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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Betätigen eines Schildes eines Erdhobels gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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In der Praxis werden zum Herstellen von großen ebenen Flächen unter anderem als Grader ausgeführte Baumaschinen eingesetzt, die auch als Planierer, Erdhobel oder Straßenhobel bezeichnet werden. Typische Grader haben drei Achsen, wobei der in Fahrzeuglängsrichtung hinten montierte Antriebsmotor sowie das Führerhaus sich meist über einer Tandem-Hinterachse befinden. Die vordere dritte Achse ist lenkbar ausgeführt. Im Bereich der Fahrzeugmitte befindet sich ein breites Schild, das auch als Schar bezeichnet wird. Die Schar ist bei den meisten Gradern um die Fahrzeughochachse um 360 Grad drehbar, seitlich verschiebbar, beidseitig um etwa 90 Grad anstellbar und mit einer sogenannten Schnittwinkelverstellung und damit kippbar ausgeführt, womit auch geneigte Flächen mit einem Grader bearbeitet werden können. Zusätzlich sind viele Grader mit einem Frontschild ausgerüstet, um Schubarbeiten bei Schüttgütern und sonstige Erdbewegungen ausführen zu können. Des Weiteren besitzen viele Grader im Bereich des Fahrzeughecks sogenannte Heckaufreißer, mit welchen ein Untergrund aufgelockert bzw. aufgerissen werden kann.
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Ein typisches Einsatzgebiet für Grader ist unter anderem der Straßen- und Wegebau, wo er zum Ebnen des Unterbaus von Asphaltstraßen oder der Deckschicht unbefestigter Straßen und Wege genutzt wird. Auch auf schiefen Ebenen oder als Böschungshobel ist er verwendbar. Ebenso werden Grader auch für sonstige Erdbewegungen auf größeren Flächen, beispielsweise im Sportplatzbau eingesetzt. Grader können auch zum Schneeräumen genutzt werden, wobei einige Hersteller spezielle Grader auch für den Untertagebau anbieten.
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Über die Schar bzw. das einstellbare und im Wesentlichen fahrzeugmittig angeordnete Schild wird in an sich bekannter Art und Weise Material auf dem zu glättenden Untergrund verteilt. Dabei wird in Fahrtrichtung Material vor dem Schild hergeschoben und mit Hilfe des Schildes verteilt. Die Aktuierung des Schildes bzw. der Schar erfolgt bei einem Grader manuell durch die fahrerseitige Ansteuerung der Aktoren des Schildes. Dabei benötigt der Grader zur Herstellung einer ebenen Fläche immer ausreichend Material vor seinem Schild. Die Materialmenge wird über die Schildstellung und die Fahrgeschwindigkeit reguliert.
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Zur Erzielung eines guten Arbeitsergebnisses muss sich eine Bedienperson bzw. ein Fahrer eines Graders während der gesamten Bearbeitung des Untergrundes auf die Betätigung des Schildes sowie die Steuerung des Graders selbst konzentrieren, um ein gewünscht hohes Arbeitsergebnis zu erreichen. Dies ist jedoch auf Dauer für eine Bedienperson sehr belastend, so dass die Konzentrationsfähigkeit insbesondere von ungeübten Bedienpersonen oftmals innerhalb kurzer Zeit in einem das Arbeitsergebnis beeinträchtigenden Umfang nachlässt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum automatisierten Betätigen eines während eines Betriebes eines Erdhobels zur Feinverteilung von Material auf einem Untergrund vorgesehenen Schildes zur Verfügung zu stellen, um dauerhaft ein möglichst gutes Arbeitsergebnis erzielen zu können.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum automatisierten Betätigen eines während eines Betriebs eines Erdhobels zu Feinverteilung von Material auf einem Untergrund vorgesehenen und gegenüber dem Untergrund verstellbaren Schildes wird eine in Fahrtrichtung des Erdhobels vor dem Schild angeordnete und vom Schild bzw. der Schar wenigstens annähernd während einer Vorwärtsfahrt in Vorwärtsfahrtrichtung bewegte Materialmenge, mit der mit dem Erdhobel eine geforderte Oberflächenbeschaffenheit des Untergrundes herstellbar ist, durch automatisiertes Betätigen des Schildes in Abhängigkeit einer optischen Überwachung der Materialmenge und/oder in Abhängigkeit einer Überwachung des Betriebszustandes des Antriebsstranges des Erdhobels im Wesentlichen unabhängig von einer fahrerseitigen Betätigung der für die Betätigung des Schildes vorgesehenen Aktoren eingestellt.
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Damit wird eine Bedienperson bzw. ein Fahrer eines Graders bzw. eines Erdhobels während der Bearbeitung bzw. Glättung des Untergrundes in gewünschtem Umfang entlastet und das jeweils zu erzielende Bearbeitungsergebnis ist unabhängig von der Konzentrationsfähigkeit des Fahrers erreichbar.
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Über die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist die jeweils für die Umsetzung der geforderten Oberflächenbeschaffenheit korrekte Materialmenge vor dem Schild zur Auslösung der Schildaktuierung über ein Kamerasystem oder dergleichen bewertbar und überwachbar. Ein solches Kamerasystem ist beispielsweise oberhalb des Schildes installierbar. Das Kamerasystem speichert beim Einstellen des Referenzwertes des Hochdruckes die Kontur der optimalen Materialmenge ab und gibt die laufende Auswertung der Abweichung von der optimalen Materialmenge an die elektronische Steuerung weiter.
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Bei einer mit geringem Aufwand durchführbaren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Materialmenge fahrerseitig festgelegt. Damit wird vorteilhafterweise vermieden, dass für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise eine Datenbank vorzuhalten ist, über die möglichst viele Anwendungsfälle abbildbar und der automatisierten Betätigung des Schildes zur Verfügung stellbar sind.
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Wird ein mit der Materialmenge korrespondierender Betriebszustand des Antriebsstranges ermittelt und bei Vorliegen einer Abweichung von diesem Betriebszustand das Schild in einem die Abweichung minimierenden Umfang betätigt, wird die geforderte Oberflächenbeschaffenheit mit geringem Steuer- und Regelaufwand hergestellt.
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Die geforderte Oberflächenbeschaffenheit ist bei einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit geringem Betätigungsaufwand herstellbar, wenn bei einer Ausführung des Erdhobels mit einem stufenlos leistungsverzweigten Getriebe mit hydraulischem Variator ein mit der definierten Materialmenge korrespondierender Referenzwert des Hochdruckes bestimmt wird und bei einer Abweichung des Ist-Hochdruckes vom Referenzwert größer als ein Betrag des Schwellwertes das Schild in einem die Abweichung minimierenden Umfang betätigt wird.
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Bei der letztbeschriebenen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der Verwendung eines hydrostatisch-mechanisch-leistungsverzweigten Getriebes der Hochdruck im hydrostatischen Getriebeteil zur Lasterkennung herangezogen. Abhängig von der stufenlos einstellbaren Drehzahlübersetzung und der verfügbaren Fahrantriebsleistung ergibt sich ein maximal möglicher Hochdruck. Der Hochdruck kann unterhalb des maximalen Hochdruckes in Abhängigkeit der Übersetzung des Getriebes nach Fahrwiderstand variieren. In jedem Fall gibt es einen definierten Zusammenhang zwischen dem Hochdruck und dem jeweils im Bereich eines Abtriebs des Erdhobels anliegenden Abtriebsmoment, wobei der definierte Zusammenhang auf einfache Art und Weise als Grundlage für die automatisierte Betätigung des Schildes verwendbar ist.
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Hierfür lässt sich beispielsweise über Hochdrucksensoren im Bereich des Fahrantriebes ein direkter Zusammenhang zwischen der vor dem Schild vorhandenen Materialmenge und der Belastung des Fahrantriebs herstellen. Dabei ist die Belastung des Fahrantriebs umso höher, je mehr Material vor dem Schild hergeschoben wird.
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Wird fahrerseitig zunächst der mit der für ein gewünschtes Arbeitsergebnis erforderlichen Materialmenge vor dem Schild korrespondierende Referenzwert, der über den aktuellen Hochdruck im Bereich des Fahrantriebes erkennbar ist, für das sogenannte Finegrading eingestellt, ist beispielsweise durch eine Bestätigung des Fahrers der Referenzdruck in einer elektronischen Steuerung des Erdhobels abspeicherbar, die gleichzeitig die Werte der Hochdrucksignale des Fahrantriebes auswertet. Dieser Referenzdruck kann anschließend automatisch im weiteren Vorgang durch eine entsprechende Betätigung bzw. Verstellung des Schildes eingeregelt werden.
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Das Schild wird bei einer einfach durchführbaren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens betätigt, wenn der Ist-Hochdruck einen oberhalb des Referenzwertes liegenden oberen Schwellwert überschreitet oder einen unterhalb des Referenzwertes liegenden unteren Schwellwert unterschreitet.
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Die Einregelung des Hochdrucks erfolgt beispielsweise anhand der Überwachung des eingestellten Referenzwertes des Hochdrucks bzw. des Referenzdrucks. Der Referenzdruck kann als Mittelwert des Hochdrucks stets eingeregelt werden. Dabei liegt der Referenzdruck der Steuerung durch das fahrerseitige Anlernen vor. Liegt eine maximale Abweichung des aktuellen Ist-Hochdrucks vom Referenzdruck bzw. vom Referenzwert des Hochdrucks vor, ist das Schild je nach Vorzeichen der Abweichung zur Minimierung derselben betätigbar bzw. verstellbar. So führt beispielsweise eine positive Abweichung vom Referenzwert des Hochdrucks dazu, dass das Schild nach rechts oder links verstellt wird, um mehr Material vom Schild zur Seite abzuschieben.
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Die Abweichung zwischen dem Ist-Hochdruck und dem Referenzwert des Hochdruckes wird bei einer weiteren mit geringem Aufwand durchführbaren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels Integration über der Betriebszeit ermittelt, wobei das Schild in einem die Abweichung minimierenden Umfang betätigt wird, wenn das Integral einen unteren Schwellwert unterschreitet oder einen oberen Schwellwert überschreitet.
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Für die Regelung des Hochdrucks auf den Referenzwert des Hochdrucks über ein Intergral kann vom Fahrer wiederum der Referenzdruck eingestellt werden, wobei die elektrische Steuerung die Abweichung des Ist-Hochdruckes vom Referenzwert des Hochdruckes durch Integration ermittelt. Dabei kann das Schild umso stärker verstellt werden, je positiver oder je negativer die sich über der Betriebszeit einstellende und mit der Abweichung korrespondierende Fläche wird. Zusätzlich besteht dabei die Möglichkeit, das Integral jeweils dann zu bilden, sobald der gemessene Ist-Hochdruck vom Referenzwert des Hochdrucks abweicht. Zur Aktivierung der Schildverstellung werden jeweils einstellbare Schwellen für das maximale positive oder negative Integral vorgesehen, ab dessen Vorleigen eine Aktuierung des Schildes ausgelöst wird.
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Wird der mit der definierten Materialmenge korrespondierende Betriebszustand des Antriebsstranges in Abhängigkeit einer aktuell vom Erdhobel durchfahrenen Steigung variiert, wird eine durch die jeweils durchfahrene aktuelle Steigung des Geländes ausgelöste Änderung des Ist-Hochdruckes auf einfache Art und Weise berücksichtigt. Ohne eine solche Berücksichtigung besteht die Möglichkeit, dass die Schildaktuierung nicht in gewünschtem Umfang erfolgt. Zur Umgehung dieses Problems sind beispielsweise Signale eines Steigungssensors auswertbar. Die Auswertung dieser Signale kann für die Anpassung des vorzugsweise fahrerseitig festgelegten Referenzwertes des Hochdruckes an die jeweils vorliegende Steigung verwendet werden.
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Fährt der Erdhobel beispielsweise in einen Hang ein und damit bergauf, ist der Referenzwert des Hochdruckes, der eingeregelt werden soll, entsprechend zu erhöhen. Zur Erkennung der Steigung kann beispielsweise ein GPS-Signal zur Ermittlung einer aktuellen Höhenlageänderung des Erdhobels, ein Gyroskop mit Beschleunigungssensor oder eine Luftdruckmessung verwendet werden.
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Fährt der Grader bergab, ist der Referenzwert des Hochdruckes entsprechend abzusenken, da dann die am Abtrieb anliegende Last im Gegensatz zu einer Bergauffahrt abnimmt.
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Wird ein mit der definierten Materialmenge korrespondierender Betriebszustand einer Antriebsmaschine des Antriebsstranges des Erdhobels ermittelt und bei Vorliegen einer Abweichung von diesem Betriebszustand das Schild in einem die Abweichung minimierendem Umfang betätigt, wird auf einfache Art und Weise beispielsweise das Lastsignal eines Dieselmotors zur Bewertung der Schildaktuierung hinzugezogen. Beim Abspeichern des Referenzwertes des Hochdrucks ist zusätzlich die aktuelle Last im Bereich der Antriebsmaschine abspeicherbar. Wenn die aktuell gemessene Last an der Antriebsmaschine dann während der Bearbeitung des Untergrundes vom abgespeicherten Wert abweicht, ist dieser wiederum von der elektrischen Steuerung des Erdhobels zur Aktivierung der Schildverstellung heranziehbar.
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Grundsätzlich sind die Einstellmöglichkeiten im Bereich eines Erdhobels während einer Oberflächenbearbeitung vielfältig und die sich hieraus ergebenden Kombinationen wirken sich mehr oder weniger stark auf das Arbeitsergebnis aus. Dies resultiert aus der Tatsache, dass jede Erdhobelfunktion die Zugkraft und den Materialfluss am Schild beeinflusst. Um die Vielzahl der Betriebsmodi eines Erdhobels auf einfache Art und Weise berücksichtigen zu können, besteht die Möglichkeit, eine vom Fahrer vorab wählbare Schildstrategie durch entsprechende Regelungen abzubilden. Über diese Vorgehensweise steht dem Fahrer die Möglichkeit zur Verfügung, zunächst eine bestimmte Funktion oder eine Kombination verschiedener Funktionen auszuwählen.
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So kann beispielsweise als Betriebsstrategie eine Drehung des Schildes um die Erdhobelhochachse alleine oder eine Kombination aus einer Drehung des Schildes um die Erdhobelhochachse und eine Drehung des Schildes um die Erdhobelquerachse oder eine Kombination aus einer Drehung des Schildes um Erdhobelhochachse und eine seitliche Höhenverstellung des Schildes und so weiter vorgesehen sein. Entsprechend kann der Fahrer eine an seine Aufgabe angepasste Strategie wählen, um beispielsweise eine Arbeitsbreite, einen Winkel zum Rahmen des Erdhobels und dergleichen einzuhalten. Wiederum entsprechend der gewählten Funktion oder einer Kombination verschiedener Funktionen ändert sich die am Abtrieb anliegende Last in mehr oder weniger hohem Umfang, worauf über die Regelung mit einer angemessenen Schildverstellung reagiert werden kann.
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Erfolgt die Betätigung des Schildes in Abhängigkeit des Lenkwinkels einer Radlenkung und/oder eines Lenkwinkels einer Knicklenkung des Erdhobels, sind Laständerungen aufgrund von Kurvenfahrten auf einfache Art und Weise erkennbar und mit geringem Aufwand bei der Aktuierung des Schildes berücksichtigbar. Dies ist vorteilhaft, da der Kurvenradius und die Richtung der Kurve einen nicht unerheblichen Einfluss auf das Entleerverhalten im Bereich des Schildes und die jeweils daraus resultierende Zugkraft haben. Diese Einflüsse sind bei der letztgenannten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einfache Art und Weise durch eine entsprechende Nachführung kompensierbar.
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Zusätzlich besteht über die erfindungsgemäße Vorgehensweise auch die Möglichkeit, einen sogenannten Schneepflugeffekt durch eine sich schnell ändernde Lastsituation des Antriebes zu erkennen. Diese entsteht beispielsweise, wenn auf der Seite des Materialabflusses des Schildes keine Abstützung mehr vorhanden ist und sich das Schild ähnlich wie bei einem Schneepflug in Richtung einer Fahrzeugseite innerhalb kurzer Betriebszeiten vorzugsweise schlagartig entleert.
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Ein ähnlicher Betriebszustandsverlauf stellt sich bei einem Abheben des Schildes vom Untergrund dar. Dann ist das Schild entsprechend schnell nachzuführen, um eine Unterbrechung des Materialflusses, die eine Lücke in der Planie verursacht, zu verhindern.
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Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Gegenstandes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
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Es zeigt:
- 1 eine schematisierte Seitenansicht einer als Erdhobel ausgeführten Baumaschine;
- 2 eine schematisierte Draufsicht eines wenigstens annähernd fahrzeugmittig angeordneten verstellbaren Schildes;
- 3 den in 2 dargestellten Bereich des Erdhobels gemäß 1 in einer schematisierten Seitenansicht;
- 4 eine schematisierte Einzelseitenansicht des Schildes des Erdhobels gemäß 1 in Kombination mit einer in Vorwärtsfahrtrichtung vor dem Schild angeordneten Materialmenge und einen Bereich eines vom Erdhobel zu bearbeitenden Untergrundes;
- 5 einen sich während eines definierten Betriebszustandsverlaufes über der Betriebszeit einstellenden Verlauf eines Ist-Hochdruckes und einen Verlauf eines Referenzwertes des Hochdruckes im Bereich eines stufenlos leistungsverzweigten Getriebes des Erdhobels gemäß 1;
- Fig . 6 einen weiteren Verlauf des Ist-Hochdruckes des Getriebes des Erdhobels gemäß 1 über der Betriebszeit und einen Verlauf eines Referenzwertes des Hochdruckes; und
- 7 eine 3 entsprechende Darstellung des Bereichs des Erdhobels, der zusätzlich mit einem Kamerasystem versehen ist.
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1 zeigt eine als Erdhobel ausgeführte Baumaschine 1 mit einer Tandemachse 2 und einer Vorderachse 3, die als lenkbare Fahrzeugachse ausgeführt ist. Zusätzlich ist im Bereich einer Knicklenkung 4 ebenfalls ein Lenkwinkel einstellbar, wobei durch entsprechende Abstimmung des Lenkwinkels im Bereich der Knicklenkung 4 und der lenkbaren Vorderachse 3 eine Geradeausfahrt des Erdhobels 1 darstellbar ist, der auch als sogenannter Hundegang bezeichnet wird.
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Des Weiteren umfasst der Erdhobel 1 im Bereich einer Fahrzeugvorderseite ein Frontschild 5, das für Schubarbeiten bei Schüttgütern und für sonstige Erdbewegungen verwendet wird. Zwischen der Knicklenkung 4 und der Fahrzeugvorderachse ist ein weiteres Schild 6 vorgesehen, welches zur Feinverteilung von Material auf einem von dem Erdhobel 1 befahrenen Untergrund 10 während eines Einebnens der Oberfläche Untergrundes10 eingesetzt wird. Zusätzlich ist der Erdhobel 1 vorliegend mit einem hydrostatisch-mechanisch-leistungsverzweigten Getriebe ausgeführt, in dessen Bereich über Hochdrucksensoren ein im Betrieb des Erdhobels 1 sich einstellender Hochdruck messtechnisch erfassbar ist.
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Das weitere Schild 6 ist über eine entsprechende Aktuatorik 7 in der nachfolgend zu 2 und Fig. 3 näher beschriebenen Art und Weise verstellbar ausgeführt, um beispielsweise einen Unterbau von Asphaltstraßen oder eine Deckschicht unbefestigter Straßen und Wege in gewünschtem Umfang bearbeiten zu können und zusätzlich auch schiefe Ebenen einebnen zu können sowie den Erdhobel als sogenannten Böschungshobel zu verwenden.
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Wie in 2 angedeutet ist das weitere Schild 6 aus der im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung y dargestellten geraden Stellung um die Fahrzeughochachse z verdrehbar ausgeführt. Des Weiteren ist das weitere Schild 6 im Bereich seiner fahrzeugseitigen Enden 6A und 6B in definiertem Umfang anhebbar, so dass eine untere Kante 6C des weiteren Schildes 6 gegenüber einer von der Fahrzeuglängsachse x und der Fahrzeugquerachse y aufgespannten Ebene einen Winkel einschließt oder ein Höhenniveau des gesamten Schildes 6 veränderbar ist.
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Des Weiteren ist das weitere Schild 6 um die Fahrzeugquerachse y in dem in 3 dargestellten Umfang verdrehbar, wodurch die untere Kante 6C des weiteren Schildes 6 in Richtung des Fahrzeughecks oder der Fahrzeugvorderseite verschwenkbar ist, während eine obere Kante 6D des weiteren Schildes 6 eine jeweils hierzu gegenläufige Schwenkbewegung ausführt.
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Um im Betrieb des Erdhobels 1 eine geforderte Oberflächenbeschaffenheit des vom Erdhobel 1 befahrenen Untergrundes 10 herstellen zu können, ist wie in 4 angedeutet eine in Vorwärtsfahrtrichtung des Erdhobels 1 vor dem Schild 6 angeordnete und vom Schild 6 wenigstens annähernd während einer Vorwärtsfahrt in Vorwärtsfahrtrichtung bewegte Materialmenge 8 vorzusehen. Da der im Bereich des Getriebes sich jeweils einstellende Hochdruck unterhalb eines maximal möglichen Hochdruckes in Abhängigkeit des jeweils anliegenden Fahrwiderstandes variiert und ein definierter Zusammenhang zwischen dem Hochdruck und dem wirkenden Getriebeabtriebsmoment besteht, ist über die Hochdrucksensoren des Fahrantriebes ein direkter Zusammenhang zwischen der vor dem Schild 6 vorhandenen Materialmenge 8 und der Belastung des Fahrantriebes herstellbar.
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Dabei ist dieser umso höher, je mehr Material 8 in der in 4 dargestellten Art und Weise vor dem Schild 6 hergeschoben wird. Hierfür stellt der Fahrer zunächst einen Referenzwert des Hochdruckes, der über den aktuellen Ist-Hochdruck am Fahrantrieb erkannt werden kann, für das gewünschte Finegrading ein. Durch die fahrerseitige Bestätigung wird der Referenzwert des Hochdruckes in einer elektronischen Steuerung des Erdhobels 1 abgespeichert, die gleichzeitig die Werte der Hochdrucksignale des Fahrantriebes auswertet. Anschließend wird der Referenzwert des Hochdruckes automatisch im Betrieb des Erdhobels 1 durch die Verstellung des weiteren Schildes 6 eingeregelt.
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Dabei wird der Ist-Hochdruck in Abhängigkeit der Überwachung des eingestellten Referenzwertes des Hochdruckes eingeregelt. Der Referenzwert wird als Mittelwert des Ist-Hochdruckes stets eingeregelt, der der Steuerung durch das fahrerseitige Anlernen vorliegt. Liegt eine definierte maximale Abweichung des aktuellen Ist-Hochdruckes zum Referenzwert des Hochdruckes vor, wird das weitere Schild 6 je nach Vorzeichen der Abweichung verstellt. Dabei führt beispielsweise eine positive Abweichung vom Referenzwert des Hochdruckes dazu, dass das Schild 6 um die Fahrzeughochachse y verdreht wird, um mehr Material in Richtung einer Fahrzeugseite des Erdhobels 1 abzuschieben.
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In 5 sind ein Verlauf des Ist-Hochdruckes p_HD_ist sowie ein konstanter Verlauf des Referenzwertes des Hochdruckes p_HD_ref über der Betriebszeit t dargestellt. Zusätzlich sind mit konstantem Abstand zum Verlauf des Referenzwertes des Hochdruckes p_HD_ref verlaufende Schwellen p_HD_refo und p_HD_refu gezeigt. Überschreitet der Verlauf des Ist-Hochdruckes p_HD_ist die Schwelle p_HD_refo oder unterschreitet der Verlauf des Ist-Hochdruckes p_HD_ist die Schwelle p_HD_refu, wird eine die Abweichung zwischen dem Ist-Hochdruck p_HD_ist und dem Referenzwert p_HD_ref des Hochdruckes minimierende Betätigung des weiteren Schildes 6 ausgelöst. Dies ist beispielsweise vorliegend zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 sowie zwischen den Zeitpunkten T3 und T4 der Fall, wobei der Verlauf des Ist-Hochdruckes p_HD_ist den oberen Schwellwert p_HD_refo zum Zeitpunkt T1 überschreitet und die dabei ausgelöste Betätigung des weiteren Schildes 6 dazu führt, dass der Verlauf des Ist-Hochdruckes p_HD_ist die obere Schwelle p_HD_refo zum Zeitpunkt T2 wieder unterschreitet.
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Zum weiteren Zeitpunkt T3 unterschreitet der Verlauf des Ist-Hochdruckes p_HD_ist die untere Schwelle p_HD_refo, weshalb wiederum eine Aktuierung des weiteren Schildes 6 erfolgt, um den Verlauf des Ist-Hochdruckes p_HD_ist wieder in Richtung des Referenzwertes des Hochdruckes p_HD_ref zu führen. Da der Verlauf des Ist-Hochdruckes p_HD_ist die untere Schwelle p_HD_refu zum Zeitpunkt T4 wieder überschreitet, wird die Betätigung des weiteren Schildes 6 ab dem Zeitpunkt T4 entsprechend angepasst, um den Verlauf des Ist-Hochdruckes p_HD_ist innerhalb der Schwellen p_HD_refo und p_HD_refu zu halten.
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Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, die Regelung des Ist-Hochdruckes p_HD_ist auf den Referenzwert des Hochdruckes p_HD_ref über ein Druckintegral einzuregeln. Dabei wird zunächst der Referenzwert des Hochdruckes p_HD_ref fahrerseitig eingestellt bzw. vorgegeben. Die elektrische Steuerung des Erdhobels 1 ermittelt die Abweichung des Ist-Hochdruckes p_HD_ist vom Referenzwert des Hochdruckes p_HD_ref durch Integration. Dabei wird das weitere Schild 6 umso stärker verstellt, je größer der Betrag der ermittelten Fläche ist. Das Integral wird jeweils gebildet, sobald der gemessene Ist-Hochdruck p_HD_ist vom Referenzwert des Hochdruckes p_HD_ref abweicht.
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Bezug nehmend auf 6 beginnt die Integration beispielsweise ab einem Zeitpunkt T5, ab dem der Verlauf des Ist-Hochdruckes p_HD_ist den Referenzwert des Hochdruckes p_HD_ref übersteigt. Zu einem Zeitpunkt T6 übersteigt der Wert des Integrals eine vordefinierte Schwelle und das weitere Schild 6 wird in einem die Abweichung zwischen dem Verlauf des Ist-Hochdruckes p_HD_ist und des Referenzwertes des Hochdruckes p_HD_ref minimierenden Umfang aktuiert, wodurch sich der Verlauf p_HD_ist wiederum in Richtung des Referenzwertes des Hochdruckes p_HD_ref annähert. Zu einem weiteren Zeitpunkt T7 wird wiederum über die Integration ein positiver Schwellwert bzw. eine maximale positive Abweichung ermittelt und das weitere Schild 6 betätigt, um die Abweichung zwischen dem Ist-Hochdruck p_HD_ist und dem Referenzwert des Hochdruckes p_HD_ref zu reduzieren.
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Die ab dem Zeitpunkt T7 beginnende Aktuierung des weiteren Schildes 6 führt über der Betriebszeit t dazu, dass der Verlauf des Ist-Hochdruckes p_HD_ist den Referenzwert des Hochdruckes p_HD_ref zum Zeitpunkt T8 unterschreitet. Zu einem Zeitpunkt T9 weist das Integral eine vordefinierte maximale negative Abweichung auf, die wiederum eine Aktuierung des weiteren Schildes 6 bewirkt, um die negative Abweichung des Verlaufes des Ist-Hochdruckes p_HD_ist vom Referenzwert des Hochdruckes p_HD_ref zu minimieren. Dies ist ab dem Zeitpunkt T9 der Fall, da der Verlauf des Ist-Hochdruckes p_HD_ist sich wiederum in Richtung des Referenzwertes p_HD_ref annähert.
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In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anmeldungsfalles besteht auch die Möglichkeit, dass der Erdhobel 1 in dem in 7 dargestellten Umfang in einem Kamerasystem 9 ausgebildet ist, über das die vor dem weiteren Schild 6 angeordnete Materialmenge 8 überwachbar ist. Über das Kamerasystem 9 ist beim Einstellen des Referenzwertes des Hochdruckes p_HD_ref die Kontur der optimalen Materialmenge abspeicherbar und der elektronischen Steuerung des Erdhobels 1 permanent eine Auswertung einer Abweichung von der optimalen Materialmenge zur Verfügung stellbar.
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Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass die Aktuierung des weiteren Schildes 6 alleine in Abhängigkeit der Überwachung des Kamerasystems 9 durchgeführt wird, um während der Bearbeitung des Untergrundes 10 vor dem weiteren Schild 6 jederzeit die optimale Materialmenge 8 herzuschieben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Baumaschine
- 2
- Tandemachse
- 3
- Vorderachse
- 4
- Knicklenkung
- 5
- Frontschild
- 6
- weiteres Schild
- 6A, 6B
- fahrzeugseitiges Ende des weiteren Schildes
- 6C
- untere Kante des weiteren Schildes
- 6D
- obere Kante des weiteren Schildes
- 7
- Akuatorik
- 8
- Material
- 9
- Kamerasystem
- 10
- Untergrund
- p_HD_ist
- Ist-Hochdruck
- p_HD_ref
- Referenzwert des Hochdruckes
- p_HD_refo, p_HD_refu
- Schwellwert
- T1 bis T9
- diskreter Zeitpunkt
- t
- Betriebszeit
- x
- Fahrzeuglängsachse
- y
- Fahrzeugquerachse
- z
- Fahrzeughochachse
