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Gebiet der Offenbarung
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein elektrohydraulisches System für ein Fahrzeug, und zwar insbesondere auf ein elektrohydraulisches System für ein Fahrzeug mit einem Arbeitsanbaugerät.
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Hintergrund der Offenbarung
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Verschiedene Maschinen oder Fahrzeuge, wie zum Beispiel solche, die mit einem Ausleger und einem Arbeitsanbaugerät ausgestattet sind, können mehrere miteinander kommunizierende Systeme enthalten. Die Systeme können z. B. elektrohydraulische Komponenten, Motorkomponenten, Getriebekomponenten oder sämtliche der oben genannten Komponenten umfassen. In einigen Situationen können diese Komponenten abhängig vom Gewicht einer Nutzlast im Arbeitsanbaugerät unterschiedlich funktionieren.
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Es wäre wünschenswert, dass die Funktionen dieser Komponenten auf der Grundlage bekannter Parameter, wie z. B. einem bestimmten Nutzlastgewicht im Arbeitsanbaugerät, optimiert werden. Dies kann Herausforderungen mit sich bringen, insbesondere beim Versuch, ein dynamisches oder sich ständig änderndes Nutzlastgewicht zu messen.
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Zusammenfassung
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In einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Arbeitsmaschine: ein Fahrgestell; einen Ausleger, der mit dem Fahrgestell gekoppelt ist; ein Arbeitsanbaugerät, das mit dem Ausleger gekoppelt und relativ zum Fahrgestell beweglich ist; ein dynamisches Nutzlastwägesystem, das so konfiguriert ist, dass es ein Nutzlastgewicht auf dem Arbeitsanbaugerät misst; eine elektrohydraulische Systemsteuerung, die mit dem dynamischen Nutzlastwägesystem in Verbindung steht; und ein elektrohydraulisches Steuerventil, das als Reaktion auf ein Signal von der elektrohydraulischen Systemsteuerung beweglich ist, um den Fluidstrom durch das Ventil zu manipulieren. Die elektrohydraulische Systemsteuerung ist so konfiguriert, dass sie das elektrohydraulische Steuerventil je nach Nutzlastgewicht des Arbeitsanbaugeräts durch eine Reihe von Ventilstellungen bewegt. Der Bereich der Ventilstellungen umfasst eine erste Ventilstellung, in der das elektrohydraulische Steuerventil einen Fluidstrom mit einer ersten Durchflussrate ermöglicht, und eine zweite Ventilstellung, in der das elektrohydraulische Steuerventil einen Fluidstrom mit einer zweiten Durchflussrate ermöglicht, die geringer ist als die erste Durchflussrate.
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In einigen Ausführungsformen ist das Arbeitsanbaugerät durch einen Bereich von Anbaugerätepositionen beweglich, der durch eine Stopp-Position des Arbeitsanbaugerätes begrenzt ist; der Bereich der Anbaugerätepositionen umfasst eine gewichtsabhängige Anbaugeräteposition; die elektrohydraulische Systemsteuerung ist so konfiguriert, dass sie das elektrohydraulische Steuerventil von der ersten Ventilstellung in die zweite Ventilstellung bewegt, während sich das Arbeitsanbaugerät zwischen der gewichtsabhängigen Anbaugeräteposition und der Stopp-Position bewegt; außerdem richtet sich die gewichtsabhängige Anbaugeräteposition nach dem Nutzlastgewicht auf dem Arbeitsanbaugerät.
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In einigen Ausführungsformen ist die zweite Ventilstellung eine gewichtsabhängige Ventilstellung, die sich nach dem Nutzlastgewicht auf dem Arbeitsanbaugerät richtet. In einigen Ausführungsformen ist die Stopp-Position eine vordefinierte Position, die von einem Bediener der Maschine ausgewählt werden kann. In einigen Ausführungsformen wird die Stopp-Position durch eine physikalische, absolute Positionsbegrenzung der Maschine definiert.
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In einigen Ausführungsformen ist die elektrohydraulische Systemsteuerung so konfiguriert, dass sie das elektrohydraulische Steuerventil in einer gewichtsabhängigen Zeitspanne von der zweiten Ventilstellung in die erste Ventilstellung bewegt; außerdem basiert die gewichtsabhängige Zeitspanne auf dem Nutzlastgewicht des Arbeitsanbaugeräts.
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In einigen Ausführungsformen ist die elektrohydraulische Systemsteuerung so konfiguriert, dass sie verhindert, dass sich das elektrohydraulische Steuerventil über die zweite Ventilstellung hinaus in Richtung der ersten Ventilstellung bewegt; außerdem ist die zweite Ventilstellung eine gewichtsabhängige Ventilstellung, die auf dem Nutzlastgewicht des Arbeitsanbaugeräts basiert.
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In einigen Ausführungsformen enthält die Arbeitsmaschine eine vom Bediener gesteuerte Vorrichtung; die Steuerung des elektrohydraulischen Systems ist so konfiguriert, dass sie (i) einen Bediener-Eingabebefehl von der vom Bediener gesteuerten Vorrichtung empfängt und (ii) als Reaktion auf den Bediener-Eingabebefehl eine Bewegung des Arbeitsanbaugeräts bewirkt; außerdem entspricht der Bediener-Eingabebefehl einer angeforderten Durchflussrate; und die Bewegung des Arbeitsanbaugeräts entspricht einer Ausgangsdurchflussrate, die geringer ist als die angeforderte Durchflussrate.
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In einigen Ausführungsformen definiert die Eingangsdurchflussrate im Verhältnis zur Ausgangsdurchflussrate ein Messverhältnis; und die elektrohydraulische Systemsteuerung ist so konfiguriert, dass sie das Messverhältnis basierend auf dem Nutzlastgewicht auf dem Arbeitsanbaugerät anpasst.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die Arbeitsmaschine ein Getriebe und eine Getriebesteuerung, die mit dem Getriebe und der elektrohydraulischen Systemsteuerung in Verbindung steht; außerdem ist die Getriebesteuerung so konfiguriert, dass sie zwischen einem Vorwärtsgang und einem Rückwärtsgang des Getriebes mit einer Gangschaltrate schaltet; ferner richtet sich die Gangschaltrate nach dem Nutzlastgewicht des Arbeitsanbaugeräts.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das dynamische Nutzlastwägesystem: einen Gerätepositionssensor, eine Trägheitsmesseinheit und eine Zylinderdruckmesseinheit.
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In einer anderen veranschaulichenden Ausführungsform umfasst eine Arbeitsmaschine: ein Fahrgestell; einen Ausleger, der mit dem Fahrgestell gekoppelt ist; ein Arbeitsanbaugerät, das mit dem Ausleger gekoppelt und relativ zum Fahrgestell beweglich ist; ein dynamisches Nutzlastwägesystem, das so konfiguriert ist, dass es das Nutzlastgewicht auf dem Arbeitsanbaugerät misst; eine elektrohydraulische Systemsteuerung, die mit dem dynamischen Nutzlastwägesystem in Verbindung steht; und ein elektrohydraulisches Steuerventil, das elektrisch mit der elektrohydraulischen Systemsteuerung gekoppelt und in einer Vielzahl von gewichtsabhängigen Ventilstellungen beweglich ist. Das elektrohydraulische Steuerventil ermöglicht es, in jeder gewichtsabhängigen Ventilstellung einen unterschiedlichen Fluidstrom zu erzeugen. Jede gewichtsabhängige Ventilstellung richtet sich nach dem Nutzlastgewicht des Arbeitsanbaugerätes.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die Arbeitsmaschine einen Motor und eine Motorsteuerung, die mit dem Motor und der elektrohydraulischen Systemsteuerung in Verbindung steht, um eine Menge des vom Motor verfügbaren Drehmoments an die elektrohydraulische Systemsteuerung zu übermitteln; und die Vielzahl der gewichtsabhängigen Ventilstellungen, in die das elektrohydraulische Steuerventil bewegt werden kann, ist durch die Menge des vom Motor verfügbaren Drehmoments begrenzt.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die Arbeitsmaschine ein Getriebe und eine Getriebesteuerung, die mit dem Getriebe und der Steuerung des elektrohydraulischen Systems in Verbindung steht; dabei ist die Getriebesteuerung so konfiguriert, dass sie mit einer Gangschaltrate zwischen Vorwärts- und Rückwärtsgang des Getriebes schaltet; die Gangschaltrate basiert auf dem Nutzlastgewicht des Arbeitsanbaugeräts. Die elektrohydraulische Systemsteuerung ist so konfiguriert, dass sie ein Signal von der Getriebesteuerung empfängt, das ein maximales Drehmoment anzeigt, welches von der elektrohydraulischen Systemsteuerung des Motors angefordert werden kann.
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In einer anderen veranschaulichenden Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Betrieb einer Arbeitsmaschine: das Bestimmen eines Nutzlastgewichts an einem Arbeitsanbaugerät der Arbeitsmaschine mithilfe eines dynamischen Nutzlastwägesystems; und das Anpassen eines elektrohydraulischen Steuerventils des Arbeitsanbaugeräts anhand des ermittelten Nutzlastgewichts.
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In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Anpassen eines elektrohydraulischen Steuerventils des Arbeitsanbaugeräts anhand des ermittelten Nutzlastgewichts Folgendes: Bestimmen einer gewichtsabhängigen Geräteposition des Arbeitsanbaugeräts anhand des Nutzlastgewichts auf dem Arbeitsanbaugerät; Bewegen des Arbeitsanbaugeräts aus der gewichtsabhängigen Geräteposition in eine Stopp-Position, über die hinaus sich das Gerät nicht weiter bewegen kann; und Anpassen des elektrohydraulischen Steuerventils, wenn sich das Arbeitsanbaugerät zwischen der gewichtsabhängigen Geräteposition und der Stopp-Position bewegt.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das Anpassen des elektrohydraulischen Steuerventils bei der Bewegung des Arbeitsanbaugeräts zwischen der gewichtsabhängigen Anbaugeräteposition und der Stopp-Position: die Bestimmung einer gewichtsabhängigen Ventilstellung des elektrohydraulischen Steuerventils anhand des Nutzlastgewichts auf dem Arbeitsanbaugerät; und das Anpassen des elektrohydraulischen Steuerventils, so dass das elektrohydraulische Steuerventil in der gewichtsabhängigen Ventilstellung angeordnet ist, wenn das Arbeitsanbaugerät die Stopp-Position erreicht.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die Anpassung eines elektrohydraulischen Steuerventils des Arbeitsanbaugeräts auf der Grundlage des ermittelten Nutzlastgewichts folgende Schritte: Bestimmen einer gewichtsabhängigen Anpassungszeit auf der Grundlage des Nutzlastgewichts des Arbeitsanbaugeräts; und Anpassen des elektrohydraulischen Steuerventils zwischen einer ersten Ventilstellung und einer zweiten Ventilstellung über den gewichtsabhängigen Anpassungszeitraum.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren das Bestimmen einer von einem Motor der Arbeitsmaschine verfügbaren Drehmomentmenge und das Anpassen des elektrohydraulischen Steuerventils des Arbeitsanbaugeräts auf der Grundlage der bestimmten, von einem Motor verfügbaren Drehmomentmenge. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren das Übermitteln des Nutzlastgewichts vom dynamischen Nutzlastwägesystem an eine elektrohydraulische Systemsteuerung.
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In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren das Empfangen eines Bedienereingabebefehls mit Hilfe der elektrohydraulischen Systemsteuerung von einer bedienergesteuerten Vorrichtung, wobei der Bedienereingabebefehl einer angeforderten Durchflussrate von Fluid durch das elektrohydraulische Steuerventil entspricht, und das Berechnen einer Ausgangsdurchflussrate auf der Grundlage der angeforderten Durchflussrate, wobei die Ausgangsdurchflussrate geringer als die angeforderte Durchflussrate ist. In einigen Ausführungsformen umfasst das Anpassen eines elektrohydraulischen Steuerventils des Arbeitsanbaugeräts auf der Grundlage des ermittelten Nutzlastgewichts Folgendes: Bestimmen einer angepassten Ausgangsdurchflussrate anhand des Nutzlastgewichts auf dem Arbeitsanbaugerät und Anpassen des elektrohydraulischen Steuerventils, um den Fluidstrom bei der angepassten Ausgangsdurchflussrate zu erleichtern.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren das Bestimmen einer maximalen Durchflussrate an Fluid, die in Abhängigkeit vom Nutzlastgewicht des Arbeitsanbaugeräts durch das elektrohydraulische Steuerventil fließen darf; das Empfangen eines Bedienereingabebefehls mit Hilfe der Steuerung des elektrohydraulischen Systems von einer bedienergesteuerten Vorrichtung, wobei der Bedienereingabebefehl einer angeforderten Durchflussrate an Fluid entspricht, die größer als die bestimmte maximale Durchflussrate an Fluid ist. Das Anpassen eines elektrohydraulischen Steuerventils des Arbeitsanbaugeräts in Abhängigkeit vom ermittelten Nutzlastgewicht umfasst: das Anpassen des elektrohydraulischen Steuerventils als Reaktion auf den Bedienereingabebefehl, um den Fluiddurchfluss bei der maximalen Durchflussrate des Fluids zu erleichtern.
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In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Anpassen eines elektrohydraulischen Steuerventils des Arbeitsanbaugeräts in Abhängigkeit vom ermittelten Nutzlastgewicht Folgendes: Bestimmen einer gewichtsabhängigen Schaltrate zwischen Vorwärts- und Rückwärtsgang eines Getriebes der Arbeitsmaschine in Abhängigkeit vom ermittelten Nutzlastgewicht; und Anpassen eines elektrohydraulischen Steuerventils in Abhängigkeit von der ermittelten gewichtsabhängigen Schaltrate.
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In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Bestimmung eines Nutzlastgewichtes an einem Arbeitsanbaugerät einer Arbeitsmaschine mithilfe eines dynamischen Nutzlastwägesystems: das Erfassen einer Position des Arbeitsanbaugerätes, das Bestimmen der Trägheit des Arbeitsanbaugerätes und das Bestimmen des Druckes in einem Zylinder eines mit dem Arbeitsanbaugerät gekoppelten Auslegers.
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Figurenliste
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Die oben genannten Aspekte der vorliegenden Offenbarung und die Art und Weise, wie sie erhalten werden, werden deutlicher und die Offenbarung selbst wird durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der Offenbarung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden, wobei:
- 1 eine Seitenansicht einer Arbeitsmaschine ist;
- 2 eine schematische Ansicht eines Steuersystems der Arbeitsmaschine von 1 ist.
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In den verschiedenen Ansichten werden gleiche Teile durch gleiche Bezugsnummern bezeichnet.
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Ausführliche Beschreibung
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Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung sind nicht dazu bestimmt, erschöpfend zu sein oder die Offenbarung auf die genau offenbarten Formen der folgenden ausführlichen Beschreibung zu beschränken. Vielmehr wurden die Ausführungen so gewählt und beschrieben, dass Fachleute die Prinzipien und Praktiken der vorliegenden Offenbarung verstehen können.
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Bezugnehmend auf 1 der vorliegenden Offenbarung wird eine beispielhafte Arbeitsmaschine 10 gezeigt. Bei der Arbeitsmaschine 10 kann es sich um eine mobile Maschine handeln, die Arbeiten im Zusammenhang mit dem Baugewerbe, der Land- und Forstwirtschaft, dem Transportwesen, dem Bergbau oder anderen Branchen ausführt. Die Arbeitsmaschine 10 kann ein Fahrgestell 20 beinhalten, das eine Stromquelle 30, eine Fahrerkabine 40, ein Arbeitsanbaugerät 50 und einen Ausleger 60 trägt. Die Leistungsquelle 30 kann ein Motor wie etwa ein Diesel-, Benzin- oder ein anderer Motortyp sein, der Traktionsvorrichtungen 32 zur Bewegung der Arbeitsmaschine 10 antreibt. Das Arbeitsanbaugerät 50 kann durch den Ausleger 60, der einen oder mehrere Auslegerzylinder 62 und ein Auslegergestänge 64 umfassen kann, beweglich an der Arbeitsmaschine 10 befestigt werden. Ein oder mehrere Ausleger-Gestängesensoren 70 werden an die Maschine 10 gekoppelt, um die Position des Auslegers 60 und des Arbeitsanbaugeräts 50 zu messen. In der veranschaulichenden Ausführungsform ist jeder Sensor für das Auslegergestänge 70 ein Drehpositionssensor; es muss jedoch berücksichtigt werden, dass jeder Sensor für das Auslegergestänge ein beliebiger Positionssensor sein kann, der geeignet ist, die Position des Auslegers 60 oder des Arbeitsanbaugerätes 50 zu messen.
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Die Auslegerzylinder 62 können über einen Hydraulikkreislauf an einen Akkumulator, eine Hydraulikquelle und einen Tank oder Fluidbehälter angeschlossen werden. Lasterfassungsleitungen können für die Überwachung des Zustands verschiedener Komponenten des Hydraulikkreislaufs verwendet werden.
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Wie in 2 dargestellt, enthält die Arbeitsmaschine 10 ein dynamisches Nutzlastwägesystem 200, das so konfiguriert ist, dass das Gewicht auf dem Arbeitsanbaugerät 50 ständig gemessen wird. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Ausleger-Gestängesensoren 70 umfasst das dynamische Nutzlastwägesystem 200 auch eine Trägheitsmesseinheit 80 und eine Zylinderdruckmesseinheit 90. Die Ausleger-Gestängesensoren 70, die Trägheitsmesseinheit 80 und die Zylinderdruckmesseinheit 90 können gemeinsam während des Betriebs der Arbeitsmaschine 10 das Gewicht auf dem Arbeitsanbaugerät 50 kontinuierlich bestimmen. Das dynamische Nutzlastwägesystem 200 ist elektrisch mit einer elektrohydraulischen Systemsteuerung 202 gekoppelt, um das dynamische Nutzlastgewicht an die Systemsteuerung 202 zu übermitteln. Die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 ist so konfiguriert, dass sie die Durchflussrate durch ein oder mehrere elektrohydraulische Steuerventile 204 in Abhängigkeit vom Nutzlastgewicht des Arbeitsanbaugeräts 50 steuert oder anpasst.
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In der illustrativen Ausführungsform kann zur Realisierung einer solchen Steuerung die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 elektrisch mit einem oder mehreren elektrohydraulischen Steuerventilen 204 gekoppelt werden. Die elektrohydraulischen Steuerventile 204 sind mit den Hydraulikzylindern 62 fluidisch gekoppelt und so konfiguriert, dass die Durchflussrate des Fluids zu den Hydraulikzylindern 62 angepasst werden kann. In dieser Konfiguration ist die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 so konfiguriert, dass sie ein elektrohydraulisches Steuerventil 204 durch eine Reihe von Ventilstellungen bewegt. In der veranschaulichenden Ausführungsform beinhaltet der Bereich der Ventilstellungen eine erste Ventilstellung, in der das elektrohydraulische Steuerventil 204 einen Fluidstrom mit mindestens einer ersten Durchflussrate ermöglicht, und eine zweite Ventilstellung, in der das elektrohydraulische Steuerventil 204 einen Fluidstrom mit einer zweiten Durchflussrate ermöglicht.
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Das Arbeitsanbaugerät 50 ist über Positions- oder Bewegungsbereiche beweglich. Beispielsweise kann sich das Anbaugerät 50 aufrollen und entleeren sowie anheben und absenken. Jeder dieser Bewegungsbereiche umfasst Stopp-Positionen, die die Grenzen des Bewegungsbereichs für die jeweilige Bewegung des Anbaugeräts 50 definieren. Zusätzlich kann ein Bediener oder sonstiger Benutzer eine vordefinierte Stopp-Position festlegen, über die das Gerät bei einer bestimmten Bewegung nicht hinausgehen kann. Diese Stopp-Positionen können aus einer beliebigen Anzahl von Gründen in einem Arbeitsspeicher der Maschine 10 vorprogrammiert werden, z. B.: Ermitteln einer gewünschten Höhe oder eines Entleerungswinkels für eine häufig wiederholte Aktion des Anbaugeräts, eine mit einem bekannten Anbaugerätetyp verbundene Höhenbegrenzung oder Begrenzung der Rollneigung usw. Bei einigen Anwendungen kann es wünschenswert sein, die Durchflussrate des Fluids zu den Hydraulikzylindern 62 automatisch zu reduzieren, wenn sich das Anbaugerät 50 einer Stopp-Position nähert. Eine solche automatische Reduzierung der Durchflussrate kann als „Dämpfung“ bezeichnet werden. Die Dämpfungsfunktion der Arbeitsmaschine 10 kann den Fahrkomfort, die Sicherheit und die Betriebseffizienz der Maschine 10 verbessern.
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Wie in 2 vorgeschlagen, ist die Systemsteuerung 202 elektrisch mit den Gerätepositionssensoren 70 gekoppelt und so konfiguriert, dass sie ein Signal empfängt, das die Position des Arbeitsanbaugerätes 50 anzeigt. Nähert sich das Arbeitsanbaugerät 50 einer Stopp-Position, reduziert die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 die Durchflussrate des Fluids durch die elektrohydraulischen Steuerventile 204 in Abhängigkeit vom Nutzlastgewicht des Arbeitsanbaugerätes 50. Entsprechend fordert die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 eine größere Reduzierung des Durchflusses an, wenn das dynamische Nutzlastwägesystem 200 eine größere Last auf dem Anbaugerät 50 anzeigt, während die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 eine geringere Reduzierung des Durchflusses anfordert, wenn sich das Anbaugerät 50 einer Stopp-Position nähert. Somit ermöglicht diese Funktion die Optimierung eines Stopppositions-Durchflusswerts für die Dämpfungsfunktion der Arbeitsmaschine 10 in Abhängigkeit vom Nutzlastgewicht des Anbaugeräts 50.
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Wenn sich das Anbaugerät 50 durch seinen Positionsbereich bewegt, ist die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 so konfiguriert, dass sie die Durchflussrate des Fluids durch die elektrohydraulischen Steuerventile 204 an einer vorbestimmten Position des Anbaugeräts 50 anpasst. Mit anderen Worten: Bewegt sich das Anbaugerät 50 auf eine Stopp-Position zu, wird die Durchflussrate reduziert, sobald das Anbaugerät 50 die vorgegebene Position erreicht hat. Es ist zu beachten, dass die vorgegebene Position abhängig vom Gewicht auf dem Anbaugerät 50 ist. Die vorgegebene Position kann als gewichtsabhängige Position bezeichnet werden. Erreicht das Anbaugerät 50 die gewichtsabhängige Position, ist die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 so konfiguriert, dass sie das elektrohydraulische Steuerventil 204 von einer ersten Ventilstellung, die einer ersten Durchflussrate zugeordnet ist, in eine zweite Ventilstellung bewegt, die einer zweiten, geringeren Durchflussrate zugeordnet ist.
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Zeigt das dynamische Nutzlastwägesystem 200 eine größere Last auf dem Anbaugerät 50 an, fordert die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 eine Reduzierung des Durchflusses ab einer ersten Position des Anbaugerätes 50 relativ zu einer Stopp-Position an; im Vergleich dazu fordert die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 eine Reduzierung des Durchflusses ab einer zweiten Position des Anbaugerätes an, sofern die zweite Position des Anbaugerätes 50 einen größeren Abstand von der Stopp-Position entfernt ist als die erste Position des Anbaugerätes 50, wenn das dynamische Nutzlastwägesystem 200 eine geringere Last auf dem Anbaugerät 50 anzeigt. Diese Funktion ermöglicht ein optimiertes Einleiten der Dämpfungsfunktion der Arbeitsmaschine 10 in Abhängigkeit vom Nutzlastgewicht auf dem Anbaugerät 50.
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Es kann wünschenswert sein, den Fluidstrom je nach Gewicht des Anbaugeräts 50 mehr oder weniger schnell anzupassen. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen ein Bediener der Arbeitsmaschine eine nahezu sofortige Erhöhung oder Verringerung der Durchflussrate des Fluids anfordern; die Arbeitsmaschine 10 kann jedoch die Durchflussrate des Fluids automatisch über einen längeren Zeitraum und nicht nahezu augenblicklich anpassen. Diese Verzögerung bei der Anpassung der Durchflussrate kann eingeführt werden, um den Bedienerkomfort, die Sicherheit oder die Maschineneffizienz zu verbessern. Der Zeitraum, über den die Anpassung der Durchflussrate erfolgt, basiert auf dem Gewicht auf dem Anbaugerät 50 und kann als gewichtsabhängige Zeitspanne bezeichnet werden. Zeigt beispielsweise das dynamische Nutzlastwägesystem 200 eine größere Last auf dem Anbaugerät 50 an, stellt die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 die Position des Ventils 204 langsamer ein (d. h. die gewichtsabhängige Zeitspanne ist größer); zeigt dagegen das dynamische Nutzlastwägesystem 200 eine geringere Last auf dem Anbaugerät 50 an, stellt die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 die Position des Ventils 204 schneller ein (d. h. die gewichtsabhängige Zeitspanne ist geringer). Diese Funktion ermöglicht die Optimierung der Anpassungszeit der Durchflussrate für die Arbeitsmaschine 10 in Abhängigkeit vom Nutzlastgewicht des Anbaugeräts 50.
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In einigen Ausführungsformen ist die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 in der Lage, die maximale Durchflussrate für das Anbaugerät 50 zu steuern. Die maximale Durchflussrate kann vom Gewicht auf dem Anbaugerät 50 abhängig sein. Es ist zu beachten, dass in jeder Ausführungsform verschiedene Anbaugeräte 50 mit der Arbeitsmaschine 10 verwendet werden können, wobei jedes Anbaugerät 50 ein unterschiedliches Gewicht aufweisen kann. Daher werden die Begriffe „Nutzlastgewicht auf dem Anbaugerät“ oder „Gewicht auf dem Anbaugerät“ verwendet, um das Gesamtgewicht auf dem Anbaugerät 50 einschließlich des Gewichts des Anbaugerätes 50 selbst zu beschreiben.
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In der veranschaulichenden Ausführungsform kann eine maximale Durchflussrate bestimmt werden. Die maximale Durchflussrate kann mit einer gewichtsabhängigen Position des elektrohydraulischen Steuerventils 204 verbunden sein. Als solches ist die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 so konfiguriert, dass sie verhindert, dass sich das elektrohydraulische Steuerventil 204 über die gewichtsabhängige Ventilstellung hinaus bewegt. Wie oben beschrieben, richtet sich die gewichtsabhängige Ventilstellung nach dem Nutzlastgewicht auf dem Anbaugerät 50. Diese Funktion ermöglicht die Optimierung des maximalen Durchflussgrenzwertes für die Arbeitsmaschine 10 in Abhängigkeit vom Nutzlastgewicht auf dem Anbaugerät 50.
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Es kann wünschenswert sein, die Differenz zwischen einer vom Bediener angeforderten (oder Eingangs-) Durchflussrate und einer tatsächlichen (oder Ausgangs-) Durchflussrate in Abhängigkeit vom Gewicht des Anbaugeräts 50 anzupassen. In einigen Ausführungsformen kann z. B. ein Bediener der Arbeitsmaschine 10 eine erste Durchflussrate des Fluids anfordern; die Arbeitsmaschine 10 kann jedoch automatisch eine zweite, niedrigere Durchflussrate des Fluids ausgeben. Diese Reduzierung der tatsächlichen Durchflussrate kann eingeführt werden, um den Bedienerkomfort, die Sicherheit oder die Maschineneffizienz zu verbessern. Der Wert der Differenz zwischen der Eingangs- und der Ausgangsdurchflussrate des Fluids kann sich mit der Größe der vom Bediener angeforderten Durchflussrate des Fluids ändern. Dieser Änderungswert der oben beschriebenen Differenz kann grafisch dargestellt und als Messkurve bezeichnet werden. Die Messkurve kann abhängig vom Gewicht des Anbaugeräts 50 angepasst werden.
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Wie in 2 dargestellt, enthält die Arbeitsmaschine 10 eine bedienergesteuerte Vorrichtung 206. Die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 ist elektrisch mit der gekoppelten bedienergesteuerten Vorrichtung 206 verbunden, um den Befehl für Bedienereingaben von der bedienergesteuerten Vorrichtung 206 zu empfangen. Die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 ist so konfiguriert, dass sie als Reaktion auf den Eingabebefehl des Bedieners eine Bewegung des Anbaugeräts 50 bewirkt. Während der Bedienereingabebefehl der vom Bediener angeforderten Durchflussrate entspricht, entspricht die resultierende Bewegung des Anbaugeräts 50 einer Ausgangsdurchflussrate, die geringer ist als die vom Bediener angeforderte Durchflussrate. Die (vom Bediener angeforderte) Eingangsdurchflussrate im Verhältnis zur (tatsächlichen) Ausgangsdurchflussrate definiert ein Messverhältnis, und die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 ist so konfiguriert, dass sie das Messverhältnis in Abhängigkeit vom Nutzlastgewicht des Anbaugeräts 50 anpasst. Diese Funktion ermöglicht die Optimierung der Messkurven für die Arbeitsmaschine 10 in Abhängigkeit vom Nutzlastgewicht auf dem Anbaugerät 50.
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Wie in 2 dargestellt, enthält die Arbeitsmaschine 10 ein Getriebe 208 und eine Getriebesteuerung 210, die elektrisch mit dem Getriebe 208 gekoppelt ist. Ferner ist die Getriebesteuerung 210 elektrisch mit der elektrohydraulischen Systemsteuerung 202 und damit dem dynamischen Nutzlastwägesystem 200 gekoppelt. Die Getriebesteuerung 210 ist so konfiguriert, dass sie die Gänge des Getriebes 208 zwischen einem Vorwärts- und einem Rückwärtsgang mit einer gewichtsabhängigen Schaltrate schaltet. Die gewichtsabhängige Schaltrate basiert auf dem Nutzlastgewicht des Arbeitsanbaugerätes 50. Entsprechend schaltet die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 langsamer zwischen Vorwärts- und Rückwärtsgang des Getriebes 208 um, wenn das dynamische Nutzlastwägesystem 200 eine größere Last auf dem Anbaugerät 50 anzeigt; im Vergleich dazu schaltet die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 schneller zwischen Vorwärts- und Rückwärtsgang des Getriebes 208 um, wenn das dynamische Nutzlastwägesystem 200 eine geringere Last auf dem Anbaugerät 50 anzeigt. Diese Funktion ermöglicht die Optimierung der Schaltraten für die Arbeitsmaschine 10 in Abhängigkeit vom Nutzlastgewicht des Anbaugerätes 50.
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Wie in 2 dargestellt, ist die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 mit den Ventilen 204 gekoppelt, die wiederum mit dem Hydraulikzylinder 62 für das Anbaugerät 50 und mit weiteren Hydraulikausgängen 216 verbunden sind. Die Arbeitsmaschine 10 beinhaltet ferner einen Motor 212 und ein Motorsteuergerät 214, das elektrisch mit dem Motor 212 gekoppelt ist. Zusätzlich ist die Motorsteuerung 214 elektrisch mit der elektrohydraulischen Systemsteuerung 202 und damit dem dynamischen Nutzlastwägesystem 200 gekoppelt. Der Motor 212 ist so konfiguriert, dass er ein Drehmoment für die Arbeitsmaschine 10 erzeugt, von dem ein Teil von den Hydraulikzylindern 62 genutzt wird, um das Anbaugerät 50 zu tragen oder zu bewegen. Die Menge an Drehmoment, die vom Motor 212 benötigt wird, um das Anbaugerät 50 zu tragen, hängt vom Gewicht des Anbaugeräts 50 ab. Somit ist die Menge des vom Motor 214 bereitgestellten überschüssigen Drehmoments auch vom Gewicht des Anbaugeräts 50 abhängig.
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In einigen Ausführungsformen kann ein Leistungsmanagementsystem mit oder als Teil der elektrohydraulischen Systemsteuerung 202 enthalten sein. Das Leistungsmanagementsystem kann so konfiguriert werden, dass es eine Menge an Drehmoment bestimmt, die vom Motor 212 zur Unterstützung verschiedener Komponenten des elektrohydraulischen Kreislaufs benötigt wird. Bei einigen Arbeitsmaschinen, insbesondere bei solchen ohne dynamisches Nutzlastwägesystem 200, wird das Gewicht auf dem Anbaugerät jedoch immer als Maximalwert angenommen, um den Betrag des vom Motor verfügbaren überschüssigen Drehmoments zu bestimmen. Folglich kann das Leistungsmanagementsystem solcher Maschinen nicht die Menge des Drehmoments bestimmen, die erforderlich ist, um verschiedene Komponenten des elektrohydraulischen Kreislaufs so präzise wie möglich zu unterstützen.
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In der hier beschriebenen Ausführungsform wird das tatsächliche Gewicht auf dem Anbaugerät durch das dynamische Nutzlastwägesystem 200 bestimmt, und daher kann das vom Anbaugerät 50 benötigte Drehmoment konstant und präziser gemessen werden. Zeigt das dynamische Nutzlastwägesystem 200 in einer solchen Ausführung eine geringere Last auf dem Anbaugerät 50 an, kann die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 eine größere Durchflussrate im elektrohydraulischen Kreislauf initiieren, als wenn das dynamische Nutzlastwägesystem 200 eine größere Last auf dem Anbaugerät 50 anzeigen würde. In dieser Konfiguration ist die elektrohydraulische Systemsteuerung 202 so konfiguriert, dass sie die elektrohydraulischen Steuerventile 204, die mit den übrigen hydraulischen Ausgängen 216 gekoppelt sind, in Abhängigkeit vom Gewicht des Anbaugeräts 50 anpasst. Diese Funktion ermöglicht die Optimierung der Durchflussraten in Verbindung mit den übrigen hydraulischen Ausgängen 216 der Arbeitsmaschine 10 in Abhängigkeit vom Nutzlastgewicht des Anbaugeräts 50.
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Während hierin Ausführungsformen beschrieben wurden, welche die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung beinhalten, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Stattdessen soll diese Anmeldung alle Variationen, Nutzungs- oder Anpassungsmöglichkeiten unter Verwendung ihrer allgemeinen Prinzipien abdecken. Ferner ist diese Anmeldung dazu bestimmt, Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung abzudecken, die in den Rahmen der bekannten oder üblichen Praxis auf dem Fachgebiet fallen, auf das sich diese Offenbarung bezieht, und sich im Rahmen der beigefügten Ansprüche bewegen.
