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FELD
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Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Hydrauliksystem für ein Arbeitsfahrzeug.
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HINTERGRUND
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Viele industrielle Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Baumaschinen, verwenden Hydraulik zum Steuern verschiedener beweglicher Arbeitsgeräte. Dem Bediener werden ein oder mehr Eingabe- oder Bedienvorrichtungen geboten, welche funktional mit ein oder mehr hydraulischen Aktoren gekoppelt sind, welche den relativen Standort ausgewählter Komponenten oder Vorrichtungen der Maschine zur Durchführung verschiedener Funktionen beeinflussen. Beispielsweise können Lader zum Heben und Bewegen verschiedener Materialien genutzt werden. Ein Lader kann einen schwenkbar über einen Ausleger an einem Rahmen montierten Schaufel- oder Gabelanbau umfassen. Ein oder mehr Hydraulikzylinder sind mit dem Ausleger und/oder dem Eimer gekoppelt, um die Schaufel zwischen Positionen relativ zum Rahmen zu bewegen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine exemplarische Ausführungsform umfasst eine Methode zur Kontrolle der Stabilität während des Betriebs einer Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine umfasst einen mechanischen Arm. Ein Arbeitsgerät ist mit dem mechanischen Arm gekoppelt und für den Empfang einer Last konfiguriert. Ein Hydraulikaktor ist mit dem mechanischen Arm gekoppelt, um den Arm zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position zu bewegen. Ein Ventil steht mit dem Hydraulikaktor für die Versorgung des Hydraulikaktors mit einer Flüssigkeitsabgabe in hydromechanischer Verbindung. Die Methode umfasst den Empfang einer Anfrage zum Bewegen des mechanischen Arms. Die Last auf dem Arbeitsgerät wird erkannt. Es wird bestimmt, ob die Last am oder über einem Schwellenwert ist. Wenn die Last am oder über dem Schwellenwert ist, wird eine verminderte Flüssigkeitsabgabe bestimmt. Basierend auf der verminderten Flüssigkeitsabgabe wird ein Steuersignal an das Ventil abgegeben, wobei das Steuersignal die Flüssigkeitsabgabe des Ventils regelt.
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Eine weitere exemplarische Ausführungsform umfasst eine Methode zur Kontrolle der Stabilität während des Betriebs eines Arbeitsfahrzeugs. Das Arbeitsfahrzeug umfasst einen mit einer Fahrzeugkarosserie verbundenen mechanischen Arm. Ein Arbeitsgerät ist mit dem mechanischen Arm gekoppelt und für den Empfang einer Last konfiguriert. Ein Hydraulikaktor ist mit dem mechanischen Arm gekoppelt, um den Arm zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position zu bewegen. Ein Ventil steht mit dem Hydraulikaktor für die Versorgung des Hydraulikaktors mit einer Flüssigkeitsabgabe in hydromechanischer Verbindung. Eine Pumpe ist für die Abgabe von Flüssigkeit an das Ventil konfiguriert. Ein Motor ist funktionell mit der Pumpe verbunden. Die Methode umfasst den Empfang einer Anfrage von einer Bedienereingabe zum Bewegen des mechanischen Arms. Ein Lastwert wird von einer Sensoreinheit empfangen, um die Last auf dem Arbeitsgerät zu messen. Es wird bestimmt, ob der Lastwert am oder über einem Schwellenwert ist. Wenn der Lastwert am oder über dem Schwellenwert ist, wird eine verminderte Flüssigkeitsabgabe bestimmt. Ein Steuersignal wird zur Anpassung der Flüssigkeitsabgabe des Ventils ausgegeben, basierend auf der verminderten Flüssigkeitsabgabe.
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Eine weitere exemplarische Ausführungsform umfasst eine Methode zum Kalibrieren eines Stabilitätssteuerungsmoduls einer Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine umfasst einen mechanischen Arm. Ein Arbeitsgerät ist mit dem mechanischen Arm gekoppelt und für den Empfang einer Last konfiguriert. Ein Hydraulikaktor ist mit dem mechanischen Arm gekoppelt, um den Arm zwischen einer unteren Position und einer oberen Position zu bewegen. Ein Ventil steht mit dem Hydraulikaktor für die Versorgung des Hydraulikaktors mit einer Flüssigkeitsabgabe in hydromechanischer Verbindung. Die Methode umfasst die Anweisung eines Bedieners zum Entfernen von Material vom Arbeitsgerät und zum Absenken des mechanischen Arms. Es wird bestimmt, ob der Arm in der unteren Position ist und der Bediener zum Anheben des Arms angewiesen wird. Es wird bestimmt, ob sich der Arm hebt. Der Druck im Hydraulikzylinder wird an ein oder mehr Stellen erkannt, während sich der mechanische Arm zwischen der unteren Position und der oberen Position bewegt. Ein oder mehr Grundwerte werden für den mechanischen Arm zwischen der unteren Position und der oberen Position aufgestellt.
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Figurenliste
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Die Aspekte und Eigenschaften diverser exemplarischer Ausführungsformen werden aus der Beschreibung jener beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen deutlicher, wobei:
- 1 ist eine Seitenansicht einer exemplarischen Arbeitsmaschine mit einem Arbeitsgerät in einer abgesenkten Position;
- 2 ist eine Seitenansicht der Arbeitsmaschine nach 1 mit dem Arbeitsgerät in teilweise angehobener Position;
- 3 ist eine Seitenansicht der Arbeitsmaschine nach 1 mit dem Arbeitsgerät in ganz angehobener Position;
- 4 ist eine Seitenansicht der Arbeitsmaschine nach 1 mit dem Arbeitsgerät in ganz angehobener und geneigter Position;
- 5 ist ein Schema des Hydrauliksystems für ein exemplarisches Arbeitsfahrzeug;
- 6 ist ein Ablaufdiagramm einer exemplarischen Steuereinheit für das Hydrauliksystem;
- 7 ist eine Grafik, welche die Steuerung des Befehls zum Absenken des Auslegers relativ zur Zeit darstellt;
- 8 ist eine Grafik, welche die Bewegung des Auslegers relativ zur Zeit darstellt, und
- 9 ist ein Ablaufdiagramm eines exemplarischen Kalibrierungsvorgangs.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1-5 veranschaulichen eine exemplarische Ausführungsform einer Arbeitsmaschine, welche als Lader 10 dargestellt ist. Die vorliegende Offenbarung ist aber nicht auf einen Lader beschränkt und kann auf andere Industriemaschinen wie einen Bagger, Raupe, Mähdrescher, eine Baumrückmaschine, Löffelbagger, eine Fäller- und Zusammenrückmaschine, Straßenhobel oder jede andere Arbeitsmaschine ausgeweitet werden. Somit ist trotz des Bezugs der Figuren und der folgenden Beschreibung auf einen Lader zu berücksichtigen, dass sich der Umfang der vorliegenden Offenbarung über eine Ladevorrichtung hinaus erstreckt, und, wo zutreffend, die Begriffe „Maschine“ oder „Arbeitsmaschine“ werden stattdessen verwendet. Die Begriffe „Maschine“ oder „Arbeitsmaschine“ sind weiter zu fassen und andere Fahrzeuge neben einem Lader für Zwecke dieser Offenbarung einzuschließen.
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1 zeigt einen Radlader 10 mit einem vorderen Karosserieteil 12 mit einem vorderen Rahmen und einem hinteren Karosserieteil 14 mit einem hinteren Rahmen. Der vordere Karosserieteil 12 umfasst einen Satz Vorderräder 16 und der hintere Karosserieteil 14 umfasst einen Satz Hinterräder 18, wobei sich ein Vorderrad 16 und ein Hinterrad 18 auf jeweils einer Seite des Laders 10 befinden. Verschiedene Ausführungsformen können verschiedene den Boden berührende Elemente umfassen, wie Raupenketten oder Raupenbänder.
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Die vorderen und hinteren Karosserieteile 12,14 sind miteinander durch eine Gelenkverbindung 20 verbunden, so dass die vorderen und hinteren Karosserieteile 12, 14 in Relation zueinander um eine vertikale Achse schwenken können (im rechten Winkel zu Fahrtrichtung und Radachse). Die Gelenkverbindung 20 umfasst einen oder mehr obere Verbindungsarme 22, einen oder mehr untere Verbindungsarme 24 sowie ein Paar Verbindungszylinder 26 (einer dargestellt), wobei sich jeweils ein Verbindungszylinder 26 auf jeder Seite des Laders 10 befindet. Die Schwenkbewegung der vorderen Karosserie 12 wird durch Aus- und Einfahren der Kolbenstangen in den Verbindungszylindern 26 erreicht.
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Der hintere Karosserieteil 14 umfasst eine Bedienerkabine 30, in welcher der Bediener den Lader 10 steuert. Ein Steuersystem (nicht dargestellt) befindet sich in der Kabine 30 und kann verschiedene Kombinationen aus Lenkrad, Steuerhebeln, Joysticks, Steuerpedalen und Steuertasten umfassen. Der Bediener kann einen oder mehrere Regler des Steuersystems zum Zweck der Betriebsbewegung des Laders 10 und der verschiedenen Laderkomponenten betätigen. Der hintere Karosserieteil 14 umfasst außerdem einen Antriebsmotor 32 und ein Steuersystem 34. Der Antriebsmotor 32 kann einen Motor umfassen, wie einen Dieselmotor, und das Steuersystem 34 kann eine Fahrzeugsteuereinheit (VCU) umfassen.
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Ein Arbeitsgerät 40 ist beweglich am vorderen Karosserieteil 12 mit einem oder mehr Auslegern 42 montiert. Das Arbeitsgerät 40 wird für die Handhabung und/oder Bewegung von Objekten oder Material verwendet. In der veranschaulichten Ausführungsform wird das Arbeitsgerät 40 als Schaufel dargestellt, aber es können auch andere Arbeitsgeräte, wie eine Gabelbaugruppe, verwendet werden. Ein Ausleger lässt sich auf jeder Seite des Arbeitsgerätes 40 anordnen. In den dargebotenen Seitenansichten wird nur ein einzelner Ausleger dargestellt, der hierin als Ausleger 42 bezeichnet wird. Verschiedene Ausführungsformen können einen einzelnen Ausleger oder mehr als zwei Ausleger umfassen. Der Ausleger 42 ist um eine erste Schwenkachse A1 schwenkbar mit dem Rahmen des vorderen Karosserieteils 12 verbunden, und das Arbeitsgerät 40 ist um eine zweite Schwenkachse A2 schwenkbar mit dem Ausleger 42 verbunden.
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Wie es am besten in 2-4 dargestellt wird, sind ein oder mehr Ausleger-Hydraulikzylinder 44 am Rahmen des vorderen Karosserieteils 12 montiert und mit dem Ausleger 42 verbunden. Im Allgemeinen werden zwei Hydraulikzylinder 44 verwendet - einer an jeder Seite mit jedem Ausleger verbunden - obwohl der Lader 10 eine beliebige Anzahl Ausleger-Hydraulikzylinder 44 haben kann, wie ein, drei, vier usw. Die Ausleger-Hydraulikzylinder 44 können aus- oder eingefahren werden, um den Ausleger 42 anzuheben oder zu senken, um die senkrechte Position des Arbeitsgerätes 40 relativ zum vorderen Karosserieteil 12 anzupassen.
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Ein oder mehr Gelenkverbindungen 46 sind mit dem Arbeitsgerät 40 und dem Ausleger 42 verbunden. Ein oder mehr Gelenk-Hydraulikzylinder 48 sind am Ausleger 42 montiert und mit einer entsprechenden Gelenkverbindung 46 verbunden. Im Allgemeinen werden zwei Gelenk-Hydraulikzylinder 48 verwendet - einer an jeder Seite mit jedem Ausleger verbunden - obwohl der Lader 10 eine beliebige Anzahl Gelenk-Hydraulikzylinder 48 haben kann. Die Gelenk-Hydraulikzylinder 48 können aus- oder eingefahren werden, um das Arbeitsgerät 40 um eine zweite Schwenkachse A2 zu drehen, wie beispielsweise in 3 und 4 dargestellt. In manchen Ausführungsformen kann das Arbeitsgerät 40 auf unterschiedliche Weise und mit einer anderen Anzahl oder Konfiguration von Hydraulikzylindern bewegt werden, oder es können andere Aktoren verwendet werden.
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5 veranschaulicht ein teilweises Schema einer exemplarischen Ausführungsform eines Hydraulik- und Steuersystems 100, welches für die Versorgung von Arbeitsgeräten im Lader 10, wie in 1-4 dargestellt, konfiguriert ist, obwohl es für die Verwendung mit anderen als den oben genannten Arbeitsmaschinen angepasst werden kann. Für eine bessere Übersicht wird ein einfacher Aufbau eines Teils des Hydrauliksystems 100 dargestellt und eine Person mit Fachkenntnissen wird verstehen, dass die unterschiedlichen Hydraulik-, Mechanik- und Elektrokomponenten abhängig von der Maschine und den beweglichen Arbeitsgeräten verwendet werden können.
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Das Hydrauliksystem 100 umfasst mindestens eine Pumpe 102, welche Flüssigkeit von einem Reservoir 104 empfängt, zum Beispiel Hydrauliköl, und Flüssigkeit mit einem gewünschten Systemdruck an ein oder mehr nachgeordnete Komponenten leitet. Die Pumpe 102 wird von einem Motor 106 angetrieben. Die Pumpe 102 kann für die Lieferung einer anpassbaren Abgabe ausgelegt sein, zum Beispiel eine Verstellpumpe oder eine einstellbare Förderpumpe. Obwohl nur eine einfache Pumpe 102 dargestellt ist, können zwei oder mehr Pumpen verwendet werden, abhängig von den Anforderungen des Systems und der Arbeitsmaschine.
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Der Einfachheit halber stellt die veranschaulichte Ausführungsform die Pumpe 102 bei der Abgabe von Flüssigkeit an ein einzelnes Ventil 108 dar. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das Ventil 108 ein elektrohydraulisches Ventil, welches Hydraulikflüssigkeit von einer Pumpe empfängt und die Hydraulikflüssigkeit an ein Paar Aktoren 110A, 110B leitet. Die Aktoren 110A, 110B können die Ausleger-Zylinder 44, wie in 2-4 dargestellt, repräsentieren, oder jede andere Art von Hydraulikaktoren, sein, wie sie Fachleuten bekannt sind. 5 stellt eine exemplarische Ausführungsform zweier Doppelfunktions-Hydraulikaktoren 110A, 110B dar. Jeder der Doppelfunktions-Aktoren 110A, 110B umfasst eine erste Kammer und eine zweite Kammer. Flüssigkeit wird selektiv durch das assoziierte Ventil 108 zum Aus- oder Einfahren des Aktorkolbens an die erste oder zweite Kammer geleitet. Die Aktoren 110A, 110B können flüssig mit dem Reservoir 104 in Verbindung stehen, so dass die Aktoren 110A, 110B verlassende Flüssigkeit an das Reservoir 104 abfließt.
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Das Hydrauliksystem 100 umfasst eine Steuereinheit 112. In einer exemplarischen Ausführungsform ist die Steuereinheit 112 ein Fahrzeugsteuergerät („VCU“), obwohl auch andere geeignete Steuereinheiten verwendet werden können. Das Steuergerät 112 umfasst eine Vielzahl von Ein- und Ausgängen, welche für den Empfang und die Übertragung von Informationen und Befehlen zu und von verschiedenen Komponenten im Lader 10 verwendet werden. Die Kommunikation zwischen der Steuereinheit 112 und den verschiedenen Komponenten kann durch einen CAN-Bus, andere Kommunikationsverbindungen (z. B. drahtlose Transceiver) oder durch eine direkte Verbindung erfolgen. Andere konventionelle Kommunikationsprotokolle können J1587 Datenbus, J1939 Datenbus, IESCAN-Datenbus usw. umfassen.
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Die Steuereinheit 112 umfasst einen Speicher zum Speichern von Software, Logik, Algorithmen, Programmen, Anleitungen usw. für die Steuerung des Ventils 108 und anderer Komponenten des Laders 10. Die Steuereinheit 112 umfasst auch einen Prozessor für die Ausführung der im Speicher befindlichen Software, Logik, Algorithmen, Programme, Anweisungen usw. Der Speicher kann Nachschlagetabellen, grafische Repräsentationen verschiedener Funktionen und andere Daten oder Informationen für die Ausführung der Software, Logik, Algorithmen, Programme, Anweisungen usw. speichern.
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Die Steuereinheit 112 kommuniziert mit dem Ventil 108 und kann ein Steuersignal 114 an die Pumpe 102 senden, um die Ausgabe oder Flussrate zu den Aktoren 110A, 110B anzupassen. Die Art des Steuersignals und der Anpassung des Ventils 108 variiert je nach System. Beim Ventil 108 kann es sich zum Beispiel um ein elektrohydraulisches Servoventil handeln, welches die Flussrate der Hydraulikflüssigkeit zu den Aktoren 110A, 110B auf dem empfangenen Steuersignal 114 basierend anpasst.
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Ein oder mehr Sensoreinheiten 116 können mit den Aktoren 110A, 110B assoziiert werden. Die Sensoreinheit 116 kann Information zu den Aktoren 110A, 110B erkennen und die erkannten Informationen an die Steuereinheit 112 leiten. Zum Beispiel können ein oder mehr Sensoren Informationen zu Aktorposition, Zylinderdruck, Flüssigkeitstemperatur oder Bewegungsgeschwindigkeit der Aktoren erkennen. Obwohl die Sensoreinheit 116 als Einzeleinheit mit Bezug zum Ausleger beschrieben wird, kann sie in jeder Position innerhalb der Arbeitsmaschine oder mit der Arbeitsmaschine assoziiert angeordnete Sensoren zum Erkennen oder Aufzeichnen von Betriebsinformationen umfassen.
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5 stellt eine exemplarische Ausführungsform dar, wobei die Sensoreinheit 116 einen ersten Drucksensor 118A in Kommunikation mit der ersten Kammer der Aktoren 110A, 110B und einen zweiten Drucksensor 118B in Kommunikation mit der zweiten Kammer der Aktoren 110A, 110B umfasst. Die Drucksensoren 118A, 118B werden zum Messen der Last auf die Aktoren 110A, 110B verwendet. In einer exemplarischen Ausführungsform sind die Drucksensoren 118A, 118B Drucksensoren.
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5 zeigt auch einen mit der Sensoreinheit 116 assoziierten Positionssensor 119. Der Positionssensor 119 ist zum Erkennen oder Messen der Position des Auslegers 42 und zum Senden dieser Informationen an die Steuereinheit 112 konfiguriert. Der Positionssensor 119 kann zum direkten Messen der Position des Auslegers 42 oder zum Messen der Position des Auslegers 42 anhand der Position oder Bewegung der Aktoren 110A, 110B konfiguriert werden. In einer exemplarischen Ausführungsform kann der Positionssensor 119 ein drehbarer Positionssensor sein, welcher die Position des Auslegers 42 misst. Statt eines drehbaren Positionssensors können ein oder mehrere Inertialnavigationseinheiten-Sensoren verwendet werden. Der Positionssensor 119 kann auch ein Positionssensor im Zylinder sein, der die Position des Hydraulikkolbens in einem oder mehreren der Aktoren 110A, 110B direkt misst. Zusätzliche Sensoren können mit der Sensoreinheit 116 assoziiert sein, und ein oder mehr zusätzliche Sensoreinheiten können in das System 100 einbezogen werden.
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Die Steuereinheit 112 steht auch mit ein oder mehr Bedienereingabemechanismen 120 in Verbindung. Die ein oder mehr Bedienereingabemechanismen 120 können zum Beispiel einen Joystick, einen Steuermechanismus für den Fahrtregler, Pedale, Hebel, Schalter oder andere Steuermechanismen umfassen. Die Bedienereingabemechanismen 120 befinden sich in der Kabine 30 des Laders 10 und können zum Steuern der Position des Arbeitsgerätes 40 durch Anpassen der Hydraulikaktoren 110A, 110B verwendet werden.
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Während des Betriebs passt ein Bediener die Position des Arbeitsgerätes 40 durch Betätigen von ein oder mehr Eingabemechanismen 120. Der Bediener kann die Bewegung des Arbeitsgerätes 40 starten und stoppen und auch die Bewegungsgeschwindigkeit des Arbeitsgerätes 40 durch Beschleunigung und Verlangsamung steuern. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Arbeitsgerätes 40 basiert teilweise auf der Flussrate der Hydraulikflüssigkeit, die zu den Aktoren 110A, 110B gelangt. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Arbeitsgerätes variiert zudem basierend auf der Last des gehandhabten Materials. Das Heben oder Senken einer leeren Schaufel kann mit einer ersten oder Standardgeschwindigkeit erfolgen, wenn aber eine mit Kies gefüllte Schaufel angehoben oder abgesenkt wird, oder eine Gabel mit einer Ladung Holz, wird die Geschwindigkeit der Schaufel auf dem Gewicht des Materials basierend gesenkt oder erhöht.
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Diese Änderung gegenüber der Standardgeschwindigkeit kann für Bediener unerwartet und problematisch sein. Wenn beispielsweise ein Bediener eine mit Material gefüllte Schaufel absenkt, kann das Gewicht des Materials die Beschleunigung des Auslegers 42 über das vom Bediener erwartete und auch ein sicheres Maß hinausgehen. Als Reaktion auf oder auch als Ausgleich für die gesteigerte Beschleunigung kann der Bediener versuchen, den Ausleger 42 zu verlangsamen oder zu stoppen, was zu einer plötzlichen Verlangsamung des gehandhabten Materials führt. Die Verlangsamung kann zur Instabilität des Materials und auch des Laders 10 führen. Diese Instabilität kann zu Schäden am Material führen und dem Bediener und anderen im Bereich gefährlich werden.
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Entsprechend einer exemplarischen Ausführungsform ist die Steuereinheit 112 auf einer erkannten Last basierend zum Vermindern des Flusses der Hydraulikflüssigkeit der Aktoren 110A, 110B konfiguriert. Die Steuereinheit 112 umfasst ein Stabilitätsmodul 122, welches Anweisungen umfasst, die automatisch einen Befehl des Bedienereingabemechanismus 120 zum Absenken des Auslegers vermindert. Das Stabilitätsmodul 122 kann von einem Bediener ein- oder ausgeschaltet werden, beispielsweise durch Betätigung eines Schalters oder einer Eingabe auf einem Steuerbildschirm in der Kabine 30.
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6 stellt ein teilweises Ablaufdiagramm der von der Steuereinheit 112 auszuführenden Anweisungen dar. In der Regel sendet die Steuereinheit 112 ein Steuersignal 114 an das Ventil 118, wenn von der Steuereinheit 112 ein Befehl zum Senken des Auslegers empfangen wird, um Flüssigkeit zur zweiten Kammer der Aktoren 110A, 110B zu leiten, damit die Hydraulikkolben einfahren. Die Flussrate der Hydraulikflüssigkeit kann auf der Kraft oder Position der Bedienereingabe oder auf einer festgelegten Rate basieren. Die Steuereinheit 112 empfängt zunächst einen Befehl zum Senken des Auslegers (Schritt 202) und prüft, ob die Stabilitätskontrolle aktiviert ist (Schritt 204). Wenn die Stabilitätskontrolle nicht aktiviert ist, fährt die Steuereinheit 112 mit dem normalen Betrieb fort (Schritt 206) und sendet das Steuersignal an das Ventil. Wenn das Stabilitätsmodul aktiviert ist, bestimmt die Steuereinheit 112, ob die Last über einem Schwellenwert liegt (Schritt 208), basierend auf dem von der Sensoreinheit 116 empfangenen Signal. Wenn die Last unter einem Schwellenwert liegt, fährt die Steuereinheit 112 mit dem normalen Betrieb fort (Schritt 206) und sendet das Steuersignal an das Ventil. Wenn die Last über dem Schwellenwert liegt, wird der Befehl zum Senken des Auslegers um einen eingestellten Wert vermindert (Schritt 210) und das verminderte Steuersignal wird an das Ventil gesendet (Schritt 212).
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7 zeigt eine Grafik, welche eine auf der Last basierende exemplarische Minderung darstellt. Bei geringeren Lasten, wie beispielsweise bei weniger als 50 % der Höchstlast, bleibt der Befehl zum Senken des Auslegers unverändert. In diesem Beispiel benötigt der unveränderte Befehl etwa 600 Millisekunden, um seine höchste Stufe zu erreichen. Während die Last zunimmt, ändern sich zwei Parameter, um zur Verbesserung der Stabilität beizutragen: Der Befehl zum Senken des Auslegers braucht länger, um seinen Höchstwert zu erreichen, und der Höchstwert wird reduziert. Wie in 7 dargestellt, benötigt der Befehl bei 75 % der Höchstlast etwa 700 Millisekunden zum Erreichen seines Höchstwerts, und der Höchstwert beträgt etwa 90 % des unveränderten Befehls. Bei der Höchstlast benötigt der Befehl etwa 800 Millisekunden, um seinen Höchstwert zu erreichen, und der Höchstwert beträgt etwa 80 % des unveränderten Befehls. Wie in 8 dargestellt, steigt die Zeit, die der Ausleger für den gesamten Weg bis zu seinem tiefsten Punkt benötigt, wenn der Befehl zum Senken des Auslegers vermindert wird. Bei der Höchstlast kann es sich um einen etablierten Sicherheitswert handeln, beispielsweise um die maximale statische Last (Kipplast) oder Nutzlast, wie es eine Person mit entsprechenden Fachkenntnissen verstehen würde.
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7 und 8 zeigen drei exemplarische Einstellpunkte für die Minderung des Befehls zum Senken des Auslegers und zum Reduzieren des Flusses vom Ventil 108 zu den Aktoren 110A, 110B. Es können zusätzliche Einstellpunkte verwendet werden, zum Beispiel alle 1 %, 5 96, 10 % usw. vom Mindestwert. Diese Werte und die daraus resultierenden Minderungswerte können in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden, auf welche die Steuereinheit 112 oder das Stabilitätskontrollmodul 122 zum Anpassen des Steuersignals 114 zugreifen können. Statt der Verwendung eingestellter Werte können die Steuereinheit 112 oder das Stabilitätskontrollmodul 122 einen Algorithmus enthalten, welcher eine Formel verwendet, die den Minderungswert auf dem von der Sensoreinheit 116 empfangenen Lastwert basierend berechnet, so dass der Minderungswert zumindest teilweise auf der Last basierend kontinuierlich variiert, obwohl verschiedene Lasten im selben Minderungswert resultieren können, basierend auf der Konfiguration des Algorithmus oder einer Rundung. Darüber hinaus kann der Mindesteinstellpunkt oder der Schwellenwert auf unter 50 % angepasst werden.
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9 stellt eine exemplarische Ausführungsform eines Kalibrierungsprozesses 300 dar, welcher von der Steuereinheit 112 zum Bestimmen einer Grundlinie für die oben behandelte Stabilitätskontrollmethode ausgeführt werden kann. Der Kalibrierungsprozess 300 ist in 9 für Fahrzeuge dargestellt, welche mit einer Schaufel ausgestattet sind, aber er kann auch für die Verwendung mit anderen Arbeitsgeräten, wie beispielsweise einer Gabel, angepasst werden. Ein Bediener, wie beispielsweise ein Endnutzer, Hersteller oder Händler, kann den Kalibrierungsprozess vor dem Einsatz sowie regelmäßig während der Lebensdauer des Fahrzeugs durchführen, um im System auftretende Toleranzen anzupassen. Der Kalibrierungsprozess 300 kann für jede Maschine oder Gruppe von Maschinen durchgeführt werden (d. h. Modelle oder Familien).
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Wie in 9 dargestellt, initiiert der Bediener den Kalibrierungsprozess (Schritt 302). Es werden dem Bediener Anweisungen gegeben, um das Arbeitsgerät zu entladen und den Ausleger vollständig in eine erste Position abzusenken (Schritt 304). Der Prozess bestimmt, ob der Ausleger ganz abgesenkt wird (Schritt 306), was durch Erkennen der Position des Auslegers oder durch Erkennen einer Bewegung des Auslegers erfolgen kann. Sobald der Ausleger vollständig abgesenkt ist, wird der Bediener angewiesen, den Ausleger anzuheben (Schritt 308). Der Prozess bestimmt, ob ein Befehl zum Anheben des Auslegers initiiert wurde (Schritt 310), und wenn nicht, kehrt er zurück, um zu bestimmen, ob der Ausleger vollständig abgesenkt ist (Schritt 306), und weist den Bediener an, mit dem Anheben des Auslegers zu beginnen (Schritt 308). Sobald der Ausleger angehoben wird, werden Eingaben vom Positionssensor und von den Lastsensoren verwendet, um den Druck auf die Hydraulikzylinder des Auslegers mit dem unbeladenen Arbeitsgerät aufzuzeichnen, während der Ausleger angehoben wird (Schritt 312). Die aufgezeichneten Daten werden dann zum Berechnen der grundlegenden Lastwerte für den Ausleger in ein oder mehr Positionen verwendet (Schritt 314). Bei diesen Positionen kann es sich beispielsweise um eine untere Position, eine obere oder oberste Position und ein oder mehr Zwischenpositionen handeln. Sobald die grundlegenden Lastwerte etabliert sind, kann das Stabilitätskontrollmodul die oben beschriebenen Stabilitätskontrollmethoden akkurater implementieren.
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Die vorhergehende detaillierte Beschreibung der bestimmten beispielhaften Ausführungsformen wurde für den Zweck der Erklärung der allgemeinen Prinzipien und praktischen Anwendung gegeben, so dass mit der Materie vertraute Fachleute die Offenbarung für diverse Ausführungsformen und mit diversen Modifikationen verstehen, die für die jeweils angedachte Verwendung geeignet sind. Diese Beschreibung ist nicht unbedingt als ausschöpfend oder zur Einschränkung der Offenbarung auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsformen gedacht. Jegliche der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder Elemente können miteinander kombiniert werden, um diverse weitere Ausführungsformen zu bilden, die nicht spezifisch offenbart werden. Dementsprechend sind weitere Ausführungsformen möglich und dazu vorgesehen, in dieser Spezifikation und dem Umfang der angefügten Ansprüche erfasst zu sein. Die Spezifikation beschreibt spezifische Beispiele, um ein allgemeineres Ziel zu erreichen, das auf eine andere Weise erreicht werden könnte.
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Die in diesem Antrag verwendeten Begriffe „Vorderseite“, „Rückseite“, „obere“, „untere“, „aufwärts“ und „abwärts“ und andere auf die Richtung bezogene Benennungen sind dafür vorgesehen, die Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu erleichtern und nicht dafür, die Struktur der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf irgendeine bestimmte Position oder Orientierung einzuschränken. Begriffe zum Ausmaß, wie „erheblich“ oder „etwa“ sind von mit der Materie vertrauten Personen als Bezug auf angemessene Bereiche außerhalb des gegebenen Wertes zu verstehen, beispielsweise mit der Herstellung, Montage und Verwendung der beschriebenen Ausführungsformen assoziierte generelle Toleranzen.
