DE102020209306A1

DE102020209306A1 - Variabler schwimmer und variabler scharaufprall

Info

Publication number: DE102020209306A1
Application number: DE102020209306.7A
Authority: DE
Inventors: Adam Zell; Anthony K. Kraft
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2020-07-23
Publication date: 2021-03-04
Also published as: BR102020013889A2; US11408144B2; AU2020207870A1; US20210062463A1

Abstract

Ein Verfahren und Steuersystem, die betreibbar sind, um die Bewegung eines Arbeitsanbaugeräts eines Arbeitsfahrzeugs zu steuern. Das Steuersystem beinhaltet einen Behälter, der Fluid zurückhält, eine Pumpe in Fluidverbindung mit dem Behälter und ein Stellglied in Fluidverbindung mit der Pumpe. Das Stellglied weist eine erste Seite und eine zweite Seite auf. Ein Steuerventil ist fluidisch zwischen der Pumpe und dem Stellglied positioniert, ein erstes Proportionalentlastungsventil ist fluidisch zwischen der Pumpe und der ersten Seite des Stellglieds positioniert und ein zweites Proportionalentlastungsventil ist fluidisch zwischen der Pumpe und der zweiten Seite des Stellglieds positioniert. Das erste Proportionalentlastungsventil ist konfiguriert, um Fluidstrom von der ersten Seite des Stellglieds zum Behälter zu ermöglichen, wenn ein Druck an der ersten Seite des Stellglieds einen Drucksollwert übersteigt.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Schwimmer- und Scharaufprallsysteme und Ventilkonfigurationen für solche Systeme.
KURZDARSTELLUNG
In einer Ausführungsform stellt die Offenbarung ein Arbeitsfahrzeug mit einem Rahmen bereit, eine mit dem Rahmen verbundene Antriebsmaschine, eine mit dem Rahmen verbundene Bedienerkabine, ein sich in Bezug auf den Rahmen bewegendes Arbeitsanbaugerät und einen Steuerkreis, der die Bewegung des Arbeitsanbaugeräts steuert. Der Steuerkreis beinhaltet eine Pumpe und ein Stellglied in Fluidverbindung mit der Pumpe. Das Stellglied beinhaltet eine erste Seite und eine zweite Seite. Ein Steuerventil ist fluidisch zwischen der Pumpe und dem Stellglied positioniert, eine Steuerung steht in elektrischer Kommunikation mit dem Steuerventil und ein Behälter steht in Fluidverbindung mit dem Stellglied. Ein erstes Proportionaldruckbegrenzungsventil ist fluidisch zwischen dem Behälter und der ersten Seite des Stellglieds positioniert. Das erste Proportionaldruckbegrenzungsventil ermöglicht einen Fluidstrom von der ersten Seite des Stellglieds zum Behälter als Reaktion auf einen Druck an der ersten Seite des Stellglieds, der größer als ein vorbestimmter Druckwert ist. Ein zweites Proportionaldruckbegrenzungsventil ist fluidisch zwischen dem Behälter und der zweiten Seite des Stellglieds positioniert.
In einer Ausführungsform stellt die Offenbarung ein Steuersystem bereit, das betreibbar ist, um die Bewegung eines Arbeitsanbaugeräts eines Arbeitsfahrzeugs zu steuern. Das Steuersystem beinhaltet einen Behälter, der Fluid zurückhält, eine Pumpe in Fluidverbindung mit dem Behälter und ein Stellglied in Fluidverbindung mit der Pumpe. Das Stellglied weist eine erste Seite und eine zweite Seite auf. Ein Steuerventil ist fluidisch zwischen der Pumpe und dem Stellglied positioniert, ein erstes Proportionalentlastungsventil ist fluidisch zwischen der Pumpe und der ersten Seite des Stellglieds positioniert und ein zweites Proportionalentlastungsventil ist fluidisch zwischen der Pumpe und der zweiten Seite des Stellglieds positioniert. Das erste Proportionalentlastungsventil ist konfiguriert, um Fluidstrom von der ersten Seite des Stellglieds zum Behälter zu ermöglichen, wenn ein Druck an der ersten Seite des Stellglieds einen Drucksollwert übersteigt.
In einer weiteren Ausführungsform stellt die Offenbarung ein Verfahren zum Bewegen eines Arbeitsanbaugeräts eines Arbeitsfahrzeugs als Reaktion auf eine Aufprallkraft bereit. Das Verfahren beinhaltet das Einstellen eines ersten Sollwertdrucks, bei dem sich ein erstes Proportionalentlastungsventil über einen in dem Arbeitsfahrzeug befindlichen Bediener öffnet, das Einstellen eines zweiten Sollwertdrucks, bei dem sich ein zweites Proportionalentlastungsventil über den in dem Arbeitsfahrzeug befindlichen Bediener öffnet, das Überwachen eines Stellglieds, um eine Bewegung desselben aus einer ersten Position zu erfassen, das Zulassen von Fluidstrom zwischen einer ersten Seite des Stellglieds, einem Behälter und einer Pumpe, während das erste Proportionalentlastungsventil offen ist, und das Zulassen von Fluidstrom zwischen einer zweiten Seite des Stellglieds, dem Behälter und der Pumpe, während das zweite Proportionalentlastungsventil geöffnet ist. Bei einer Bewegung des Stellglieds aus der ersten Position beinhaltet das Verfahren das Bestimmen, ob ein Bediener das Stellglied angewiesen hat, sich zu bewegen. Wenn ein Bediener das Stellglied angewiesen hat, sich zu bewegen, beinhaltet das Verfahren das Erfassen einer zweiten Position des Stellglieds, und wenn ein Bediener das Stellglied nicht angewiesen hat, sich zu bewegen, beinhaltet das Verfahren das Zulassen von Fluidstrom zu der ersten Seite des Stellglieds von der Pumpe, um dadurch das Stellglied zurück in die erste Position zu bewegen.
In einer weiteren Ausführungsform stellt die Offenbarung ein Verfahren zum Bewegen eines Arbeitsanbaugeräts eines Arbeitsfahrzeugs bereit. Das Verfahren beinhaltet das Einstellen einer nach unten gerichteten Kraft auf das Arbeitsanbaugerät, das Bestimmen einer eingestellten Position des Arbeitsanbaugeräts, das Zulassen von Fluidstrom zwischen einer ersten Seite eines Stellglieds, einem Behälter und einer Pumpe, während ein erstes Proportionalentlastungsventil offen ist, und das Zulassen von Fluidstrom zwischen einer zweiten Seite des Stellglieds, dem Behälter und der Pumpe, während ein zweites Proportionalentlastungsventil offen ist. Bei einer Bewegung des Arbeitsanbaugeräts aus der eingestellten Position beinhaltet das Verfahren das Bestimmen, ob sich das Arbeitsanbaugerät aus der eingestellten Position nach oben oder unten bewegt hat. Wenn sich das Arbeitsanbaugerät aus der eingestellten Position nach oben bewegt, sendet die Steuerung ein erstes Signal an das erste Proportionalentlastungsventil und an das zweite Proportionalentlastungsventil, um die nach unten gerichtete Kraft auf das Arbeitsanbaugerät zu erhöhen und dadurch eine weitere Aufwärtsbewegung des Arbeitsanbaugeräts zu verhindern. Wenn sich das Arbeitsanbaugerät aus der eingestellten Position nach unten bewegt, sendet die Steuerung ein zweites Signal an das erste Proportionalentlastungsventil und an das zweite Proportionalentlastungsventil, um die nach unten gerichtete Kraft auf das Arbeitsanbaugerät zu verringern, um eine weitere Abwärtsbewegung des Arbeitsanbaugeräts zu verhindern.
Weitere Aspekte der Offenbarung werden durch die Betrachtung der detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs, in das das offenbarte hydraulische Gelenksystem implementiert werden kann.
2 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Arbeitsfahrzeugs von 1.
3 ist eine schematische Darstellung eines Steuerkreises für ein hydraulisches Schwimmer- und Aufprallsystem gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine mögliche Betriebsart des variablen Scharaufprallsystems zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine mögliche Betriebsart des variablen Scharaufprallsystems zeigt.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine mögliche Betriebsart des variablen Schwimmerströmungssystems zeigt.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine andere mögliche Betriebsart des variablen Schwimmerströmungssystems zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bevor Ausführungsformen der Offenbarung im Detail erklärt werden, sollte verstanden werden, dass die Offenbarung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionsdetails und die Komponentenanordnung beschränkt ist, welche in der folgenden Beschreibung erläutert oder in den folgenden Zeichnungen dargestellt sind. Die Offenbarung kann andere Ausführungsformen haben und auf verschiedene Weisen angewendet oder ausgeführt werden.
1 veranschaulicht ein Arbeitsfahrzeug, das in der veranschaulichten Ausführungsform ein Motorgrader (oder einfach ein „Grader“) 10 ist. Der Grader 10 beinhaltet ein Fahrgestell 14 mit einem vorderen Rahmen 18 und einem hinteren Rahmen 22. Der vordere Rahmen 18 trägt eine Bedienerkabine 26, die einen Bedienersitz, Bedienelemente zum Bedienen des Graders 10 und dergleichen beinhalten kann. Ein Antriebsmotor 30 (z. B. ein Dieselmotor) ist auf dem hinteren Rahmen 22 gelagert und in einer Kabine 34 eingeschlossen. Das Fahrgestell 14 wird von den Vorderrädern 38 an der Vorderseite des Graders 10 und den Tandem-Hinterrädern 42 an der Rückseite des Graders 10 getragen.
Der Grader 10 beinhaltet einen Kreis 46, der vor der Bedienerkabine 26 angeordnet und unter dem vorderen Rahmen 18 durch eine Hubhalterung 50 und eine Zugstange 54 aufgehängt ist. Ein Arbeitsanbaugerät, das in der veranschaulichten Ausführungsform eine Schar 58 oder ein Planierschild ist, erstreckt sich seitlich über den Kreis 46. Der Grader 10 beinhaltet eine Scharpositionierungsbaugruppe 62, die es ermöglicht, die Position und Ausrichtung der Schar 58 einzustellen. In der veranschaulichten Ausführungsform erstrecken sich ein linkes Hubstellglied 66 und ein rechtes Hubstellglied 68 zwischen der Hubhalterung 50 und dem Kreis 46, um den Kreis 46 und die Schar 58 zu neigen, anzuheben und abzusenken. Ein Schieberstellglied 70 ist bereitgestellt, um die Schar 58 relativ zum vorderen Rahmen 18 seitlich zu verschieben, und ein Neigungsstellglied 74 (2) ist bereitgestellt, um einen Neigungswinkel der Schar 58 zu variieren. Die Scharpositionierungsbaugruppe 62 beinhaltet auch ein Drehstellglied 78, um die Schar 58 um eine vertikale Achse zu drehen. In der veranschaulichten Ausführungsform sind die verschiedenen Stellglieder 66, 68, 70, 74, 78 der Scharpositionierungsbaugruppe 62 hydraulische Stellglieder (z. B. einfach oder doppelt wirkende Zylinder, Hydraulikmotoren usw.); die Scharpositionierungsbaugruppe 62 kann jedoch alternativ einen oder mehrere Elektromotoren, pneumatische Stellglieder oder dergleichen anstelle eines der hydraulischen Stellglieder 66, 68, 70, 74, 78 beinhalten.
Die Antriebsmaschine 30 ist mit den Hinterrädern 42 über ein geeignetes Getriebe (nicht gezeigt) gekoppelt, um die Hinterräder 42 anzutreiben (1). Alternativ oder zusätzlich kann der Antriebsmotor 30 mit den Vorderrädern 38 gekoppelt werden, um die Vorderräder 38 anzutreiben. Der Vorderrahmen 18 trägt eine Lenkbaugruppe 82 zum Lenken der Vorderräder 38 (2). Die Lenkbaugruppe 82 beinhaltet Lenkstellglieder 86, die in der dargestellten Ausführungsform hydraulische Stellglieder sind. In weiteren Ausführungsformen können andere Arten von Stellgliedern verwendet werden. Zusätzlich können in einigen Ausführungsformen weitere Lenkstellglieder bereitgestellt werden, so dass sowohl die Vorderräder 38 als auch die Hinterräder 42 lenkbar sein können.
Der Vorderrahmen 18 des Graders 10 definiert eine erste oder vordere Längsachse 90 und der Hinterrahmen 22 des Graders 10 definiert eine zweite oder hintere Längsachse 94. Ein Gelenkmechanismus 98 koppelt den Vorderrahmen 18 und den Hinterrahmen 22 schwenkbar und definiert eine vertikale Schwenk- oder Gelenkachse 102 (2). Der Vorderrahmen 18 ist relativ zum Hinterrahmen 22 um die Gelenkachse 102 schwenkbar, um eine Ausrichtung der vorderen Längsachse 90 relativ zur hinteren Längsachse 94 zu variieren. Der veranschaulichte Gelenkmechanismus 98 ist Teil einer aktiven Gelenkbaugruppe 106, die erste und zweite Gelenkstellglieder 114, 116 beinhaltet, die sich zwischen dem Vorderrahmen 18 und dem Hinterrahmen 22 auf gegenüberliegenden lateralen Seiten der Gelenkachse 102 erstrecken. Jedes der dargestellten Gelenkstellglieder 114, 116 ist ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit einem Kopf 118, der schwenkbar mit dem Hinterrahmen 22 gekoppelt ist, und einer Stange 122, die schwenkbar mit dem Vorderrahmen 18 gekoppelt ist. In weiteren Ausführungsformen können die Anzahl und/oder Anordnung der Gelenkstellglieder 114, 116 variieren.
Wie in 1 gezeigt, ist eine Benutzerschnittstelle 126 in der Bedienerkabine 26 positioniert, um es dem Benutzer zu ermöglichen, den Grader 10 zu bedienen. In einigen Ausführungsformen könnte ein Benutzer den Grader 10 von einem Ort außerhalb der Kabine (d. h. durch Fernsteuerung) bedienen. Der veranschaulichte Grader 10 beinhaltet eine Steuerung 128, die konfiguriert ist, um den Betrieb verschiedener Komponenten des Graders 10 als Reaktion auf eine Eingabe von der Benutzerschnittstelle 126 und/oder einer oder mehreren von dem Grader 10 entfernten Steuerungen zu steuern.
3 veranschaulicht eine schematische Fluidanordnung gemäß einiger Ausführungsformen. Die Fluidanordnung beinhaltet einen Behälter 130, eine Pumpe 132, ein Steuerventil 134, ein Stellglied 136 und ein variables Schwimmeraufprallventil 138. Fluid wird durch die Pumpe 132 aus dem Behälter 130 gezogen und durch das Steuerventil 134 zum Stellglied 136 geleitet, und Fluid wird vom Stellglied 136 zum Behälter bewegt, um dadurch das Stellglied 136 in eine gewünschte Position zu bewegen. Das Stellglied 136 kann einem beliebigen der Stellglieder entsprechen, die in den 1 und 2 enthalten sind. Das Stellglied 136 beinhaltet eine erste Seite 136a und eine zweite Seite 136b. In den veranschaulichten Ausführungsformen ist die erste Seite 136a die Kopfseite und die zweite Seite 136b die Stangenseite. In einigen Ausführungsformen ist die erste Seite 136a die Stangenseite, während die zweite Seite 136b die Kopfseite ist.
Das Aufprallventil 138 mit variablem Durchfluss beinhaltet ein Druckzufuhrventil 140, ein erstes Proportionaldruckreduzier-/-entlastungsventil (PPRV) 142, ein erstes Sperrventil 144, ein zweites Proportionaldruckreduzier-/-entlastungsventil (PPRV) 146 und ein zweites Sperrventil 148. Wenn das Druckzufuhrventil 140 offen ist, wird Fluidstrom von der Pumpe 130 zum Stellglied 136 und vom Stellglied 136 zum Behälter 130 durch das variable Aufprallventil 138 zugelassen. Wenn das Druckzufuhrventil 140 geschlossen ist, wird ein Fluidstrom durch das variable Aufprallventil 138 verhindert.
Das erste PPRV 142 ermöglicht einen Fluidstrom zwischen der ersten Seite 136a des Stellglieds 136 und dem Behälter 130 und der Pumpe 132, wenn ein Druck am ersten PPRV 142 größer als ein erster eingestellter Druck ist. In einigen Ausführungsformen ist ein erster Drucksensor 150 konfiguriert, um einen ersten Druck an der ersten Seite 136a des Stellglieds 136 zu erfassen. In diesen Ausführungsformen ist das erste PPRV 142 konfiguriert, um sich als Reaktion darauf zu öffnen, dass der erste Druck, der von dem ersten Drucksensor 150 erfasst wird, den ersten eingestellten Druck übersteigt. In weiteren Ausführungsformen ist das erste PPRV 142 konfiguriert, sich als Reaktion auf einen Druck am ersten PPRV 142 zu öffnen, der den ersten eingestellten Druck übersteigt.
Das erste Sperrventil 144 ist fluidisch zwischen dem ersten PPRV 142 und dem ersten Ende 136a des Stellglieds 136 positioniert. Während das erste Sperrventil 144 offen ist, ist eine Fluidverbindung zwischen dem ersten PPRV 142 und dem ersten Ende 136a des Stellglieds 136 zulässig. Während das erste Sperrventil 144 geschlossen ist, wird eine Fluidverbindung zwischen dem ersten PPRV 142 und dem ersten Ende 136a des Stellglieds 136 verhindert.
Das zweite PPRV 146 ermöglicht einen Fluidstrom zwischen der zweiten Seite 136b des Stellglieds 136 und dem Behälter 130 und der Pumpe 132, wenn ein Druck am zweiten PPRV 146 größer als ein zweiter eingestellter Druck ist. In einigen Ausführungsformen ist ein zweiter Drucksensor 152 konfiguriert, um einen zweiten Druck an der zweiten Seite 136b des Stellglieds 136 zu erfassen. In diesen Ausführungsformen ist das zweite PPRV 146 konfiguriert, um sich als Reaktion darauf zu öffnen, dass der zweite Druck, der vom zweiten Drucksensor 152 erfasst wird, den zweiten eingestellten Druck übersteigt. In weiteren Ausführungsformen ist das zweite PPRV 146 konfiguriert, um sich als Reaktion auf einen Druck am zweiten PPRV 146 zu öffnen, der den zweiten eingestellten Druck übersteigt.
Das zweite Sperrventil 148 ist fluidisch zwischen dem zweiten PPRV 146 und dem zweiten Ende 136b des Stellglieds 136 positioniert. Während das zweite Sperrventil 148 offen ist, ist eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten PPRV 146 und dem zweiten Ende 136b des Stellglieds 136 zulässig. Während das zweite Sperrventil 148 geschlossen ist, wird eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten PPRV 146 und dem zweiten Ende 136b des Stellglieds 136 verhindert.
Der erste Drucksensor 150 und der zweite Drucksensor 152 stehen über eine oder mehrere kabelgebundene und/oder drahtlose Verbindungen mit der Steuerung 128 in Verbindung. Ein Positionssensor 154 kann mit dem Stellglied 136 verbunden sein, um die Position des Kolbens innerhalb des Stellglieds 136 zu bestätigen. Der Positionssensor 154 kommuniziert mit der Steuerung 128 über eine oder mehrere kabelgebundene und/oder drahtlose Verbindungen.
Die Steuerung 128 steht mit der Benutzerschnittstelle 126 in Verbindung, so dass die Steuerung 128 als Reaktion auf eine Eingabe über die Benutzerschnittstelle 126 sowie über die Sensoren 150, 152 und 154 konfiguriert ist, um ein oder mehrere Signale an das Steuerventil 134 zu senden, um das Steuerventil 134 zu bewegen. Die Steuerung 128 ist auch konfiguriert, um ein oder mehrere Signale an das erste PPRV 142 zu senden, um den ersten eingestellten Druck anzupassen, bei dem sich das erste PPRV 142 öffnet, und an das zweite PPRV 146 zu senden, um den zweiten eingestellten Druck anzupassen, bei dem sich das zweite PPRV 147 öffnet. Die Steuerung 128 ist auch konfiguriert, um ein oder mehrere Signale an das erste Sperrventil 144 und an das zweite Sperrventil 148 zu senden, um das jeweilige Ventil 144, 148 zu öffnen und zu schließen.
4 stellt eine mögliche Betriebsart als Reaktion darauf dar, dass die Schar 58 auf ein oder mehrere Hindernisse auftrifft. Dieses Verfahren könnte auch in Ausführungsformen ohne die Schar 58, aber mit einem oder mehreren Anbaugeräten, die sich als Reaktion auf einen Aufprall einer Art schnell bewegen müssen, verwendet werden. Bei Schritt 200 aktiviert der Benutzer den Scharaufprallmodus am Arbeitsfahrzeug 10. Dieser Modus öffnet das Druckzufuhrventil 140, um das Aufprallventil 138 mit variablem Durchfluss fluidisch mit dem Behälter 130, der Pumpe 132 und dem Stellglied 136 zu verbinden. Bei Schritt 202 stellt der Benutzer eine gewünschte nach unten gerichtete Kraft ein, bei der sich eine Position des Stellglieds 136 beim Aufprall ändert. Die Steuerung 128 sendet Signale an die Ventile 142, 144, 146 und 148, um die vom Benutzer eingestellte nach unten gerichtete Kraft aufrechtzuerhalten. Bei Schritt 204 stellt der Benutzer eine eingestellte Scharposition mithilfe des Steuerventils 134 ein. Der Vorgang geht von Schritt 204 entweder zu Schritt 206 oder zu Schritt 216 über. Bei Schritt 206 erfasst der Positionssensor 154 eine eingestellte Stellgliedposition, während sich die Schar 58 in der eingestellten Scharposition befindet, und übermittelt die eingestellte Stellgliedposition an die Steuerung 128. Bei Schritt 208 überwacht der Positionssensor 154 die Position des Stellglieds 136 und übermittelt die erfasste Position an die Steuerung 128. Bei Schritt 210 vergleicht die Steuerung 128 die erfasste Position des Stellglieds 136 mit der eingestellten Position des Stellglieds 136. Wenn sich die erfasste Position des Stellglieds 136 von der eingestellten Stellgliedposition unterscheidet, geht der Vorgang zu Schritt 212 über. Wenn die erfasste Position des Stellglieds 136 mit der eingestellten Stellgliedposition identisch ist, kehrt der Vorgang zu Schritt 208 zurück.
Bei Schritt 212 ändert die Steuerung 128 das aktuelle Signal, das an das erste PPRV 142 gesendet wird, um einen Druck am ersten Ende 136a des Stellglieds 136 zu erhöhen. Die Änderung des aktuellen Signals basiert auf einem Ausmaß zwischen der erfassten Position und der eingestellten Stellgliedposition, so dass die Änderung des aktuellen Signals für größere Ausmaße der Änderung zwischen der erfassten Position und der eingestellten Stellgliedposition größer ist. In Schritt 214 liefert das erste PPRV 142 Fluid an das erste Ende 136a des Stellglieds 136, um das Stellglied 136 zurück in die eingestellte Stellgliedposition zu bewegen.
Der Vorgang geht sowohl von Schritt 204 als auch 214 zu Schritt 216 über. Bei Schritt 216 bestimmt die Steuerung 128, ob sich die Schar 58 als Reaktion auf den Aufprall auf ein Hindernis aus der eingestellten Scharposition bewegt hat. Wenn sich die Schar 58 nicht aus der eingestellten Scharposition bewegt hat, geht der Vorgang zu Schritt 218 über, bei dem die Schar 58 in der eingestellten Position gehalten wird, und der Vorgang kehrt zu Schritt 204 zurück. Wenn sich die Schar 58 aus der eingestellten Scharposition bewegt hat, geht der Vorgang zu Schritt 220 über. Bei Schritt 220 ermöglicht das erste PPRV 142, dass Fluid vom ersten Ende 136a des Stellglieds 136 zum Behälter 130 strömt, um dadurch zu ermöglichen, dass sich die Schar 58 anhebt und über das Hindernis bewegt. Das zweite Ende 136b des Stellglieds 136 kann als Reaktion auf die Bewegung des Stellglieds 136 eine Lücke oder einen Hohlraum beinhalten. Der Vorgang geht dann zu Schritt 212 und zu Schritt 214 über, bevor er zu Schritt 216 zurückkehrt.
5 veranschaulicht einen weiteren möglichen Betriebsmodus als Reaktion darauf, dass die Schar 58 auf ein oder mehrere Hindernisse auftrifft. Dieses Verfahren könnte auch in Ausführungsformen ohne die Schar 58, aber mit einem oder mehreren Anbaugeräten, die sich als Reaktion auf einen Aufprall einer Art schnell bewegen müssen, verwendet werden. Bei Schritt 230 aktiviert der Benutzer den Scharaufprallmodus am Arbeitsfahrzeug 10. Dieser Modus öffnet das Druckzufuhrventil 140, um das Aufprallventil 138 mit variablem Durchfluss fluidisch mit dem Behälter 130, der Pumpe 132 und dem Stellglied 136 zu verbinden. Bei Schritt 232 stellt der Benutzer eine gewünschte nach unten gerichtete Kraft ein, bei der sich eine Position des Stellglieds 136 bei einem Aufprall ändert. Die Steuerung 128 sendet Signale an die Ventile 142, 144, 146 und 148, um die vom Benutzer eingestellte nach unten gerichtete Kraft aufrechtzuerhalten. Bei Schritt 234 stellt der Benutzer eine eingestellte Scharposition unter Verwendung des Steuerventils 134 ein. Bei Schritt 236 bestimmt die Steuerung 128, ob sich die Schar 58 als Reaktion auf den Aufprall auf ein Hindernis aus der eingestellten Scharposition bewegt hat. Wenn sich die Schar 58 nicht aus der eingestellten Scharposition bewegt hat, geht der Vorgang zu Schritt 238 über, bei dem die Schar 58 in der eingestellten Position gehalten wird, und der Vorgang kehrt zu Schritt 234 zurück. Wenn sich die Schar 58 aus der eingestellten Scharposition bewegt hat, geht der Vorgang zu Schritt 240 über. Bei Schritt 240 ermöglicht das erste PPRV 142, dass Fluid vom ersten Ende 136a des Stellglieds 136 zum Behälter 130 strömt, um dadurch zu ermöglichen, dass sich die Schar 58 anhebt und über das Hindernis bewegt. Das zweite Ende 136b des Stellglieds 136 kann als Reaktion auf die Bewegung des Stellglieds 136 eine Lücke oder einen Hohlraum beinhalten. Der Vorgang geht dann zu Schritt 242 über, bei dem das erste PPRV 142 Fluid an das erste Ende 136a des Stellglieds 136 zuführt, um das Stellglied 136 derart zu bewegen, dass die Schar 58 in die eingestellte Scharposition zurückkehrt. Der Vorgang kehrt dann zu Schritt 236 zurück.
6 veranschaulicht eine mögliche Betriebsart, in der es der Schar 58 möglich ist, sich vertikal in einem Bereich zu bewegen (d. h. in einem vertikalen Bereich zu schwimmen). Bei Schritt 250 aktiviert der Bediener den Scharschwimmmodus, der das Druckzufuhrventil 140 öffnet, um das Aufprallventil 138 mit variablem Durchfluss fluidisch mit dem Behälter 130, der Pumpe 132 und dem Stellglied 136 zu verbinden. Bei Schritt 252 stellt der Benutzer eine gewünschte nach unten gerichtete Kraft auf die Schar 58 ein. Die Steuerung 128 sendet Signale an die Ventile 142, 144, 146 und 148, um die vom Benutzer eingestellte nach unten gerichtete Kraft aufrechtzuerhalten. Bei Schritt 254 bestimmte die Steuerung 128 den ersten Solldruck am ersten Ende 136a und den zweiten Solldruck am zweiten Ende 136b des Stellglieds. Die Steuerung 128 sendet die geeigneten aktuellen Signale an das erste und zweite PPRV 142, 146, um den ersten und zweiten Solldruck an den jeweiligen Enden 136a, 136b des Stellglieds 136 aufrechtzuerhalten. Bei Schritt 256 entlasten und liefern das erste und zweite PPRV 142, 146 Fluid an die jeweiligen Enden 136a, 136b des Stellglieds 136, um zu ermöglichen, dass das Stellglied 136 innerhalb eines Bereichs schwimmen kann. Die vom Benutzer ausgewählte nach unten gerichtete Kraft bestimmt die Größe des Bereichs, in dem das Stellglied 136 schwimmen darf. Wenn zum Beispiel eine relativ große nach unten gerichtete Kraft ausgewählt wird, wäre der zulässige Bewegungsbereich des Stellglieds 136 relativ klein. Wenn dagegen eine relativ kleine nach unten gerichtete Kraft ausgewählt wird, wäre der zulässige Bewegungsbereich des Stellglieds 136 relativ groß. Wenn der Grader 10 verwendet wird, um Steine und Schmutz zu bewegen, ist es wahrscheinlich, dass eine größere nach unten gerichtete Kraft gewählt werden könnte. Wenn der Grader 10 jedoch zum Bewegen von Schnee und Eis verwendet wird, könnte eine geringere nach unten gerichtete Kraft gewählt werden.
7 veranschaulicht eine andere mögliche Betriebsart, bei der es der Schar 58 möglich ist, sich vertikal innerhalb eines Bereichs zu bewegen (d. h. innerhalb eines vertikalen Bereichs zu schwimmen). Bei Schritt 270 aktiviert der Bediener den Scharschwimmmodus, der das Druckzufuhrventil 140 öffnet, um das Aufprallventil 138 mit variablem Durchfluss fluidisch mit dem Behälter 130, der Pumpe 132 und dem Stellglied 136 zu verbinden. Bei Schritt 272 stellt der Benutzer eine gewünschte nach unten gerichtete Kraft auf die Schar 58 ein. Die nach unten gerichtete Kraft ist die Kraft, mit der sich das Stellglied aus seiner Position bewegt (d. h. als Reaktion auf einen Aufprall). Die Steuerung 128 sendet Signale an die Ventile 142, 144, 146 und 148, um die vom Benutzer eingestellte nach unten gerichtete Kraft aufrechtzuerhalten. Bei Schritt 274 sendet die Steuerung 128 geeignete Signale an das erste und zweite PPRV 142 und 146, um einen ersten Druck, bei dem sich das erste PPRV 142 öffnet, und einen zweiten Druck, bei dem sich das zweite PPRV 146 öffnet, einzustellen. Der erste Druck in Kombination mit dem zweiten Druck bestimmt die nach unten gerichtete Kraft auf die Schar 58. Bei Schritt 276 entlastet und liefert das erste PPRV 142 Fluid, um das erste PPRV 142 auf dem ersten Druck zu halten, und das zweite PPRV 146 entlastet und liefert Fluid, um das zweite PPRV 146 auf dem zweiten Druck zu halten, um dadurch die gewünschte nach unten gerichtete Kraft auf die Schar 58 aufrechtzuerhalten. Bei Schritt 278 wird ein Scharsollwert bestimmt. Ein Verfahren zum Bestimmen des Scharsollwerts besteht darin, dass der Bediener die Schar 58 über die Benutzerschnittstelle auf die gewünschte Höhe bewegt und angibt, dass die aktuelle Position der Schar 58 die Sollposition ist. Ein weiteres Verfahren zum Bestimmen des Scharsollwerts besteht darin, dass die Steuerung 128 die Scharposition überwacht, nachdem der Scharschwimmmodus bei Schritt 270 aktiviert wurde und sich die Scharposition stabilisiert hat. Ein weiteres Verfahren zur Bestimmung des Scharsollwertes besteht darin, dass die Steuerung die Scharposition über einen Zeitraum überwacht und eine mittlere Scharposition berechnet.
Bei Schritt 280 bewegt sich die Schar 58 als Reaktion auf eine Bodenoberflächenbeschaffenheit auf und ab, wie dies durch die nach unten gerichtete Kraft zulässig ist. Bei Schritt 282 wird die Scharposition von der Steuerung 128 überwacht. Bei Schritt 284 vergleicht die Steuerung 128 die erfasste Scharposition mit der eingestellten Scharposition. Wenn die erfasste Scharposition unter der eingestellten Scharposition liegt (d. h. wenn sich die Schar nach unten bewegt), geht der Vorgang zu Schritt 286 über. Bei Schritt 286 werden die Signale, die an das erste und das zweite PPRV 142 und 146 gesendet werden, geändert, um die nach unten gerichtete Kraft zu verringern und eine Bewegungsgeschwindigkeit der Schar 58 weiter in Abwärtsrichtung zu verringern. Wenn die erfasste Scharposition über der eingestellten Scharposition liegt (d. h. wenn sich die Schar nach oben bewegt), geht der Vorgang zu Schritt 288 über. Bei Schritt 288 werden die an das erste und das zweite PPRV 142 und 146 gesendeten Signale geändert, um die nach unten gerichtete Kraft zu erhöhen und eine Bewegungsgeschwindigkeit der Schar 58 weiter in Aufwärtsrichtung zu verringern.

Claims

Arbeitsfahrzeug, umfassend: einen Rahmen; eine Antriebsmaschine, die mit dem Rahmen verbunden ist; eine Bedienerkabine, die mit dem Rahmen verbunden ist; ein Arbeitsanbaugerät, das in Bezug auf den Rahmen beweglich ist; und einen Steuerkreis, der betreibbar ist, um die Bewegung des Arbeitsanbaugeräts zu steuern, wobei der Steuerkreis Folgendes beinhaltet: eine Pumpe, ein Stellglied in Fluidverbindung mit der Pumpe, wobei das Stellglied eine erste Seite und eine zweite Seite beinhaltet, ein Steuerventil, das fluidisch zwischen der Pumpe und dem Stellglied positioniert ist, eine Steuerung in elektrischer Verbindung mit dem Steuerventil, einen Behälter in Fluidverbindung mit dem Stellglied, ein erstes Proportionaldruckbegrenzungsventil, das fluidisch zwischen dem Behälter und der ersten Seite des Stellglieds positioniert ist, wobei das erste Proportionaldruckbegrenzungsventil konfiguriert ist, um Fluidstrom von der ersten Seite des Stellglieds zum Behälter als Reaktion darauf zu ermöglichen, dass ein Druck an der ersten Seite des Stellglieds größer als ein vorbestimmter Druckwert ist, und ein zweites Proportionaldruckbegrenzungsventil, das fluidisch zwischen dem Behälter und der zweiten Seite des Stellglieds positioniert ist.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Steuerkreis ferner einen Positionssensor umfasst, der konfiguriert ist, um eine durch den Benutzer eingestellte Position des Stellglieds zu erfassen und die eingestellte Position an die Steuerung zu übermitteln.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um ein Signal vom Positionssensor zu empfangen, um zu bestimmen, ob sich die erfasste Position von der eingestellten Position unterscheidet, und wenn sich die erfasste Position von der eingestellten Position unterscheidet, ist die Steuerung konfiguriert, um ein Signal an das erste Proportionalentlastungsventil zu senden, um den vorbestimmten Druckwert zu erhöhen, um dadurch Fluidstrom von der ersten Seite des Stellglieds zum Behälter zu ermöglichen.
Arbeitsfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bedienerkabine eine Benutzerschnittstelle beinhaltet, die konfiguriert ist, um es einem Benutzer zu ermöglichen, den vorbestimmten Druckwert einzustellen, während sich der Benutzer in der Bedienerkabine befindet.
Arbeitsfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der vorbestimmte Druckwert ein erster vorbestimmter Druckwert ist, wobei das zweite Proportionaldruckbegrenzungsventil konfiguriert ist, um Fluidstrom von der zweiten Seite des Stellglieds zum Behälter zu ermöglichen, während ein Druck an der zweiten Seite des Stellglieds einen zweiten vorbestimmten Druckwert übersteigt.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 5, wobei der erste vorbestimmte Druckwert unabhängig von dem zweiten vorbestimmten Druckwert anpassbar ist.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, ferner umfassend einen ersten Drucksensor, der konfiguriert ist, um den Druck an der ersten Seite des Stellglieds zu erfassen, wobei der erste Drucksensor konfiguriert ist, um den an der ersten Seite des Stellglieds erfassten Druck an die Steuerung zu übermitteln, und einen zweiten Drucksensor, der konfiguriert ist, um den Druck an der zweiten Seite des Stellglieds zu erfassen, wobei der zweite Drucksensor konfiguriert ist, um den an der zweiten Seite des Stellglieds erfassten Druck an die Steuerung zu übermitteln.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 7, ferner umfassend ein Ventil, das fluidisch zwischen der Pumpe und dem ersten Proportionaldruckbegrenzungsventil positioniert ist und fluidisch zwischen der Pumpe und dem zweiten Proportionaldruckbegrenzungsventil positioniert ist, so dass Fluid, während das Ventil offen ist, von der Pumpe zum ersten Proportionaldruckbegrenzungsventil und zum zweiten Proportionaldruckbegrenzungsventil strömen kann, und während das Ventil geschlossen ist, das Fluid daran gehindert wird, von der Pumpe zum ersten Proportionaldruckbegrenzungsventil und zum zweiten Proportionaldruckbegrenzungsventil zu strömen.
Steuersystem, das zum Steuern der Bewegung eines Arbeitsgeräts eines Arbeitsfahrzeugs betreibbar ist, umfassend: einen Behälter, der konfiguriert ist, um Fluid zurückzuhalten; eine Pumpe in Fluidverbindung mit dem Behälter; ein Stellglied in Fluidverbindung mit der Pumpe, wobei das Stellglied eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist; ein Steuerventil, das fluidisch zwischen der Pumpe und dem Stellglied positioniert ist; ein erstes Proportionalentlastungsventil, das fluidisch zwischen der Pumpe und der ersten Seite des Stellglieds positioniert ist; und ein zweites Proportionalentlastungsventil, das fluidisch zwischen der Pumpe und der zweiten Seite des Stellglieds positioniert ist, wobei das erste Proportionalentlastungsventil konfiguriert ist, um Fluidstrom von der ersten Seite des Stellglieds zum Behälter zu ermöglichen, wenn ein Druck an der ersten Seite des Stellglieds einen Drucksollwert übersteigt.
Steuersystem nach Anspruch 9, wobei der Drucksollwert ein erster Drucksollwert ist, wobei das zweite Proportionalentlastungsventil konfiguriert ist, um Fluidstrom von der zweiten Seite des Stellglieds zum Behälter zu ermöglichen, wenn ein Druck an der zweiten Seite des Stellglieds einen zweiten Drucksollwert übersteigt, und wobei der erste Drucksollwert und der zweite Drucksollwert konfiguriert sind, um von einem Benutzer von der Kabine des Arbeitsfahrzeugs eingestellt zu werden.
Steuersystem nach Anspruch 10, wobei der erste Drucksollwert konfiguriert ist, um unabhängig von dem zweiten Drucksollwert angepasst zu werden.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das erste Proportionalentlastungsventil fluidisch mit der ersten Seite des Stellglieds parallel zum Steuerventil verbunden ist und wobei das zweite Proportionalentlastungsventil fluidisch mit der zweiten Seite des Stellglieds parallel zum Steuerventil verbunden ist.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, ferner umfassend einen Positionssensor, der konfiguriert ist, um eine Position eines Kolbens in dem Stellglied zu erfassen und die erfasste Position mit einer eingestellten Position zu vergleichen, wobei die eingestellte Position konfiguriert ist, um vom Bediener von der Kabine des Arbeitsfahrzeugs eingestellt zu werden, und wobei die Steuerung konfiguriert ist, um ein Signal an das erste Proportionalentlastungsventil zu senden, um den Drucksollwert zu erhöhen, um dadurch einen Fluidstrom von der ersten Seite des Stellglieds zum Behälter zu ermöglichen, wenn die Steuerung bestimmt, dass sich die erfasste Position von der Sollposition unterscheidet.
Steuersystem nach Anspruch 13, ferner umfassend einen ersten Drucksensor, der konfiguriert ist, um einen ersten Druck am ersten Ende des Stellglieds zu erfassen und den ersten Druck an die Steuerung zu übermitteln, und einen zweiten Drucksensor, der konfiguriert ist, um einen zweiten Druck am zweiten Ende des Stellglieds zu erfassen und den zweiten Druck an die Steuerung zu übermitteln, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um den ersten Druck mit dem durch den Benutzer eingestellten ersten Solldruck zu vergleichen und den zweiten Druck mit dem durch den Benutzer eingestellten zweiten Solldruck zu vergleichen.
Steuersystem nach Anspruch 14, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um einen Fluidstrom von der ersten Seite des Stellglieds zum Behälter zu ermöglichen, während der erste Druck größer als der erste Drucksollwert ist, und wobei die Steuerung konfiguriert ist, um einen Fluidstrom von der Pumpe zur ersten Seite des Stellglieds zu ermöglichen, während der erste Druck kleiner als der zweite Drucksollwert ist.
Verfahren zum Bewegen eines Arbeitsanbaugeräts eines Arbeitsfahrzeugs als Reaktion auf eine Aufprallkraft, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Einstellen eines ersten Solldrucks, bei dem ein erstes Proportionalentlastungsventil konfiguriert ist, um sich über einen Bediener zu öffnen, der sich in dem Arbeitsfahrzeug befindet; Einstellen eines zweiten Solldrucks, bei dem ein zweites Proportionalentlastungsventil konfiguriert ist, um sich über den Bediener zu öffnen, der sich in dem Arbeitsfahrzeug befindet; Überwachen eines Stellglieds, um dessen Bewegung aus einer ersten Position zu erfassen; Zulassen von Fluidstrom zwischen einer ersten Seite des Stellglieds, einem Behälter und einer Pumpe, während das erste Proportionalentlastungsventil geöffnet ist; Zulassen von Fluidstrom zwischen einer zweiten Seite des Stellglieds, dem Behälter und der Pumpe, während das zweite Proportionalentlastungsventil geöffnet ist; bei Bewegung des Stellglieds aus der ersten Position das Bestimmen, ob ein Bediener das Stellglied angewiesen hat, sich zu bewegen; wenn ein Bediener das Stellglied angewiesen hat, sich zu bewegen, eine zweite Position des Stellglieds zu erfassen; und wenn ein Bediener das Stellglied nicht angewiesen hat, sich zu bewegen, Zulassen, dass Fluidstrom von der Pumpe zur ersten Seite des Stellglieds strömen kann, um dadurch eine Bewegung des Stellglieds weg von der ersten Position zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend das Überwachen eines Arbeitsdrucks an der ersten Seite des Stellglieds, Vergleichen des Arbeitsdrucks der ersten Seite mit dem ersten Solldruck und während der Arbeitsdruck der ersten Seite unter dem ersten Solldruck liegt, Öffnen des ersten Proportionaldruckbegrenzungsventils, um es Fluid zu ermöglichen, vom Behälter in die erste Seite des Stellglieds zu strömen.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend das Überwachen eines Arbeitsdrucks der zweiten Seite an der zweiten Seite des Stellglieds, Vergleichen des Arbeitsdrucks der zweiten Seite mit dem zweiten Solldruck und während der Arbeitsdruck auf der zweiten Seite größer als der zweite Solldruck ist, Öffnen des zweiten Proportionalentlastungsventils, um es Fluid zu ermöglichen, von der zweiten Seite des Stellglieds zum Behälter zu strömen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei das Überwachen des Stellglieds, um dessen Bewegung aus der ersten Position zu erfassen, das Überwachen des Stellglieds mit einem Positionssensor beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, ferner umfassend das Anpassen des ersten Solldrucks über einen Bediener, der sich in dem Arbeitsfahrzeug befindet, und Einstellen des zweiten Solldrucks über den Bediener, der sich im Arbeitsfahrzeug befindet.
Verfahren zum Bewegen eines Arbeitsanbaugeräts eines Arbeitsfahrzeugs, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Einstellen einer nach unten gerichteten Kraft auf das Arbeitsanbaugerät; Bestimmen einer festgelegten Position des Arbeitsanbaugeräts; Zulassen von Fluidstrom zwischen einer ersten Seite eines Stellglied, einem Behälter und einer Pumpe, während ein erstes Ventil geöffnet ist; Zulassen von Fluidstrom zwischen einer zweiten Seite des Stellglieds, dem Behälter und der Pumpe, während ein zweites Ventil geöffnet ist; bei einer Bewegung des Arbeitsanbaugeräts aus der eingestellten Position das Bestimmen, ob sich das Arbeitsanbaugerät aus der eingestellten Position nach oben oder unten bewegt hat; wenn sich das Arbeitsanbaugerät aus der eingestellten Position nach oben bewegt, die Steuerung konfiguriert ist, um ein erstes Signal an das erste Ventil und an das zweite Ventil zu senden, um die nach unten gerichtete Kraft auf das Arbeitsanbaugerät zu erhöhen, um dadurch eine weitere Aufwärtsbewegung des Arbeitsanbaugeräts zu verhindern; und wenn sich das Arbeitsanbaugerät aus der eingestellten Position nach unten bewegt, die Steuerung konfiguriert ist, um ein zweites Signal an das erste Ventil und an das zweite Ventil zu senden, um die nach unten gerichtete Kraft auf das Arbeitsanbaugerät zu verringern, um eine weitere Abwärtsbewegung des Arbeitsanbaugeräts zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Bestimmen der eingestellten Position des Arbeitsanbaugeräts das Bestimmen einer durch den Benutzer eingestellten Position des Arbeitsanbaugeräts beinhaltet, wobei das erste Ventil ein erstes Proportionalentlastungs-/- reduzierventil und das zweite Ventil ein zweites Proportionalentlastungs-/-reduzierventil ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Bestimmen der eingestellten Position des Arbeitsanbaugeräts das Erfassen einer Position des Arbeitsanbaugeräts nach dem Einstellen der nach unten gerichteten Kraft beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Bestimmen der eingestellten Position des Arbeitsanbaugeräts das Berechnen einer durchschnittlichen Position des Arbeitsanbaugeräts während eines festgelegten Zeitraums beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Einstellen der nach unten gerichteten Kraft Folgendes beinhaltet: Einstellen eines ersten Solldrucks, bei dem das erste Proportionalentlastungsventil konfiguriert ist, um sich über einen Bediener zu öffnen, der sich im Arbeitsfahrzeug befindet, und Einstellen eines zweiten Solldrucks, bei dem das zweite Proportionalentlastungsventil konfiguriert ist, um sich über den Bediener zu öffnen, der sich in dem Arbeitsfahrzeug befindet.