DE102019220357A1

DE102019220357A1 - Method and control device for operating a self-propelled work machine

Info

Publication number: DE102019220357A1
Application number: DE102019220357.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Rothmund; Stefan Traub
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2021-06-24

Abstract

Ein Verfahren und eine Steuereinrichtung (100) zum Betreiben von einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine (10) mit einem Arbeitsgerät (12), mit den Schritten: Einlesen von einem Steuersignal, welches durch Betätigen eines Signalgebers (11) zum Herbeiführen von einem Arbeitszustand des Arbeitsgeräts (12) der selbstfahrenden Arbeitsmaschine (10) erzeugt wird, Einlesen von einem aktuellen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts (12), Bestimmen und Prüfen von einem aktuellen Wirkzusammenhang zwischen dem eingelesenen Steuersignal und dem eingelesenen aktuellen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts (12), und Eingreifen in einen Betriebszustand der selbstfahrenden Arbeitsmaschine (10) in Abhängigkeit von einem basierend auf dem Schritt des Prüfens ermittelten Prüfergebnisses. Zudem eine selbstfahrende Arbeitsmaschine (10) mit einer derartigen Steuereinrichtung (100).

A method and a control device (100) for operating a self-propelled work machine (10) with a work device (12), comprising the steps of: reading in a control signal which is generated by actuating a signal transmitter (11) to bring about a working state of the work device (12) ) the self-propelled working machine (10) is generated, reading in a current working state of the working device (12), determining and checking a current operative relationship between the read-in control signal and the current working state of the working device (12) read in, and intervening in an operating state of the self-propelled Work machine (10) as a function of a test result determined based on the step of testing. In addition, a self-propelled work machine (10) with such a control device (100).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zum Betreiben von einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine und auf eine selbstfahrende Arbeitsmaschine.The invention relates to a method and a control device for operating a self-propelled work machine and to a self-propelled work machine.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, ein Arbeitsgerät einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine manuell anzusteuern. Das manuelle Ansteuern kann beispielsweise mit einem auf der selbstfahrenden Arbeitsmaschine angeordneten manuellen Bedienhebel ausgeführt werden. Daneben ist es auch bekannt, eine selbstfahrende Arbeitsmaschine mit Sensorik auszurüsten, um deren Betrieb zu automatisieren.It is known to manually control an implement of a self-propelled work machine. The manual control can be carried out, for example, with a manual operating lever arranged on the self-propelled work machine. In addition, it is also known to equip a self-propelled machine with sensors in order to automate its operation.

In US 2004/0010359 A1 ist es beschrieben, basierend auf Messdaten, welche mit Sensoren erfasst werden, die Orientierung von einem an einer Arbeitsmaschine angebrachten Schwenkrahmen zu steuern. In US 2018/0373275 A1 ist es ferner beschrieben, Messdaten von Sensoren zu fusionieren, um Maschinenkomponenten von einer Arbeitsmaschine anzusteuern.In US 2004/0010359 A1 it is described how to control the orientation of a swivel frame attached to a work machine based on measurement data which are recorded with sensors. In US 2018/0373275 A1 it is also described to merge measurement data from sensors in order to control machine components of a work machine.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Erfindung betrifft in einem Aspekt ein Verfahren zum Betreiben von einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine mit einem Arbeitsgerät. Bei der selbstfahrenden Arbeitsmaschine handelt es sich um eine Arbeitsmaschine, welche zum Verrichten von mindestens einer Arbeitsaufgabe ausgebildet ist. Bei der selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann es sich um eine mobile Arbeitsmaschine handeln. Bei der selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann es sich um eine Baumaschine handeln, welche mindestens ein Arbeitsgerät aufweist. Das Arbeitsgerät kann beweglich an der selbstfahrenden Arbeitsmaschine beziehungsweise an der Baumaschine angebracht sein, wobei an dem Arbeitsgerät mindestens ein Arbeitswerkzeug angeordnet sein kann.In one aspect, the invention relates to a method for operating a self-propelled work machine with a work device. The self-propelled work machine is a work machine that is designed to perform at least one work task. The self-propelled work machine can be a mobile work machine. The self-propelled work machine can be a construction machine that has at least one work device. The work device can be movably attached to the self-propelled work machine or to the construction machine, wherein at least one work tool can be arranged on the work device.

Bei der selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann es sich ferner um eine konventionell angetriebene Arbeitsmaschine handeln. Ein Antriebsstrang der konventionell angetriebenen Arbeitsmaschine kann beispielsweise mit einem Dieselmotor angetrieben werden. Bei der selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann es sich auch um eine elektrisch angetriebene Arbeitsmaschine handeln. Ein Antriebsstrang der elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschine kann mit einem Elektromotor angetrieben werden. Die selbstfahrende Arbeitsmaschine kann auch einen Hybridantrieb aufweisen. Der Antriebsstrang der selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann ein Getriebe aufweisen, welches als ein Lastschaltgetriebe ausgebildet sein kann. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Getriebe auch als ein leistungsverzweigtes Getriebe, ein Hydrostatgetriebe oder als ein Stirnradgetriebe ausgebildet sein.The self-propelled work machine can also be a conventionally driven work machine. A drive train of the conventionally driven work machine can be driven, for example, by a diesel engine. The self-propelled work machine can also be an electrically driven work machine. A drive train of the electrically driven work machine can be driven with an electric motor. The self-propelled work machine can also have a hybrid drive. The drive train of the self-propelled work machine can have a transmission, which can be designed as a powershift transmission. In further exemplary embodiments, the transmission can also be designed as a power-split transmission, a hydrostatic transmission or as a spur gear transmission.

Gemäß einer Ausführungsform kann es sich bei der selbstfahrenden Arbeitsmaschine um einen Radlader mit einem Hubgerüst handeln, an welchem eine Schaufel angeordnet sein kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei der selbstfahrenden Arbeitsmaschine um einen Bagger handeln, an welchem auch eine Schaufel angeordnet sein kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann es sich bei dieser auch um eine Arbeitsmaschine mit einem Teleskoparm handeln, an welchem ein Arbeitswerkzeug oder eine Bühne angeordnet sein kann.According to one embodiment, the self-propelled work machine can be a wheel loader with a lifting frame on which a shovel can be arranged. According to a further embodiment, the self-propelled work machine can be an excavator, on which a shovel can also be arranged. According to a further embodiment of the self-propelled work machine, this can also be a work machine with a telescopic arm, on which a work tool or a stage can be arranged.

Das Verfahren weist als einen Schritt ein Einlesen von einem Steuersignal, welches durch Betätigen eines Signalgebers zum Herbeiführen von einem Arbeitszustand des Arbeitsgeräts der selbstfahrenden Arbeitsmaschine erzeugt wird, auf. Der Schritt des Einlesens von dem Steuersignal kann in Abhängigkeit von einem vordefinierten Signaltotband beziehungsweise Signaltoleranzband durchgeführt werden. Beim Einlesen des Steuersignals können somit nur Signale berücksichtigt werden, welche sich außerhalb des vordefinierten Signaltotbands beziehungsweise Signaltoleranzbands befinden.The method has, as one step, reading in a control signal which is generated by actuating a signal transmitter to bring about a working state of the working device of the self-propelled working machine. The step of reading in the control signal can be carried out as a function of a predefined signal dead band or signal tolerance band. When reading in the control signal, only signals can be taken into account that are outside the predefined signal dead band or signal tolerance band.

Bei dem Arbeitszustand kann es sich um einen statischen Arbeitszustand oder um einen dynamischen Arbeitszustand handeln. Bei dem Signalgeber kann es sich um ein manuelles Bedienelement handeln, welches von einem Bediener der selbstfahrenden Arbeitsmaschine manuell betätigt werden kann, um das Arbeitsgerät zu bedienen. Bei dem Signalgeber kann es sich auch um ein Steuerelement handeln, welches von dem Bediener direkt oder indirekt angesteuert werden kann, um das Arbeitsgerät zu bedienen.The working state can be a static working state or a dynamic working state. The signal transmitter can be a manual operating element which can be manually operated by an operator of the self-propelled work machine in order to operate the work device. The signal transmitter can also be a control element which can be activated directly or indirectly by the operator in order to operate the implement.

Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem manuellen Bedienelement um einen Joystick, mit welchem der Bediener der selbstfahrenden Arbeitsmaschine das Arbeitsgerät ansteuern und bewegen kann. Handelt es sich bei dem Arbeitsgerät um ein Hubgerüst mit einer Schaufel, kann der Bediener durch ein selektives Betätigen des Joysticks das Hubgerüst und eine an diesem angeordnete Schaufel jeweils einzeln oder gemeinsam ansteuern und entsprechend bewegen.According to one embodiment, the manual control element is a joystick with which the operator of the self-propelled work machine can control and move the work device. If the implement is a lifting frame with a shovel, the operator can selectively actuate the joystick to control the lifting frame and a shovel arranged on it individually or together and move them accordingly.

Bei dem Arbeitszustand des Arbeitsgeräts, welcher durch Betätigen des Signalgebers herbeigeführt werden kann, kann es sich um mindestens eines von einer Position, einer Ausrichtung beziehungsweise Orientierung, einer relativen Position von Gerätekomponenten des Arbeitsgeräts zueinander, einer relativen Orientierung von Gerätekomponenten des Arbeitsgeräts zueinander und einer mit dem Arbeitsgerät auf ein Objekt im Umfeld der selbstfahrenden Arbeitsmaschine ausgeübten Kraft handeln.The working state of the working device, which can be brought about by actuating the signal transmitter, can be at least one of a position, an alignment or orientation, a relative position of Device components of the work device to one another, a relative orientation of device components of the work device to one another and a force exerted with the work device on an object in the vicinity of the self-propelled work machine.

Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Einlesen von einem aktuellen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts auf. Bei dem aktuellen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts kann es sich um jeden beschriebenen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts handeln, welcher im Betrieb der selbstfahrenden Arbeitsmaschine aktuell vorliegt. Bei dem aktuellen Arbeitszustand kann es sich um einen erfassten oder ermittelten Arbeitszustand des Arbeitsgeräts handeln. Der erfasste Arbeitszustand kann ein sensorisch erfasster Arbeitszustand sein. Der ermittelte Arbeitszustand kann ein empirisch ermittelter Arbeitszustand sein. Bei dem Arbeitszustand kann es sich um einen statischen oder dynamischen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts handeln. Bei dem statischen Arbeitszustand kann es sich um eine Position oder eine Ausrichtung des Arbeitsgeräts handeln. Bei dem dynamischen Arbeitszustand kann es sich um eine Bewegungsgröße, beispielsweise eine Geschwindigkeit oder Beschleunigung, des Arbeitsgeräts handeln.As a further step, the method has a reading in of a current working state of the working device. The current working status of the working device can be any described working status of the working device that is currently present when the self-propelled working machine is in operation. The current working state can be a recorded or determined working state of the work device. The working state detected can be a working state detected by sensors. The working state determined can be an empirically determined working state. The working state can be a static or dynamic working state of the implement. The static working state can be a position or an orientation of the implement. The dynamic working state can be a movement variable, for example a speed or acceleration, of the implement.

Das Verfahren weist als weitere Schritte ein Bestimmen und Prüfen von einem aktuellen Wirkzusammenhang zwischen dem eingelesenen Steuersignal und dem eingelesenen aktuellen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts auf. Bei dem Steuersignal kann es sich beispielsweise um ein Spannungssignal, ein PWM-Signal, ein Strom-Signal oder ein CAN-Signal handeln. Bei dem Steuersignal kann es sich ferner um ein analoges Steuersignal oder um ein digitales Steuersignal handeln. Handelt es sich bei dem Steuersignal um ein digitales Steuersignal, kann im Schritt des Einlesen von dem Steuersignal eine Signalendposition berücksichtigt werden. Handelt es sich bei dem Steuersignal um ein analoges Steuersignal, kann im Schritt des Einlesen von dem Steuersignal alternativ oder zusätzlich zur Signalendposition auch eine Signalgradiente berücksichtigt werden.The method has, as further steps, a determination and checking of a current operative relationship between the control signal read in and the current working state of the implement that has been read in. The control signal can be, for example, a voltage signal, a PWM signal, a current signal or a CAN signal. The control signal can also be an analog control signal or a digital control signal. If the control signal is a digital control signal, a signal end position can be taken into account in the step of reading in the control signal. If the control signal is an analog control signal, a signal gradient can also be taken into account in the step of reading in the control signal as an alternative or in addition to the signal end position.

Bei dem aktuellen Wirkzusammenhang kann es sich um einen kausalen Zusammenhang zwischen dem Steuersignal und dem aktuellen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts handeln. Bei dem aktuellen Wirkzusammenhang kann es sich beispielsweise um einen Zusammenhang zwischen dem Steuersignal und einem bei anliegendem Steuersignal tatsächlich vorhandenen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts handeln. Der aktuelle beziehungsweise tatsächlich vorhandene Arbeitszustand kann durch äußere Einflussgrößen auf das Arbeitsgerät direkt oder indirekt beeinflusst sein.The current operative connection can be a causal connection between the control signal and the current working state of the working device. The current operative connection can be, for example, a connection between the control signal and a working state of the working device that actually exists when the control signal is applied. The current or actually existing working state can be influenced directly or indirectly by external influencing variables on the working device.

Der Schritt des Prüfens von dem aktuellen Wirkzusammenhang kann ein Plausibilisieren des aktuellen Wirkzusammenhangs zwischen dem eingelesenen Steuersignal und dem eingelesenen aktuellen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts aufweisen. Basierend auf dem vorliegenden Steuersignal tatsächlich umgesetzte Arbeitszustand kann somit in einem weiteren Schritt des Verfahrens einem Plausibilitätstest unterzogen werden. Somit kann überprüft werden, ob es sich bei dem aktuellen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts um einen entsprechenden und durch Betätigen des Signalgebers angeforderten Arbeitszustand des Arbeitsgeräts handelt, oder ob es sich bei dem aktuellen Wirkzusammenhang nicht um einen entsprechenden und durch Betätigen des Signalgebers angeforderten Arbeitszustand sondern um einen durch eine äußere Einflussgröße gestörten Wirkzusammenhang handelt. Das Verfahren kann somit als einen weiteren Schritt ein Bestimmen eines äußeren Störeinflusses aufweisen, welcher sich auf den aktuellen Wirkzusammenhang auswirkt.The step of checking the current operative connection can include a plausibility check of the current operative connection between the read-in control signal and the read-in current working state of the working device. Based on the present control signal, the actually implemented working state can thus be subjected to a plausibility test in a further step of the method. It can thus be checked whether the current working state of the working device is a corresponding working state of the working device requested by actuating the signal transmitter, or whether the current operative connection is not a corresponding working state requested by actuating the signal transmitter, but rather a acting through an external influencing factor disturbed causal relationship. The method can thus have, as a further step, a determination of an external disruptive influence which has an effect on the current operative context.

Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Eingreifen in einen Betriebszustand der selbstfahrenden Arbeitsmaschine in Abhängigkeit von einem basierend auf dem Schritt des Prüfens ermittelten Prüfergebnisses auf. Bei dem Prüfergebnis kann es sich um ein binäres Prüfergebnis handeln. Das Prüfergebnis kann eine Feststellung aufweisen, ob der aktuelle Arbeitszustand des Arbeitsgeräts von einem angeforderten Arbeitszustand des Arbeitsgeräts abweicht. Das Prüfergebnis kann ferner basierend auf dem bestimmten äußeren Störeinfluss eine Feststellung aufweisen, ob ein äußerer Störeinfluss vorliegt, welcher das Herbeiführen von dem Arbeitszustand des Arbeitsgeräts verhindert.As a further step, the method has an intervention in an operating state of the self-propelled work machine as a function of a test result determined based on the step of testing. The test result can be a binary test result. The test result can include a determination of whether the current working state of the implement deviates from a requested working state of the implement. The test result can further include, based on the determined external interference, a determination as to whether there is an external interference that prevents the working state of the work device from being brought about.

Im Rahmen der Erfindung kann in den Betrieb einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine unter Berücksichtigung von einer Abweichung zwischen einem angeforderten Arbeitszustand eines Arbeitsgeräts und einem aktuellen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts eingegriffen werden, um den Betrieb der selbstfahrenden Arbeitsmaschine zu optimieren. So kann in einer Ausführungsform in den Fahrantrieb beziehungsweise in den Betrieb von einer Komponente eines Antriebsstrangs der selbstfahrenden Arbeitsmaschine eingegriffen werden, um die Abweichung zwischen den Arbeitszuständen zu verringern. Das Ausführen einer Arbeitsaufgabe mit dem Arbeitsgerät kann somit durch einen automatisierten Eingriff in den Fahrantrieb der selbstfahrenden Arbeitsmaschine ermöglicht beziehungsweise optimiert werden. Das Ausführen der Arbeitsaufgabe kann so beispielsweise in vorteilhafter Weise bei einem blockierten Arbeitsgerät durch eine Reduktion einer Zugkraft der selbstfahrenden Arbeitsmaschine wieder ermöglicht werden.Within the scope of the invention, it is possible to intervene in the operation of a self-propelled work machine, taking into account a discrepancy between a requested working state of a work device and a current work state of the work device, in order to optimize the operation of the self-propelled work machine. In one embodiment, it is possible to intervene in the drive or in the operation of a component of a drive train of the self-propelled work machine in order to reduce the discrepancy between the working states. The execution of a work task with the work device can thus be made possible or optimized by an automated intervention in the travel drive of the self-propelled work machine. The execution of the work task can thus be made possible again in an advantageous manner in the case of a blocked work device by reducing a tractive force of the self-propelled work machine.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren als einen weiteren Schritt ein Bestimmen von einem durch einen Betätiger des Signalgebers angeforderten Arbeitszustand des Arbeitsgeräts basierend auf dem eingelesenen Steuersignal auf. Bei dem Betätiger des Signalgebers kann es sich um den Bediener der selbstfahrenden Arbeitsmaschine handeln. Bei dem Bediener kann es sich um einen Fahrer der selbstfahrenden Arbeitsmaschine handeln. Alternativ dazu kann es sich bei dem Bediener um einen Bediener handeln, welcher die selbstfahrende Arbeitsmaschine fernsteuert. Der Bediener kann den Signalgeber daher auch ferngesteuert betätigen. Das Steuersignal, welches durch Betätigen des Signalgebers zum Herbeiführen von dem Arbeitszustand des Arbeitsgeräts erzeugt wird, kann mit dem angeforderten Arbeitszustand in einem vordefinierten Wirkzusammenhang stehen. Ein derart vordefinierter Wirkzusammenhang kann funktional oder tabellarisch, beispielsweise in einer Look-Up Tabelle, vorbestimmt sein. Der aktuelle Wirkzusammenhang kann von dem vordefinierten Wirkzusammenhang abweichen. Das Prüfergebnis kann daher auch als eine Feststellung aufweisen, ob der vordefinierte Wirkzusammenhang von dem aktuellen Wirkzusammenhang abweicht.According to one embodiment, the method has, as a further step, a determination of a working state of the working device requested by an actuator of the signal transmitter based on the read-in control signal. The actuator of the signal transmitter can be the operator of the self-propelled work machine. The operator can be a driver of the self-propelled work machine. Alternatively, the operator can be an operator who remotely controls the self-propelled work machine. The operator can therefore also operate the signal transmitter remotely. The control signal, which is generated by actuating the signal transmitter to bring about the working state of the implement, can be in a predefined operative relationship with the requested working state. Such a predefined operative connection can be predetermined functionally or in tabular form, for example in a look-up table. The current causal relationship can deviate from the predefined causal relationship. The test result can therefore also have a determination as to whether the predefined effective relationship deviates from the current effective relationship.

Gemäß dieser Ausführungsform kann der Schritt des Prüfens ein Vergleichen von dem eingelesenen aktuellen Arbeitszustand und dem angeforderten und bestimmten Arbeitszustand aufweisen. Der Schritt des Prüfens kann zudem ein Ableiten von einer Abweichung des aktuellen Arbeitszustands von dem angeforderten und bestimmten Arbeitszustand aufweisen. Bei dem Vergleichen beziehungsweise dem Ableiten kann somit der aktuelle Arbeitszustand mit dem angeforderten Arbeitszustand verglichen werden und eine Abweichung zwischen diesen beiden Arbeitszuständen abgeleitet werden. Gemäß dieser Ausführungsform kann das Verfahren als einen weiteren Schritt ein Ermitteln des Prüfergebnisses basierend auf der abgeleiteten Abweichung aufweisen. Das Prüfergebnis kann somit als Ergebnis umfassen, ob die abgeleitete Abweichung vorliegt beziehungsweise wie groß die abgeleitete Abweichung ist.According to this embodiment, the step of checking can include a comparison of the current working status that has been read in and the requested and determined working status. The step of checking can also include deriving a deviation of the current working state from the requested and determined working state. When comparing or deriving, the current working state can thus be compared with the requested working state and a deviation between these two working states can be derived. According to this embodiment, the method can have, as a further step, determining the test result based on the derived deviation. The test result can thus include as a result whether the derived deviation is present or how large the derived deviation is.

Bei dem angeforderten Arbeitszustand des Arbeitsgeräts kann es sich um einen Sollzustand des Arbeitsgeräts, beispielsweise um eine Sollposition, eine Sollausrichtung oder eine Sollkraft des Arbeitsgeräts handeln. Bei der Sollposition kann es sich um eine durch ein Schwenken, Kippen oder lineares Bewegen, beispielsweise ein teleskopisches Bewegen, durch das Steuersignal angeforderte Position des Arbeitsgeräts handeln. Die Sollkraft kann eine angeforderte Kraft sein, welche das Arbeitsgerät ausüben soll. Bei dem aktuellen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts kann es sich um einen Istzustand des Arbeitsgeräts, beispielsweise um eine Istposition, eine Istausrichtung oder eine Istkraft des Arbeitsgeräts handeln. Bei der Istposition kann es sich um eine durch ein Schwenken, Kippen oder lineares Bewegen, beispielsweise ein teleskopisches Bewegen, aktuell vorliegende Position des Arbeitsgeräts handeln. Die Istkraft kann eine ausgeübte Kraft sein, welche das Arbeitsgerät aktuell ausübt.The requested working state of the working device can be a desired state of the working device, for example a desired position, a desired orientation or a desired force of the working device. The target position can be a position of the implement requested by the control signal by pivoting, tilting or linear movement, for example telescopic movement. The target force can be a requested force which the implement should exert. The current working state of the working device can be an actual state of the working device, for example an actual position, an actual alignment or an actual force of the working device. The actual position can be a position of the implement that is currently present as a result of pivoting, tilting or linear movement, for example telescopic movement. The actual force can be an exerted force which the implement is currently exerting.

Die Abweichung zwischen dem aktuellen Arbeitszustand und dem angeforderten Arbeitszustand des Arbeitsgeräts kann durch ein Blockieren des Arbeitsgeräts resultieren. Das Blockieren des Arbeitsgeräts kann wiederum aus einer antriebsbedingten Krafteinwirkung auf das Arbeitsgerät oder durch eine äußeren Krafteinwirkung auf das Arbeitsgerät resultieren. Beispielsweise kann das Arbeitsgerät ein Arbeitswerkzeug aufweisen, welches beim Arbeiten mit dem Arbeitswerkzeug in einem Haufwerk blockiert sein kann. Die Krafteinwirkung kann aus einer Last des Haufwerks selbst oder aus einer antriebsbedingten Last entstehen.The discrepancy between the current working state and the requested working state of the implement can result from a blocking of the implement. The blocking of the working device can in turn result from a drive-related force acting on the working device or by an external force acting on the working device. For example, the work device can have a work tool which can be blocked in a pile when working with the work tool. The action of force can arise from a load on the pile itself or from a drive-related load.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als einen weiteren Schritt ein Erfassen des aktuellen Arbeitszustands des Arbeitsgeräts mit einer auf der Arbeitsmaschine angebrachten Erfassungssensorik auf. Die Erfassungssensorik kann einen Positionserfassungssensor zum Erfassen von einer Position des Arbeitsgeräts beziehungsweise einer Komponente des Arbeitsgeräts aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Erfassungssensorik einen Orientierungssensor zum Erfassen von einer Orientierung des Arbeitsgeräts beziehungsweise einer Komponente des Arbeitsgeräts aufweisen. Weiter alternativ oder zusätzlich kann die Erfassungssensorik einen Kraftmesser aufweisen, mit welchem eine von dem Arbeitsgerät ausgeübte beziehungsweise eine an dem Arbeitsgerät anliegende Kraft gemessen werden kann.According to a further embodiment of the method, this has as a further step a detection of the current working state of the work device with a detection sensor system attached to the work machine. The detection sensor system can have a position detection sensor for detecting a position of the implement or a component of the implement. As an alternative or in addition, the detection sensor system can have an orientation sensor for detecting an orientation of the working device or a component of the working device. As an alternative or in addition, the detection sensor system can also have a force meter with which a force exerted by the work device or a force applied to the work device can be measured.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als einen weiteren Schritt ein Einlesen von einem aktuellen Betriebszustand der selbstfahrenden Arbeitsmaschine auf, welcher mindestens eine aktuelle Betriebszustandsinformation zu mindestens einer Betriebskomponente der selbstfahrenden Arbeitsmaschine aufweisen kann. Bei der Betriebskomponente der selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann es sich um jede weitere Komponente der selbstfahrenden Arbeitsmaschine handeln, bei der es sich nicht um eine Komponente des Arbeitsgeräts handelt. Die Betriebskomponente der selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann beispielsweise eine Komponente des Antriebsstrangs beziehungsweise des Antriebs der selbstfahrenden Arbeitsmaschine sein. Bei der Betriebskomponente kann es sich beispielsweise um einen Motor, ein Getriebe oder eine Bremse der selbstfahrenden Arbeitsmaschine handeln.According to a further embodiment of the method, the method includes, as a further step, reading in a current operating state of the self-propelled work machine, which can have at least one current operating state information item on at least one operating component of the self-propelled work machine. The operating component of the self-propelled work machine can be any further component of the self-propelled work machine that is not a component of the work device. The operating component of the self-propelled work machine can be, for example, a component of the drive train or the drive of the self-propelled work machine. The operating component can be, for example, a motor, a transmission or a brake of the self-propelled work machine.

Gemäß dieser Ausführungsform kann der Schritt des Prüfens basierend auf dem eingelesenen aktuellen Betriebszustand durchgeführt werden. Das Prüfen von dem aktuellen Wirkzusammenhang kann den eingelesenen aktuellen Betriebszustand berücksichtigen. Somit kann geprüft werden, ob eine Abweichung zwischen dem aktuellen Arbeitszustand und dem angeforderten Arbeitszustand des Arbeitsgeräts mit dem aktuellen Betriebszustand kausal zusammenhängt.According to this embodiment, the step of checking can be carried out based on the current operating state that has been read. The checking of the current operative connection can take into account the current operating status that has been read. It can thus be checked whether a discrepancy between the current working state and the requested working state of the implement is causally related to the current operating state.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die mindestens eine aktuelle Betriebszustandsinformation eine aktuelle Fahrantriebsinformation zu mindestens einer Komponente eines Antriebsstrangs der selbstfahrenden Arbeitsmaschine auf. Bei der aktuelle Fahrantriebsinformation kann es sich beispielsweise um einen Motorinformation, ein Getriebeinformation oder einer Information zu einer Bremse der selbstfahrenden Arbeitsmaschine handeln. Die aktuelle Fahrantriebsinformation kann beispielsweise mindestens eines aufweisen von einer aktuellen Getriebeabtriebsdrehzahl, einer aktuellen Motorlast und einer aktuellen Zugkraftanforderung.According to a further embodiment of the method, the at least one current operating state information item has current drive information about at least one component of a drive train of the self-propelled work machine. The current drive information can be, for example, engine information, transmission information or information relating to a brake of the self-propelled work machine. The current drive information can for example include at least one of a current transmission output speed, a current engine load and a current tractive effort requirement.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Schritte des Verfahrens nur dann durchgeführt, wenn der Bediener der selbstfahrenden Arbeitsmaschine eine Fahrzeugbewegung anfordert. Dies kann beispielsweise durch das Betätigen eines Fahrpedals erfolgen.According to a further embodiment, the steps of the method are only carried out when the operator of the self-propelled work machine requests a vehicle movement. This can be done, for example, by pressing an accelerator pedal.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Eingreifens ein Eingreifen in einen Betrieb von mindestens einer Komponente eines Antriebsstrangs der selbstfahrenden Arbeitsmaschine auf. Das Eingreifen kann ein Eingreifen in einen Betrieb von dem Motor, dem Getriebe oder der Bremse der selbstfahrenden Arbeitsmaschine aufweisen. Durch das Eingreifen kann die Abweichung zwischen dem aktuellen Arbeitszustand und dem angeforderten Arbeitszustand beziehungsweise zwischen dem aktuellen Wirkzusammenhang und dem vordefinierten Wirkzusammenhang verringert oder beseitigt werden. Somit kann der äußere Störeinfluss, welcher die Abweichung herbeiführen kann, durch das Eingreifen in den Betrieb von der mindestens einen Komponente des Antriebsstrangs reduziert oder ausgeglichen werden.According to a further embodiment of the method, the step of intervening includes intervening in an operation of at least one component of a drive train of the self-propelled work machine. The intervention may include an intervention in an operation of the engine, the transmission or the brake of the self-propelled work machine. By intervening, the discrepancy between the current working state and the requested working state or between the current operative connection and the predefined operative connection can be reduced or eliminated. Thus, the external interference that can cause the deviation can be reduced or compensated for by intervening in the operation of the at least one component of the drive train.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als einen weiteren Schritt ein Vergleichen des eingelesenen aktuellen Arbeitszustands des Arbeitsgeräts mit mindestens einem Zustandsgrenzwert auf, welcher mindestens einen Grenzwert für einen aktuell herbeiführbaren Arbeitszustand des Arbeitsgeräts definiert. Bei dem Zustandsgrenzwert kann es sich um einen Grenzwert handeln, welcher eine Grenzposition oder eine Grenzorientierung des Arbeitsgeräts definiert. Bei dem Zustandsgrenzwert kann es sich beispielsweise um einen Endanschlag handeln, welcher eine Bewegung des Arbeitsgeräts limitiert. Somit kann im Schritt des Vergleichens geprüft werden, ob eine Abweichung zwischen dem angeforderten Arbeitszustand und dem aktuellen Arbeitszustand auf einem Störeinfluss oder einem bereits erreichten aktuell herbeiführbaren Arbeitszustand des Arbeitsgeräts basiert. Ein fehlerhafter beziehungsweise unnötiger Eingriff in den Betriebszustand der selbstfahrenden Arbeitsmaschine, bei welchem die Abweichung darauf beruht, dass der angeforderte Betriebszustand aufgrund eines erreichten Zustandsgrenzwert nicht herbeiführbar ist, kann so vermieden werden.According to a further embodiment of the method, this has as a further step a comparison of the current working status of the working device that has been read in with at least one status limit value which defines at least one limit value for a working status of the working device that can currently be brought about. The state limit value can be a limit value which defines a limit position or a limit orientation of the implement. The state limit value can be, for example, an end stop which limits a movement of the implement. Thus, in the step of comparing, it can be checked whether a discrepancy between the requested working state and the current working state is based on a disruptive influence or an already achieved working state of the work device that can currently be brought about. A faulty or unnecessary intervention in the operating state of the self-propelled work machine, in which the deviation is based on the fact that the requested operating state cannot be brought about due to a state limit value that has been reached, can thus be avoided.

Gemäß dieser Ausführungsform kann mindestens einer der Schritte des Prüfens von dem aktuellen Wirkzusammenhang und dem Schritt des Eingreifens in den Betriebszustand der selbstfahrenden Arbeitsmaschine in Abhängigkeit von einem beim Durchführen des Schritts des Vergleichens mit dem Zustandsgrenzwert gewonnenen Vergleichsergebnisses durchgeführt werden. Somit können entsprechende Grenzwerte berücksichtigt werden, welche den angeforderten Arbeitszustand des Arbeitsgeräts einschränken.According to this embodiment, at least one of the steps of checking the current operative relationship and the step of intervening in the operating state of the self-propelled work machine can be performed as a function of a comparison result obtained when performing the step of comparing with the state limit value. Corresponding limit values can thus be taken into account, which limit the required working state of the working device.

Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt eine Steuereinrichtung zum Betreiben von einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine mit einem Arbeitsgerät. Die Steuereinrichtung kann zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem vorhergehenden Aspekt eingerichtet sein.In a further aspect, the invention relates to a control device for operating a self-propelled work machine with a work device. The control device can be set up to carry out the method according to the preceding aspect.

Die Steuereinrichtung weist eine Schnittstelle zum Einlesen von einem Steuersignal auf, welches durch Betätigen eines Signalgebers zum Herbeiführen von einem Arbeitszustand des Arbeitsgeräts der selbstfahrenden Arbeitsmaschine erzeugt wird. Die Steuereinrichtung weist auch eine Schnittstelle zum Einlesen von einem aktuellen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts auf. Die Steuereinrichtung weist zudem eine Bestimmungs- und Prüfungseinheit zum Bestimmen und Prüfen von einem aktuellen Wirkzusammenhang zwischen dem eingelesenen Steuersignal und dem eingelesenen aktuellen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts auf. Die Steuereinrichtung weist ferner eine Schnittstelle zum Ausgeben von einem Eingriffssignal zum Eingreifen in einen Betriebszustand von mindestens einer Betriebskomponente der selbstfahrenden Arbeitsmaschine in Abhängigkeit von einem von der Bestimmungs- und Prüfungseinheit ermittelten Prüfergebnisses auf.The control device has an interface for reading in a control signal which is generated by actuating a signal transmitter to bring about a working state of the working device of the self-propelled working machine. The control device also has an interface for reading in a current working state of the implement. The control device also has a determination and checking unit for determining and checking a current operative relationship between the control signal read in and the current working state of the implement that has been read in. The control device also has an interface for outputting an intervention signal for intervening in an operating state of at least one operating component of the self-propelled work machine as a function of a test result determined by the determination and test unit.

Die Erfindung betrifft in noch einem weiteren Aspekt eine selbstfahrende Arbeitsmaschine mit einem an der selbstfahrenden Arbeitsmaschine angebrachten Arbeitsgerät, welches mindestens eine bewegliche Komponente zum Ausführen von einer Arbeitsaufgabe aufweist, und der Steuereinrichtung gemäß dem vorhergehenden Aspekt, welche zumindest mit dem Arbeitsgerät zum Herbeiführen von dem Arbeitszustand des Arbeitsgeräts und zum Einlesen von dem aktuellen Arbeitszustand des Arbeitsgeräts verbunden ist.In yet another aspect, the invention relates to a self-propelled work machine with a work device attached to the self-propelled work machine, which has at least one movable component for executing a Has work task, and the control device according to the preceding aspect, which is connected at least to the implement for bringing about the working state of the implement and for reading in the current working state of the implement.

Gemäß einer Ausführungsform der selbstfahrenden Arbeitsmaschine ist diese als ein Radlader ausgebildet, wobei das Arbeitsgerät ein Hubgerüst mit einer Schaufel aufweist. Alternativ oder zusätzlich zum Hubgerüst kann das Arbeitsgerät einen Teleskoparm aufweisen. Die selbstfahrenden Arbeitsmaschine kann auch einen beweglichen Arm aufweisen, an welchem ein Arbeitswerkzeug angebracht ist. Der bewegliche Arm kann schwenkbar an der selbstfahrenden Arbeitsmaschine angeordnet sein. Bei dem beweglichen Arm kann es sich um einen gelenkigen Arm handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem beweglichen Arm um einen teleskopierbaren oder einen gelenkigen Arm handeln.According to one embodiment of the self-propelled work machine, it is designed as a wheel loader, the work device having a lifting frame with a shovel. As an alternative or in addition to the lifting frame, the working device can have a telescopic arm. The self-propelled work machine can also have a movable arm to which a work tool is attached. The movable arm can be arranged pivotably on the self-propelled work machine. The movable arm can be an articulated arm. Alternatively or additionally, the movable arm can be a telescopic or an articulated arm.

Weist das Arbeitsgerät ein Hubgerüst auf, kann der Positionssensor als ein Hubgerüstpositionssensor ausgebildet sein, welcher die aktuelle Position des Hubgerüst erfassen kann. Weist das Arbeitsgerät das Hubgerüst auf, kann der Orientierungssensor als ein Hubgerüstorientierungssensor ausgebildet sein, welcher die aktuelle Orientierung des Hubgerüst erfassen kann. Weist das Arbeitsgerät eine Schaufel auf, kann der Positionssensor als ein Schaufelpositionssensor ausgebildet sein, welcher die aktuelle Position der Schaufel erfassen kann. Weist das Arbeitsgerät die Schaufel auf, kann der Orientierungssensor als ein Schaufelorientierungssensor ausgebildet sein, welcher die aktuelle Orientierung der Schaufel erfassen kann. Weist das Arbeitsgerät einen Teleskoparm auf, kann ein Positionssensor erfassen, wie weit der Teleskoparm ausgefahren beziehungsweise eingefahren ist.If the working device has a mast, the position sensor can be designed as a mast position sensor which can detect the current position of the mast. If the working device has the lifting frame, the orientation sensor can be designed as a lifting frame orientation sensor which can detect the current orientation of the lifting frame. If the implement has a shovel, the position sensor can be designed as a shovel position sensor which can detect the current position of the shovel. If the implement has the shovel, the orientation sensor can be designed as a shovel orientation sensor which can detect the current orientation of the shovel. If the work device has a telescopic arm, a position sensor can detect how far the telescopic arm is extended or retracted.

FigurenlisteFigure list

1 a shows a self-propelled work machine according to an embodiment of the invention.
1b shows a control device for operating the self-propelled work machine according to an embodiment of the invention.
2 shows a signal generator for bringing about a working state of an implement of the self-propelled work machine.
3 FIG. 11 shows a schematic diagram for explaining a method for operating the self-propelled work machine according to an embodiment of the invention.
4th FIG. 3 shows a flowchart with steps for performing the method for operating the self-propelled work machine.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments

1a zeigt eine selbstfahrende Arbeitsmaschine 10 in einer seitlichen Ansicht. Die selbstfahrende Arbeitsmaschine 10 ist gemäß der gezeigten Ausführungsform als Radlader 9 ausgebildet. 1a shows a self-propelled work machine 10 in a side view. The self-propelled work machine 10 is according to the embodiment shown as a wheel loader 9 educated.

Der Radlader 9 weist ein Hubgerüst 13 und eine Schaufel 15 auf. Das Hubgerüst 13 ist an einem vorderen Bereich des Radladers 9 vertikal schwenkbar angelenkt. Im Betrieb des Radladers 9 wird das Hubgerüst 13 in der gezeigten vertikalen Schwenkbewegung 17 verschwenkt. Die Schaufel 15 ist an einem distalen Ende des Hubgerüsts 13 kippbar angelenkt. Die Schaufel 15 wird somit im Betrieb des Radladers 9 um eine horizontale Kippachse verschwenkt. Durch das Verkippen der Schaufel 15 wird die in 1a gezeigte Kippbewegung 18 ausgeführt.The wheel loader 9 exhibits a mast 13th and a shovel 15th on. The mast 13th is at a front portion of the wheel loader 9 articulated vertically pivotable. In operation of the wheel loader 9 becomes the mast 13th in the vertical pivoting movement shown 17th pivoted. The shovel 15th is at a distal end of the mast 13th articulated tiltable. The shovel 15th is thus in operation of the wheel loader 9 pivoted about a horizontal tilt axis. By tilting the shovel 15th will the in 1a shown tilting movement 18th executed.

Auf dem Radlader 9 ist ein Signalgeber 11 angeordnet, mit welchem das Hubgerüst 13 verschwenkt und die Schaufel 15 gekippt wird. Der Signalgeber 11 wird von einem in 1a nicht gezeigten Bediener beziehungsweise Fahrer des Radladers 19 betätigt. Zum Erfassen der vertikalen Schwenkbewegung 17 ist auf dem Radlader 9 beziehungsweise auf dem Hubgerüst 13 ein Hubgerüstpositionssensor 14 angeordnet. Zum Erfassen der Kippbewegung 18 der Schaufel 15 ist zudem auf dem Radlader 9 beziehungsweise auf der Schaufel 15 ein Schaufelspositionssensor 16 angeordnet. In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist der Hubgerüstpositionssensor 14 an einem Gelenk angeordnet, mit welchem das Hubgerüst 13 an dem Radlader 9 angelenkt ist. Gemäß einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform ist der Schaufelspositionssensor 16 an einem Gelenk angeordnet, mit welchem die Schaufel 15 an dem Hubgerüst 13 angelenkt ist.On the wheel loader 9 is a signal generator 11 arranged with which the mast 13th pivoted and the shovel 15th is tilted. The signal transmitter 11 is operated by an in 1a not shown operator or driver of the wheel loader 19th actuated. For capturing the vertical swivel movement 17th is on the wheel loader 9 or on the mast 13th a mast position sensor 14th arranged. For recording the tilting movement 18th the shovel 15th is also on the wheel loader 9 or on the shovel 15th a bucket position sensor 16 arranged. In an embodiment not shown, the mast position sensor is 14th arranged on a joint with which the mast 13th on the wheel loader 9 is hinged. According to a further embodiment, not shown, is the blade position sensor 16 arranged on a joint with which the blade 15th on the mast 13th is hinged.

Die in 1a schematisch gezeigte Steuereinrichtung 100 ist zudem in 1b detaillierter gezeigt. Die in 1a gezeigte selbstfahrende Arbeitsmaschine 10 wird durch die Steuereinrichtung 100 zumindest teilweise betrieben. Das Arbeitsgerät 12, welches das Hubgerüst 13 und die Schaufel 15 aufweist, wird dabei durch die Steuereinrichtung 100 zum Durchführen der vertikalen Schwenkbewegung 17 des Hubgerüsts 13 und zum Durchführen der Kippbewegung 18 der Schaufel 15 angesteuert.In the 1a control device shown schematically 100 is also in 1b shown in more detail. In the 1a self-propelled work machine shown 10 is controlled by the control device 100 operated at least partially. The working device 12th , which is the mast 13th and the shovel 15th has, is thereby controlled by the control device 100 for performing the vertical swivel movement 17th of the mast 13th and for performing the tilting movement 18th the shovel 15th controlled.

Die Steuereinrichtung 100 ist mit dem Signalgeber 11 verbunden, um ein Steuersignal 2, welches durch Betätigen des Signalgebers 11 durch den Bediener beziehungsweise Fahrer des Radladers 9 zum Bewegen des Arbeitsgeräts 12 erzeugt wird, einzulesen. Das Steuersignal 2 wird von der Steuereinrichtung 100 über die Einleseschnittstelle 102 eingelesen.The control device 100 is with the signaler 11 connected to a control signal 2 which is activated by actuating the signal generator 11 by the operator or driver of the wheel loader 9 to the Moving the implement 12th is generated. The control signal 2 is controlled by the control device 100 via the read-in interface 102 read in.

Die Steuereinrichtung 100 ist zudem mit dem Arbeitsgerät 12 verbunden, um einen aktuellen Arbeitszustand 4 des Arbeitsgeräts 12 über eine weitere Einleseschnittstelle 104 einzulesen. Die Steuereinrichtung 100 ist hierfür mit dem Hubgerüstpositionssensor 14 verbunden, um einen aktuellen Arbeitszustand 4 beziehungsweise eine Position des Hubgerüsts 13 einzulesen. Die Steuereinrichtung 100 ist hierfür zudem mit dem Schaufelpositionssensor 16 verbunden, um einen aktuellen Arbeitszustand 4 beziehungsweise eine Position der Schaufel 15 einzulesen. Die Steuereinrichtung 100 ist somit mit dem Hubgerüstpositionssensor 14 verbunden, um basierend auf der mit dem Hubgerüstpositionssensor 14 erfassten vertikalen Schwenkbewegung 17 eine aktuelle Position des Hubgerüsts 13 zu bestimmen. Die Steuereinrichtung 100 ist zudem mit dem Schaufelspositionssensor 16 verbunden, um basierend auf der mit dem Schaufelspositionssensor 16 erfassten Kippbewegung 18 eine aktuelle Position der Schaufel 15 zu bestimmen.The control device 100 is also with the implement 12th connected to a current working state 4th of the implement 12th via another read-in interface 104 read in. The control device 100 is for this with the mast position sensor 14th connected to a current working state 4th or a position of the mast 13th read in. The control device 100 is also used for this with the bucket position sensor 16 connected to a current working state 4th or a position of the shovel 15th read in. The control device 100 is thus with the mast position sensor 14th connected to based on the with the mast position sensor 14th detected vertical pivoting movement 17th a current position of the mast 13th to determine. The control device 100 is also with the bucket position sensor 16 connected to based on the with the bucket position sensor 16 detected tilting movement 18th a current position of the bucket 15th to determine.

Die Steuereinrichtung 100 weist zudem eine Bestimmungs- und Prüfungseinheit 110 zum Bestimmen und Prüfen von einem aktuellen Wirkzusammenhang zwischen dem eingelesenen Steuersignal 2 und dem eingelesenen aktuellen Arbeitszustand 4 des Arbeitsgeräts 12 auf. Der aktuelle Wirkzusammenhang zwischen dem eingelesenen Steuersignal 2 und den Positionen des Hubgerüsts 13 und der Schaufel 15 werden mit Bezug auf 3 näher erläutert.The control device 100 also has a determination and testing unit 110 for determining and checking a current operative relationship between the read-in control signal 2 and the current working status read in 4th of the implement 12th on. The current operative relationship between the control signal read in 2 and the positions of the mast 13th and the shovel 15th be referring to 3 explained in more detail.

Die Steuereinrichtung 100 weist ferner eine Ausgabeschnittstelle 106 auf, über welche ein Eingriffssignal 8 an mindestens eine Betriebskomponente 19 der selbstfahrenden Arbeitsmaschine 10 ausgegeben wird. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei der Betriebskomponente 19 um eine Komponente eines nicht gezeigten Antriebsstrangs des Radladers 9.The control device 100 also has an output interface 106 on which an intervention signal 8th to at least one operating component 19th the self-propelled machine 10 is issued. According to one embodiment, it is the operating component 19th a component of a drive train, not shown, of the wheel loader 9 .

2 zeigt den Signalgeber 11, welcher gemäß einer Ausführungsform als Joystick 11' ausgebildet ist. Der Bediener beziehungsweise Fahrer des Radladers 9 betätigt den Joystick 11', um das Hubgerüst 13 gemäß der vertikalen Schwenkbewegung 17 und die Schaufel 15 gemäß der Kippbewegung 18 zu bewegen. Die in 2 gezeigten schematischen Joystickbetätigungen 21 weisen separate Betätigungen zum Absenken des Hubgerüsts 13, zum Anheben des Hubgerüsts 13, zum Einklappen der Schaufel 15 und zum Ausklappen der Schaufel 15 auf. 2 shows the signal transmitter 11 , which according to one embodiment as a joystick 11 ' is trained. The operator or driver of the wheel loader 9 operates the joystick 11 ' to the mast 13th according to the vertical pivoting movement 17th and the shovel 15th according to the tilting movement 18th to move. In the 2 schematic joystick actuations shown 21 have separate controls for lowering the mast 13th to raise the mast 13th to fold in the shovel 15th and to fold out the shovel 15th on.

Das von der Bestimmungs- und Prüfungseinheit 110 durchgeführte Bestimmen und Prüfen von dem aktuellen Wirkzusammenhang zwischen dem eingelesenen Steuersignal 2 und dem eingelesenen aktuellen Arbeitszustand 4 des Arbeitsgeräts 12 wird mit Bezug auf 3 näher erläutert.That from the determination and testing unit 110 carried out determination and checking of the current operative relationship between the read-in control signal 2 and the current working status read in 4th of the implement 12th is referring to 3 explained in more detail.

3 zeigt eine Arbeitsgeräteansteuerung 20 zum Eingreifen in einen Betriebszustand der selbstfahrenden Arbeitsmaschine 10. Die Arbeitsgerätansteuerung 20 des Arbeitsgeräts 12 weist eine Hubgerüstansteuerung 22 und eine Schaufelansteuerung 24 auf. 3 zeigt in einem oben gezeigten Diagramm die Hubgerüstansteuerung 22, in einem darunter gezeigten Diagramm die Schaufelansteuerung 24 und in einem noch weiteren unten gezeigten Diagramm den Verlauf eines Eingriffssignals 8 zum Eingreifen in den Betrieb von dem Antriebsstrang des Radladers 9. 3 shows an implement control 20th to intervene in an operating state of the self-propelled work machine 10 . The implement control 20th of the implement 12th has a mast control 22nd and a bucket control 24 on. 3 shows the mast control in a diagram shown above 22nd , the blade control in a diagram below 24 and in a further diagram shown below the profile of an intervention signal 8th to intervene in the operation of the drive train of the wheel loader 9 .

Um das Hubgerüst 13 entlang der vertikalen Schwenkbewegung 17 zu bewegen, wird von dem Signalgeber 11 ein Steuersignalverlauf 2' erzeugt. Basierend auf einem Steuersignal 2 des Steuersignalverlaufs 2' verändert sich der aktuelle Arbeitszustand 4 des Hubgerüsts 13, wobei sich die vertikale Hubgerüstposition mit der vertikalen Schwenkbewegung 17 verändert. Der aktuelle Arbeitszustand 4 beziehungsweise die Position des Hubgerüsts 13 kann sich innerhalb eines oberen Zustandsgrenzwerts 5 und eines unteren Zustandsgrenzwerts 6 verändern.To the mast 13th along the vertical pivoting movement 17th to move is controlled by the signal generator 11 a control waveform 2 ' generated. Based on a control signal 2 of the control waveform 2 ' the current working status changes 4th of the mast 13th , where the vertical mast position changes with the vertical pivoting movement 17th changed. The current working status 4th or the position of the mast 13th can be within an upper limit state 5 and a lower limit state 6th change.

Der in 3 bei der Hubgerüstansteuerung 22 von links nach rechts gezeigte Signalverlauf 2' des Steuersignals 2 erzeugt bei dem ersten Ausschlag des Steuersignals 2 keine Veränderung der Hubgerüstposition, da sich das Hubgerüst 13 bereits an einem unteren Endanschlag befindet, welcher dem unteren Zustandsgrenzwert 6 entspricht. Der nächste Ausschlag des Steuersignals 2 erzeugt einen linearen Anstieg des aktuellen Arbeitszustands 4 beziehungsweise der Position des Hubgerüsts 13. Auch das wiederum nächste Steuersignal 2 erzeugt einen linearen Anstieg des aktuellen Arbeitszustands 4 beziehungsweise der Position des Hubgerüsts 13. Das Steuersignal 2 liegt innerhalb der Steuersignalgrenzen 2", wobei eine Signalstärke mit der Arbeitszustandsveränderung in einem Zusammenhang steht.The in 3 for the mast control 22nd waveform shown from left to right 2 ' of the control signal 2 generated at the first deflection of the control signal 2 no change in the mast position, as the mast 13th is already at a lower end stop, which is the lower state limit value 6th corresponds to. The next deflection of the control signal 2 generates a linear increase in the current working state 4th or the position of the mast 13th . Also the next control signal 2 generates a linear increase in the current working state 4th or the position of the mast 13th . The control signal 2 is within the control signal limits 2 " , wherein a signal strength is related to the change in the working state.

Das letzte Steuersignal 2 im Steuersignalverlauf 2' erzeugt zunächst keine weitere Veränderung des aktuellen Arbeitszustands 4 beziehungsweise der Position des Hubgerüsts 13. Der aktuelle Arbeitszustand 4 befindet sich dabei nicht an dem oberen Zustandsgrenzwert 5. Eine durch das Steuersignal 2 angeforderte Veränderung des aktuellen Arbeitszustands 4 erfolgt jedoch nicht. Ein angeforderter Arbeitszustand 3 entspricht so nicht dem aktuellen Arbeitszustands 4. Bei dem aktuellen Wirkzusammenhang zwischen dem Steuersignal 2 und dem aktuellen Arbeitszustand 4 liegt somit eine Störung vor, da der angeforderte Arbeitszustand 3 von dem aktuellen Arbeitszustand 4 abweicht. Bei der Störung handelt es sich in einer Ausführungsform um eine Hubgerüstblockage 23, wobei das Hubgerüst 13 in einem in den Figuren nicht gezeigten Haufwerk blockiert ist.The last control signal 2 in the control waveform 2 ' does not initially produce any further changes in the current working status 4th or the position of the mast 13th . The current working status 4th is not at the upper state limit value 5 . One by the control signal 2 Requested change in the current working status 4th does not take place however. A requested working state 3 does not correspond to the current working status 4th . With the current operative relationship between the control signal 2 and the current working status 4th there is therefore a malfunction because the requested working state 3 of the current working status 4th deviates. In one embodiment, the malfunction is a mast blockage 23 , with the mast 13th is blocked in a pile not shown in the figures.

Um die Abweichung zwischen dem angeforderten Arbeitszustand 3 und dem aktuellen Arbeitszustand 4 zu verringern beziehungsweise zu beseitigen, wird ein Eingriffssignal 8 ausgegeben, mit welchem die Zugkraft des Radladers 9 reduziert wird. Eine entsprechende Zugkraftreduktionssignal 32 ist in 3 unten im Signalverlauf des Eingriffssignals 8 entlang dessen Zeitverlauf 7 gezeigt. Das Zugkraftreduktionssignal 32 wird basierend auf dem geprüften Wirkzusammenhang zwischen dem Steuersignal 2 und dem aktuellen Arbeitszustand 4, welcher von dem angeforderten Arbeitszustand 3 abweicht, ausgegeben. Durch eine mit dem Zugkraftreduktionssignal 32 veranlasste Zugkraftreduktion verändert sich der aktuelle Arbeitszustand 4 beziehungsweise die vertikale Position des Hubgerüsts 13 wieder, da durch die Zugkraftreduktion die Hubgerüstblockage 23 verringert beziehungsweise aufgelöst worden ist.To the deviation between the requested working state 3 and the current working status 4th to reduce or eliminate, becomes an intervention signal 8th output with which the tractive effort of the wheel loader 9 is reduced. A corresponding traction reduction signal 32 is in 3 at the bottom of the signal curve of the intervention signal 8th along its course of time 7th shown. The traction reduction signal 32 is based on the tested interrelationship between the control signal 2 and the current working status 4th which of the requested working state 3 deviates, issued. By one with the traction reduction signal 32 The current working status changes if the traction reduction is initiated 4th or the vertical position of the mast 13th again, as the mast blockage due to the reduction in tractive force 23 has been reduced or dissolved.

In der unter der Hubgerüstansteuerung 22 gezeigten Schaufelansteuerung 24 ist wiederum ein Signalverlauf 2' eines entsprechenden Steuersignals 2 gezeigt. Bei einem ersten Steuersignal 2 im Signalverlauf 2' wird der aktuelle Arbeitszustand 4 der Schaufel 15 verändert, wobei die Schaufel 15 ein- oder ausgekippt wird. Entlang des Signalverlaufs 2' des Steuersignals 2 zur Schaufelansteuerung 24 weicht ein angeforderter Arbeitszustand 3 beziehungsweise eine angeforderte Kippposition der Schaufel 15 von einem aktuellen Arbeitszustand 4 beziehungsweise einer aktuellen Kippposition der Schaufel 15 ab. Der Wirkzusammenhang zwischen dem Steuersignal 2 und dem aktuellen Arbeitszustand 4 ist wiederum gestört, wobei in einer Ausführungsform eine Schaufelblockage 25 der Schaufel 15 in dem Haufwerk vorliegt. Die angeforderte Kippposition weicht dabei von der aktuellen Kippposition der Schaufel 15 ab, so dass wiederum ein Eingriffssignal 8 ausgegeben wird, mit welchem eine entsprechende Zugkraftreduktion ausgelöst wird. Die Zugkraftreduktion bewirkt, dass sich die Schaufel 15 wieder verkippen lässt, so dass sich der Arbeitszustand 4 beziehungsweise die Kippposition der Schaufel 15 durch das Steuersignal 2 wieder entsprechend verändert.In the one under the mast control 22nd Shovel control shown 24 is again a waveform 2 ' a corresponding control signal 2 shown. With a first control signal 2 in the signal curve 2 ' becomes the current working status 4th the shovel 15th changed, with the shovel 15th is tilted in or out. Along the signal curve 2 ' of the control signal 2 for bucket control 24 a requested working state gives way 3 or a requested tilt position of the bucket 15th from a current working state 4th or a current tilt position of the bucket 15th from. The functional relationship between the control signal 2 and the current working status 4th is again disturbed, with a blade blockage in one embodiment 25th the shovel 15th is present in the heap. The requested tilt position differs from the current tilt position of the bucket 15th off, so that in turn an intervention signal 8th is output, with which a corresponding reduction in traction is triggered. The reduction in pulling force causes the shovel to move 15th can be tilted again, so that the working condition 4th or the tipping position of the bucket 15th by the control signal 2 changed again accordingly.

In 4 sind Verfahrensschritte S0 bis S4 eines Verfahrens zum Betreiben der selbstfahrenden Arbeitsmaschine 10 mit dem Arbeitsgerät 12 gezeigt.In 4th are method steps S0 to S4 of a method for operating the self-propelled work machine 10 with the implement 12th shown.

In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Einlesen von dem Steuersignal 2, welches durch ein in einem vorhergehenden Schritt S0 durchgeführten Betätigen des Signalgebers 11 zum Bewegen des Arbeitsgeräts 12 erzeugt wird. Die in 3 gezeigten Steuersignalverläufe 2' zum Verändern der Positionen des Hubgerüsts 13 und der Schaufel 15 werden von der Steuereinrichtung 100 getrennt eingelesen und ausgewertet. In einem weiteren Schritt S2 erfolgt ein Einlesen von dem aktuellen Arbeitszustand 4 des Arbeitsgeräts 12. Die Positionen des Hubgerüsts 13 und der Schaufel 15 werden dabei getrennt eingelesen und ausgewertet.In a first step S1 the control signal is read in 2 , which is carried out in a previous step S0 actuation of the signal generator 11 for moving the implement 12th is produced. In the 3 control waveforms shown 2 ' to change the positions of the mast 13th and the shovel 15th are controlled by the control device 100 read in and evaluated separately. In a further step S2 the current working status is read in 4th of the implement 12th . The positions of the mast 13th and the shovel 15th are read in and evaluated separately.

In weiteren Schritten des Verfahrens wird ein Bestimmen und Prüfen S3 von dem aktuellen Wirkzusammenhang zwischen dem eingelesenen Steuersignal 2 und dem eingelesenen aktuellen Arbeitszustand 4 des Arbeitsgeräts 12 durchgeführt. Dabei werden die Abweichungen zwischen dem angeforderten Arbeitszustand 3 und dem aktuellen Arbeitszustand 4 ermittelt.In further steps of the method there is a determination and checking S3 of the current operative relationship between the read-in control signal 2 and the current working status read in 4th of the implement 12th carried out. Thereby the deviations between the requested working status 3 and the current working status 4th determined.

In einem weiteren Schritt S4 wird ein Eingreifen in den Betriebszustand des Antriebsstrangs der selbstfahrenden Arbeitsmaschine 10 durchgeführt, um die Zugkraftreduktion auszuführen. Die Zugkraftreduktionen werden dabei in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung zwischen dem angeforderten Arbeitszustand 3 und dem aktuellen Arbeitszustand 4 des Arbeitsgeräts 12 ausgeführt. Durch die Zugkraftreduktion können die Hubgerüstblockage 23 und die Schaufelblockage 25 verringert und aufgelöst werden.In a further step S4 intervention in the operating state of the drive train of the self-propelled work machine 10 carried out to carry out the pulling force reduction. The pulling force reductions are dependent on the determined deviation between the requested working state 3 and the current working status 4th of the implement 12th executed. The mast blockage 23 and the bucket blockage 25th be reduced and dissolved.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22: SteuersignalControl signal
2'2 ': SteuersignalverlaufControl waveform
2"2 ": SteuersignalgrenzenControl signal limits
33: angeforderter Arbeitszustandrequested working condition
44th: aktueller Arbeitszustandcurrent working status
55: oberer Zustandsgrenzwertupper condition limit
66th: unterer Zustandsgrenzwertlower condition limit
77th: Zeitverlaufover time
88th: EingriffssignalIntervention signal
99: RadladerWheel loader
1010: selbstfahrende Arbeitsmaschineself-propelled work machine
1111: SignalgeberSignal transmitter
11'11 ': Joystickjoystick
1212th: ArbeitsgerätWorking device
1313th: HubgerüstMast
1414th: HubgerüstpositionssensorMast position sensor
1515th: Schaufelshovel
1616: SchaufelpositionssensorBucket position sensor
1717th: vertikale Schwenkbewegungvertical swivel movement
1818th: KippbewegungTilting movement
1919th: BetriebskomponenteOperating component
2020th: ArbeitsgerätansteuerungImplement control
2121: JoystickbetätigungJoystick actuation
2222nd: HubgerüstansteuerungMast control
2323: HubgerüstblockageMast blockage
2424: SchaufelansteuerungBucket control
2525th: SchaufelblockageBlade blockage
3232: ZugkraftreduktionssignalTraction reduction signal
100100: SteuereinrichtungControl device
102, 104102, 104: EinleseschnittstelleRead-in interface
106106: AusgabeschnittstelleOutput interface
110110: Bestimmungs- und PrüfungseinheitDetermination and testing unit
5050: Betätigen SignalgeberActuate signal transmitter
S1S1: Einlesen SteuersignalReading in control signal
S2S2: Einlesen ArbeitszustandReading in working status
S3S3: Prüfen WirkzusammenhangCheck cause and effect
S4S4: Eingriff BetriebszustandIntervention in the operating state

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2004/0010359 A1 [0003]
US 2018/0373275 A1 [0003]

Claims

A method for operating a self-propelled work machine (10) with a work device (12), with the following steps: Reading (S1) of a control signal (2) which is generated by actuating (S0) a signal transmitter (11) to bring about a working state of the work device (12) of the self-propelled work machine (10) is generated, reading (S2) of a current working state (4) of the implement (12), determining and checking (S3) of a current operative relationship between the control signal (2) read in and the current read-in Working state (4) of the implement (12), and intervention (S4) in an operating state of the self-propelled working machine (10) as a function of a test result determined based on the step of testing (S3).

Procedure according to Claim 1 , with the further steps: determining a working state (3) of the implement (12) requested by an actuator of the signal transmitter (11) based on the read-in control signal (2), the step of checking (S3) comparing the current read-in Working state (4) and the requested and determined working state (3) and a derivation of a deviation of the current working state (4) from the determined working state (3), and determining the test result based on the derived deviation.

Procedure according to Claim 1 or 2 , with the further step: detecting the current working state (4) of the working device (12) with a detection sensor system attached to the working machine (10).

Method according to one of the preceding claims, with the further step: reading in a current operating state of the self-propelled work machine (10), which has at least one current operating state information item on at least one operating component (19) of the self-propelled work machine (10), wherein the step of checking ( S3) is carried out based on the current operating status that has been read in.

Procedure according to Claim 4 wherein the at least one current operating status information item has current drive information about at least one component of a drive train of the self-propelled work machine (10).

Method according to one of the preceding claims, wherein the step of intervening (S4) comprises intervening in an operation of at least one component of a drive train of the self-propelled work machine (10).

Method according to one of the preceding claims, with the further step: Compare the current working status (4) of the working device (12) read in with at least one status limit value (5, 6) which defines at least one limit value for a current working status of the working device (12), with at least one of the steps of checking (S3) of the current operative context and the step of intervening (S4) in the operating state of the self-propelled work machine (10) is performed as a function of a comparison result obtained when performing the step of comparing with the state limit value.

Control device (100) for operating a self-propelled work machine (10) with a work device (12), with an interface (102) for reading in a control signal (2) which is generated by actuating a signal transmitter (11) to bring about a working state of the work device (12) of the self-propelled work machine (10) is generated, an interface (104) for reading in a current working state (4) of the work device (12), a determination and checking unit (110) for determining and checking a current operative relationship between the read-in control signal (2) and the read-in current working state (4) of the implement (12), and an interface (106) for outputting an intervention signal (8) for intervening in an operating state of at least one operating component (19) of the self-propelled work machine (10) ) as a function of a test result determined by the determination and test unit (110).

Self-propelled work machine (10) with a work device (12) which is attached to the self-propelled work machine (10) and has at least one movable component for performing a work task, and the control device (100) Claim 8 which is connected to the implement (12) for bringing about the working state of the implement (12) and for reading in the current working state (4) of the implement (12).

Self-propelled machine (10) according to Claim 9 which is designed as a wheel loader (9), and wherein the implement (12) has a lifting frame (13) with a shovel (15).