DE19800185A1

DE19800185A1 - System und Verfahren zur automatischen Schaufelbeladung unter Verwendung von Massendurchdringungsfaktoren

Info

Publication number: DE19800185A1
Application number: DE19800185A
Authority: DE
Inventors: David J Rocke
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1997-01-06
Filing date: 1998-01-05
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2018-01-06
Also published as: DE19800185B4; JPH10195930A; BE1012006A5; US5968103A; JP4293645B2

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Steuersy stem zur automatischen Steuerung eines Arbeitswerkzeuges einer Erdbearbeitungsmaschine und insbesondere auf ein elektrohydraulisches System, welches die Hydraulikzylin der einer Erdbearbeitungsmaschine steuert, um Massen durchdringungsfaktoren zu verwenden, wenn man Material aufnimmt.

Arbeitsmaschinen zur Bewegung von Massengrößen von Erde, Fels, Mineralien und anderem Material weisen typischer weise ein Arbeitswerkzeug auf, welches zur Beladung kon figuriert ist, wie beispielsweise eine Schaufel, die steuerbar von mindestens einem Hub- und einem Kipphydrau likzylinder betätigt wird. Ein Bediener betätigt das Ar beitswerkzeug, um eine Sequenz von unterschiedlichen Funktionen auszuführen. In einem typischen Arbeitszyklus zur Beladung einer Schaufel manövriert der Bediener zu erst nahe an einen Materialhaufen hin und richtet die Schaufel nahe der Bodenoberfläche aus, dann leitet er die Maschine nach vorne, um mit dem Haufen in Eingriff zu kommen.

Der Bediener hebt darauffolgend die Schaufel durch den Haufen, während er zur gleichen Zeit die Schaufel "Zurückkippt" (nach hinten kippt), um das Material auf zunehmen. Wenn die Schaufel gefüllt ist oder aus dem Hau fen freibricht, kippt der Bediener vollständig die Schau fel zurück und hebt sie auf eine Ablade- bzw. Ablaßhöhe, wobei er zurück vom Haufen fährt, um an eine spezielle Ablagestelle zu fahren. Nach dem Abladen der Last wird die Arbeitsmaschine zum Haufen zurückgebracht, um einen weiteren Arbeitszyklus zu beginnen.

Es ist immer wünschenswerter, den Arbeitszyklus zu auto matisieren, um die Ermüdung des Bedieners zu senken, um wirkungsvoller die Schaufel zu beladen, und wo die Bedin gungen für einen menschlichen Bediener ungeeignet sind. Herkömmlich automatisierte Beladungszyklen jedoch, wo vorbestimmte Positions- oder Geschwindigkeitsbefehls signale sequentiell geliefert werden, können ineffizient sein und nicht vollständig die Schaufel beladen, und zwar aufgrund der großen Vielzahl von Materialzuständen. Sogar wenn man ein relativ homogenes Material aufnimmt, wie beispielsweise losen Schmutz bzw. lose Erde, Felsen oder andere Schüttgüter kann die Schaufel, wenn ein vorbe stimmter Rückkippgeschwindigkeitsbefehl geliefert wird, vorzeitig aus dem Haufen freibrechen oder so tief hinein graben, daß die Fähigkeiten des Hydrauliksystems über schritten werden, allein die Schaufel freizubrechen.

Das US-Patent 3 782 572 von Gautler offenbart ein Hydrau liksteuersystem, welches einen Hubzylinder steuert, um einen Radkontakt mit dem Boden beizubehalten, und zwar durch Überwachung des assoziierten Raddrehmomentes. Das US-Patent 5 528 843 von Rocke offenbart ein Steuersystem zur Aufnahme von Material, welches selektiv maximale Hub- und Kippsignale liefert, und zwar ansprechend auf abge fühlte Hydraulikdrücke. Die Internationale Anmeldung No. WO 95/33896 von Daysys und andere offenbart das Umkehren der Richtung des Strömungsmittelflusses an den Hydrau likzylinder, wenn die Schaufelkräfte zulässige Grenzen überschreiten. Keines der Systeme jedoch steuert variabel die Größe der Befehlssignale, um wirkungsvoller Material aufzunehmen.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.

Entsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die automatische Beladung eines Arbeitswerkzeuges vorzu sehen.

Es ist ein weiteres Ziel, Signale zur Steuerung einer Schaufel vorzusehen, um Material aufzunehmen, insbeson dere Schüttmaterial.

Es ist noch ein weiteres Ziel, einen automatisierten Ar beitszyklus für ein Werkzeug vorzusehen, der die Pro duktivität gegenüber einem manuellen Beladungsvorgang steigert.

Diese und andere Ziele können mit einem automatischen Steuersystem erreicht werden, welches gemäß der Prinzi pien der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, um Ma terial unter Verwendung eines Arbeitswerkzeuges gemäß ei nes Massendurchdringungsfaktors (crowd factor) zu laden. Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung weist das System Sensoren auf, die Signale erzeugen, die Maschinen parameter darstellen, die mit der Beladung der Schaufel eines Radladers assoziiert sind. Ein Befehlssignalgene rator empfängt die Signale, bestimmt einen Massendurch dringungsfaktor und erzeugt darauf ansprechend Hub- und Kipphydraulikzylinderbefehlssignale. Zumindest das Kipp befehlssignal wird proportional zum Massendurchdrin gungsfaktor erzeugt. Schließlich empfängt eine Werkzeug steuervorrichtung die Hubbefehlssignale und fährt steuer bar den Hubzylinder aus, um die Schaufel durch das Mate rial anzuheben, und empfängt die Kippbefehlssignale und bewegt steuerbar den Kippzylinder, um die Schaufel zu kippen, um das Material aufzunehmen.

Andere Details, Ziele und Vorteile der Erfindung werden als gewisse vorliegende Ausführungsbeispiele davon und als gewisse gegenwärtig bevorzugte Verfahren zur Ausfüh rung derselbigen Vorgänge offensichtlich werden.

Eine vollständigere Erkenntnis dieser Erfindung kann er reicht werden durch Bezugnahme auf die folgende detail lierte Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den Be gleitzeichnungen gesehen wird, in denen gleiche Bezugs zeichen die gleichen oder ähnliche Komponenten bezeich nen, in denen die Figuren folgendes darstellen:

Fig. 1 einen Radlader und eine entsprechende Schaufelver bindung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines elektrohydraulischen Sy stems, welches zur automatischen Steuerung der Schaufelverbindung verwendet wird; und

Fig. 3 ein Flußdiagramm einer Programmsteuerung, um auto matisch Material aufzunehmen;

Fig. 4 ein schematisches Diagramm, welches eine Vielzahl von Funktionen veranschaulicht, um Massendurch dringungsfaktoren (crowd factors) mit Kippzylin derbefehlssignalen in Beziehung zu bringen;

Fig. 5 eine Kurvendarstellung, die eine Beziehung zwi schen abgefühlten und gesteuerten Werten während eines Beladungszyklus veranschaulicht;

Fig. 6 eine Kurvendarstellung, die ein nicht lineares Ge schwindigkeitsansprechen veranschaulicht, welches typischerweise innerhalb des Bereiches der manuel len Steuersignale zu finden ist.

Mit Bezug auf die Zeichnungen und zuerst mit Bezug auf Fig. 1 ist ein Vorderteil einer Radladermaschine 10 ge zeigt, die ein Arbeitswerkzeug besitzt, welches eine Schaufel 16 aufweist, die mit einer Hubarmanordnung 12 verbunden ist und eine Schaufelspitze 16a besitzt. Die Hubarmanordnung 12 wird schwenkbar durch einen Hydraulik hubzylinder 14 betätigt, und zwar um die Hubarmschwenk stifte 13, die am Maschinenrahmen 11 angebracht sind. Hub armlasttragschwenkstifte 19 sind an der Hubarmanordnung 12 und dem Hubzylinder 14 angebracht. Die Schaufel 16 wird nach hinten gekippt oder "rückgekippt" (racked), und zwar durch einen Schaufelkipphydraulikzylinder 15 und Schaufelschwenkstifte 17. Obwohl mit Bezug auf einen durch Räder 18 bewegbaren Lader veranschaulicht, ist die vorliegende Erfindung genauso auf andere Maschinen an wendbar, wie beispielsweise auf Raupenlader und andere Arbeitswerkzeuge zur Aufnahme von Material.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines elektrohydraulischen Steuersystems 20 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Hub- und Kippositionssensoren 21, 22 erzeugen jeweils Positionssignale ansprechend auf die Position der Schaufel 16 relativ zum Rahmen 11 durch Ab fühlen der Kolbenstangenausdehnung bzw. -ausfahrbewegung der Hub- bzw. Kipphydraulikzylinder 14, 15. Radiofre quenz- bzw. Hochfrequenz-Resonanzsensoren, wie beispiel weise jene, die im US-Patent 4 737 705 von Bitar und an dere offenbart werden, können für diesen Zweck verwendet werden, oder alternativ kann die Position direkt aus Ar beitswerkzeugverbindungswinkelmessungen abgeleitet wer den, und zwar unter Verwendung von Drehpotentiometern, Yo-Yo-Vorrichtungen oder ähnlichem, um die Drehung an den Schwenkstiften 13 und 17 zu messen.

Kraftsensoren 24, 25 und 26 erzeugen Signale, die die Hy draulikkräfte darstellen, die auf die Schaufel 16 ausge übt werden, vorzugsweise durch Abfühlen der Drücke in den Hub- und alternativ in den Kipphydraulikzylindern. Der Hubzylinder ist während der Ladung nicht zurückgezogen bzw. eingefahren, daher ist ein Sensor nur am Kopfende des Zylinders vorgesehen, und zwar typischerweise orien tiert um eine Aufwärtsbewegung vorzusehen. Sensoren kön nen jedoch sowohl an den Kopf- als auch an den Stangen enden des Kippzylinders vorgesehen sein, um Kraftbestim mungen sowohl während des Rückkippens (racking) als auch des Vorkippens (unracking) der Schaufel zu gestatten, falls auf eine spezielle Steuerstrategie passend oder ge eignet. Die Drucksignale können in entsprechende Kraft werte umgewandelt werden, und zwar durch Multiplikation mit einem Verstärkungsfaktor, der die jeweiligen Quer schnittsflächen A der Kolbenenden darstellt. Die reprä sentative Kippzylinderkraft F_T entspricht der Differenz zwischen dem Produkt des Kopfenddruckes und der Fläche und dem Produkt des Stangenenddruckes und der Fläche:

F_T = P_H . A_H - P_R . A_R

In einem alternativen Ausführungsbeispiel können Last zellen bzw. Kraftmeßdosen oder ähnliche Vorrichtungen, die an Verbindungen des Arbeitswerkzeuges gelegen sind, als Kraftsensoren 24, 26 verwendet werden.

Das Drehmomentwandlerausgangsdrehmoment T, welches an die Räder 18 geliefert wird, ist eine Funktion der Drehmo mentwandlereingangs- und -ausgangswellendrehzahlen, die typischerweise am Motor und dem Antriebsstrang entweder am Getriebe, der Achse oder der Drehmomentwandleraus gangswelle abgefühlt werden. Die Getriebedrehzahl und der -gang und die Motordrehzahl können leicht von einer Ge triebesteuervorrichtung 36 überwacht werden, und zwar un ter Verwendung von passiven Aufnehmern 34, 35, die elek trische Signale erzeugen, die die Drehfrequenz dar stellen, wie beispielsweise von vorbeilaufenden Zahnrad zähnen. Eine Drehmomentwandlerleistungstabelle, einzig artig für die spezielle Drehmomentwandlerkonstruktion, stellt tabellenartig das Wandlerausgangsdrehmoment für gegebene Drehmomentwandlereingangs- und -ausgangsdreh zahlen dar.

Unter der Annahme, daß die vorliegende Erfindung im we sentlichen den Radschlupf verhindert, wird die Maschinen boden- bzw. Maschinenfahrgeschwindigkeit S in ähnlicher Weise als eine Funktion der abgefühlten Getriebe-, Drehmomentwandlerausgangswellen- oder Achsendrehzahl be stimmt, und zwar mit einer geeigneten Kompensation für das Getriebe oder andere Zahnradreduzierungen, die dem Getriebestrang innewohnen.

Die Positions-, Kraft- und Drehzahlsignale können an eine Signalkonditioniervorrichtung 27 zur herkömmlichen Sig nalerregung und -filterung geliefert werden, werden je doch dann an den Befehlssignalgenerator 28 geliefert. Der Befehlssignalgenerator 28 ist vorzugsweise ein mikropro zessorbasiertes System, welches arithmetische Einheiten verwendet, um ein Signal zu erzeugen, welches jene nach bildet, die von Joystick- bzw. Bedienhebelsteuerhebeln 30 gemäß im Speicher gespeicherten Softwareprogrammen er zeugt werden. Durch Nachbilden von Befehlssignalen, die eine gewünschte Hub/Kippzylinderbewegungsrichtung und -geschwindigkeit darstellen, die normalerweise von Steu erhebeln 30 geliefert werden, kann die vorliegende Erfin dung vorteilhafterweise auf bestehende Maschinen nachge rüstet werden, und zwar durch Verbindung mit der Werk zeugsteuervorrichtung 29 parallel oder in Zusammenwirkung mit den manuellen Steuerhebeleingangsgrößen. Alternativ kann eine integrierte elektrohydraulische Steuervorrich tung vorgesehen werden, und zwar durch Kombinieren des Befehlssignalgenerators 28 und einer programmierbaren Werkzeugsteuervorrichtung 29 in einer einzigen Einheit, um die Anzahl der Komponenten zu verringern. Ein Maschi nenbediener kann optional Steuerspezifikationen bzw. -einstellungen eingeben, wie beispielsweise Materialzu standseinstellungen, die im folgenden besprochen werden, und zwar durch eine Bedienerschnittstelle 31, wie bei spielsweise eine alpha-numerische Tastatur, Anzeige- bzw. Wählvorrichtungen, Schalter oder einen berührungsempfind lichen Anzeigeschirm.

Die Werkzeugsteuervorrichtung 29 weist hydraulische Schaltungen mit Hub- und Kippzylindersteuerventilen 32, 33 auf, um die Rate zu steuern, mit der unter Druck ge setztes Hydraulikströmungsmittel zu jeweiligen Hub- und Kipphydraulikzylindern fließt, und zwar in Proportion zu empfangenen Geschwindigkeitsbefehlssignalen in einer Wei se, die dem Fachmann wohlbekannt ist. Hub- und Kipp hydraulikzylindergeschwindigkeitsbefehlssignale werden zur Abkürzung im folgenden als Hub- oder Kippbefehle oder -befehlssignale bezeichnet.

Im Betrieb steuert der Befehlssignalgenerator 28 die Schaufelbewegung unter Verwendung von Massendurchdrin gungsfaktoren (crowd factors), um proportional die Be fehlssignale zu modifizieren. Eine Arbeitsmaschine, wie beispielsweise ein Radlader, wird zu dem zu ladenden Ma terialhaufen gefahren, wobei der Boden der Schaufel nahe zu waagerecht und nahe am Boden ist. Nachdem die Schau felspitze einen Kontakt herstellt und beginnt, in dem Haufen zu graben, werden Befehlssignale erzeugt, um die Schaufel durch das Material zu heben und zurückzukippen, während die Maschine weiter auf den Rädern 18 nach vorne gefahren wird, auf was im folgenden als "Massendurch dringung" (crowding) des Haufens Bezug genommen wird. Verschiedene Maschinenparameter können überwacht werden, um den Grad der Massendurchdringung zu bestimmen, wobei diese Parameter im allgemeinen als Massendurchdrin gungsfaktoren bezeichnet werden. Solche Parameter können folgende aufweisen, sind jedoch nicht darauf einge schränkt: Hydraulikzylinderdruck oder Schaufelkraft F, Maschinenantriebsstrangdrehmoment T, akkumulierte Energie E, Motordrehzahl und Fahrgeschwindigkeit, die jeweils als eine Folge des von der Schaufel 16 angetroffenen Wider standes steigen oder fallen. Die vorliegende Erfindung normiert vorzugsweise Maschinenparameter auf einen Pro zentsatz eines Maximalwertes für ein gegebenes Maschi nenmodell, um Massendurchdringungsfaktoren zu erzeugen.

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm eines bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung, welche in Programmlogik ausgeführt werden kann, die durch den Befehlssignal generator 28 ausgeführt wird. In der Beschreibung des Flußdiagramms bezieht sich die funktionelle Erklärung, die mit Bezugszeichen in Winkelklammern bezeichnet wird, <nnn<, auf Blöcke, die die Nummern tragen.

Die Programmsteuerung beginnt anfänglich mit einem Schritt <100<, wenn eine MODE-Variable auf IDLE gesetzt wird (IDLE = Leerlauf). MODE (Mode = Betriebszustand) wird ansprechend darauf auf IDLE gesetzt, daß der Bedie ner einen Schalter betätigt, um die automatisierte Schau felbeladungssteuerung einzuschalten. Obwohl die Programm steuerung in einem TDLE-Betriebszustand ist, werden die Befehlssignale nicht automatisch erzeugt, wenn der Bedie ner nicht im wesentlichen die Schaufel nahe der Bodenflä che ausgerichtet bzw. waagerecht gelegt hat. Eine Schau felposition, die von den Hub- und Kippzylinder- oder Schwenkstiftpositionssignalen abgeleitet wird, kann ver wendet werden, um zu bestimmen, ob der Schaufelboden im wesentlichen waagerecht bzw. bündig und nahe dem Boden ist, wie beispielsweise innerhalb plus oder minus 10° ho rinzontaler Neigung auf unter 12% der Hubhöhe. Zusätzlich abgefühlte Werte, die überwacht werden können, um sicher zustellen, daß die automatische Schaufelbeladung nicht zufällig in Eingriff gebracht bzw. eingeschaltet wird oder unter unsicheren Zuständen, weisen folgende auf:

- Maschinendrehzahl innerhalb eines vorbestimmten Berei ches, wie beispielsweise zwischen einem Drittel der obe ren Drehzahl im ersten Gang und der oberen Drehzahl im zweiten Gang.
- Steuerhebel 30 im wesentlichen in einer zentrierten, neutralen Position (ein kleiner Abwärtsbefehl kann zu gelassen sein, um eine Bodenreinigung zu gestatten)
- Getriebeschalthebel in einem niedrigen Vorwärtsgang, beispielsweise erster bis dritter, und mindestens eine vorbestimmte Zeit ist seit dem letzten Heraufschalten vergangen.

Der Bediener leitet dann die Maschine in den Materialhau fen, vorzugsweise bei nahezu voller Drosselstellung zu dem Zeitpunkt, wenn der Haufen vollständig im Eingriff ist, während die Programmsteuerung einen Massendurch dringungsfaktor überwacht, wie beispielsweise das Dreh moment T oder die Hubzylinderkraft F_L, um zu bestimmen, wann die Maschine den Haufen berührt hat <102<. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird MODE (MODE = Be triebszustand) auf START gesetzt <104<, wenn der Be fehlssignalgenerator 28 bestimmt, daß ein Drehmoment- Massendurchdringungsfaktor einen Einstellpunkt A über schritten hat und weiter steigt. Zusätzliche Parameter können als eine Querüberprüfung überwacht werden, wie beispielsweise ob die Maschinenboden- bzw. Maschinenfahr geschwindigkeit simultan sinkt, oder ob der Massendurch dringungsfaktor weiter für eine vorbestimmte Dauer steigt. Eine solche Querüberprüfung stellt beispielsweise sicher, daß gesteigertes Drehmoment nicht unrichtig als ein Haufenkontakt interpretiert wird, wenn es tatsächlich durch die Beschleunigung der Maschine bewirkt wird.

Sobald er im START-Betriebszustand ist, sendet der Be fehlssignalgenerator 28 optional einen Herunterschalt befehl an eine Getriebesteuervorrichtung, um zu bewirken, daß das Getriebe in einem tieferen Gang gebracht wird, und zwar durch eine (nicht gezeigte) automatische Her unterschaltroutine, um die Maschinencharakteristiken an eine ausgewählte Aggressivität oder einen Materialzustand anzupassen. Manche Materialien können geladen werden, wenn man in einem höheren Gang bleibt, und zwar durch ge eignetes Verschieben der Einstellpunkte, die verwendet werden, um geeignete Befehlssignale zu bestimmen. Das Re duzieren des Getriebes auf dem tiefsten Gang beim Berüh ren des Haufens jedoch gestattet, daß der Bediener schnell zwischen den Lade- und Abladestellen fährt, wäh rend gleichzeitig automatisch sichergestellt wird, daß ein maximales Drehmoment verfügbar ist, um die Haufenma sse zu durchdringen.

Im START-Betriebszustand <104< wird ein Befehlssignal an fänglich erzeugt, um zu bewirken, daß die Werkzeugsteuer vorrichtung 29 den Hubzylinder aus fährt, und zwar unter Verwendung eines voreingestellten Geschwindigkeitsmusters und beginnt, die Schaufel durch den Haufen zu heben, wo durch schnell eine Abwärtskraft erzeugt wird, um die Rä der 18 zu belasten, und eine ausreichende Traktion für den DIG- bzw. Grabteil des Arbeitszyklus einzurichten. Das voreingestellte Geschwindigkeitsmuster kann nahe der maximalen konstanten Geschwindigkeit sein oder auch eine Zeitvariantenkurve. Das Hubbefehlssignal wird erzeugt, bis der überwachte Massendurchdringungsfaktor (crowd fak tor) oder ein zusätzlicher Massendurchdringungsfaktor ba sierend auf den abgefühlten Maschinenparametern an einem Einstellpunkt B vorbeiläuft. Der Einstellpunkt B stellt einen Wert dar, bei dem die Maschine nahe ihrer Kapazität ist, was darstellt, daß die Schaufel in den Haufen gegra ben hat und vollständig damit in "Eingriff" ist. Bei spielsweise können hohes Drehmoment oder Hubkräfte und sehr niedrige Boden- bzw. Fahrgeschwindigkeiten vorher sagen, wann das Zurückkippen beginnen sollte, um einen Absterbevorgang zu verhindern.

Wenn der überwachte Massendurchdringungsfaktor am Ein stellpunkt B vorbeigelaufen ist, wird MODE bzw. der Be triebszustand auf DIG bzw. Graben im Schritt 108 ein gestellt, und der Befehlssignalgenerator 29 beginnt, Kippbefehlssignale zu erzeugen, und zwar proportional zu einem überwachten Massendurchdringungsfaktor. Zur glei chen Zeit werden die maximalen Hubbefehlssignale elimi niert oder auf einen Teilbefehlsgeschwindigkeitspegel re duziert.

Mit Bezug auf Fig. 4 erzeugt der Befehlssignalgenerator 28 während des DIG- bzw. Grabbetriebszustandes die Kipp zylinderbefehlssignale V_T auf der Basis von einer oder mehreren vorbestimmten Rückkippfunktionen 60, 62, 64, 66, die Befehlssignale mit einem überwachten Massendurchdrin gungsfaktor Q in Beziehung setzen. Entsprechend eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung steigen die Befehlssignale V_T linear als eine Funktion des Massendurchdringungsfaktors Q gemäß der folgenden Be ziehung:

V_T = m . Q + b

wobei m und b jeweilige Konstanten sind, die basierend auf einem Materialzustand ausgewählt werden.

Eine Rückkippfunktion 62 mit einer Steigung m = 2 bei spielsweise sorgt für einen geringfügig weniger aggres siven Ansatz als eine Rückkippfunktion 66 mit einer Stei gung von m = 1,43, wenn beide die Massendurchdringungs faktorachse an der gleichen Stelle schneiden, da sich das Befehlssignal schneller mit Bezug auf Veränderungen des Massendurchdringungsfaktors verändert. Der Massendurch dringungsfaktorachsenschnittpunkt B' kann dem zuvor er wähnten Einstellpunkt B entsprechen, was anzeigt, daß der Haufen vollständig im Eingriff ist, jedoch ist er typi scherweise niedriger, um das Massendurchdringungsfaktor basierte Rückkippen über einen weiteren Bereich von Wer ten fortzusetzen, sobald es begonnen hat.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Verwendung einer linearen Beziehung zwischen den Befehlssignalen V_T und dem Massendurchdringungsfaktor Q beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, daß eine nicht lineare Rückkipp funktion 64 auch verwendet werden kann, oder daß die Be fehlssignale in Schritten unter Verwendung einer Nach schautabelle gesteigert werden könnten, ohne vom Geiste der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Im Betrieb bestimmt der Befehlssignalgenerator 28 zuerst einen Massendurchdringungsfaktor Q, typischerweise durch Normieren von abgefühlten Maschinenparametern als einen Prozentsatz eines vorbestimmten Maximalwertes für den entsprechenden Parameter. Beispielsweise wird ein Hubzy linderkraft-Massendurchdringungsfaktor von 100% als der Druck definiert, bei dem sich ein Druckentlastungsventil öffnen würde. Wie im folgenden beschrieben, werden Massendurchdringungsfaktoren vorzugsweise von der vorbe stimmten Erfindung innerhalb ihrer Konstruktionsgrenzen gehalten, um ein Abwürgen oder eine Schädigung der Ma schine 10 zu vermeiden, oder Hydraulikpumpenenergie zu verschwenden, oder zu gestatten, daß die Hubarmanordnung 12 im Fall einer Hubzylinderkraft absackt.

Nach der Bestimmung von mindestens einem berechneten Massendurchdringungsfaktor Q während des DIG- bzw. Grab betriebszustandes befragt der Befehlssignalgenerator 28 eine ausgewählte Rückkippfunktion, um ein entsprechendes Proportionalkippbefehlssignal zu erzeugen. Eine Rück kippfunktion 60 kann einen oberen Bruch- bzw. Grenzpunkt C aufweisen, der die Grenzen einer Umhüllung B'-C defi niert, innerhalb der der Befehlssignalgenerator 28 den Massendurchdringungsfaktor bearbeitet, entweder direkt durch den Kippbefehl oder indirekt, wie beispielsweise durch den Hubbefehl. Im ersteren Falle, wenn ein Massen durchdringungsfaktor Q den Grenzpunkt C überschreitet, kann der Kippbefehl konstant bleiben, bis der Massen durchdringungsfaktor wieder einmal unter den Grenzpunkt C fällt. Die Regressionsanalyse des Massendurchdringungs faktors kann verwendet werden, um sich entwickelnde Trends vorherzusagen, was eine frühe Bewegung des Ventils gestattet, was den Kippzylinder steuert, um irgendeiner Verzögerungszeit Rechnung zu tragen.

Obwohl das Heben und Rückkippen nicht gleichzeitig auf treten muß, ist es wünschenswert, einen Teilhubbefehl während des Rückkippens beizubehalten, um sicherzustel len, daß eine ausreichende Kraft auf den Rädern bleibt, um die Traktion aufrechtzuerhalten, und um ein vollstän diges Stoppen der Schaufel zu vermeiden, wenn der Kipp befehl auf Null reduziert wird, wie oben beschrieben. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Hubbefehl auf einen Nominalwert von ungefähr 30% reduziert, wenn der DIG- bzw. Grab-Betriebszustand beginnt. Typischer weise besitzen die Werkzeugsteuervorrichtung 29 und die assoziierten Ventile eine "Kipp-Priorität", die unter Druck gesetztes Hydraulikströmungsmittel von der Pumpe verteilt, um den Kippbefehl zu erfüllen, und zwar vor der Belieferung des Kippzylinders. Folglich kann der Hubzy linder während Teilen des Arbeitszyklus überhaupt nicht ausgefahren sein, wo der Kippbefehl einen Teil des Maxi mums überschreitet, außer ein Hubbefehl ist erzeugt wor den. Der Hubbefehl ist daher typischerweise nur wirksam, wenn er während des Grab- bzw. DIG-Betriebszustandes be nötigt wird.

Wie zuvor erwähnt, kann der überwachte Massendurchdrin gungsfaktor Q oder ein zweiter Massendurchdringungsfaktor Q₂ auch verwendet werden, um den Hubbefehl zu bestimmen. Wenn beispielsweise die Hubkraft einen oberen Einstell punkt D überschreitet, kann der Hubbefehl zeitweise von 30 Prozent auf Null Prozent reduziert werden.

Die speziellen Werte, die für die Neigung m und den Null durchgang bzw. Schnitt b verwendet worden sind, können vom Bediener auswählbar sein, um die Aggressivität der Schaufelbeladung zu steuern, entweder individuell oder basierend auf einer Materialzustandseinstellungsein gangsgröße durch Schalter auf der Bedienerschnittstelle 31. Der Materialzustand kann auch automatisch bestimmt werden, und zwar gemäß eines Ausführungsbeispiels während eines Teils des Arbeitszyklus. Beispielsweise kann die Nutzlast am Ende eines Ladeteils des Arbeitszyklus be stimmt werden, und zwar unter Verwendung von abgefühlten Hydraulikdrücken als eine Anzeige des Beladungswirkungs grades, um die Aggressivität des nächsten Arbeitszyklus einzustellen. Nach der Erzeugung der Hub- und Kippge schwindigkeitsbefehlssignale bestimmt der Befehlssig nalgenerator 28 in einem Schritt <112<, ob die Schaufel voll genug ist, um den Grab- bzw. DIG-Betriebszustandteil des Arbeitszyklus zu beenden. Falls nicht, kehrt der Be fehlssignalgenerator 28 zum Schritt <108< zurück, um zu sätzliche Iterationen einer Bestimmung von Massendurch dringungsfaktoren und Befehlssignalen auszuführen. Wenn im Schritt <112< die Schaufel 16 als voll genug bestimmt wird, dann erzeugt der Befehlssignalgenerator 28 im Schritt <114< Befehlssignale, um zu bewirken, daß sich der Kippzylinder mit maximaler Geschwindigkeit ausdehnt, optional gefolgt von Signalen, um den Hubzylinder mit ma ximaler Geschwindigkeit auf eine gegebene Höhe bis zur maximalen Ausdehnung auszufahren. Der Befehlssignalge nerator 28 bestimmt im Schritt <112<, ob die Schaufel voll genug ist, und zwar durch Vergleich der Hub- und/oder Kippzylinderausdehnungen mit Einstellpunkten, die folgende aufweisen:

- Ob die Ausdehnung des Kippzylinders größer als ein Ein stellpunkt E ist, wie beispielsweise 0,75 rad. was an zeigt, daß die Schaufel fast vollständig zurückgekippt ist.
- Ob die Ausdehnung des Hubzylinders größer als ein Ein stellpunkt F ist, was anzeigt, daß die Schaufel wahr scheinlich aus dem Haufen freigebrochen wurde.
- Ob eine Ladezeitgrenze überschritten worden ist.

Der Bediener kann eine manuelle Steuerung über die Schau fel zu irgendeinem Zeitpunkt während des Arbeitszyklus wiedergewinnen, und zwar durch Bewegung von irgendeinem der Steuerhebel 30 aus dem Neutralbereich, um aus der Programmsteuerung auszutreten. Anderenfalls bleibt die Schaufel bei voller Ausdehnung zurückgekippt, und zwar folgend auf die Vollendung des Schrittes <112<, bis der Bediener manuell die Schaufel an einer Abladestelle ab lädt, oder eine darauf folgende automatische Routine die Steuerung übernimmt.

Merkmale und Vorteile, die mit der vorliegenden Erfindung assoziiert sind, werden am besten durch Beschreibung ih res Betriebs mit Bezug auf Radlader und unter Verwendung des Drehmomentes und der Hubkraft als repräsentative Massendurchdringungsfaktoren offensichtlich. Die automa tische Schaufelsteuerung wird zuerst ansprechend auf überwachte Drehmomentniveaus eingeleitet, und danach überwacht der Befehlssignalgenerator 28 das Antriebs strangdrehmoment und die Hubkraft von dem abgefühlten Hubhydraulikzylinderdruck, um zu bestimmen, wann die Schaufel vollständig mit dem Haufen in Eingriff kommt. Sobald der Haufen vollständig im Eingriff ist, sendet der Befehlssignalgenerator Signale an die Steuervorrichtung 29, um kontinuierlich den Kippbefehl ansprechend auf ei nen überwachten Massendurchdringungsfaktor zu variieren.

Wie beschrieben, variiert der Befehlssingalgenerator 28 die Hub- und Kippzylinderbefehlssignale, die an die Steu ervorrichtung geliefert werden, innerhalb von gewissen maximalen Werten, um den überwachten Massendurchdrin gungsfaktor innerhalb einer gegebenen Umhüllung zu hal ten.

Fig. 5 veranschaulicht Veränderungen, die in einer Viel zahl von überwachten und gesteuerten Parametern auftreten können, und zwar bei einer Maschine, die gemäß eines Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung arbeitet. Mit Bezug auf Fig. 3 und 5 stellen die ersten fünf Sekun den nur Daten dar, die während des IDLE- bzw. Leerlauf- Betriebszustands <100< aufgenommen wurden, und sind daher nicht gezeigt. Ein START-Betriebszustand beginnt zur Zeit 5,7 Sekunden, wenn ein erster Massendurchdringungsfaktor, der das Drehmoment 50 darstellt, einen Einstellpunkt von 30% des Maximums überschreitet und gestiegen ist, während zur gleichen Zeit die Boden- bzw. Fahrgeschwindigkeit (nicht gezeigt) abnimmt, was anzeigt, daß der Haufen be rührt worden ist <102<. Ein voreingestelltes Geschwin digkeitsmuster, wie beispielweise ein maximaler (100%-iger) Hubbefehl 52 wird dann gehalten <104<, bis bei un gefähr 6,65 Sekunden der erste überwachte Massendurch dringungsfaktor 50 einen zweiten Einstellpunkt von 65% überschreitet, was anzeigt, daß der Haufen vollständig im Eingriff ist <106< und der DIG- bzw. Grabbetriebszustand beginnen sollte.

Im Grab- bzw. DIG-Betriebszustand wird der Hubbefehl 52 auf einen 30%igen Teilhubbefehl verringert, und ein Kipp befehl 56 proportional zum zweiten Massendurchdringungs faktor 54 wird iterativ erzeugt <108<, <110<. Der Hubbe fehl 56 wird zeitweise auf Null reduziert, und zwar bei 7 Sekunden, wenn der zweite Massendurchdringungsfaktor 54 (Hubkraft) seine Umhüllung bei 100% überschreitet, wird jedoch auf den 30%-igen Teilbefehl kurz danach zurückge bracht, wenn die Hubkraft wieder abfällt. Der Kippbefehl 56 wird weiter als eine Funktion des zweiten Massendurch dringungsfaktors erzeugt, der die Hubkraft 54 darstellt, wobei er auf Null fällt, wenn der Massendurchdringungs faktor 54 unter einen niedrigeren Einstellpunkt von 65% fällt, bis bei ungefähr 8,8 Sekunden bestimmt wird, daß die Schaufel voll genug ist <112< und die maximalen Hub- und Kippbefehle werden gleichzeitig erzeugt. Wie im vor angegangenen Beispiel gezeigt, können einer oder mehrere Massendurchdringungsfaktoren überwacht werden, um einen DIG- bzw. Grabteil des Arbeitszyklus zu identifizieren, und um unabhängig oder in Kombination die Erzeugung von proportionalen Hub- und Kippbefehlen zu betreiben.

Fig. 6 veranschaulicht ein nicht lineares Geschwindig keitsansprechen der Werkzeugsteuervorrichtung 29 und der Hydraulikzylinder 14, 15 an den Endpositionen 70, 72 der Steuerhebel 30. Unter manueller Steuerung ist diese Nicht-Linearität von geringer Konsequenz, da der Bediener typischerweise nur große Geschwindigkeitsänderungen un terscheiden kann und darauf reagieren kann. Bei der vor liegenden Erfindung ist es jedoch wünschenswert, relativ kleine genaue Veränderungen der Hydraulikzylinderge schwindigkeit machen zu können, um zu gestatten, daß Rückkippfunktionen mit vorhersagbarem Ansprechen erzeugt werden. Entsprechend wird die Werkzeugsteuervorrichtung 29 gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfin dung mit einer Regelsteuerung (closed loop) oder einer Fabrikkalibrierung versehen, um sicherzustellen, daß das Hub- und Kippzylinderansprechen vorhersagbar ist, und zwar proportional zu den Geschwindigkeitsbefehlen, die durch den Befehlssignalgenerator 28 erzeugt werden.

Während gewisse bevorzugte Ausführungsbeispiele der Er findung und gewisse gegenwärtig bevorzugte Verfahren zur Ausführung dieser hier veranschaulicht und beschrieben worden sind, sei es ausdrücklich erwähnt, daß die Erfin dung nicht darauf eingeschränkt ist, sondern in anderer Weise verschiedentlich innerhalb des Umfangs der folgen den Ansprüche verkörpert und ausgeführt werden kann.

Zusammenfassend kann man folgendes sagen:
Ein elektrohydraulisches Steuersystem zur Beladung einer Schaufel einer Erdbewegungsmaschine weist Sensoren auf, um Maschinenparametersignale zu erzeugen, die darstellen, wie stark die Maschine den zu ladenden Materialhaufen durchdringt. Ein Befehlssignalgenerator überwacht die Massendurchdringungsfaktoren entsprechend den abgefühlten Parametern, um zu bestimmen, wann die Schaufel den Haufen berührt, wobei dann Schaufelhubhydraulikzylinderbefehls signale erzeugt werden, um eine Traktionskraft beizube halten. Der Befehlssignalgenerator bestimmt als nächstes aus den Massendurchdringungsfaktoren, wann der Haufen na he der Maschinenkapazität im Eingriff ist, dann erzeugt er die Schaufelkipphydraulikzylinderbefehlssignale pro portional zu den überwachten Massendurchdringungsfak toren, um die Schaufel mit Raten zurückzukippen, die be rechnet werden, um wirkungsvoll das Material aufzunehmen.

Claims

1. Steuersystem zur automatischen Steuerung einer Schaufel einer Erdbewegungsmaschine, um Material aufzunehmen, wobei die Schaufel steuerbar durch ei nen hydraulischen Kippzylinder und einen Hubzylinder betätigt wird, wobei das System folgendes aufweist:
Abfühlmittel zum Abfühlen von Maschinenparametern, die den Widerstand der Schaufelbewegung durch einen Materialhaufen darstellen, und Erzeugen von Maschi nenparametersignalen;
Befehlssignalerzeugungsmittel zum Empfang der Ma schinenparametersignale, um darauf ansprechend ent sprechende Massendurchdringungs- bzw. Crowd-Faktoren zu bestimmen, und um Kippbefehlssignale proportional zu den Massendurchdringungsfaktoren zu erzeugen; und
eine Hydraulikwerkzeugsteuervorrichtung zur Modifi zierung des Hydraulikströmungsmittelflusses an die Zylinder entsprechend den Befehlssignalen.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Abfühlmittel weiter folgendes aufweisen:
Drucksensoren zur Erzeugung von Drucksignalen an sprechend auf Hydraulikdrücke, die mit dem Hubzylin der assoziiert sind, wobei die Befehlssignalerzeu gungsmittel die Massendurchdringungsfaktoren unter Verwendung der Hubzylinderdrücke bestimmen.

3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Erd bewegungsmaschine einen Antriebsstrang mit einem Drehmomentwandler und einem Getriebe aufweist, wobei das Steuersystem weiter folgendes aufweist:
daß die Abfühlmittel Drehzahl- bzw. Geschwindig keitssensoren aufweisen, um Drehzahl- bzw. Ge schwindigkeitssignale zu erzeugen, die die Motor- und Antriebsstrangdrehzahlen bzw. -geschwindigkeiten darstellen; und
wobei die Befehlssignalerzeugungsmittel die Dreh zahlsignale empfangen und die Massendurchdrin gungsfaktoren entsprechend dem Drehmomentwandleraus gangsdrehmoment bestimmen.

4. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che, insbesondere nach Anspruch 3, welches weiter folgendes aufweist:
daß die Befehlssignalerzeugungsmittel bestimmen, wann die Schaufel den Haufen berührt hat, und zwar unter Verwendung der Drehmoment-Massendurchdrin gungsfaktoren, und wobei sie darauf ansprechend vor bestimmte Geschwindigkeitsmusterhubbefehlssignale erzeugen, um mit dem Haufen in Eingriff zu kommen.

5. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che, insbesondere nach Anspruch 4, welches weiter folgendes aufweist:
daß die Befehlssignalerzeugungsmittel bestimmen, daß die Schaufel vollständig mit dem Haufen in Eingriff gekommen ist, wenn die Drehmoment-Massendurchdrin gungsfaktoren einen vorbestimmten Einstellpunkt überschreiten und weiter steigen, während die Ma schinengeschwindigkeit bzw. -drehzahl fällt, und zwar als ein Zustand zur Erzeugung der Kippbefehls signale proportional zu den Massendurchdringungsfak toren.

6. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che, insbesondere nach Anspruch 4, welches weiter folgendes aufweist:
daß die Befehlssignalerzeugungsmittel ein Schalt befehlssignal erzeugen, um das Getriebe auf einen niedrigeren Gang herunterzuschalten, und zwar nach der Bestimmung, daß die Schaufel den Haufen berührt hat.

7. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che, insbesondere nach Anspruch 6, welches weiter folgendes aufweist:
daß die Abfühlmittel weiter Drucksensoren aufweisen, um Drucksignale ansprechend auf die Hydraulikdrücke zu erzeugen, die mit dem Hubzylinder assoziiert sind; und
wobei die Befehlssignalerzeugungsmittel weiter Mas sendurchdringungsfaktoren bestimmen, und zwar ent sprechend der Hubkräfte, die mit den Hubzylinder drücken assoziiert sind, wobei sie den maximalen Hubbefehl auf einen Teilhubbefehl verringern, wenn die Hubkraft-Massendurchdringungsfaktoren einen Ein stellpunkt überschreiten, und wobei sie darauf fol gend Kippbefehlssignale proportional zu den Hub kraft-Massendurchdringungsfaktoren erzeugen.

8. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che, insbesondere nach Anspruch 1, welches weiter folgendes aufweist:
Mittel zum Auswählen einer Materialzustandseinstel lung; und
wobei die Befehlssignalerzeugungsmittel die Be fehlssignale als lineare Funktionen der Massen durchdringungsfaktoren erzeugen, und zwar mit einer Steigung und einem Schnitt bzw. Nulldurchgang be stimmt durch die Materialzustandseinstellung.

9. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che, insbesondere nach Anspruch 8, wobei die Mittel zum Auswählen der Materialzustandseinstellung minde stens einen vom Bediener betätigten Schalter aufwei sen.

10. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Abfühl mittel weiter folgendes aufweisen:
Positionsabfühlmittel zur Erzeugung von Positionssig nalen, die die jeweiligen Ausdehnungen der Hub- und Kippzylinder darstellen; und
wobei die Befehlssignalerzeugungsmittel die Posi tionssignale mit einer Vielzahl von Positionsein stellpunkten vergleichen und im wesentlichen maxi male Kippzylindergeschwindigkeitsbefehlssignale er zeugen, um vollständig die Schaufel zurückzukippen, wenn die Position von einem der Hub- und Kippzylin der jeweilige Positionseinstellpunkte überschrei tet.

11. Verfahren zur automatischen Steuerung eines Arbeits werkzeuges einer Erdbewegungsmaschine, um Material aufzunehmen, wobei das Arbeitswerkzeug einen Motor aufweist, einen Drehmomentwandler, einen Antriebs strang und eine Schaufel, wobei die Schaufel steuer bar durch einen Hubhydraulikzylinder und einen Kipphydraulikzylinder betätigt wird, wobei das Ver fahren folgende Schritte aufweist:
Erzeugung von Signalen, die die abgefühlten Hydrau likdrücke im Hubhydraulikzylinder darstellen;
Erzeugung von Signalen, die die Motor- und Antriebs strangdrehzahlen bzw. -geschwindigkeiten darstellen;
Berechnung des Drehmomentwandlerausgangsdrehmomentes aus den Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsignalen;
Bestimmung, wann die Maschine mit einem Materialhau fen in Eingriff kommt, und zwar durch Vergleich von Massendurchdringungsfaktoren, die dem Drehmoment und/oder den Drucksignalen und/oder den Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitssignalen entsprechen, und zwar mit ersten vorbestimmten Einstellpunkten;
Erzeugung von Kippbefehlen als eine Funktion der Massendurchdringungsfaktoren zum steuerbaren Aus fahren des Kippzylinders, um die Schaufel zu kippen, um das Material aufzunehmen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, welches weiter folgendes aufweist:
Bestimmung, wann die Schaufel den Materialhaufen be rührt, und zwar durch Vergleich von Massendurch dringungsfaktoren, die dem Drehmoment und/oder den Drucksignalen und/oder den Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsignalen entsprechen, und zwar mit zweiten vorbestimmten Einstellpunkten;
Erzeugung von maximalen Hubbefehlen, um steuerbar den Hubzylinder auszufahren, um die Schaufel durch das Material zu heben, wenn die Schaufel den Mate rialhaufen berührt, und Verringern der maximalen Hubbefehle auf Teilhubbefehle, wenn bestimmt wird, daß die Maschine mit dem Haufen in Eingriff gekommen ist.

13. Steuersystem nach Anspruch 11 oder 12, welches wei ter folgendes aufweist:
Auswählen einer Materialzustandseinstellung; und
wobei der Schritt der Erzeugung der Kippbefehle als eine Funktion der Massendurchdringungsfaktoren wei ter das Auswählen einer linearen Funktion mit einer Steigung und einem Schnittpunkt bzw. Nulldurchgang aufweist, und zwar bestimmt durch die Materialzu standseinstellung.

14. Verfahren zur automatischen Steuerung eines Arbeits werkzeuges einer Erdbewegungsmaschine zur Aufnahme von Material, wobei das Arbeitswerkzeug eine Schau fel und einen Antriebsstrang aufweist, wobei der An triebsstrang einen Motor besitzt, einen Drehmoment wandler, ein Getriebe und drehbare Glieder zur Bewe gung der Schaufel der Erdbewegungsmaschine in einen Materialhaufen, wobei die Schaufel steuerbar durch einen Hubhydraulikzylinder und einen Kipphydraulik zylinder betätigt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Bestimmung von Massendurchdringungsfaktoren entspre chend der abgefühlten Maschinenparameter, die einen Grad anzeigen, in dem die Maschine den Haufen durch dringt;
Erzeugung von Kippbefehlen proportional zu den Massendurchdringungsfaktoren; und
steuerbares Ausfahren des Kippzylinders, um die Schaufel zu kippen, um das Material ansprechend auf die Kippbefehle aufzunehmen.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, welches weiter fol gendes aufweist:
Erzeugung von Signalen, die die Motor- und Antriebs strangdrehzahlen darstellen;
Berechnung des Drehmomentwandlerausgangsdrehmomentes aus den Drehzahlsignalen, wobei die Massendurchdrin gungsfaktoren dem Ausgangsdrehmoment entsprechen;
Bestimmung, wann die Schaufel den Materialhaufen be rührt, und zwar durch Vergleich der Drehmoment- Massendurchdringungsfaktoren mit einem ersten vor bestimmten Einstellpunkt;
Erzeugung von Hubbefehlen ansprechend auf den Schau felkontakt; und
steuerbares Ausfahren des Hubzylinders, um die Schaufel anzuheben, und zwar ansprechend auf die Hubbefehle.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, welches weiter fol gendes aufweist:
Bestimmung, wann die Maschine vollständig mit dem Materialhaufen in Eingriff steht, wobei die Kippbe fehle proportional zu den Massendurchdringungsfak toren erzeugt werden, und zwar erst nachdem bestimmt worden ist, daß die Maschine vollständig mit dem Haufen in Eingriff steht.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, welches weiter fol gendes aufweist:
Bestimmung, wann die Maschine mit dem Materialhaufen in Eingriff steht, und zwar durch Vergleich der Drehmoment-Massendurchdringungsfaktoren mit einem zweiten vorbestimmten Einstellpunkt, der größer ist als der erste Einstellpunkt, und darauf ansprechend Erzeugung von Teilhubbefehlen.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, welches weiter fol gendes aufweist:
Erzeugung von Signalen, die die Hydraulikdrücke im Hubzylinder darstellen, wobei die Kippbefehle pro portional zu einem Massendurchdringungsfaktor ent sprechend diesen Hubdrücken erzeugt werden.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, welches weiter fol gendes aufweist:
Auswählen einer Materialzustandseinstellung; und wobei der Schritt der Erzeugung der Kippbefehle pro portional zu den Massendurchdringungsfaktoren weiter das Variieren der proportionalen Kippbefehle entlang einer Steigung und eines Schnittpunktes bzw. Null durchgangs aufweist, die aus der Materialzustands einstellung bestimmt werden.