anheben oder das Absenken des Arbeitsgerätes langsam ist. Die zweite Charakteristik mit dem starken Gradienten wird eingesetzt, wenn das Anheben oder Absenken des Arbeitsgerätes schnell ist. Die Start-Strömungsgeschwindigkeit, die anhand der ersten Steuerungscharakteristik bestimmt wird, wird mit QS' bezeichnet, und dieje­ nige, die anhand der zweiten Steuerungscharakteristik bestimmt wird, wird mit QS" bezeichnet. Die Graphen, die in den Fig. 5 und 6 gezeigt sind, zeigen Ergeb­ nisse des Tests, der mit der Start-Strömungsgeschwindigkeit QS" durchgeführt wurden, wobei QS" anhand der Steuerungscharakteristik mit dem starken Gra­ dienten bestimmt wurde. Sobald der Zerstäuberausleger 20 als Arbeitsgerät befes­ tigt wird, kann das Gerät während eines Betriebs mit hoher Geschwindigkeit verti­ kal bewegt werden, um dessen Höhe zu korrigieren, was unangenehmerweise da­ zu führt, dass Wasser aus einem Vorratstank 21 des Zerstäuberauslegers 20 ver­ sprüht wird.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Ergebnisse eines Tests, der mit der Start-Strömungsgeschwindigkeit QS' durchgeführt wurde, die anhand der Steue­ rungscharakteristik mit dem schwachen Gradienten bestimmt wurde (erste Steuer­ charakteristik) anstatt der Start-Strömungsgeschwindigkeit QS", die anhand der Steuerungscharakteristik mit dem starken Gradienten bestimmt wurde (zweite Steuerungscharakteristik). Da in diesem Fall die Start-Strömungsgeschwindigkeit QS' allmählich ansteigt, sinkt die Strömungsgeschwindigkeit, die für die vertikale Bewegung erforderlich ist, von 4,2 l auf 2,5 l und es dauert von 0,21 sec. bis 1,2 sec., um diese Menge zuzuführen. Damit wird die Höhe durch langsames vertika­ les Bewegen des Arbeitsgeräts korrigiert.

Als nächstes wird basierend auf diesen Testergebnissen die Positionssteuerung beschrieben, in der eine Auswahl zwischen den zwei Start-Strömungsgeschwindig­ keiten QS' und QS" getroffen wird. Dies ist in Fig. 5 und dem Flussdiagramm von Fig. 11 gezeigt, wenn eine Abweichung zwischen einem eingestellten Wert (Sig­ nalwert) Lo des Positionshebelsensor 17S und einem Detektionswert (Signalwert) LS des Lastarmsensors 25 auftritt; ob der Positionshebel 17 in Betrieb gesetzt wurde wird aus in einer Änderungsrate des Signalwertes Lo des Hebelsensors 17S (#1-#5) bestimmt. Nach dem Bestimmen, ob sich der Signalwert des Hebelsensors 17S verändert hat, wird eine Auswahl zwischen den zwei Start-Strömungs­ geschwindigkeiten QS' und QS" getroffen. Das heißt, eine Änderung des Signal­ werts des Hebelsensors 17S zeigt an, dass der Fahrer den Positionshebel 17 be­ dient hat. Wenn der Positionshebel 17 bedient wurde, wird eine Auswahl der Start- Strömungsgeschwindigkeit QS" getroffen, die anhand der Steuerungscharakteristik mit dem starken Gradienten (#7) bestimmt wird. Eine Änderung des Signalwerts des Lastarmsensors 25 kann entdeckt werden, während eine Bedienung des Posi­ tionshebel 17 nicht bestätigt wird. Dies zeigt ein Herauslaufen (eine Leckage) des Drucköls aus dem Hubzylinder 1, wie oben deutlich gemacht. Dann wird eine Steu­ erung mit der Start-Strömungsgeschwindigkeit QS' durchgeführt, die anhand der Steuerungscharakteristik mit dem schwachen Gradienten bestimmt wird (#6).

Nach Auswahl der in Bezug zu nehmenden Steuerungscharakteristik, das heißt, der Start-Strömungsgeschwindigkeiten QS' oder QS" wird die Start-Strömungs­ geschwindigkeit mit der Abweichungsströmungsgeschwindigkeit QH verglichen und eine Steuerung wird gestartet mit der kleineren der beiden Strömungsgeschwindig­ keiten. Für die ausgewählte Strömungsgeschwindigkeit QS (QS' oder QS") oder QH wird ein Zielstrom I abgeleitet für den Antrieb des Anhebe- und Absenksteue­ rungventils V und eine Leistungsration D wird eingestellt, die für das Produzieren des Zielstroms I erforderlich ist. Das Steuerungsventil V wird bedient, um den Hubzylinder 1 anzutreiben.

Die Steuerungsart basierend auf der Auswahl der Start-Strömungsgeschwindig­ keiten, bestimmt durch eine der zwei oben genannten Steuerungscharakteristiken, das heißt die Start-Strömungsgeschwindigkeit QS' oder QS" ist anwendbar bei einer Zugsteuerung und einer automatischen Pflugtiefensteuerung in einem Pflug­ betrieb, wobei die letzte durch einen zwangsweise anzuhebenden oder abzusen­ kenden Schalter 17 bewirkt wird. In der Zugsteuerung wird das Pfluggerät 25 an­ gehoben oder abgesenkt, um eine Übereinstimmung zu erreichen zwischen einem Wert, der von einer Zugeinstellvorrichtung 8 eingestellt wurde, die von der Poten­ tiometerart ist und an einer Antriebsplattform angeordnet ist und einem Detekti­ onswert eines Zugsensors 9, der an einer unteren Verbindung 4 angeordnet ist, um einen Bedienwiderstand zu detektieren, der auf das Pfluggerät 25 wirkt.

Die Zugsteuerung, die eine zu vermeidende Überlastung erfordert, setzt nicht die Start-Strömungsgeschwindigkeit QS' mit dem schwachen Gradienten ein, sondern die Start-Strömungsgeschwindigkeit QS" mit dem starken Gradienten.

Bei der automatischen Pflugtiefensteuerung wird der zwangsweise anzuhebende und abzusenkende Schalter 14is bedient, um den Kreiselpflug 5 mehrmals anzu­ heben und abzusenken. Eine Einstellvorrichtung für eine obere Grenze 15 ist vor­ gesehen, um eine obere Grenze für den Kreiselpflug 5 einzustellen. Wenn die obe­ re Grenze geändert wird, indem die Einstellvorrichtung für die obere Grenze 15 bedient wird, wird dann das Arbeitsgerät vertikal bewegt, indem die Start- Strömungsgeschwindigkeit QS" mit dem starken Gradienten eingesetzt wird, um die obere Grenze zu korrigieren.

Der Zerstäuberausleger 20 wird im Folgenden beschrieben. Wie in Fig. 13 ge­ zeigt, weist der Zerstäuberausleger 20 einen Vorratstank 21 zum Aufnehmen eines Düngemittels auf und eine Zerstäubungspumpe 24 zum Zuführen des Düngemittels aus dem Vorratstank 21 zu einem Zerstäuber 22 und zum Zerstäuben des Dünge­ mittels durch eine Zerstäubungsdüse. Die Positionssteuerung für den Zerstäuber­ ausleger 20 wird gemäß dem Flussdiagramm von Fig. 11 ausgeführt.

(Andere Ausführungsformen)

1. Diese Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform begrenzt, sondern ist beispielsweise bei einer automatischen Pflugtiefensteuerung und einer Rollsteuerung anwendbar. Die Erfindung ist ebenso bei einer Zugsteuerung zum Anheben und Absenken eines Arbeitsgeräts wie eines Pfluges anwendbar.
2. In der vorhergehenden Ausführungsform wird das Drucköl dem Hubzylinder

1

durch Anwenden der kleineren der Start-Strömungsgeschwindigkeit QS und der Abweichungsströmungsgeschwindigkeit QH zugeführt. Die Steuerung könnte allein mit der Start-Strömungsgeschwindigkeit QS durchgeführt werden.
3. Der Sensor zum Detektieren einer Bedienposition des Hydraulikstellgliedes wie ein Hubzylinder

1

ist auf die Bewegung des Lastarms

2

angewiesen, der durch das Stellglied angetrieben wird. Anstelle dessen kann ein Hubsensor oder ähn­ liches eingesetzt werden, der die Bewegung des hydraulischen Stellgliedes selbst detektiert.

Claims (10)

1. Arbeitsfahrzeug mit:
einem Arbeitsgerät (20), das von dem Arbeitsfahrzeug getragen wird und durch ein Hydraulikstellglied (1) bewegbar ist; und
eine Steuerung (16) zum Erzeugen eines Steuerungsausgabesignals zum Steuern einer Position des Arbeitsgerätes als Reaktion auf ein Steuerungseingabesignal, anhand vorbestimmter Steuerungscharakteristiken;
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerungscharakteristiken zumindest eine erste Steuerungscharakteris­ tik (QS') aufweisen und eine zweite Steuerungscharakteristik (QS"), die voneinan­ der verschieden sind, wobei die Steuerung (16) eine Steuerungscharakteristik, auf die sie sich bezieht, gemäß einer Art des Steuerungseingabesignals auswählt.

2. Arbeitsgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuerungscharakteristik eine größere zeitabhängige Anstiegsrate einer dem Hydraulikstellglied zugeführten Druckölmenge aufweist als die erste Steuerungscharakteristik.

3. Arbeitsfahrzeug gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung sich auf die zweite Steuerungscharakteristik bezieht zum Er­ zeugen des Steuerungsausgabesignals, wenn das Steuerungseingabesignal aus einer Änderung eines eingestellten Signals einer Einstellvorrichtung (15; 17S) zum Einstellen einer Zielstufe des Arbeitsgerätes resultiert, und dass sich die Steue­ rung auf die zweite Steuerungscharakteristik bezieht zum Erzeugen des Steue­ rungsausgabesignals, wenn das Steuerungseingabesignal aus einer Änderung ei­ nes Detektionssignals eines Verstellungssensor zum Detektieren einer Verstellung des Arbeitsgerätes resultiert.

4. Arbeitsfahrzeug gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung zum Einstellen einer Zielstufe des Arbeitsgerätes eine Positionseinstellvorrichtung (17S) ist zum Einstellen einer Höhe des Arbeitsgerätes relativ zu dem Arbeitsfahrzeug.

5. Arbeitsfahrzeug gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung zum Einstellen einer Zielstufe des Arbeitsgerätes eine Einstellvorrichtung für eine obere Grenze (15) ist zum Einstellen einer oberen Grenzposition des Arbeitsgerätes relativ zu dem Arbeitsfahrzeug, wobei das Ar­ beitsgerät zwangsweise verstellt wird zu der oberen Grenzposition, die durch die Einstellvorrichtung für die obere Grenze eingestellt ist.

6. Arbeitsfahrzeug gemäß zumindest einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Steuerung auf die zweite Steuerungscharakteristik bezieht zum Er­ zeugen des Steuerungsausgabesignals, wenn das Steuerungseingabesignal aus einer Veränderung eines eingestellten Signals einer Zugeinstellvorrichtung zum Einstellen einer Referenzbetriebsbelastung für das Arbeitsgerät resultiert, und dass es sich ebenso bezieht auf die zweite Steuerungscharakteristik zum Erzeu­ gen des Steuerungsausgabesignals, wenn das Steuerungseingabesignal resultiert aus einer Veränderung eines Detektionssignals eines Belastungsdetektionssensor (9) zum Detektieren einer tatsächlichen Betriebsbelastung, die auf das Arbeitsge­ rät wirkt.

7. Arbeistfahrzeug gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerungscharakteristiken eine erste Steuerungscharakteristik aufwei­ sen, die eine vorbestimmte zeitabhängige Anstiegsrate einer Druckölmenge auf­ weist, die dem Hydraulikstellglied zugeführt wird, eine zweite Steuerungscharakte­ ristik, die eine höhere zeitabhängige Anstiegsrate aufweist als die erste Steue­ rungscharakteristik und eine Abweichungssteuerungscharakteristik (QH), die so eingestellt ist, dass die Druckölmenge erhöht wird, die dem Hydraulikstellglied zu­ geführt wird, bei einer Abweichung zwischen einem eingestellten Signal einer Ein­ stellvorrichtung zum Einstellen einer Zielposition des Arbeitsgerätes und einem Detektionssignal eines Positionsdetektionssensor zum Detektieren einer Position des Arbeitsgeräts; und
dass die Steuerung entweder die erste oder die zweite Steuerungscharakteristik gemäß einer Art des Steuerungseingabesignals auswählt, die gewählte erste oder zweite Steuerungscharakteristik mit der Abweichungssteuerungscharakteristik ver­ gleicht und das Steuerungsausgabesignal erzeugt anhand eines Wertes zum Zu­ führen einer kleineren Druckölmenge zu dem Hydraulikstellglied.

8. Arbeitsfahrzeug gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Steuerung auf die zweite Steuerungscharakteristik bezieht zum Er­ zeugen des Steuerungsausgabesignals, wenn das Steuerungseingabesignal resul­ tiert aus einer Veränderung eines eingestellten Signals einer Einstellvorrichtung zum Einstellen einer Zielposition des Arbeitsgeräts und dass sie sich bezieht auf die zweite Steuerungscharakteristik zum Erzeugen des Steuerungsausgabesignals, wenn das Steuerungseingabesignal resultiert aus einer Veränderung eines Detek­ tionssignals eines Positionsdetektionssensors zum Detektieren einer Position des Arbeitsgeräts.

9. Arbeitsfahrzeug gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung zum Einstellen einer Zielposition des Arbeitsgerätes eine Positionseinstellvorrichtung ist zum Einstellen einer Höhe des Arbeitsgerätes relativ zu dem Arbeitsfahrzeug.

10. Arbeitsfahrzeug gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung zum Einstellen einer Zielposition des Arbeitsgerätes eine Einstellvorrichtung für eine obere Grenze ist zum Einstellen einer oberen Grenzposition des Arbeitsgerätes relativ zu dem Arbeitsfahrzeug, wobei das Ar­ beitsgerät zwangsweise zu der oberen Grenzposition verstellt wird, die durch die Einstellvorrichtung für die obere Grenze eingestellt ist.