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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug und ein Verfahren zum Steuern des Arbeitsfahrzeugs
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Technischer Hintergrund
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Ein Arbeitsfahrzeug ist mit einem Hydraulik-Aktor und mit einem Bedienelement zum Betätigen des Hydraulik-Aktors versehen. Eine Bedienungsperson betätigt den Hydraulik-Aktor mit Hilfe des Bedienelements. Ferner kann das Arbeitsfahrzeug mit einem Sperrelement zum Sperren der Betätigung des Hydraulik-Aktors durch das Bedienelement ausgestattet sein. Zum Beispiel ist das Fahrzeug, das in Patentdokument 1 beschrieben ist, mit einem Sperrhebel versehen, der zwischen einer Sperrposition und einer Freigabeposition umschalten kann. Bei einer Bedienung des Sperrhebels in die Sperrposition, wird die Betätigung des Hydraulik-Aktors gesperrt. Dadurch bewegt sich der Hydraulik-Aktor selbst dann nicht, wenn eine Bedienungsperson den Bedienhebel bedient. Bei einer Bedienung des Sperrhebels in die Freigabeposition, wird die Sperre des Hydraulik-Aktors aufgehoben.
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Wenn das Bedienelement bei einem Arbeitsfahrzeug, das wie vorstehend beschrieben mit einem Sperrelement ausgestattet ist, in die Position für die Betätigung des Hydraulik-Aktors (im Folgenden als ”Aktor-Antriebsposition” bezeichnet) geschaltet wird, besteht die Möglichkeit, dass sich der Hydraulik-Aktor beim Schalten des Sperrelements in die Freigabeposition unerwartet bewegt. Um eine solche Bewegung des Hydraulik-Aktors zu vermeiden, wenn das Sperrelement in die Freigabeposition geschaltet wird, ist es wirksam nachzuweisen, dass das Bedienelement in der Aktor-Antriebsposition positioniert ist.
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In Patentdokument 1 hat der eingestellte Druck eines Druckschalters auf der Primärseite eines Bedienhebels einen niedrigeren Wert als der eingestellte Druck eines Druckschalters auf der Sekundärseite. Daher gelangt der Druckschalter auf der Primärseite vor dem Druckschalter auf der Sekundärseite in die Position AN, wenn der Sperrhebel bei einer Stellung des Bedienhebels in der Aktor-Antriebsposition in die Freigabeposition geschaltet wird. Das heißt: da der Druckschalter auf der Primärseite vor dem Druckschalter auf der Sekundärseite aktiviert wird, wird bestimmt, dass das Bedienelement in der Aktor-Antriebsposition positioniert ist.
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Dokumente des Stands der Technik
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Patentdokumente
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Patentdokument 1
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- Offengelegte japanische Patentanmeldungs-Publikation JP-A-11-21079
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Falls eine Bestimmung mit Hilfe eines Druckschalters erfolgt, wie vorstehend beschrieben, ist es jedoch nicht einfach, eine ausreichende Genauigkeit zu erzielen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Arbeitsfahrzeugs und eines Verfahrens zum Steuern eines Arbeitsfahrzeugs dahingehend, dass eine genaue Bestimmung dessen ermöglicht wird, ob ein Bedienelement derart bedient wurde, dass dieses sich in der Aktor-Antriebsposition befindet, oder nicht, wenn das Sperrelement in die Freigabeposition geschaltet wurde.
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Problemlösung
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Das Arbeitsfahrzeug gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist versehen mit einem Hydraulik-Aktor, einem Bedienelement, einem Pilotventil, einem Aktor-Steuerventil, einem Sperrelement, einer Bedienkonsole, einem Sperrventil, einer Sperrventil-Schalteinheit, einer Einheit zum Detektieren der verstrichenen Zeit, einer ersten Zeitbestimmungseinheit, einer Pilotdruck-Bestimmungseinheit, einer zweiten Zeitbestimmungseinheit und einer Fehlbedienungs-Überwachungseinheit. Die Bedieneinheit ist ein Element für die Betätigung des Hydraulik-Aktors. Das Pilotventil gibt einen Pilotdruck aus in Übereinstimmung mit der Betätigung des Bedienelements. Das Aktor-Steuerventil steuert den Hydraulik-Aktor in Übereinstimmung mit dem eingegebenen Pilotdruck. Das Sperrelement kann zwischen einer Sperrposition und einer Freigabeposition umschalten. Die Bedienkonsole stützt das Bedienelement und das Sperrelement. Die Bedienkonsole ist derart vorgesehen, dass sie zusammen mit dem Sperrelement bewegt werden kann. Das Sperrventil kann zwischen einem Freigabezustand und einem Sperrzustand umschalten. Im Freigabezustand ermöglicht das Sperrventil die Zuleitung des Pilotdrucks zu dem Aktor-Steuerventil. Im Sperrzustand sperrt das Sperrventil die Zuleitung des Pilotdrucks zu dem Aktor-Steuerventil. Die Sperrventil-Schalteinheit schaltet das Sperrventil von dem Sperrzustand in den Freigabezustand, wenn das Sperrelement von der Sperrposition in die Freigabeposition wechselt. Die Einheit zum Detektieren der verstrichenen Zeit detektiert die Zeit, die seit dem Zeitpunkt des Umschaltens des Sperrelements von der Sperrposition in die Freigabeposition verstrichen ist. Die erste Zeitbestimmungseinheit bestimmt, ob die verstrichene Zeit größer oder gleich einer ersten vorgegebenen Zeit ist oder nicht. Die Pilotdruck-Bestimmungseinheit bestimmt, ob der Pilotdruck größer oder gleich einem vorgegebenen Pilotdruck ist oder nicht. Die zweite Zeitbestimmungseinheit bestimmt, ob die kontinuierliche Zeitdauer, während der der Pilotdruck größer oder gleich dem vorgegebenen Druck ist, kleiner oder gleich einer zweiten vorgegebenen Zeit ist oder nicht. Die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit erlaubt das Schalten des Sperrventils durch die Sperrventil-Schalteinheit, falls der Pilotdruck gleich oder größer wird als der vorgegebene Druck, wenn die verstrichene Zeit größer oder gleich der ersten vorgegebenen Zeit ist. Die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit schaltet das Sperrventil in den Sperrzustand, falls der Pilotdruck größer oder gleich dem vorgegebenen Druck wird und die kontinuierliche Zeitdauer größer als die zweite vorgegebenen Zeit ist, wenn die verstrichene Zeit kleiner als die erste vorgegebene Zeit ist. Die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit ermöglicht das Umschalten des Sperrventils durch die Sperrventil-Schalteinheit, falls der Pilotdruck größer oder gleich dem vorgegebenen Druck wird und darüber hinaus die kontinuierliche Zeitdauer kleiner oder gleich der zweiten vorgegebenen Zeit ist, wenn die verstrichene Zeit kleiner als die erste vorgegebene Zeit ist.
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Wenn bei dem Arbeitsfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung das Sperrelement von der Sperrposition in die Freigabeposition geschaltet wird, schaltet die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit das Sperrventil von dem Sperrzustand in den Freigabezustand. Falls der Pilotdruck jedoch größer oder gleich dem vorgegebenen Druck und die kontinuierliche Zeitdauer größer als die zweite vorgegebene Zeit ist, wenn die verstrichene Zeit kleiner als die vorgegebene Zeit ist, schaltet die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit das Sperrventil in den Sperrzustand. Dabei bedeutet ein rasch ansteigender Pilotdruck, dass das Sperrelement in dem Zustand, in dem das Bedienelement in der Stellung der Aktor-Antriebsposition ist, in die Freigabeposition geschaltet ist. Es ist daher eine genaue Bestimmung möglich, ob das Bedienelement sich in der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet oder nicht, wenn das Sperrelement in die Freigabeposition geschaltet wird.
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Wenn die Bedienungsperson das Sperrelement bedient, bewegt sich die Bedienkonsole zusammen mit dem Sperrelement. Da die Bedienkonsole das Bedienelement trägt, kann es sein, dass sich das Bedienelement durch eine Erschütterung infolge der Bewegung der Bedienkonsole bewegt. In diesem Fall steigt der Pilotdruck vorübergehend an, obwohl das Bedienelement sich nicht in der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet. Das heißt, es kommt zu einem raschen Anstieg des Pilotdrucks, obwohl das Bedienelement nicht fälschlicherweise bedient wurde.
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Dadurch hält die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit bei einem Arbeitsfahrzeug gemäß diesem Aspekt das Sperrventil in dem Freigabezustand, wenn die verstrichene Zeit kleiner als die erste vorgegebene Zeit ist, obwohl der Pilotdruck größer oder gleich dem vorgegebenen Druck wird, falls die kontinuierliche Zeitdauer kleiner oder gleich der zweiten vorgegebenen Zeit ist. Wenn nun der Anstieg des Pilotdrucks nichts weiter als ein vorübergehender Anstieg ist, wird dies nicht als Fehlbedienung betrachtet, und das Sperrventil bleibt in dem Freigabezustand. Auf diese Weise lässt sich genau bestimmen, dass sich das Bedienelement nicht der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet, wenn das Sperrelement in die Freigabeposition geschaltet hat.
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Ferner hält die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit das Sperrventil in dem Freigabezustand, falls der Pilotdruck größer oder gleich dem vorgegebenen Druck wird, wenn die verstrichene Zeit größer oder gleich der ersten vorgegebenen Zeit ist. Dass der Pilotdruck langsam ansteigt, bedeutet, dass das Sperrelement in dem Zustand, in dem sich das Bedienelement nicht in der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet, in die Freigabeposition geschaltet hat. Auf diese Weise lässt sich genau bestimmen, dass sich das Bedienelement nicht in der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet, wenn das Sperrelement in die Freigabeposition geschaltet hat.
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In der bevorzugten Praxis ist die erste vorgegebene Zeit die Zeit bis zum Anstieg des Pilotdrucks auf den vorgegebenen Druck, wenn das Sperrelement in einem Zustand, in dem das Bedienelement sich in der Stellung für die Betätigung des Hydraulik-Aktors befindet, von der Sperrposition in die Freigabeposition geschaltet hat. Die erste vorgegebene Zeit lässt sich hier durch eine im Vorfeld durchgeführte Simulation oder durch Versuche ermitteln.
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In der bevorzugten Praxis ist die erste vorgegebene Zeit größer oder gleich 0,2 Sekunden und kleiner oder gleich 2 Sekunden. In diesem Fall kann bei einem Schalten des Sperrelements in die Freigabeposition genau bestimmt werden, ob das Bedienelement derart bedient wurde, dass es sich in der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet.
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In der bevorzugten Praxis ist die zweite vorgegebene Zeit kleiner als die erste vorgegebene Zeit. In diesem Fall lässt sich genau bestimmen, dass es sich bei dem Anstieg des Pilotdrucks um einen vorübergehenden Anstieg handelt, der durch eine Erschütterung von der Bedienkonsole verursacht wurde.
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In der bevorzugten Praxis ist die zweite vorgegebene Zeit kleiner als 0,2 Sekunden. In diesem Fall lässt sich genau bestimmen, dass der Anstieg des Pilotdrucks ein vorübergehender Anstieg ist, der durch eine Erschütterung von der Bedienkonsole verursacht wurde.
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In der bevorzugten Praxis ist das Arbeitsfahrzeug ferner mit einer Hydraulikpumpe für die Zufuhr von einem Hydraulikfluid zu dem Pilotventil versehen. Das Sperrventil ist entlang eines Ölwegs positioniert, der die Hydraulikpumpe und das Pilotventil verbindet. Auch wenn in diesem Fall eine Vielzahl von Ölwegen mit dem Pilotventil verbunden ist, kann ein einziges Sperrventil die Ausgabe des Pilotdrucks an eine Vielzahl von Ölwegen sperren.
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In der bevorzugten Praxis ist das Arbeitsfahrzeug ferner mit einer Steuereinheit, einer Pilotdruck-Detektoreinheit, einer Sperrventil-Schalteinheit, einer ersten Signalleitung, einer zweiten Signalleitung, einer dritten Signalleitung, einem Relais und einer vierten Signalleitung versehen. Die Steuereinheit enthält die Einheit zum Detektieren der verstrichenen Zeit, die erste Zeitbestimmungseinheit, die zweite Zeitbestimmungseinheit und die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit. Die Pilotdruck-Detektoreinheit detektiert den Pilotdruck. Die Sperrventil-Schalteinheit ist mit der Betätigung des Sperrelements gekoppelt. Die erste Signalleitung überträgt ein Signal von der Sperrventil-Schalteinheit zu dem Sperrventil. Die zweite Signalleitung überträgt ein Signal von der Sperrventil-Schalteinheit zur Steuereinheit. Die dritte Signalleitung überträgt ein Signal von der Pilotdruck-Detektoreinheit zur Steuereinheit. Das Relais ist entlang der ersten Signalleitung angeordnet. Die vierte Signalleitung überträgt ein Signal von der Steuereinheit zu dem Relais.
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In diesem Fall wechselt das Sperrventil in Reaktion auf ein Signal, das über die erste Signalleitung übertragen wird, in Übereinstimmung mit der Betätigung des Sperrelements zwischen dem Freigabezustand und dem Sperrzustand. In Reaktion auf ein Signal, das über die zweite Signalleitung übertragen wird, kann die Steuereinheit detektieren, in welcher Position sich das Sperrelement befindet, ob in der Sperrposition oder in der Freigabeposition. In Reaktion auf ein Signal, das über die dritte Signalleitung übertragen wird, kann die Steuereinheit den Pilotdruck detektieren. Indem über die vierte Signalleitung ein Signal an das Relais gesendet wird, kann die Steuereinheit das Sperrventil ungeachtet der Betätigung des Sperrelements in den Sperrzustand schalten.
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In der bevorzugten Praxis gibt das Pilotventil eine Vielzahl von Steuerdrücken aus, die einen ersten Pilotdruck und einen zweiten Pilotdruck aufweisen, der von einem Ölweg ausgegeben wird, und der sich von dem des ersten Pilotdrucks unterscheidet. Der erste Pilotdruck ist der vorstehend beschriebene Pilotdruck. Falls von der Vielzahl von Pilotdrücken mindestens einer größer oder gleich dem vorgegebenen Druck ist, und falls die kontinuierliche Zeitdauer größer als die zweite vorgegebene Zeit ist, wenn die verstrichene Zeit kleiner als die erste vorgegebene Zeit ist, schaltet die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit das Sperrventil in den Sperrzustand. In diesem Fall können beim Schalten des Sperrventils in den Freigabezustand unerwartete Betätigungen des Hydraulik-Aktors mit größerer Genauigkeit unterbunden werden.
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In der bevorzugten Praxis ist das Arbeitsfahrzeug ferner mit einer Meldeeinheit versehen. Die Meldeeinheit gibt Meldung an die Bedienungsperson, wenn die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit das Sperrventil in den Sperrzustand schaltet. In diesem Fall kann die Tatsache, dass das Bedienelement fälschlicherweise bedient wurde, wenn das Sperrelement in die Freigabeposition geschaltet wird, von der Bedienungsperson, die Meldung von der Meldeeinheit erhält, erkannt werden.
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In der bevorzugten Praxis ist das Arbeitsfahrzeug ferner mit einer Temperatur-Detektoreinheit zum Detektieren der Temperatur des Hydraulikfluids versehen ist. Die erste Zeitbestimmungseinheit vergrößert die erste vorgegebene Zeit in dem Maße, dass die Temperatur des Hydraulikfluids abnimmt. In diesem Fall lässt sich genau bestimmen, ob sich das Bedienelement in der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet oder nicht, wenn das Sperrelement in die Freigabeposition geschaltet wird.
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In der bevorzugten Praxis ist die Bedienkonsole derart angeordnet, dass sich nach oben und nach unten geschwenkt werden kann. Zusammen mit dem Sperrelement, das von der Sperrposition in die Freigabeposition schaltet, schwenkt die Bedienkonsole von der höheren in Richtung auf die tiefere Position. Wenn das Sperrelement die Freigabeposition erreicht, führt dies leicht zu einer Erschütterung an der Bedienkonsole. Doch auch hier wird dies nicht als Fehlbedienung gewertet, weshalb das Sperrventil im Freigabezustand verbleiben kann.
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In der bevorzugten Praxis ist das Arbeitsfahrzeug ein Hydraulikbagger mit einem Drehkörper. Der Hydraulik-Aktor kann ein Drehmotor für die Drehung des Drehkörpers, ein hydraulischer Fahrmotor, ein Auslegerzylinder, ein Armzylinder oder ein Löffelzylinder sein. In diesem Fall lassen sich die vorstehend beschriebenen Bestimmungen vornehmen, indem der Pilotdruck jeweils von dem Drehmotor, dem hydraulischen Fahrmotor, dem Auslegerzylinder, dem Armzylinder oder dem Löffelzylinder verwendet wird.
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Das Steuerverfahren gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Arbeitsfahrzeugs. Das Arbeitsfahrzeug ist mit einem Hydraulik-Aktor, einem Bedienelement, einem Pilotventil, einem Aktor-Steuerventil, einem Sperrelement, einer Bedienkonsole und einem Sperrventil versehen. Das Bedienelement ist ein Element zur Betätigung des Hydraulik-Aktors. Das Pilotventil liefert den Pilotdruck in Übereinstimmung mit der Bedienung des Bedienelements. Das Aktor-Steuerventil steuert den Hydraulik-Aktor in Übereinstimmung mit dem eingegebenen Pilotdruck. Das Sperrelement kann zwischen einer Sperrposition und einer Freigabeposition wechseln. Die Bedienkonsole stützt das Bedienelement und das Sperrelement und ist derart vorgesehen, dass es sich zusammen mit dem Sperrelement bewegen lässt. Das Sperrventil kann zwischen einem Freigabezustand und einem Sperrzustand umschalten. Im Freigabezustand ermöglicht das Sperrventil eine Zuleitung des Pilotdrucks zu dem Aktor-Steuerventil. Im Sperrzustand sperrt das Sperrventil die Zuleitung des Pilotdrucks zu dem Aktor-Steuerventil. Das Steuerverfahren umfasst die folgenden Schritte. Ein erster Schritt ist ein Schritt zum Schalten des Sperrventils von dem Sperrzustand in den Freigabezustand, wenn das Sperrelement von der Sperrposition in die Freigabeposition schaltet. Ein zweiter Schritt ist ein Schritt zum Detektieren der verstrichenen Zeit von dem Zeitpunkt des Umschaltens des Sperrelements von der Sperrposition in die Freigabeposition bis zum Anstieg des Pilotdrucks auf einen vorgegebenen Druck. Ein dritter Schritt ist ein Schritt zum Bestimmen, ob die verstrichene Zeit größer oder gleich einer ersten vorgegebenen Zeit ist oder nicht. Ein vierter Schritt ist ein Schritt zum Bestimmen, ob die kontinuierliche Zeitdauer, während der der Pilotdruck größer oder gleich dem vorgegebenen Druck ist, kleiner oder gleich einer zweiten vorgegebenen Zeit ist oder nicht. Ein fünfter Schritt ist ein Schritt zum Halten des Sperrventils im Freigabezustand, wenn die verstrichene Zeit größer oder gleich der ersten vorgegebenen Zeit ist. Ein sechster Schritt ist ein Schritt zum Schalten des Sperrventils in den Sperrzustand, wenn die verstrichene Zeit kleiner als die erste vorgegebene Zeit ist und wenn die kontinuierliche Zeitdauer größer als die zweite vorgegebene Zeit ist. Ein siebter Schritt ist ein Schritt zum Halten des Sperrventils im Freigabezustand, wenn die verstrichene Zeit kleiner als die erste vorgegebene Zeit ist und wenn die kontinuierliche Zeitdauer kleiner oder gleich der zweiten vorgegebenen Zeit ist.
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Bei dem Steuerverfahren gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung schaltet das Sperrventil von dem Sperrzustand in den Freigabezustand, wenn das Sperrelement von der Sperrposition in die Freigabeposition schaltet. Ist die verstrichene Zeit jedoch kleiner als die erste vorgegebene Zeit, und ist die kontinuierliche Zeitdauer größer oder gleich der zweiten vorgegebenen Zeit, schaltet das Sperrventil um in den Sperrzustand. Dass die verstrichene Zeit kleiner als die erste vorgegebene Zeit ist, bedeutet, dass der Pilotdruck nach dem Umschalten des Sperrelements in die Freigabeposition rasch angestiegen ist. Dementsprechend lässt sich genau bestimmen, ob sich das Bedienelement in der Stellung für die Aktor-Antriebsposition befindet oder nicht, wenn das Sperrelement in die Freigabeposition geschaltet wird.
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Ist die kontinuierliche Zeitdauer jedoch kleiner oder gleich der zweiten vorgegebenen Zeit, obwohl die verstrichene Zeit kleiner als die erste vorgegebene Zeit ist, wird das Sperrventil im Freigabezustand gehalten. Falls also der Anstieg des Pilotdrucks nichts weiter als ein vorübergehender Anstieg ist, gilt dies nicht als Fehlbedienung, und das Sperrventil bleibt im Freigabezustand. Auf diese Weise lässt sich genau bestimmen, dass sich das Bedienelement nicht in der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet, wenn das Sperrelement in die Freigabeposition geschaltet wird.
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Ferner wird das Sperrventil im Freigabezustand gehalten, wenn die verstrichene Zeit größer oder gleich der ersten vorgegebenen Zeit ist. Dass die verstrichene Zeit größer oder gleich der ersten vorgegebenen Zeit ist, bedeutet, dass der Pilotdruck nach dem Schalten des Sperrelements in die Freigabeposition langsam angestiegen ist. Dementsprechend lässt sich genau bestimmen, dass sich das Bedienelement nicht in der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet, wenn das Sperrelement in die Freigabeposition geschaltet wird.
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Bei dem Steuerverfahren gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung schaltet das Sperrventil von dem Sperrzustand, in dem eine Betätigung des Hydraulik-Aktors unterbunden wird, in den Freigabezustand, in dem eine Betätigung des Hydraulik-Aktors zugelassen wird, wenn das Sperrelement zusammen mit der Bedienkonsole, die das Sperrelement und das Bedienelement für die Betätigung des Hydraulik-Aktors stützt, von der Sperrposition in die Freigabeposition schaltet. Falls dann ein Pilotdruck in Übereinstimmung mit der Betätigung des Bedienelements innerhalb der ersten vorgegebenen Zeit von dem Zeitpunkt des Umschaltens des Sperrelements von Sperrposition in die Freigabeposition auf den vorgegebenen Druck ansteigt und der Pilotdruck darüber hinaus für eine längere Zeit als die zweite vorgegebene Zeit auf einem Wert größer oder gleich dem vorgegebenen Druck gehalten wird, schaltet das Sperrventil in den Sperrzustand. Jedoch wird das Sperrventil im Freigabezustand gehalten, falls die kontinuierliche Zeitdauer, über welche der Pilotdruck auf einem Wert größer oder gleich dem vorgegebenen Druck gehalten wird, kleiner oder gleich der zweiten vorgegebenen Zeit ist, obwohl der Pilotdruck innerhalb der ersten vorgegebenen Zeit ab dem Zeitpunkt des Umschaltens des Sperrelements von der Sperrzustand in den Freigabezustand auf den vorgegebenen Druck ansteigt.
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Bei dem Steuerverfahren gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung schaltet das Sperrventil von dem Sperrzustand in den Freigabezustand, wenn das Sperrelement von der Sperrposition in die Freigabeposition schaltet. Jedoch schaltet das Sperrventil in den Sperrzustand, falls der Pilotdruck nach dem Schalten des Sperrelements von der Sperrposition in die Freigabeposition innerhalb der ersten vorgegebenen Zeit auf den vorgegebenen Druck ansteigt und darüber hinaus für eine längere als die zweite vorgegebene Zeit auf einem Wert gehalten wird, der größer oder gleich dem vorgegebenen Druck ist. Das heißt, dass das Sperrventil in den Sperrzustand schaltet, falls der Pilotdruck nach dem Schalten des Sperrelements in die Freigabeposition rasch ansteigt. Dementsprechend lässt sich genau bestimmen, ob das Bedienelement derart bedient wurde, dass es sich in der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet, wenn das Sperrelement in die Freigabeposition geschaltet hat.
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Jedoch wird das Sperrventil im Freigabezustand gehalten, falls die kontinuierliche Zeitdauer kleiner oder gleich der zweiten vorgegebenen Zeit ist, obwohl der Pilotdruck innerhalb der ersten vorgegebenen Zeit auf den vorgegeben Druck ansteigt. Falls also der Anstieg des Pilotdrucks nur vorübergehend ist, wird dies nicht als Fehlbedienung gewertet, und das Sperrventil wird im Freigabezustand gehalten. Auf diese Weise lässt sich genau bestimmen, dass sich das Bedienelement nicht in der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet, wenn das Sperrelement in die Freigabeposition gewechselt hat.
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Wirkungen der Erfindung
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Das Arbeitsfahrzeug gemäß vorliegender Erfindung ist geeignet für eine genaue Bestimmung, ob das Bedienelement derart bedient wird, dass dieses sich beim Schalten des Sperrelements in die Freigabeposition in der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet, oder nicht.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration des Bediensystems und des Antriebssystems des Arbeitsfahrzeugs;
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3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das Innere der Fahrerkabine;
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4 ist eine Seitenansicht der Bedienkonsole;
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5 ist ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Prozesse zur Bestimmung einer Fehlbedienung;
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6 ist ein Zeitdiagramm, das die Änderungen durch verschiedene Arten von Signalen bei der Entscheidung eines Fehlbetriebs darstellt;
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7 ist ein Zeitdiagramm, das die Änderungen durch verschiedene Arten von Signalen bei der Entscheidung eines Fehlbetriebs darstellt;
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8 ist eine schematische Darstellung des Bediensystems und des Antriebssystem gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es folgt die Beschreibung eines Arbeitsfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs 100. Das Arbeitsfahrzeug 100 ist ein Hydraulikbagger. Das Arbeitsfahrzeug 100 hat einen Fahrzeugkörper 1 und ein Arbeitsgerät 2. Der Fahrzeugkörper 1 hat einen Drehkörper 3, eine Fahrerkabine 4 und eine Fahrvorrichtung 5. Die Fahrerkabine 4 ist in dem vorderen Bereich des Drehkörpers 3 angeordnet. In der Fahrerkabine 4 ist eine Bedienvorrichtung 25 angeordnet, die im Folgenden beschrieben wird (siehe 2). Die Fahrvorrichtung 5 hat Raupen 5a und 5b, und die Fahrbewegung des Arbeitsfahrzeugs 100 wird durch die Drehung der Raupen 5a und 5b bewirkt.
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Das Arbeitsgerät 2 ist an dem Frontbereich des Fahrzeugkörpers 1 befestigt und umfasst einen Ausleger 6, einen Arm 7, einen Löffel 8, einen Auslegerzylinder 10, einen Armzylinder 11 und einen Löffelzylinder 12. Der untere Endbereich des Auslegers 6 ist über einen Auslegerbolzen 13 schwenkbar an dem vorderen Bereich des Fahrzeugkörpers 1 befestigt. Der untere Endbereich des Arms 7 ist über einen Armbolzen 14 schwenkbar an dem vorderen Endbereich des Auslegers 6 befestigt. An dem vorderen Endbereich des Arms 7 ist über einen Löffelbolzen 15 der Löffel 8 schwenkbar befestigt. Der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 werden durch ein Hydraulikfluid angetrieben, das von einer nachstehend beschriebenen Hydraulikpumpe 22 geliefert wird.
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2 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration des Bediensystems und des Antriebssystems, die in dem Arbeitsfahrzeug 100 installiert sind. Wie 2 zeigt, ist das Arbeitsfahrzeug 100 mit einer Antriebsmaschine 21, einer Hydraulikpumpe 22 und einem Hydraulik-Aktor 23 ausgestattet. Die Hydraulikpumpe 22, die durch die Antriebsmaschine 21 angetrieben wird, liefert das Hydraulikfluid. Der Hydraulik-Aktor wird durch das von der Hydraulikpumpe 22 gelieferte Hydraulikfluid angetrieben. Der Hydraulik-Aktor 23 ist zum Beispiel ein Hydraulikmotor, der eine Drehung des Drehkörpers 3 bewirkt.
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Das Arbeitsfahrzeug 100 ist mit einem Aktor-Steuerventil 24, der Bedienvorrichtung 25 und einem Sperrventil 26 ausgestattet. Das Aktor-Steuerventil 24 steuert den Hydraulik-Aktor 23 in Übereinstimmung mit dem eingegebenen Pilotdruck. Insbesondere ist das Aktor-Steuerventil 24 ein Richtungsschaltventil zum Umschalten der Richtung der Zuleitung von Hydraulikfluid zu dem Hydraulik-Aktor 23. Das Aktor-Steuerventil 24 schaltet zwischen einem Zustand P1 einer ersten Position, einem Zustand P2 einer zweiten Position und einem Zustand Pn einer Neutralposition. In dem Zustand P1 der ersten Position liefert das Aktor-Steuerventil 24 Hydraulikfluid zu dem Hydraulik-Aktor 23, derart, dass der Hydraulik-Aktor 23 in einer ersten Richtung angetrieben wird. In dem Zustand P2 der zweiten Position liefert das Aktor-Steuerventil 24 Hydraulikfluid zu dem Hydraulik-Aktor 23, derart, dass der Hydraulik-Aktor 23 in einer zweiten Richtung angetrieben wird. Die zweite Richtung ist die zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung. In dem Zustand Pn der Neutralposition sperrt das Aktor-Steuerventil 24 die Zuleitung von Hydraulikfluid zu dem Hydraulik-Aktor 23. Dadurch wird der Hydraulik-Aktor 23 gestoppt. Das Aktor-Steuerventil 24 hat eine erste Pilotöffnung Pp1 und eine zweite Pilotöffnung Pp2. Durch Anlegen eines Pilotdrucks an der ersten Pilotöffnung Pp1 wird das Aktor-Steuerventil 24 auf den Zustand der ersten Position P1 eingestellt. Durch das Anlegen eines Pilotdrucks an der zweiten Pilotöffnung Pp2 erfolgt die Einstellung des Aktor-Steuerventils 24 auf den Zustand P2 der zweiten Position. Wenn der Pilotdruck weder an der ersten Pilotöffnung Pp1 noch an der zweiten Pilotöffnung Pp2 angelegt wird, erfolgt die Einstellung des Aktor-Steuerventils 24 auf den Zustand Pn der Neutralposition.
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Die Bedienvorrichtung 25 ist eine Vorrichtung zur Betätigung des Hydraulik-Aktors 23. Die Bedienvorrichtung 25 hat ein Bedienelement 27 und ein Pilotventil 28. Das Pilotventil 28 wird mit Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe 22 versorgt. Das Pilotventil 28 gibt in Übereinstimmung mit der Bedienung des Bedienelements 27 einen Pilotdruck aus. Das heißt, das Pilotventil 28 reduziert den Pilotdruck des Hydraulikfluids aus der Hydraulikpumpe 23 in Übereinstimmung mit der Bedienung des Bedienelements 27. Das Pilotventil 28 umfasst ein erstes Pilotventil 28a und ein zweites Pilotventil 28b. Der von dem ersten Pilotventil 28a ausgegebene Pilotdruck (im Folgenden als ”erster Pilotdruck” bezeichnet) wird an der ersten Pilotöffnung Pp1 des Aktor-Steuerventils 24 angelegt. Der von dem zweiten Pilotventil 27b ausgegebene Pilotdruck (im Folgenden als ”zweiter Pilotdruck” bezeichnet) wird an der zweiten Pilotöffnung Pp2 des Aktor-Steuerventils 24 angelegt. Auf diese Weise wird das Aktor-Steuerventil 24 in Übereinstimmung mit der Bedienung des Bedienelements 27 entweder auf den Zustand P1 der ersten Position, auf den Zustand P2 der zweiten Position oder auf den Zustand Pn der Neutralposition eingestellt.
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Das Sperrventil 26 ist entlang des Ölwegs angeordnet, der die Hydraulikpumpe 22 und das Pilotventil 28 verbindet. Das Sperrventil 26 ist ein elektromagnetisches Ventil. In Übereinstimmung mit dem Fehlen oder Vorliegen einer Freigabesignaleingabe schaltet das Sperrventil 26 zwischen einem Freigabezustand PR1 und einer Sperrposition PL1. Insbesondere hält das Sperrventil 26 den Sperrzustand PL1, wenn keine Eingabe des Freigabesignals erfolgt. Das Sperrventil 26 schaltet von dem Sperrzustand PL1 in den Freigabezustand PR1, wenn eine Eingabe des Freigabesignals erfolgt. Im Freigabezustand PR1 verbindet das Sperrventil 26 einen Ölweg 101 auf der Seite der Hydraulikpumpe 22 und einen Ölweg 102 auf der Seite des Pilotventils 28. Auf diese Weise erfolgt die Zuleitung von Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe 22 zu dem Pilotventil 28. Das heißt, im Freigabezustand PR1 erlaubt das Sperrventil 26 die Zuleitung eines Pilotdrucks zu dem Aktor-Steuerventil 24. Dadurch wird der Betrieb des Hydraulik-Aktors ermöglicht. Im Sperrzustand PL1 sperrt das Sperrventil 26 den Ölweg 101 auf der Seite der Hydraulikpumpe 22 und den Ölweg 102 auf der Seite des Pilotventils 28. Im Sperrzustand PL1 verbindet das Sperrventil 26 den Ölweg 102 auf der Seite des Pilotventils 28 mit einem Hydraulikfluidtank. Auf diese Weise wird das Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe 22 nicht zu dem Pilotventil 28 geleitet. Das heißt, im Sperrzustand PL1 sperrt das Sperrventil 26 die Zuleitung des Pilotdrucks zu dem Aktor-Steuerventil 24. Im Sperrzustand PL1 des Sperrventils 26 wird das Aktor-Steuerventil 24 ungeachtet der Bedienung des Bedienelements 27 im Zustand Pn der Neutralposition gehalten. Mit dem Sperrventil 26 im Sperrzustand PL1 bewegt sich der Hydraulik-Aktor 23 demzufolge auch dann nicht, wenn die Bedienungsperson das Bedienelement 27 bedient. Das heißt, der Hydraulik-Aktor 23 wird an einer Bewegung gehindert.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist das Arbeitsfahrzeug 100 mit einem Sperrelement 31, einem Sperrschalter 32, einer ersten Signalleitung 33, einer zweiten Signalleitung 34, einer Steuereinheit 35 und einer Meldeeinheit 36 ausgestattet.
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Das Sperrelement 31 ist in der Fahrerkabine 4 angeordnet. Das Sperrelement 31 kann zwischen einer Sperrposition und einer Freigabeposition wechseln. Zum Beispiel ist das Sperrelement 31 derart angeordnet, dass es in der Freigabeposition in Richtung auf den Innenraum der Fahrerkabine 4 vorspringt. Weiterhin ist das Sperrelement 31 derart angeordnet, dass es in der Sperrposition nicht in Richtung auf den Innenraum der Fahrerkabine 4 vorspringt, oder derart, dass die in Richtung auf den Innenraum der Fahrerkabine vorspringende Länge gering ist. Der Sperrschalter 32 schaltet zwischen einer Sperrposition PL2 und einer Freigabeposition PR2, die mit der Bedienung des Sperrelements 31 verknüpft ist. Befindet sich das Sperrelement 31 in der Sperrposition, positioniert sich der Sperrschalter 32 in der Sperrposition P2. Befindet sich das Sperrelement 31 in der Freigabeposition, positioniert sich der Sperrschalter 32 in der Freigabeposition PR2.
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Die erste Signalleitung 33 leitet ein Freigabesignal von dem Sperrschalter 32 zu dem Sperrventil 26. Befindet sich der Sperrschalter 32 in der Freigabeposition PR2, erfolgt über die erste Signalleitung 33 die Eingabe eines Freigabesignals von dem Sperrschalter 32 in das Sperrventil 26. Dadurch wird das Sperrventil 26 auf den Freigabezustand PR1 eingestellt. Die zweite Signalleitung 34 leitet ein Sperrschaltersignal von dem Sperrschalter 32 zur Steuereinheit 35. Wenn der Sperrschalter 32 auf die Sperrposition PL2 eingestellt ist, erfolgt über die zweite Signalleitung 34 die Eingabe eines Sperrschaltersignals von dem Sperrschalter 32 in die Steuereinheit 35. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Freigabesignal von dem Sperrschalter 32 nicht in das Sperrventil 26 eingegeben, und das Sperrventil 26 wird auf den Sperrzustand PL1 eingestellt.
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Die Steuereinheit 35 enthält einen Speicher wie ein RAM oder ROM oder dergleichen und eine Recheneinheit wie eine CPU oder dergleichen. Die Meldeeinheit 36 ist beispielsweise ein Monitor. Wenn die Steuereinheit 35 über die zweite Signalleitung 34 ein Sperrsignal empfängt, erteilt die Steuereinheit 35 über die Meldeeinheit 36 Meldung an die Bedienungsperson. Die Meldung an die Bedienungsperson erfolgt beispielsweise durch die Anzeige einer Mitteilung oder eines Symbols auf dem Monitor.
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Ferner ist das Arbeitsfahrzeug 100 mit einer Pilotdruck-Detektoreinheit 37 und einer dritten Signalleitung 38 ausgestattet. Die Pilotdruck-Detektoreinheit 37 detektiert den Pilotdruck. Die Pilotdruck-Detektoreinheit 37 umfasst eine Vielzahl von Drucksensoren. Insbesondere umfasst die Pilotdruck-Detektoreinheit 37 einen ersten Drucksensor 37a und einen zweiten Drucksensor 37b. Der erste Drucksensor 37a detektiert den ersten Pilotdruck. Der zweite Drucksensor 37b detektiert den zweiten Pilotdruck. Die dritte Signalleitung 38 leitet ein Signal von der Pilotdruck-Detektoreinheit 37 zur Steuereinheit 35. Wie im Folgenden beschrieben, führt die Steuereinheit 35 zum Zeitpunkt der Betätigung des Sperrelements 31 auf der Basis des durch die Pilotdruck-Detektoreinheit 37 detektierten Pilotdrucks eine Bestimmung hinsichtlich einer Fehlbedienung durch.
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Ferner ist das Arbeitsfahrzeug 100 mit einem Relais 39, einer vierten Signalleitung 41, einer fünften Signalleitung 42 und einer sechsten Signalleitung 43 ausgestattet. Das Relais 39 ist entlang der ersten Signalleitung 33 angeordnet. Die vierte Signalleitung 41 leitet ein Signal von der Steuereinheit 35 zu dem Relais 39. Das Relais 39 schaltet zwischen einem AN-Zustand Pon und einem AUS-Zustand Poff, in Übereinstimmung damit, ob ein Signal von der Steuereinheit 35 vorliegt oder nicht. Im AN-Zustand Pon verbindet das Relais 39 den Sperrschalter 32 und das Sperrventil 26. Dadurch kann ein Freigabesignal von dem Sperrschalter 32 zu dem Sperrventil 26 übertragen werden. Im AUS-Zustand Poff sperrt das Relais 39 zwischen dem Sperrschalter 32 und dem Sperrventil 26. Dadurch wird es unmöglich, ein Freigabesignal von dem Sperrschalter 32 zu dem Sperrventil 26 zu übertragen. Das Relais 39 wird auf den AN-Zustand Pon eingestellt, wenn von der Steuereinheit 35 ein Signal eingegeben wird. Das Relais 39 wird auf den AUS-Zustand Poff eingestellt, wenn ein Signal von der Steuereinheit 35 nicht eingegeben wird.
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Die fünfte Signalleitung 42 ist in der ersten Signalleitung 33 mit einer Position zwischen dem Sperrschalter 32 und dem Relais 32 verbunden. Dementsprechend wird ein Freigabesignal von dem Sperrschalter 32 über die fünfte Signalleitung 42 zur Steuereinheit 35 geleitet. Die Steuereinheit 35 detektiert abhängig davon, ob über die fünfte Signalleitung 42 ein Freigabesignal empfangen wird oder nicht, ob das Sperrelement 31 auf die Freigabeposition eingestellt ist oder nicht. Die sechste Signalleitung 43 ist in der ersten Signalleitung 33 mit einer Position zwischen dem Relais 39 und dem Sperrventil 26 verbunden. Dementsprechend detektiert die Steuereinheit 35 abhängig davon, ob über die sechste Signalleitung 43 ein Freigabesignal empfangen wird oder nicht, ob sich das Relais 39 im AN-Zustand Pon oder im AUS-Zustand Poff befindet und ob sich das Sperrventil 26 im Sperrzustand PL1 oder im Freigabezustand PR1 befindet.
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Weiterhin ist das Arbeitsfahrzeug 100 mit einem Schlüsselschalter 40 und einer siebten Signalleitung 44 ausgestattet. Der Schlüsselschalter 40 wird durch einen Schlüssel zum Starten des Arbeitsfahrzeugs 100 zwischen einem AN-Zustand und einem AUS-Zustand geschaltet. Im AN-Zustand gibt der Schlüsselschalter 40 ein Signal aus. Die siebte Signalleitung 44 überträgt ein Signal von dem Schlüsselschalter 40 zur Steuereinheit 35.
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Wie 3 zeigt, sind in der Fahrerkabine 4 ein Sitz 17 und eine Bedienkonsole 18 angeordnet. Die Bedienkonsole 18 befindet sich an der Seite des Sitzes 17. Die Bedienkonsole 18 liegt zwischen dem Sitz 17 und einer Tür 40 der Fahrerkabine 4 (siehe 1). Die Bedienkonsole 18 trägt das Bedienelement 27 und das Sperrelement 31. Das Bedienelement 27 ist in der Oberseite der Bedienkonsole 18 installiert. Insbesondere ist das Bedienelement 27 in dem vorderen Teil der Oberseite der Bedienkonsole 18 installiert.
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Das Sperrelement 31 ist in der Seite der Bedienkonsole 18 installiert. Insbesondere ist das Sperrelement 31 in dem vorderen Teil der Seite der Bedienkonsole 18 installiert. Das Sperrelement 31 ist derart installiert, dass es sich relativ zur Bedienkonsole 18 drehen kann. 4 ist eine Seitenansicht der Bedienkonsole 18. Wie 4 zeigt, wechselt das Sperrelement 31, indem es relativ zur Bedienkonsole 18 um die Drehachse 310 gedreht wird, zwischen der Freigabeposition (31 in 4) und der Sperrposition (31' in 4). Die Freigabeposition (31) liegt tiefer als die Sperrposition (31').
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Die Bedienkonsole 18 hat einen Flip up-Mechanismus und ist derart angeordnet, dass sie relativ zur Bodenfläche 19 der Fahrerkabine 4 nach oben oder nach unten geschwenkt werden kann. Die Bedienkonsole 18 schwenkt um eine Schwenkachse 180. Die Bedienkonsole 18 bewegt sich zusammen mit dem Sperrelement 31. Wenn sich das Sperrelement 31 in der Freigabeposition (31') befindet, befindet sich die Bedienkonsole 18 in der ersten Position (18 in 4). In der ersten Position (18) befindet sich die Bedienkonsole 18 in dem Zustand, in dem sie nach unten auf die Bodenfläche 19 abgesenkt ist. Das heißt, der vordere Teil des Bodenbereichs der Bedienkonsole 18 befindet sich in Kontakt mit der Bodenfläche 19. Ferner springt ein Teil des Sperrelements 31 bei der sich in der ersten Position (18) befindenden Bedienkonsole 18 weiter nach vorne als die Vorderseite der Bedienkonsole 18.
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Wenn sich das Sperrelement 31 in der Sperrposition (31') befindet, befindet sich die Bedienkonsole 18 in der zweiten Position (18' in 4). In der zweiten Position (18') befindet sich die Bedienkonsole 18 in einem von der Bodenfläche 19 nach oben geklappten Zustand. Das heißt, der vordere Teil der Bedienkonsole 18, die sich in der zweiten Position (18') befindet, liegt höher als der vordere Bereich der Bedienkonsole 18 in der ersten Position (18). Die Position (27' in 4) des Bedienelements 27 liegt bei sich in der zweiten Position (18') befindenden Bedienkonsole 18 höher als die Position (27 in 4) des Bedienelements 27 bei sich in der ersten Position (18) befindenden Bedienkonsole 18. In der zweiten Position (18') ist der vordere Teil des Bodenbereichs der Bedienkonsole 18 nach oben von der Bodenfläche 19 getrennt. Ferner ist das Sperrelement 31 weiter als die Vorderseite der Bedienkonsole 18 zur Rückseite positioniert, wenn sich die Bedienkonsole 18 in der zweiten Position (18') befindet.
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Wenn die Bedienungsperson das Sperrelement 31 von der Freigabeposition (31) nach oben in die Sperrposition (31') zieht, bewegt sich die Bedienkonsole 18, während diese zusammen mit dem Sperrelement 31 nach oben schwenkt, von der ersten Position (18) in die zweite Position (18'). Wenn die Bedienungsperson im umgekehrten Fall das Sperrelement 31 von der Sperrposition (31') nach unten in die Freigabeposition (31) drückt, bewegt sich die Bedienkonsole 18, die zusammen mit dem Sperrelement 31 nach unten schwenkt, von der zweiten Position (18') in die erste Position (18).
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Die Abläufe, die zur Bestimmung einer Fehlbedienung in der Steuereinheit 35 stattfinden, werden im Folgenden beschrieben. Wie 2 zeigt, enthält die Steuereinheit 35 eine Einheit 45 zum Bestimmen einer Aufhebung der Sperre, eine Einheit 46 zum Detektieren der verstrichenen Zeit, eine erste Zeitbestimmungseinheit 47, eine zweite Zeitbestimmungseinheit 51, eine Pilotdruck-Bestimmungseinheit 48 und eine Fehlbedienungs-Überwachungseinheit 49. Das Ablaufdiagramm in 5 zeigt die Abläufe für die Bestimmung einer Fehlbedienung. Die 6 und 7 sind Zeitdiagramme, die Änderungen bei der Bestimmung einer Fehlbedienung durch den Pilotdruck, das Sperrschaltersignal, das Ausgangssignal der Steuereinheit und das Schlüsselschaltersignal darstellen. Ein Sperrschaltersignal ist ein Signal von dem Sperrschalter 32, das durch die Steuereinheit 35 detektiert wird. Insbesondere ist ein Sperrschaltersignal entweder ein über die zweite Signalleitung 34 übertragenes Sperrschaltersignal oder ein über die fünfte Signalleitung 42 übertragenes Freigabesignal. Ein Ausgangssignal der Steuereinheit ist ein Signal, das von der Steuereinheit 35 an das Relais 39 ausgegeben wird. Ein sich im AN-Zustand befindendes Ausgangssignal der Steuereinheit bedeutet, dass von der Steuereinheit 35 ein Signal an das Relais 39 ausgegeben wird. Ein sich im AUS-Zustand befindendes Ausgangssignal der Steuereinheit bedeutet, dass das Signal von der Steuereinheit 35 nicht an das Relais 39 ausgegeben wird. Ein Schlüsselschaltersignal ist ein Signal, das von dem Schlüsselschalter 40 an die Steuereinheit 35 ausgegeben wird. Ein sich im AN-Zustand befindendes Schlüsselschaltersignal bedeutet, dass das Signal von dem Schlüsselschalter 40 an die Steuereinheit 35 ausgegeben wird. Ein sich im AUS-Zustand befindendes Schlüsselsteuersignal bedeutet, dass das Signal von dem Schlüsselschalter 40 nicht an die Steuereinheit 35 ausgegeben wird. Es sollte beachtet werden, dass der in den 6 und 7 dargestellte Pilotdruck lediglich ein Veranschaulichungsbeispiel eines Pilotdrucks einer Vielzahl von Pilotdrücken ist, die durch die Pilotdruck-Detektoreinheit 37 detektiert werden.
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Wenn sich der Schlüsselschalter im AN-Zustand befindet, wie in 5 dargestellt, setzt die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit 49 das Ausgangssignal der Steuereinheit in Schritt S1 auf AN (Zeit T1 in 6). Dadurch wird das Relais 39 in den AN-Zustand Pon geschaltet. Dadurch kann der Zustand des Sperrventils 26 in Übereinstimmung mit der Position des Sperrschalters 32 geschaltet werden. Das heißt, der Hydraulik-Aktor 23 ist in der Lage, in Übereinstimmung mit der Betätigung des Sperrelements 31 zwischen Sperre und Freigabe zu schalten.
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In Schritt S2 bestimmt die Einheit 45 zum Bestimmen der Aufhebung der Sperre, ob das Freigabesignal AN ist oder nicht. Wenn das Freigabesignal über die fünfte Signalleitung 42 zur Steuereinheit 35 übertragen wird, bestimmt die Einheit 45 zum Bestimmen der Aufhebung der Sperre, dass das Freigabesignal AN ist. Das heißt, die Einheit 45 zum Bestimmen der Aufhebung der Sperre bestimmt, ob das Sperrelement 31 in die Freigabeposition geschaltet ist oder nicht. Wenn das Freigabesignal AN ist (Zeit T2 in 6), folgt Schritt S3 in dem Ablauf. Wenn das Freigabesignal AN ist und das Relais 39 sich darüber hinaus im AN-Zustand Pon befindet, wird das Freigabesignal über die erste Signalleitung 33 zu dem Sperrventil 26 geleitet. Dementsprechend wird das Sperrventil 26 auf die Freigabeposition PR1 eingestellt. Dadurch beginnt in Übereinstimmung mit der Bedienung des Bedienelements 27 der Anstieg des Pilotdrucks.
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In Schritt S3 beginnt die Einheit 46 zum Detektieren der verstrichenen Zeit mit dem Zählen der verstrichenen Zeit t. Die verstrichene Zeit t ist die Zeit (verstrichene Zeit Ta in 6), die ab dem Zeitpunkt der Aufhebung der Sperre, das heißt, ab dem Zeitpunkt des Umschaltens des Sperrelements 31 von der Sperrposition in die Freigabeposition (Zeit T2 in 6) verstrichen ist.
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In Schritt S4 bestimmt die erste Zeitbestimmungseinheit 47, ob die verstrichene Zeit t größer oder gleich der ersten vorgegebenen Zeit Tth1 ist oder nicht. Die erste vorgegebene Zeit Tth1 bedeutet in einem Zustand, in dem das Bedienelement 27 auf die Position für die Betätigung des Hydraulik-Aktors 23 eingestellt ist, die Zeit bis zum Anstieg des Pilotdrucks auf den vorgegebenen Druck Pth, wenn das Sperrelement 31 von der Sperrposition in die Freigabeposition geschaltet wird. Die erste vorgegebene Zeit Tth1 wird durch Versuche oder durch Simulation vorab ermittelt und in der Steuereinheit 35 hinterlegt. Vorzugsweise ist die erste vorgegebene Zeit größer oder gleich 0,2 Sekunden und kleiner oder gleich 2 Sekunden. Ist die verstrichene Zeit t nicht größer oder gleich der ersten vorgegebenen Zeit Tth1, folgt Schritt S5 in dem Ablauf.
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In Schritt S5 bestimmt die Pilotdruck-Bestimmungseinheit 48, ob mindestens einer der Vielzahl von Pilotdrücken größer oder gleich dem vorgegebenen Pilotdruck Pth ist oder nicht. Ist mindestens ein Pilotdruck nicht größer oder gleich dem vorgegebenen Pilotdruck Pth, folgt Schritt S4 in dem Ablauf. Ist mindestens ein Pilotdruck größer oder gleich dem vorgegebenen Pilotdruck Pth (Zeit T3 in 6), folgt Schritt S6 in dem Ablauf.
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In Schritt S6 bestimmt die zweite Zeitbestimmungseinheit 51, ob die kontinuierliche Zeitdauer dt, über welche der Pilotdruck größer oder gleich dem vorgegebenen Druck Pth ist, kleiner oder gleich einer zweiten vorgegebenen Zeit Tth2 ist oder nicht. Ist die kontinuierliche Zeitdauer dt nicht kleiner oder gleich der zweiten vorgegebenen Zeit Tth2, folgt Schritt S7 in dem Ablauf. Das heißt, wenn die kontinuierliche Zeitdauer dt größer als die zweite vorgegebene Zeit Tth2 ist, folgt Schritt S7 in dem Ablauf (T4 in 6). Es sollte beachtet werden, dass die zweite vorgegebene Zeit Tth2 durch Versuche oder Simulation vorab ermittelt und in der Steuereinheit 35 hinterlegt wird. Die zweite vorgegebene Zeit Tth2 ist kleiner oder gleich der ersten vorgegebenen Zeit Tth1. Vorzugsweise ist die zweite vorgegebene Zeit Tth2 kleiner als 0,2 Sekunden, und noch weiter bevorzugt ist die zweite vorgegebene Zeit Tth2 größer oder gleich 0,05 Sekunden und kleiner als 0,1 Sekunden.
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In Schritt S7 wird das Ausgangssignal der Steuereinheit auf AUS gesetzt (Zeit T4 in 6). Ferner setzt die Einheit 46 zum Detektieren der verstrichenen Zeit die verstrichene Zeit t und die kontinuierliche Zeitdauer dt zurück auf 0. Wenn das Ausgangssignal der Steuereinheit auf AUS gesetzt wird, wird das Relais 39 in den AUS-Zustand Poff gebracht. Das heißt, wenn die verstrichene Zeit t kleiner als die erste vorgegebene Zeit Tth1 ist und darüber hinaus die kontinuierliche Zeitdauer dt größer als die zweite vorgegebene Zeit Tth2 ist, schaltet die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit 49 das Sperrventil 26 in den Sperrzustand PL1, obwohl sich der Sperrschalter 32 in der Freigabeposition PR2 befindet. Aus diesem Grund steigt der zu dem Aktor-Steuerventil 24 geleitete Pilotdruck ungeachtet der Bedienung des Bedienelements 27 nicht an und fällt, nachdem das Ausgangssignal der Steuereinheit auf AUS gesetzt wurde. Der Betrieb des Hydraulik-Aktors 23 ist also gesperrt, obwohl sich das Sperrelement 31 in der Freigabeposition befindet.
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In Schritt S8 bestimmt die Einheit 45 zum Bestimmen der Aufhebung der Sperre, ob das Sperrschaltersignal auf AN gesetzt ist oder nicht. Dass das Sperrschaltersignal auf AN gesetzt ist, bedeutet, dass das Sperrschaltersignal über die zweite Signalleitung 34 zur Steuereinheit 35 übertragen wird. Wenn das Sperrschaltersignal nicht auf AN gesetzt ist, bleibt das Ausgangssignal der Steuereinheit auf AUS. Das heißt, falls mindestens ein Pilotdruck größer oder gleich dem vorgegebenen Pilotdruck Pth wird und darüber hinaus die kontinuierliche Zeitdauer dt größer als die zweite vorgegebene Zeit Tth2 wird, wenn die verstrichene Zeit t kleiner als die erste vorgegebene Zeit Tth1 ist, hält die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit 49 das Sperrventil 49 in dem Sperrzustand PL1, solange das Sperrelement 31 nicht von der Freigabeposition in die Sperrposition zurückgekehrt ist. Dadurch bleibt die Abschaltung des Pilotdrucks zu dem Aktor-Steuerventil 24 bestehen. Wenn das Sperrsignal auf AN gesetzt ist (Zeit T5 in 6), erfolgt eine Rückkehr zu Schritt S1 in dem Ablauf. Das heißt, wenn das Sperrelement 31 von der Freigabeposition in die Sperrposition zurückgekehrt ist, folgt die Rückkehr zu Schritt S1 in dem Ablauf.
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Wie vorstehend beschrieben, wird in Schritt S1 das Ausgangssignal der Steuereinheit auf AN gesetzt (Zeit T5 in 6), wodurch das Schalten des Hydraulik-Aktors 23 in Übereinstimmung mit der Betätigung des Sperrelements 31 zwischen Sperre und Freigabe ermöglicht wird. Ferner bestimmt die Einheit 45 zum Bestimmen der Aufhebung des Sperre in Schritt S2, ob das Freigabesignal auf AN gesetzt ist oder nicht. Ist das Freigabesignal auf AN gesetzt (Zeit T6 in 6), folgt Schritt S3 in dem Ablauf. In Schritt S3 beginnt die Einheit 46 zum Detektieren der verstrichenen Zeit mit dem Zählen der verstrichenen Zeit t. Die verstrichene Zeit t ist die Zeit (verstrichene Zeit Tb in 6), die ab dem Zeitpunkt des Umschaltens des Sperrelements 31 von der Sperrposition in die Freigabeposition verstrichen ist (T6 in 6).
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Wenn in Schritt S4 die verstrichene Zeit t größer oder gleich der ersten vorgegebenen Zeit Tth1 ist, folgt Schritt S9 in dem Ablauf. Das heißt, wenn keiner der Pilotdrücke über den vorgegebenen Druck Pth angestiegen ist, bis die verstrichene Zeit t die erste vorgegebene Zeit Tth1 erreicht hat, folgt Schritt S9 in dem Ablauf.
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In Schritt S9 hält die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit 49 das Ausgangssignal der Steuereinheit auf AN (Zeit T7 und weiter in 7). Das heißt, dass die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit 49 das Relais 39 im AN-Zustand Pon hält. Dadurch wird das Sperrventil 26 in dem Freigabezustand PR1 gehalten, während das Sperrelement 31 auf die Freigabeposition eingestellt ist. Aus diesem Grund steigt der Druck in Übereinstimmung mit der Bedienung des Bedienelements 27 an. Ferner setzt die Einheit 46 zum Detektieren der verstrichenen Zeit die verstrichene Zeit t zurück auf 0.
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In Schritt S10 bestimmt die Einheit 45 zum Bestimmen der Aufhebung der Sperre, ob das Freigabesignal auf AUS gesetzt ist oder nicht. Dass das Freigabesignal auf AUS gesetzt ist, bedeutet, dass das Freigabesignal über die fünfte Signalleitung 42 nicht zur Steuereinheit 35 übertragen wird. Wenn das Freigabesignal auf AUS gesetzt ist, erfolgt eine Rückkehr zu Schritt S1 in dem Ablauf. Das heißt, wenn das Sperrelement 31 von der Freigabeposition in die Sperrposition gewechselt hat, erfolgt eine Rückkehr zu Schritt S1 in dem Ablauf.
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Wenn die kontinuierliche Zeitdauer dt in dem vorstehend beschriebenen Schritt S6 kleiner oder gleich der zweiten vorgegebenen Zeit Tth2 ist, folgt Schritt S9 in dem Ablauf (T4' in 7). In Schritt S9 hält die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit 49 das Ausgangssignal der Steuereinheit auf AN. Das heißt, die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit 49 hält das Relais 39 in dem AN-Zustand Pon. Dadurch wird das Sperrventil 26 im Freigabezustand PR1 gehalten, während das Sperrelement 31 auf die Freigabeposition eingestellt ist. Ferner setzt die Einheit 46 zum Detektieren der verstrichenen Zeit die verstrichene Zeit t und die kontinuierliche Zeitdauer dt auf 0 zurück.
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Wenn bei dem Arbeitsfahrzeug 100, das sich auf diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht, das Sperrelement 31 in Abhängigkeit von einem Freigabesignal von dem Sperrschalter 32 von der Sperrposition in die Freigabeposition schaltet, schaltet das Sperrventil 26 von dem Sperrzustand PL1 in den Freigabezustand PR1. Falls jedoch der Pilotdruck größer oder gleich dem vorgegebenen Druck Pth ist und darüber hinaus die kontinuierliche Zeitdauer dt größer als die zweite vorgegebene Zeit Tth2 ist, wenn die verstrichene Zeit t kleiner als die erste vorgegebene Zeit Tth1 ist, setzt die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit 49 das Sperrventil 26 zurück in den Sperrzustand PL1, obwohl sich das Sperrelement 31 in der Freigabeposition befindet. Also bedeutet die Tatsache eines raschen Anstiegs des Pilotdrucks, dass das Sperrelement 31 in dem Zustand, in dem das Bedienelement 27 auf die Aktor-Antriebsposition eingestellt ist, in die Freigabeposition geschaltet hat. Dadurch lässt sich genau bestimmen, ob sich das Bedienelement 27 in der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet oder nicht, wenn das Sperrelement 31 in die Freigabeposition geschaltet hat.
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Obwohl der Pilotdruck größer oder gleich dem vorgegebenen Druck ist, wenn die verstrichene Zeit t kleiner als die erste vorgegebene Zeit Tth1 ist, hält die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit 49 das Sperrventil 26 jedoch in der Freigabestellung, sofern die kontinuierliche Zeitdauer dt kleiner oder gleich der zweiten vorgegebenen Zeit Tth2 ist. Falls also der Anstieg des Pilotdrucks lediglich vorübergehend ist, wird dies nicht als Fehlbedienung gewertet, und das Sperrventil 26 bleibt im Freigabezustand. Aus diesem Grund wird verhindert, dass trotz des Anstiegs des Pilotdrucks aufgrund einer momentanen Bewegung des Bedienelements 27 infolge einer Erschütterung beim Absenken der Bedienkonsole fälschlicherweise eine Detektion einer Stellung des Bedienelements 27 in der der Aktor-Antriebsposition erfolgt. Dadurch lässt sich genau detektieren, dass das Bedienelement 27 nicht auf die Aktor-Antriebsposition eingestellt ist, wenn das Sperrelement 31 in die Freigabeposition geschaltet wird.
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Ferner hält die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit 49 das Sperrventil 26 im Freigabezustand PR1, falls der Pilotdruck größer oder gleich dem vorgegeben Druck Pth entspricht, wenn die verstrichene Zeit t größer oder gleich der ersten vorgegebenen Zeit Tth1 ist. Ein langsamer Anstieg des Pilotdrucks bedeutet also, dass das Sperrelement 31 in dem Zustand, in dem das Bedienelement 27 nicht auf die Aktor-Antriebsposition eingestellt ist, in die Freigabeposition geschaltet hat. Dadurch lässt sich genau bestimmen, dass sich das Bedienelement 27 nicht in der Stellung der Aktor-Antriebsposition befindet, wenn das Sperrelement 31 in den Freigabezustand schaltet.
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Das Sperrventil 26 ist entlang des Ölwegs angeordnet, der die Hydraulikpumpe 22 und das Pilotventil 28 verbindet. Deshalb kann der Pilotdruck zu einer Vielzahl von Ölwegen mit nur einem Sperrventil 26 gesperrt werden.
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Wenn die verstrichene Zeit t entsprechend mindestens einem Pilotdruck aus der Vielzahl von Pilotdrücken kleiner als die erste vorgegebene Zeit Tth1 ist und darüber hinaus die kontinuierliche Zeitdauer dt größer als die zweite vorgegebene Zeit Tth2 ist, sperrt die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit 49 die Zuleitung des Pilotdrucks zu dem Aktor-Steuerventil 24. Dadurch lässt sich ein irrtümlicher Betrieb des Hydraulik-Aktors 23 mit größerer Genauigkeit vermeiden, wenn das Sperrelement 31 in die Freigabeposition schaltet.
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Vorliegende Erfindung wurde vorstehend im Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Vielmehr sind verschiedene Variationen und Modifikationen möglich, ohne den Schutzrahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend an dem Beispiel eines Hydraulikbaggers als Arbeitsfahrzeug beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung auch auf andere Arbeitsfahrzeuge anwendbar, zum Beispiel auf Radlader oder Bulldozer oder dergleichen.
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In der vorstehenden Beschreibung wurde als Beispiel des Hydraulik-Aktors ein Hydraulikmotor für die Drehung eines Drehkörpers verwendet. Es können jedoch auch andere Arten von Hydraulik-Aktoren verwendet werden, wie zum Beispiel ein hydraulischer Fahrmotor (in den Zeichnungen nicht gezeigt), der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 oder der Löffelzylinder 12. Wahlweise können einige derselben oder alle in Kombination verwendet werden. Das heißt, die Vielzahl von Pilotdrücken, die wie vorstehend beschrieben in Schritt S5 verwendet werden, sind nicht auf einen Hydraulikmotor für die Drehung des Drehkörpers beschränkt. Vielmehr sind auch Pilotdrücke an das Aktor-Steuerventil zum Steuern des hydraulischen Fahrmotors (in den Zeichnungen nicht gezeigt), des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 oder der Löffelzylinders 12 oder dergleichen geeignet.
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Bezüglich der Meldeeinheit 36 eignet sich eine Meldung an die Bedienungsperson, wenn die Fehlbedienungs-Überwachungseinheit 49 die Zuleitung des Pilotdrucks zu dem Aktor-Steuerventil 24 sperrt. Auf diese Weise kann die Bedienungsperson anhand der Meldung von der Meldeeinheit 36 erkennen, dass das Bedienelement 27 irrtümlich bedient wurde, wenn das Sperrelement 31 in die Freigabeposition geschaltet hat. In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dient ein Monitor als Beispiel einer Meldeeinheit 36. Jedoch sind Vorrichtungen wie Lampen oder Summer ebenfalls verwendbar.
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Das Sperrelement 31 und das Bedienelement 27 sind nicht auf Hebel beschränkt. Sie können ebenfalls in Form von Schaltern, Knöpfen oder Pedalen oder dergleichen vorgesehen sein. Die Bedienkonsole 18 ist nicht auf eine Schwenkbarkeit in der vertikalen Richtung beschränkt. Ebenso kann die Bedienkonsole 18 in Richtung vor und zurück bewegt werden. Die Konfigurationen der Bedienkonsole 18, des Sperrelements 31 und des Bedienelements 27 sind nicht auf die vorstehend beschriebenen Konfigurationen beschränkt. Beispielsweise kann die Position, in der das Sperrelement 31 oder das Bedienelement 27 bezüglich der Bedienkonsole 18 angeordnet sind, geändert werden.
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Wie in 8 gezeigt ist, ist die Ausstattung des Arbeitsfahrzeugs 100 mit einer Temperatur-Detektoreinheit 50 zum Detektieren der Temperatur des Hydraulikfluids zweckmäßig. In diesem Fall bewirkt die erste Zeitbestimmungseinheit 47 eine Vergrößerung der ersten vorgegebenen Zeit Tht1 in dem Maße, dass eine Abnahme der Temperatur des Hydraulikfluids erfolgt. Dies ermöglicht eine noch genauer Bestimmung dessen, ob das Bedienelement 27 auf die Aktor-Antriebsposition eingestellt ist, wenn das Sperrelement 31 in die Freigabeposition geschaltet hat.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Durch vorliegende Erfindung werden ein Arbeitsfahrzeug und ein Verfahren zum Steuern eines Arbeitsfahrzeugs angegeben, womit es möglich ist genau zu bestimmen, ob das Bedienelement derart bedient wurde, dass diese sich in der Aktor-Antriebsposition befindet, wenn das Sperrelement in die Freigabeposition geschaltet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 22
- Hydraulikpumpe
- 23
- Hydraulik-Aktor
- 24
- Aktor-Steuerventil
- 26
- Sperrventil
- 27
- Bedienelement
- 28
- Pilotventil
- 31
- Sperrelement
- 32
- Sperrschalter
- 34
- zweite Signalleitung
- 35
- Steuereinheit
- 36
- Meldeeinheit
- 37
- Pilotdruck-Detektoreinheit
- 38
- dritte Signalleitung
- 39
- Relais
- 41
- vierte Signalleitung
- 46
- Einheit zum Detektieren der verstrichenen Zeit
- 47
- erste Zeitdetektierungseinheit
- 48
- Pilotdruck-Bestimmungseinheit
- 49
- Fehlbedienungs-Überwachungseinheit
- 51
- zweite Zeitbestimmungseinheit
- 100
- Arbeitsfahrzeug
- 50
- Temperatur-Detektoreinheit
