DE102005019820A1

DE102005019820A1 - Arbeitsmaschinenbetriebssystem und Betriebsverfahren

Info

Publication number: DE102005019820A1
Application number: DE102005019820A
Authority: DE
Inventors: James Brian Normann
Original assignee: Caterpillar SARL
Current assignee: Caterpillar SARL
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-01-12
Also published as: US7539570B2; JP5214097B2; US20050283295A1; JP2006009569A

Abstract

Ein Verfahren zum Betrieb einer Arbeitsmaschine mit mindestens einem Arbeitswerkzeug ist vorgesehen. Das Verfahren weist das Abfühlen von mindestens einer Betriebscharakteristik der Arbeitsmaschine auf, die eine Anwendung des Arbeitswerkzeuges der Arbeitsmaschine anzeigt. Der Betrieb der Arbeitsmaschine wird ansprechend auf eine neue Anwendung des Arbeitswerkzeuges verändert.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein System und ein Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zur Änderung eines Betriebs der Arbeitsmaschine basierend auf einer identifizierten Anwendung.

Hintergrund

Herkömmliche Arbeitsmaschinen können bei vielen unterschiedlichen Anwendungen verwendet werden, einschließlich jenen auf dem Gebiet der Bauwirtschaft, des Ackerbaus, der Geländeformung und des Bergbaus. Um diese Anwendungen auszuführen, werden Arbeitswerkzeuge typischerweise an Arbeitsmaschinenhubarmen oder anderen mit Gelenken versehenen Gliedern montiert und können eine Verbindung mit einem oder mehreren der hydraulischen Mechanismen der Arbeitsmaschine herstellen.

Ein Arbeitsmaschinenbediener kann die Arbeitsmaschine antreiben und irgendwelche Arbeitswerkzeuge steuern, die daran angebracht sind, und zwar durch die Anwendung von verschiedenen Bedienerschnittstellen. Diese Bedienerschnittstellen können hydraulische Strömungsmittelflüsse und Drücke steuern und können dadurch den Betrieb des angebrachten Arbeitswerkzeuges während der Ausführung der Anwendung steuern. Beispielsweise können Arbeitsmaschinen eine oder mehrere Hydraulikschaltungen aufweisen, die verwendet werden, um verschiedene Arbeitswerkzeughub- und Arbeitswerkzeugkippmechanismen an der Arbeitsmaschine zu betätigen. Im Fall von einigen Werkzeugen kann eine Hydraulikschaltung verwendet werden, um den Betrieb von verschiedenen Hub- und Kippmechanismen zu steuern, die mit diesem speziellen Arbeitswerkzeug assoziiert sind.

Es sei bemerkt, dass unterschiedliche Arbeitswerkzeuge mit unterschiedlichen hydraulischen Betriebsdrücken und Flussraten arbeiten können und daher mehr oder weniger von der Hydraulikschaltung anfordern können, die das Werkzeug versorgt. Es sei auch bemerkt, dass ein einziges Arbeitswerkzeug eine Anzahl von unterschiedlichen Anwendungen ausführen kann, die jeweils unterschiedliche hydraulische Betriebsdrücke und Flussraten erfordern. Zusätzlich können die hydraulischen Betriebsdrücke und Flussraten auch für eine spezielle Anwendung basierend auf dem Erfahrungsniveau des Arbeitsmaschinenbedieners variieren. Um den Betrieb der Arbeitsmaschine zu verbessern, kann es somit nötig sein, die Anwendung zu identifizieren, die ausgeführt wird und/oder das Erfahrungsniveau des Bedieners für jedes unterschiedliche Werkzeug, das an der Arbeitsmaschine angebracht ist.

Als ein Beispiel können die hydraulischen Drücke und Flussraten, die mit der Verwendung einer Schaufel zum Graben eines Grabens assoziiert sind, vollständig anders sein als die Drücke und Flussraten, die mit der Verwendung der gleichen Schaufel zur Profilierung einer Neigung assoziiert sind. Die Drücke und Flussraten können auch für einen erfahrenen Bediener gegenüber einem unerfahrenen Bediener unter Verwendung der gleichen Schaufel unterschiedlich sein. Gegenwärtige Arbeitsmaschinensteuersysteme können eventuell nicht dem Betrieb der Arbeitsmaschine ändern, indem sie entweder die Anwendung oder das Erfahrungsniveau des Bedieners identifizieren. Ohne diese Faktoren zu erkennen, kann das Steuersystem nicht den Betrieb einer Arbeitsmaschine von einer Anwendung zur nächsten oder von einem Bediener zum nächsten anpassen.

Das US-Patent 6 167 337 von Haack und anderen ("das '337-Patent") offenbart ein Steuersystem zur Anwendung bei einer Arbeitsmaschine. Das System weist eine Anzahl von Arbeitssteuervorrichtungen in Verbindung mit einer Steuereinheit auf, und die Steuereinheit kann einen Prozessor und einen Speicher aufweisen. Arbeitssteuervorrichtungen, die an dem Arbeitsfahrzeug gelegen sind, können ein Signal zum Prozessor senden, das die Art des Arbeitsfahrzeuges anzeigt, an dem die Steuereinheit montiert ist. Der Prozessor kann das Signal mit Arbeitsfahrzeugdaten vergleichen, die in dem Speicher gespeichert sind, und kann das Arbeitsfahrzeug basierend auf diesem Vergleich identifizieren. Der Prozessor kann gespeicherte Anwendungsprogramme verwenden, die dem identifizierten Arbeitsfahrzeug bei der Ausführung von unterschiedlichen Aufgaben entsprechen.

Das '337-Patent ist allgemein auf ein Arbeitsmaschinensteuersystem gerichtet, offenbart jedoch nicht, die ausgeführte Anwendung zu identifizieren oder das Erfahrungsniveau des Bedieners zu identifizieren. Entsprechend sieht das '337-Patent beispielsweise keine Strategie zur Veränderung des Betriebs einer Arbeitsmaschine basierend auf jedem dieser Faktoren vor.

Die vorliegende Offenbarung sieht ein Arbeitsmaschinensteuersystem vor, welches einige oder alle der zuvor erwähnten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.

Zusammenfassung der Offenbarung

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Betrieb einer Arbeitsmaschine mit mindestens einem Arbeitswerkzeug auf, mindestens eine Betriebscharakteristik der Arbeitsmaschine abzufühlen, die eine Anwendung des Arbeitswerkzeuges der Arbeitsmaschine anzeigt, und den Betrieb der Arbeitsmaschine ansprechend auf eine neue Anwendung des Arbeitswerkzeuges zu ändern.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zum Betrieb einer Arbeitsmaschine mit mindestens einem Arbeitswerkzeug das Abfühlen von mindestens einer Betriebscharakteristik der Arbeitsmaschine und die Veränderung des Betriebs der Arbeitsmaschine in einer Weise auf, die spezifisch für die Anwendung ist, die durch das mindestens eine Arbeitswerkzeug der Maschine ausgeführt wird, wobei die Änderung des Betriebs auf der Abfühlung der mindestens einen Betriebscharakteristik der Arbeitsmaschine basiert.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zum Betrieb einer Arbeitsmaschine mit mindestens einem Arbeitswerkzeug den Betrieb der Arbeitsmaschine für eine Anwendung mit einem ersten Werkzeug auf, weiter den Betrieb der Arbeitsmaschine für eine Anwendung eines zweiten Arbeitswerkzeuges, die anders ist als die Anwendung für das erste Arbeitswerkzeug, weiter das Abfühlen von mindestens einer Betriebscharakteristik der Arbeitsmaschine während der Anwendung für das zweite Arbeitswerkzeug und die automatische Ausführung von mindestens einem Betriebsschritt der Anwendung des zweiten Arbeitswerkzeuges in einer für die zweite Anwendung spezifischen Weise.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zum Betrieb einer Arbeitsmaschine mit mindestens einem Arbeitswerkzeug den Betrieb der Arbeitsmaschine für eine Anwendung eines ersten Arbeitswerkzeuges, den Betrieb der Arbeitsmaschine für eine Anwendung eines zweiten Arbeitswerkzeuges, die anders ist als die Anwendung des ersten Arbeitswerkzeuges, das Abfühlen von mindestens einer Betriebscharakteristik der Arbeitsmaschine während der Anwendung des zweiten Arbeitswerkzeuges, was eine Bestätigung vom Bediener erfordert, um den Betrieb der Arbeitsmaschine automatisch zu ändern, und schließlich die automatische Ausführung von mindestens einem Aspekt der Anwendung des zweiten Arbeitswerkzeuges auf, und zwar basierend auf der Abfühlung von der mindestens einen Betriebscharakteristik der Arbeitsmaschine.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Arbeitsmaschinenbetriebssystem eine Arbeitsmaschine mit mindestens einem Arbeitswerkzeug auf, mit mindestens einem Sensor, der konfiguriert ist, um mindestens eine Betriebscharakteristik der Arbeitsmaschine abzufühlen, die eine Anwendung des Arbeitswerkzeuges der Arbeitsmaschine anzeigt, und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um den Betrieb der Arbeitsmaschine ansprechend auf eine neue Anwendung des Arbeitswerkzeuges zu ändern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine bildliche Seitenansicht einer Arbeitsmaschine gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
2 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Arbeitsmaschinensteuersystems gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
3 ist ein Flussdiagramm einer Arbeitsmaschinensteuerstrategie entsprechend einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung; und
4 ist ein Flussdiagramm einer Arbeitsmaschinensteuerstrategie entsprechend einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
Detaillierte Beschreibung
Es wird nun im Detail auf die Zeichnungen Bezug genommen. Wo immer es möglich ist, werden die gleichen Bezugszeichen in den gesamten Zeichnungen verwendet, um sich auf die gleichen oder auf ähnliche Teile zu beziehen.
1 veranschaulicht eine Laderarbeitsmaschine 10 der Differentiallenkbauart gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Obwohl 1 einen Differentiallenklader abbildet, sei bemerkt, dass die vorliegende Offenbarung in Verbindung mit anderen Arbeitsmaschinen verwendet werden kann, die in der Technik bekannt sind. Solche Arbeitsmaschinen weisen Raddozer, Radlader, Raupenlader, Baggerlader, Verdichter bzw. Walzen, Waldbaumaschinen, Frontschaufellader, Hydraulikbagger, integrierte Werkzeugträger, Lader für viele Geländearten, Materialhandhabungseinrichtungen und Ackerbautraktoren auf, sind jedoch nicht darauf eingeschränkt.
Wie in 1 veranschaulicht, kann ein Arbeitswerkzeug oder eine Arbeitseinrichtung 15 betriebsmäßig an dem vorderen Ende der Arbeitsmaschine 10 an gebracht sein. Es sei bemerkt, dass wenn eine Arbeitsmaschine 10 hinten montierte Arbeitswerkzeuge verwenden kann, diese Werkzeuge auch betriebsmäßig am hinteren Ende der Arbeitsmaschine 10 angebracht sein können.
Im Allgemeinen können die Arbeitswerkzeuge 15 in zwei Kategorien eingeteilt werden: jene, die eine einzige Anwendung ausführen können, und jene, die mehr als eine ausführen können. Solche so genannten "Einzelanwendungsarbeitswerkzeuge" 15 können Grabwerkzeuge, Materialhandhabungsarme, Förderschnecken, Besen bzw. Fegevorrichtungen, Harken, Baumstumpffräsen, Schneegebläse bzw. Schneefräsen, Kreissägen, Entastungsvorrichtungen, Radladevorrichtungen und Asphaltschneidvorrichtungen aufweisen, sind jedoch nicht darauf eingeschränkt. Genauso können "Mehrzweckwerkzeuge" Schaufeln, Winkelschilde, Kaltplaniervorrichtungen, Verdichter bzw. Walzen, Gabeln, Landformungsharken, Greifvorrichtungen, Baggerlader bzw. hinten am Lader angebrachte Baggerarme, Fülltrichter, Mehrfachverarbeitungsvorrichtungen, Gitterausleger und Gegengreifer aufweisen, sind jedoch nicht darauf eingeschränkt. In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann das Arbeitswerkzeug 15, das an der Arbeitsmaschine 10 angebracht ist, ein Arbeitswerkzeug 15 für entweder eine einzige Anwendung oder für mehrere Anwendungen sein. Darüber hinaus können die Anwendungen, die von dem Arbeitswerkzeug 15 ausgeführt werden können, Stapelarbeiten, Grabarbeiten zur Erzeugung eines Grabens, Hämmerarbeiten, Grabarbeiten, Harkarbeiten bzw. Eggenarbeiten, Abzieharbeiten, die Bewegung von Paletten, Materialhandhabung, die Entfernung von Schnee, die Bestellung von Ackerboden, Abrissarbeiten, Tragarbeiten, Schneidarbeiten, Rückfüllarbeiten und Fegearbeiten aufweisen, sind jedoch nicht darauf eingeschränkt.
2 veranschaulicht schematisch eine Arbeitsmaschine 10 und ein Arbeitswerkzeug 15 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Wie in 2 veranschaulicht, kann die Arbeitsmaschine 10 eine Steuereinheit 20 aufweisen. Es sei bemerkt, dass die Steuereinheit 20 beispielsweise ein elektronische Steuermodul, ein Computersystem, eine zentrale Verarbeitungseinheit oder ein anderer Datenspeicher und eine Manipulationsvorrichtung sein kann, die in der Technik bekannt ist. Die Steuereinheit 20 kann Daten von der Arbeitsmaschine 10 und/oder vom Arbeitswerkzeug 15 oder von irgendwelchen Komponenten davon aufnehmen. Die aufgenommenen Daten können der hydraulische Druck, der hydraulische Fluss, die Arbeitswerkzeugposition oder irgendwelche anderen Daten sein, die nützlich bei der Bestimmung der gerade ausgeführten Anwendung, des Ausbildungsniveaus des Bedieners oder des verwendeten Werkzeuges 15 sind. Die Daten können gewonnen werden, wenn die Arbeitsmaschine 19 und das Arbeitswerkzeug 15 eine Anwendung ausführen und können somit mit Bezug zur Zeit gewonnen werden. Wenn beispielsweise die Arbeitsmaschine 19 ein Arbeitswerkzeug 15 verwendet, um für 15 Minuten eine Baumstumpffräsanwendung auszuführen, kann die Steuereinheit 20 Daten in Intervallen von einem Zehntel einer Sekunde für die Dauer der Anwendung von 15 Minuten sammeln.
Die Daten können unter Verwendung von einem oder mehreren Drucksensoren 25, Flusssensoren 30 und/oder Positionssensoren 35 oder anderen Sensoren oder Mechanismen gewonnen werden, die in der Technik bekannt sind. Die Sensoren 25, 30, 35 können an der Arbeitsmaschine 10 und/oder dem Arbeitswerkzeug 15 gelegen sein. Beispielsweise können bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung die Drucksensoren 25 Hydraulikströmungsmitteldrucksensoren sein, die an einem oder mehreren Hydraulikzylindern des Arbeitswerkzeuges 15 gelegen sind, und können den Druck des hydraulischen Strömungsmittels innerhalb des Zylinders messen. Die Flusssensoren 30 können Hydraulikströmungsmittelflusssensoren sein, die strömungsmittelmäßig mit einer Hilfshydraulikschaltung der Arbeitsmaschine 10 verbunden sind, und können den Fluss des hydraulischen Strömungsmittels von der Arbeitsmaschine 10 zum Arbeitswerkzeug 15 messen. Die Positionssensoren 35 können Arbeitswerkzeugpositionssensoren sein, die mit einem Gelenkglied der Arbeitsmaschine 10 verbunden sind, und können die Winkelposition des Gelenkgliedes messen. Es sei bemerkt, dass die Lage, die Art und die Funktion nur beispielhaft sind, und dass die Sensoren 25, 30, 35 andere Lagen als oben aufgelistet haben können, von anderer Bauart als oben aufgelistet sein können und andere Funktionen als oben aufgelistet haben können. Beispielsweise können in manchen Ausführungsbeispielen Daten auch unter Verwendung einer Temperaturmessvorrichtung und/oder einer Spannungsmessvorrichtung und/oder einer Beschleunigungsmessvorrichtung oder unter Verwendung einer anderen nicht-hydraulischen Messvorrichtung oder einem oder mehreren solcher Sensoren gewonnen werden können, die in der Technik bekannt sind.
Diese Sensoren 25, 30, 35 können die gemessenen Daten zu der Steuereinheit 20 beim Start der Arbeitsmaschine 10 senden und können kontinuierlich Daten messen und sie zur Steuereinheit 20 während des Betriebs der Maschine senden. Alternativ können die Sensoren 25, 30, 35 Daten messen und zur Steuereinheit 20 nur senden, wenn diese Daten von der Steuereinheit 20 angefordert werden. Die Steuereinheit 20 kann auch auf Anforderung vom Bediener aufhören, Daten zu messen.
Die Steuereinheit 20 kann auch Daten von verschiedenen Bedienerschnittstellen 40 aufnehmen, die verwendet werden, um die Arbeitswerkzeuge 15 zu steuern und/oder die Arbeitsmaschine 10 anzutreiben.
Wie in 1 veranschaulicht, sind die Bedienerschnittstellen 40 typischerweise im Bedienerabteil der Arbeitsmaschine 10 gelegen, können jedoch sonst irgendwo gelegen sein. Solche Bedienerschnittstellen 40 können Hebel, Schalter, Knöpfe, Fußpedale, Joysticks bzw. Steuerhebel, Steuerräder, berührungsempfindliche Schirme, Flüssigkristallanzeigen, Computerbildschirme und Tastaturen aufweisen, sind jedoch nicht darauf eingeschränkt.
Die Steuereinheit 20 kann Daten speichern, die von den Sensoren 25, 30, 35 und von den Bedienerschnittstellen 40 aufgenommen wurden. Die Steuereinheit 20 kann auch Daten entsprechend bekannten Anwendungen und Arbeitswerkzeugen speichern, und kann diese und anderen Daten mit neuen Daten aktualisieren. Die Steuereinheit 20 kann auch Daten entsprechend bekannten Anwendungen und Arbeitswerkzeugen aus Datenspeichervorrichtun gen lesen, wie beispielsweise von Compact Discs, Magnetbändern oder Floppydisks, wobei diese jedoch nicht darauf eingeschränkt sind.
Die Steuereinheit 20 kann auch Steuersignal an die Systemsteuerungen 45 der Arbeitsmaschine senden. Diese Systemsteuerungen 45 können mechanische Steuerungen, elektrische Steuerungen, hydraulische Steuerungen, pneumatische Steuerungen oder andere Steuerungen aufweisen, die mit der Steuerung oder Betätigung von Arbeitswerkzeugen 15 oder anderen Komponenten der Arbeitsmaschine 10 assoziiert sind, sind jedoch nicht darauf eingeschränkt. Solche Systemsteuerungen können beispielsweise Teil der primären Hydraulikschaltung oder Hilfshydraulikschaltung der Arbeitsmaschine sein und können elektrische Pumpenmotoren, steuerbare Strömungsmittelventile und so weiter aufweisen. Die Systemsteuerungen 45 können auch nicht-hydraulische Systemsteuerungen sein, wie beispielsweise Pumpen, Motoren und elektrische Vorrichtungen, wie beispielsweise elektrische Antriebe, Elektromagneten, Servo-Motoren oder andere ähnliche Vorrichtungen. Diese Systemsteuerungen 45 können Signale von der Steuereinheit 20 aufnehmen und den Druck oder den Fluss des hydraulischen Strömungsmittels verändern oder die Position der Hydraulikzylinder verändern, um das Arbeitswerkzeug 15 zu steuern, das an der Maschine 10 angebracht ist.
Genauso kann die Steuereinheit 20 Signale an Werkzeugsteuerungen 50 senden, die an dem Arbeitswerkzeug 15 selbst gelegen sind. Diese Steuerungen 50 an dem Werkzeug 15 können beispielsweise mechanische Steuerungen, elektrische Steuerungen, hydraulische Steuerungen oder pneumatische Steuerungen sein. Diese Steuerungen 50 können beispielsweise elektrische Pumpenmotoren, steuerbare Strömungsmittelventile, elektrische Betätigungsvorrichtungen, Elektromagneten und/oder andere elektrische Antriebe sein, die in der Technik bekannt sind. In ähnlicher Weise wie die Systemsteuerungen 45 können die Werkzeugsteuerungen 50 Signale von der Steuereinheit 20 empfangen und können den Druck oder den Fluss des hydraulischen Strömungsmittels verändern oder die Position der Hydraulikzylinder verändern, um das Arbeitswerkzeug 15 oder andere Komponenten der Arbeitsmaschine zu steuern.
In manchen Ausführungsbeispielen kann eine (nicht gezeigte) elektrische Steuerung an dem Arbeitswerkzeug 15 gelegen sein. Die elektrische Steuerung kann beispielsweise ein elektronisches Steuermodul, ein Computersystem, eine zentrale Verarbeitungseinheit oder eine andere Datenspeichervorrichtung und Datenmanipulationsvorrichtung sein, die in der Technik bekannt ist. In manchen Ausführungsbeispielen kann die elektrische Steuerung die gleiche sein wie die Steuereinheit 20 oder dieser ähnlich sein. Die elektrische Steuerung kann in Verbindung mit Sensoren sein, die an der Arbeitsmaschine 10 und/oder dem Arbeitswerkzeug 15 gelegen sind, und kann auch in Verbindung mit den Bedienerschnittstellen 40, den Arbeitswerkzeugsteuerungen 50 und/oder der Steuereinheit 20 sein. Die elektrische Steuerung kann Daten zur Arbeitsmaschine senden und von dort empfangen und kann Daten von den Sensoren und/oder den Bedienerschnittstellen 40 sammeln und kann konfiguriert sein, um ein oder mehrere Elemente des Arbeitswerkzeuges 15 zu steuern, wie beispielsweise die Arbeitswerkzeugsteuerungen 50. Es sei bemerkt, dass in einem solchen Ausführungsbeispiel die Änderung des Betriebs der Arbeitsmaschine ansprechend auf eine neue oder spezielle Anwendung des Arbeitswerkzeuges die Veränderung von Parametern an dem Arbeitswerkzeug und/oder einer elektrischen Steuerung aufweisen kann, die daran gelegen ist.
3 veranschaulicht ein Arbeitsmaschinensteuerstrategieflussdiagramm 55 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Die Steuerstrategie kann durch die Steuereinheit 20 erleichtert werden und kann verwendet werden, um den Betrieb der Arbeitsmaschine gemäß einer speziellen Anwendung zu verändern. Wie besprochen worden ist, und wie genauer unten beschrieben werden wird, kann die Änderung des Betriebs der Arbeitsmaschine basierend auf der gegenwärtigen Anwendung die Veränderung von Parametern aufweisen, wie beispielsweise der Priorität der Hydraulikzylinder, des Zylinderdruckes, der Zylinderposition und des Hydraulikströmungsmittelflusses, wobei dies jedoch nicht darauf eingeschränkt ist. Bei an deren Ausführungsbeispielen kann das Verändern- des Betriebs der Arbeitsmaschine auch die Veränderung bzw. Umschaltung von einem oder mehreren Parametern aufweisen, die mit der Steuerung von elektrischen Antriebsmitteln der Arbeitsmaschine 10 und/oder Betätigungsaspekten davon in Beziehung stehen. Solche Mittel können beispielsweise elektrische Antriebe, Elektromotoren, Elektromagneten und/oder andere elektrische Betätigungsvorrichtungen aufweisen, die in der Technik bekannt sind.
In manchen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann eine Veränderung bzw. Umschaltung der Arbeitsmaschine automatisch auftreten. Zusätzlich kann die automatische Umschaltung der Arbeitsmaschine 10 nur nach einer Bestätigung des Bedieners auftreten. Die Umschaltung des Betriebs der Arbeitsmaschine basierend auf mindestens einer der Steuerstrategien der vorliegenden Offenbarung kann dabei helfen, den Wirkungsgrad der Arbeitsmaschine für eine identifizierte Anwendung zu maximieren. In manchen Ausführungsbeispielen können Veränderungen der Arbeitsmaschine basierend auf diesen Strategien auch die Abnutzung der Arbeitsmaschine und/oder das Versagen minimieren und können die Effekte von nicht ordnungsgemäßer Anwendung oder nicht ordnungsgemäßem Betrieb der Arbeitsmaschine minimieren. In weiteren Ausführungsbeispielen machen solche Veränderungen die Arbeitsmaschine 10 und/oder das Arbeitswerkzeug 15 für die Anwendung durch den Bediener sicherer.
Obwohl dies in 3 nicht ausdrücklich abgebildet ist, kann die Steuereinheit 20 Daten von einem oder mehreren der Sensoren 25, 30, 35 und den Bedienerschnittstellen 40 sammeln (Schritt 60). Die Steuereinheit 20 kann die gesammelten Daten verwenden, um eine berechnete Anwendungssignatur zu erzeugen (Schritt 70). Wie unten beschrieben wird, können verschiedene Verfahren verwendet werden, um die Anwendungssignatur zu berechnen. Die Steuereinheit 20 kann dann die berechnete Signatur mit bekannten Anwendungssignaturen vergleichen (Schritt 80). Während dieses Vergleichs kann die Steuereinheit 20 auf bekannte Signaturen zugreifen, die in ihrem Speicher gespeichert sind, und kann eine Übereinstimmung oder eine identifizierte An wendung finden. Die identifizierte Anwendung kann der bekannten Anwendungssignatur entsprechen, die am meisten der Frequenz, Wellenlänge, Amplitude oder anderen Merkmalen der berechneten Signatur entspricht.
Die Steuereinheit 20 kann die identifizierte Anwendung mit der zuvor identifizierten Anwendung vergleichen (Schritt 90). Wenn die identifizierte Anwendung keine andere ist als die zuvor identifizierte Anwendung, können die Sensoren 25, 30, 35 und die Steuereinheit 20 weiter Daten sammeln (Schritt 60). Wenn andererseits die identifizierte Anwendung eine andere ist als die zuvor identifizierte Anwendung, kann eine Veränderung des Arbeitsmaschinenbetriebes basierend auf der neuen Anwendung der Arbeitsmaschine erforderlich sein.
Bevor der Betrieb der Arbeitsmaschine 10 verändert wird, kann die Steuereinheit 20 den Bediener der identifizierten Anwendung informieren und die Bestätigung des Bedieners anfordern, den Betrieb der Arbeitsmaschine für diese Anwendung umzuschalten, und zwar unter Verwendung der Bedienerschnittstellen 40, die oben beschrieben wurden (Schritt 95). Wenn die Bestätigung gewährt wurde, wird der Betrieb der Maschine verändert, um den Wirkungsgrad zu verbessern, wie oben beschrieben (Schritt 100). Sobald der Betrieb verändert worden ist, können die Sensoren 25, 30, 35 und die Steuereinheit 20 weiter die Daten sammeln (Schritt 60). In einer Situation, wie beispielsweise beim Start, wo es keine zuvor identifizierte Anwendung zu Vergleichszwecken gibt, kann die Steuereinheit 20 automatisch die Bestätigung des Bedieners anfordern, um den Betrieb der Arbeitsmaschine zu verändern.
Sollte der Bediener die Bestätigung zur Umschaltung des Betriebs der Arbeitsmaschine verweigern, kann die Steuereinheit 20 den Bediener fragen, ob sie aufhören sollte, Alarmierungen für den Bediener bezüglich identifizierter Anwendungen zu senden (Schritt 105). Dies kann auch unter Verwendung der Bedienerschnittstellen 40 erreicht werden. Wenn der Bediener anfordert, dass die Alarmierungen gestoppt werden, kann die Steuereinheit 20 den Identifikationsprozess ausschalten, bis die Arbeitsmaschine 10 herunterfährt oder bis der Bediener anfordert, dass der Prozess wieder aufgenommen wird (Schritt 110). Wenn der Bediener nicht anfordert, dass die Alarmierungen angehalten werden, können die Sensoren 25, 30, 35 und die Steuereinheit 20 weiter fortfahren, Daten zu sammeln (Schritt 60). Es sei bemerkt, dass die Arbeitsmaschine 10 weiter arbeiten kann, auch während die Steuereinheit 20 versucht, die Anwendung zu identifizieren, und während sie den Bediener anfragt und auf Eingaben von ihm wartet. Es sei auch bemerkt, dass die Steuereinheit 20 die von den Arbeitswerkzeugen 15 ausgeführten Anwendungen identifizieren kann, die am vorderen Ende und/oder am hinteren Ende der Arbeitsmaschine 10 angebracht sind.
Wie oben erwähnt, kann eine Anwendungssignatur auf irgendeine Anzahl von Arten erzeugt werden. Beispielsweise kann in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung die Steuereinheit 20 Daten unter Verwendung der Strömungsmitteldruck- und Arbeitswerkzeugpositionssensoren 25, 35 für einen oder mehrere vollständige Arbeitszyklen aufnehmen. Ein Arbeitszyklus kann beispielsweise die Positionierung eines Arbeitswerkzeuges 15, seine Betätigung, das Auslassen von irgendwelcher Erde oder anderen Substanzen, die von ihm gehalten wurden, und das Zurückstellen des Werkzeuges 15 in seine Anfangsposition aufweisen. Unter Verwendung dieser Daten kann die Steuereinheit 20 die Energiemenge berechnen, die von der Arbeitsmaschine 10 während jeder Bewegung des Werkzeuges 15 verwendet wird, und kann eine Anwendungssignatur basierend auf der verwendeten Energie als eine Funktion der Zeit bilden. Es sei bemerkt, dass bei jedem der verwendeten Anwendungsidentifikationsverfahren die erzeugte Anwendungssignatur in Form eines Vektors oder in irgendeiner anderen Form sein kann, die gewöhnlicherweise verwendet wird, um solche Informationen darzustellen. Die Steuereinheit 20 kann einen Vektor der Anwendungssignatur mit Vektoren von anderen bekannten Anwendungssignaturen vergleichen, um eine identifizierte Signatur zu finden. Weil der Vektor der Anwendungssignatur eine andere Größe haben kann als die Vektoren von den bekannten Anwendungssignaturen, kann die Steuereinheit 20 den Anwendungssignaturvektor zu Vergleichszwecken normieren. Der normierte Vektor bzw. Einheitsvektor der Anwen dungssignatur (ein Richtungsvektor der Größeneinheit 1) kann durch in der Technik bekannte Verfahren erzeugt werden, und ein Vergleich unter den normierten Vektoren kann unter anderem durch Anwendung von Kreuzproduktberechnungen ausgeführt werden.
Immer noch mit Hinblick auf die Erzeugung einer Anwendungssignatur kann bei einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung die Steuereinheit 20 nur Daten vom Strömungsmitteldrucksensor 25 für einen oder mehrere Arbeitszyklen bei der Erzeugung einer Anwendungssignatur verwenden. Sie kann dann die Kraft berechnen, die während eines Zyklus ausgeübt wird, und zwar basierend auf den Informationen vom Strömungsmitteldrucksensor 25 und kann eine Anwendungssignatur basierend auf dem berechneten maximalen Kraftwert gegenüber der Zeit erzeugen. Wie oben beschrieben, kann die Steuereinheit 20 die Anwendungssignatur normieren und die normierte Signatur mit anderen bekannten Anwendungssignaturen vergleichen, um eine Übereinstimmung oder eine identifizierte Signatur zu finden. Es sei bemerkt, dass die Arbeitswerkzeugpositionsdaten von den Positionssensoren 35 auch in diesem Verfahren zur Erzeugung einer Anwendungssignatur gemessen werden könnten, um die Geschwindigkeit und die Genauigkeit der Anwendungsidentifikation zu steigern.
In einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann die Steuereinheit 20 Druckdaten unter Verwendung von Drucksensoren 25 für einen oder mehrere Arbeitszyklen eines hydromechanischen Werkzeuges 15 sammeln. In diesem Beispiel können Druckmessungen von einer Hilfshydraulikschaltung der Arbeitsmaschine 10 aufgenommen werden, die verwendet wird, um das hydromechanische Werkzeug 15 zu betätigen, und können auch von Hydraulikzylindern, Hydraulikströmungsmittelleitungen oder anderen hydromechanischen Elementen aufgenommen werden, die an dem hydromechanischen Arbeitswerkzeug selbst gelegen sind. Diese hydromechanischen Elemente können die Bewegung der Teile des Arbeitswerkzeuges erleichtern, um erwünschte Aufgaben auszuführen. Beispiele von solchen hydromechanischen Werkzeugen können Hämmer, Schlagwerkzeuge und Mehrzweckverarbeitungsvorrichtungen aufweisen, sind jedoch nicht darauf eingeschränkt. Diese hydromechanischen Elemente können unter Druck gesetztes hydraulisches Strömungsmittel von der Arbeitsmaschine 10 für ihren Betrieb erfordern. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Druckmessungen mit einer höheren Aufnahmerate als die Messungen aufgenommen werden, die in vorherigen Beispielen beschrieben wurden.
Die Steuereinheit 20 kann eine Anwendungssignatur basierend auf den Druckmessungen als eine Funktion der Zeit bilden. Die Steuereinheit 20 kann die Anwendungssignatur normieren und die normierte Signatur mit anderen bekannten Anwendungssignaturen vergleichen, um eine Übereinstimmung oder eine identifizierte Signatur zu finden. Es sei bemerkt, dass die Hydraulikströmungsmittelflussdaten auch stromaufwärts und stromabwärts von dem hydromechanischen Werkzeug 15 gemessen werden könnten, um die Geschwindigkeit und die Genauigkeit des Anwendungsidentifikationsprozesses zu steigern. Es sei weiter bemerkt, dass in jedem der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung die Steuereinheit 20 die Anwendungssignatur nicht normieren könnte. Stattdessen kann sie die berechnete Anwendungssignatur mit anderen bekannten Signaturen vergleichen, um eine identifizierte Signatur zu finden.
4 veranschaulicht ein Arbeitsmaschinensteuerstrategieflussdiagramm 115 in Übereinstimmung mit noch einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Die Steuerstrategie der 4 ist ähnlich der Steuerstrategie, die in 3 veranschaulicht ist, außer dass in diesem Ausführungsbeispiel die Steuereinheit 20 auch das Erfahrungsniveau des Bedieners identifizieren kann. Das Erfahrungsniveau kann durch Anforderung von Informationen direkt vom Bediener durch die oben erwähnten Bedienerschnittstellen 40 bestimmt werden. Das Erfahrungsniveau kann auch basierend auf gemessenen Daten von Strömungsmitteldrucksensoren 25, von Strömungsmittelflusssensoren 30 und Arbeitswerkzeugpositionssensoren 35 bestimmt werden. Ähnlich dem oben beschriebenen Anwendungsidentifikationsverfahren kann die Steuereinheit 20 das Erfahrungsniveau des Bedieners durch Erzeugung einer Erfahrungsniveausignatur identifizieren (Schritt 71). Die Steuereinheit 20 kann dann die erzeugte Erfahrungsniveausignatur mit anderen bekannten Erfahrungsniveausignaturen vergleichen, um eine Übereinstimmung zu finden (Schritt 81). Die Übereinstimmung kann dem identifizierten Bedienererfahrungsniveau entsprechen.
Die Steuereinheit 20 kann dann bestimmen, ob das identifizierte Erfahrungsniveau des Bedieners und/oder die identifizierte Anwendungssignatur von dem vorherigen Erfahrungsniveau des Bedieners bzw. der vorherigen ausgeführten Anwendung abweicht (Schritt 90). Wenn irgendeiner dieser Parameter von der zuvor bestimmten Einstellung abweicht, kann die Steuereinheit 20 die Bestätigung des Bedieners anfordern, den Betrieb der Arbeitsmaschine umzuschalten (Schritt 95). Falls dies gewährt wird, kann die Steuereinheit 20 den Betrieb der Arbeitsmaschine basierend sowohl auf der identifizierten Anwendung als auch dem Erfahrungsniveau des Bedieners umschalten (Schritt 100). Wenn sowohl das identifizierte Erfahrungsniveau des Bedieners als auch die identifizierte Anwendungssignatur die gleichen sind wie das vorherige Erfahrungsniveau bzw. die vorherige Anwendungssignatur, kann die Steuereinheit 20 weiter Daten sammeln (Schritt 60).
Industrielle Anwendbarkeit
Es sei bemerkt, dass das identifizierte Erfahrungsniveau bei der Veränderung des Betriebs der Arbeitsmaschine verwendet werden kann, um den Wirkungsgrad sowohl für Arbeitswerkzeuge 15 mit einfacher Anwendung als auch mit Mehrzweckanwendung zu maximieren. Beispielsweise kann eine Schaufel 15 (die oben als ein Arbeitswerkzeug für mehrere Anwendungen beschrieben wird) an einem Differentiallenklader 10 angebracht sein, um eine Anzahl von unterschiedlichen Anwendungen auszuführen. Bei der Verwendung der Schaufel 15, um einen Steinhaufen zu bewegen, kann ein unerfahrener Bediener dauernd die Schaufel 15 zu abrupt anhalten, was bewirkt, dass Steine aus der Schaufel 15 heraus fallen, bevor sie zu ihrem erwünschten Bestimmungsort bewegt wurden. Durch Identifikation, dass der Bediener unerfahren ist, kann die Steuereinheit 20 der vorliegenden Offenbarung die elektrischen oder hydraulischen Steuerungen des Differentiallenkladers umschalten, um die Hubgeschwindigkeit der Schaufel zu verringern, wenn sie Steine aufnimmt. Die Orientierung der Schaufel kann auch basierend auf dem erwarteten Hubwinkel des unerfahrenen Bedieners eingestellt werden.
Andererseits kann, wie oben beschrieben, ein Arbeitswerkzeug 15 für eine einzige Anwendung nur eine Anwendung ausführen können. Die Anwendung kann jedoch verschiedene Unteranwendungen aufweisen. Durch Messung des hydraulischen Drucks, des Flusses oder der Zylinderposition von jeder Unteranwendung kann das System der vorliegenden Offenbarung erkennen, dass die Anwendung ausgeführt wird.
Beispielsweise kann ein Werkzeug 15 zum Graben von Gräben (das oben als Arbeitswerkzeug für eine einzige Anwendung beschrieben wird) nur die Anwendung des Grabens ausführen. Jedoch kann eine Grabanwendung eine Anzahl von unterschiedlichen Unteranwendungen haben, wobei jede davon durch die Sensoren 25, 30, 35 detektiert werden kann, die oben besprochen wurden. Wenn somit die Grabanwendung beispielsweise eine Anzahl von seitlich verschobenen Schnitten bzw. Greifvorgängen erfordert, kann die Leistung einer Arbeitsmaschine verändert werden, um den Wirkungsgrad zu verbessern, und zwar durch Identifikation dieser Schnitte bzw. Grabschritte und durch konsistentes Anlegen der Antriebskraft auf der gleichen Seite der Maschine 10 wie das Grabwerkzeug 15. Die Umschaltung der Steuerungen einer Maschine in dieser Weise kann verhindern, dass die Maschine abstirbt, und kann die Genauigkeit und Konsistenz des Schnittes bzw. Grabvorgangs steigern. Eine solche Veränderung des Betriebs der Arbeitsmaschine für ein Werkzeug mit einer einzigen Anwendung kann nicht möglich sein, wenn die Umschaltung nur auf der Werkzeugerkennung basiert hat.
Zusätzlich machen erfahrene Bediener typischerweise andere Arten von Fehlern als unerfahrene Bediener, wenn diese mit einer Arbeitsmaschine arbeiten. Das System der vorliegenden Offenbarung kann die Art des Fehlers iden tifizieren, die vom Bediener gemacht wird, und kann das Erfahrungsniveau des Bedieners basierend auf der Art des Fehlers identifizieren. Beispielsweise kann bei der Anwendung eines Werkzeugs für eine einzige Anwendung, wie beispielsweise ein Materialhandhabungsarm, um I-Träger anzuheben, ein unerfahrener Bediener die Bewegung des Arms zu plötzlich stoppen, was eine Spannungsspitze beim Hubzylinder der Arbeitsmaschine bewirken kann. Diese Spannung kann eine bestimmte Signatur verursachen, die einen unerfahrenen Bediener anzeigt. Die Steuereinheit 20 kann sowohl die Anwendung als auch das Erfahrungsniveau des Bedieners basierend auf den Messungen der oben besprochenen Sensoren 25, 30, 35 identifizieren und kann den Betrieb der Arbeitsmaschine basierend auf beiden Faktoren verändern. Es sei bemerkt, dass die Veränderungen der Steuerparameter für einen erfahrenen Bediener anders als für einen unerfahrenen Bediener sein können. Es sei weiter bemerkt, dass die Veränderung des Betriebs der Arbeitsmaschine mit Bezug auf das Erfahrungsniveau des Bedieners sowohl für Werkzeuge mit einfacher Anwendung als auch mit mehrfacher Anwendung vorteilhaft sein kann. Das Umschalten des Betriebs einer Arbeitsmaschine basierend alleine auf der Arbeitswerkzeugerkennung kann jedoch nicht die gleichen Vorteile zur Folge haben.
Es sei noch weiterhin bemerkt, dass durch Modifikation des Betriebs der Arbeitsmaschine in dieser Weise die Steuereinheit 20 Daten und Informationen bezüglich des Erfahrungsniveaus speichern kann, die sich auf einen speziellen Bediener beziehen, und den Betrieb der Arbeitsmaschine basierend auf einem gespeicherten Profil eines Bedieners umschalten kann. Dieses Profil kann für den Bediener spezifisch sein, und kann modifiziert werden, wenn sich das Ausbildungsniveau des Bedieners verändert. Dieses Profil kann voreingestellte Erfahrungsniveauparameter für unterschiedliche Anwendungen aufweisen. Diese Parameter können eine Priorität der Hydraulikzylinder, den Zylinderdruck, die Zylinderposition und den Hydraulikströmungsmittelfluss aufweisen, sind jedoch nicht darauf eingeschränkt. Die voreingestellten Erfahrungsniveauparameter können allgemein auf alle Bediener dieses identifizierten Erfahrungsniveaus angewandt werden, wenn man den Betrieb der Arbeitsmaschine für eine identifizierte Anwendung umschaltet.
In Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die Steuereinheit 20 das Arbeitswerkzeug identifizieren, das an der Arbeitsmaschine angebracht ist, um bei der Umschaltung des Betriebs der Arbeitsmaschine zu helfen. Dies kann auf eine Vielzahl von Arten erreicht werden. Beispielsweise kann die Arbeitsmaschine eine Werkzeugidentifikationsvorrichtung aufweisen, wie beispielsweise einen optischen Sensor, einen Infrarot-Sensor oder einen induktiven Sensor, wobei dieser jedoch nicht darauf eingeschränkt ist, und das Arbeitswerkzeug kann einen geeigneten Signalsender aufweisen. Sobald das Arbeitswerkzeug an der Arbeitsmaschine angebracht ist, kann der Sensor ein Identifikationssignal vom Signalsender aufnehmen und eine Werkzeugidentifikationsinformation zur Steuereinheit senden. Es sei bemerkt, dass der Bediener auch Werkzeugidentifikationsinformationen an die Steuereinheit unter Verwendung der oben besprochenen Bedienerschnittstellen senden kann, wodurch die Notwendigkeit für einen Sensor und einen Signalsender eliminiert wird.
Als ein weiteres Beispiel kann die Steuereinheit 20 das angebrachte Arbeitswerkzeug 15 basierend auf den Druck- und/oder Fluss- und/oder Positionsdaten identifizieren, die von den schon besprochenen Sensoren 25, 30, 35 gemessen wurden. Die Steuereinheit 20 kann das Werkzeug 15 identifizieren, wenn es eine Anwendungssignatur erzeugt. Die Steuereinheit 20 kann auch das Werkzeug 15 identifizieren, wenn es eine Anwendungssignatur vergleicht und/oder versucht eine Anwendungssignatur zu identifizieren. Die Steuereinheit 20 kann eine Werkzeugsignatur gemäß den gemessenen Daten erzeugen, und kann dann die Werkzeugsignatur mit bekannten Werkzeugsignaturen vergleichen, um eine Übereinstimmung zu finden. Sobald eine Übereinstimmung gefunden ist, kann die Steuereinheit 20 anfordern, dass der Bediener das identifizierte Werkzeug 15 zusätzlich zu der identifizierten Anwendung bestätigt. Es sei bemerkt, dass die Steuereinheit 20 sowohl die Art des angebrachten Werkzeuges identifizieren kann (d.h. ein Werkzeug zum Graben von Gräben, eine Harke, eine Gabel usw.) als auch das spezielle angebrachte Werkzeug (d.h. ein spezielles Werkzeug zum Graben von Gräben gemäß seiner Seriennummer, seiner Inventarnummer oder gemäß anderen unterscheidbaren Identifikationskriterien).
Sobald der Bediener anzeigt, dass das Werkzeug 15 korrekt identifiziert worden ist, kann die Steuereinheit 20 die Werkzeugidentifikationsinformationen verwenden, um bei der Veränderung des Betriebs der Arbeitsmaschine 10 zu helfen. Sie kann auch die Werkzeugidentifikationsinformationen in Verbindung mit beispielsweise der Anzahl der Stunden speichern, für die das spezielle Werkzeug mit der Arbeitsmaschine verwendet wurde. Die Werkzeugidentifikation und die Anwendungsinformation kann von der Steuereinheit 20 aufgerufen und heruntergeladen werden, beispielsweise zur Analyse in einem Computerterminal oder einem Laptop.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann die Arbeitsmaschine 10 ein Differentiallenklader sein, das Arbeitswerkzeug 15 kann ein Werkzeug zum Graben von Gräben sein, und die Steuereinheit 20 kann ein elektronisches Steuermodul ("ECM") sein. Zur einfachen Beschreibung wird für den Rest der Offenbarung auf diese speziellen Vorrichtungen Bezug genommen, die eine Anwendung des Grabens von Gräben ausführen.
Wenn man einen Graben gräbt, sammelt das elektronische Steuermodul 20 Druck- und Positionsdaten von den Sensoren 25, 35 für hydraulischen Druck und Zylinderposition, die an den Hydraulikzylindern des Differentiallenkladers montiert sind. Das elektronische Steuermodul 20 sammelt auch Daten, wie beispielsweise die Joystick- bzw. Steuerhebelposition und/oder die Joystick-Bewegung. Die Sensoren 25, 35 beginnen, Daten aufzunehmen, wenn der Bediener die erste Bewegung zum Graben von Gräben beginnt und fahren fort, Daten während des gesamten Arbeitszyklus aufzunehmen. Sobald der Arbeitszyklus vollständig ist, erzeugt das elektronische Steuermodul 15 eine Anwendungssignatur oder einen Energievektor für jede der Bewegungen des Werkzeugs zum Graben von Gräben (im Folgenden Grabwerkzeug) mit der Zeit. Die daraus resultierenden Vektoren stellen die Energiemenge dar, die von der Arbeitsmaschine 10 für jeden Teil des Arbeitszyklus verbraucht wurde (d.h. Graben, Anheben des Werkzeuges, Rückkehr zur Startposition usw.). Das elektronische Steuermodul 20 normiert dann jeden der Energievektoren 75 und vergleicht die normierte Energiematrix mit einer Liste von bekannten Anwendungsmatrizen, die in seinem Speicher gespeichert sind. Basierend auf dieser Analyse wählt das elektronische Steuermodul 20 die gespeicherte Anwendung, die am besten zu der berechneten Energiematrix passt. Während dieses Prozesses identifiziert das elektronische Steuermodul 20 auch das spezielle Grabwerkzeug 15, das an dem Differentiallenklader angebracht ist, und zwar unter Verwendung der oben dargelegten Prinzipien.
Sobald eine identifizierte Anwendung gefunden wurden ist, vergleicht sie das elektronische Steuermodul 20 mit der letzten Anwendung, die bekannterweise ausgeführt wurde. Wenn die beiden die gleichen sind, wird das elektronische Steuermodul 20 weiter Daten sammeln und den Prozess wieder beginnen. Wenn die zwei unterschiedlich sind, erfordert das elektronische Steuermodul 20 die Erlaubnis des Bedieners an, den Betrieb des Differentiallenkladers 10 basierend auf der identifizierten Anwendung umzuschalten. Das elektronische Steuermodul 20 kann die Bestätigung anfordern und der Bediener kann die Bestätigung gewähren oder verwehren, und zwar durch eine Bedienerschnittstelle 40, die in der Kabine des Differentiallenkladers 10 montiert ist.
Wenn die Bestätigung gewährt wird, sendet das elektronische Steuermodul 20 Signale an die elektrischen und hydraulischen Steuerungen 45 des Differentiallenkladers, um den Betrieb der Maschine umzuschalten. Insbesondere würde die Umschaltung des Betriebs des Differentiallenkladers 10 bei einer Anwendung zum Graben von Gräben die Umschaltung der Prioritätssteuerung der Hydraulikzylinder der Maschine aufweisen, so dass die Schwenkbewegung der Maschine genau zu der gleichen Position bei jedem Grabzyklus zurückkehren würde, wodurch das Grabwerkzeug 15 mit dem Graben ausgerichtet wird. Um dies zu erreichen, kann größere Priorität in der Hydraulikschaltung für die Schwenkzylinder als für die Vorderauslegerzylinder gegeben wer den. Das elektronische Steuermodul 20 würde auch das Erfahrungsniveau des Bedieners identifizieren und diese Information als ein Faktor bei den obigen Umschaltungen des Systems verwenden. Das elektronische Steuermodul 20 kann auch das Grabwerkzeug 15 identifizieren, das an dem Differentiallenklader 10 angebracht ist, und kann diese Informationen bei der Veränderung des Betriebs der Maschine 10 verwenden. Die Veränderung des Betriebs des Differentiallenkladers in dieser Weise kann bei der Maximierung des Wirkungsgrades des Differentiallenkladers für die Anwendung des Grabens von Gräben helfen.
Wenn der Bediener nicht die Anforderung zur Umschaltung bzw. Veränderung bestätigt, wird das elektronische Steuermodul 20 weiterhin fragen, ob der Bediener bevorzugen würde, dass das System alle Anwendungsidentifikationsaktivitäten beendet. Wenn der Bediener dies bestätigt, wird das elektronische Steuermodul 20 aufhören, Daten zu sammeln, und wird ausgeschaltet, bis der Differentiallenklader 10 abschaltet. Wenn jedoch der Bediener das elektronische Steuermodul 20 anweist, fortzufahren, wird es die Aufnahme von Daten wieder aufnehmen und versuchen, die Anwendung und das Erfahrungsniveau des Bedieners wieder zu identifizieren.
Andere Ausführungsbeispiele der Offenbarung werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und aus der praktischen Ausführung der hier offenbarten Offenbarung offensichtlich werden. Beispielsweise können Sensoren für den elektrischen Strom die Spannung oder den Widerstand verwendet werden, um Daten zu sammeln. Die Strom-, Spannungs- oder Widerstandsdaten können verwendet werden, um eine Anwendungssignatur und/oder eine Arbeitswerkzeugsignatur zu bilden, und um bei der Identifikation der ausgeführten Anwendung und des verwendeten Werkzeugs zu helfen. Zusätzlich können die Nachrichten, Signale oder Anforderungen, die von der Steuereinheit an den Bediener gesandt werden, genauso hörbar wie sichtbar sein. Die Arbeitsmaschine 10 kann einen Lautsprecher oder irgendeine andere ähnliche Vorrichtung aufweisen, um hörbare Nachrichten an den Bediener zu übermitteln. Zusätzlich kann die Steuerstrategie auch eine Regelungsstra tegie (open loop) sein. Darüber hinaus kann eine Steuerstrategie der vorliegenden Offenbarung nur das Erfahrungsniveau des Bedieners verwenden, um den Betrieb der Arbeitsmaschine zu verändern bzw. umzuschalten, ohne die Anwendung zu identifizieren, die ausgeführt wird. Eine weitere Steuerstrategie der vorliegenden Offenbarung kann den Betrieb der Arbeitsmaschine umschalten, ohne eine Bestätigung des Bedieners anzufordern.
Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei der wahre Umfang der Offenbarung durch die folgenden Ansprüche gezeigt wird.

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Arbeitsmaschine (10) mit mindestens einem Arbeitswerkzeug (15), das Folgendes aufweist: Abfühlen von mindestens einer Betriebscharakteristik der Arbeitsmaschine (10), die eine Anwendung des Arbeitswerkzeuges (15) der Arbeitsmaschine (10) anzeigt; und Veränderung des Betriebs der Arbeitsmaschine (10) ansprechend auf eine neue Anwendung des Arbeitswerkzeuges (15).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Umschaltung des Betriebs der Arbeitsmaschine (10) eine Bestätigung des Bedieners erfordert.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiter die Ausführung von mindestens einem Betriebsschritt der neuen Anwendung in automatischer Weise ohne Eingabe des Bedieners aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiter aufweist, mindestens eine Betriebscharakteristik der Arbeitsmaschine abzufühlen, die ein Erfahrungsniveau eines Bedieners anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 4, welches weiter die Veränderung des Betriebs der Arbeitsmaschine 10 ansprechend auf ein Erfahrungsniveau des Bedieners aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Betriebscharakteristik durch einen Strömungsmitteldrucksensor 25 und/oder einen Arbeitswerkzeugpositionssensor 30 und/oder einen Strömungsmittelflusssensor 35 der Arbeitsmaschine 10 gemessen wird.
Arbeitsmaschine, die Folgendes aufweist: mindestens ein Arbeitswerkzeug (15); mindestens einen Sensor, der konfiguriert ist, um mindestens eine Be triebscharakteristik der Arbeitsmaschine (10) abzufühlen, die eine Anwendung des Arbeitswerkzeuges (15) anzeigt; und eine Steuereinheit (20), die konfiguriert ist, um den Betrieb der Arbeitsmaschine (10) ansprechend auf eine neue Anwendung des Arbeitswerkzeuges (15) zu verändern.
System nach Anspruch 7, wobei der mindestens eine Sensor konfiguriert ist, um mindestens eine Betriebscharakteristik der Arbeitsmaschine (10) abzufühlen, die ein Erfahrungsniveau des Bedieners anzeigt.
System nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (20) konfiguriert ist, um den Betrieb der Arbeitsmaschine (10) ansprechend auf ein Erfahrungsniveau eines Bedieners zu verändern.
System nach Anspruch 7, wobei der mindestens eine Sensor ein Strömungsmitteldrucksensor (25), ein Arbeitswerkzeugpositionssensor (30) oder ein Strömungsmittelflusssensor (35) ist.