EP1416095A1 - Arbeitsfahrzeug, insbesondere ein Tieflöffelbagger und/oder ein Fahrzeug mit einem Frontlader - Google Patents

Arbeitsfahrzeug, insbesondere ein Tieflöffelbagger und/oder ein Fahrzeug mit einem Frontlader Download PDF

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EP1416095A1
EP1416095A1 EP03024734A EP03024734A EP1416095A1 EP 1416095 A1 EP1416095 A1 EP 1416095A1 EP 03024734 A EP03024734 A EP 03024734A EP 03024734 A EP03024734 A EP 03024734A EP 1416095 A1 EP1416095 A1 EP 1416095A1
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EP
European Patent Office
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tool
boom
angular velocity
control unit
work vehicle
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EP03024734A
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English (en)
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EP1416095B1 (de
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Scott Svend Hendron
Judson P. Clark
Bryan D. Sulzer
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Deere and Co
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Deere and Co
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Publication date
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Priority claimed from US10/285,733 external-priority patent/US6609315B1/en
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    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
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    • E02F3/432—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude
    • E02F3/433—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude horizontal, e.g. self-levelling
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    • E02F3/436—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like for keeping the dipper in the horizontal position, e.g. self-levelling
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    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/963—Arrangements on backhoes for alternate use of different tools
    • E02F3/964—Arrangements on backhoes for alternate use of different tools of several tools mounted on one machine
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    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers

Definitions

  • the present invention relates to a work vehicle, especially a backhoe and / or a vehicle a front loader.
  • a variety of work vehicles can use tools be equipped with which a work function is carried out can be.
  • work machines or work vehicles include a wide variety of loaders, excavators, tele dealers and forklifts.
  • An in Form of a backhoe with a loader Work vehicle can, for example, with a tool be equipped, which is a shovel or a has a comparable arrangement, with which excavator and Material processing functions can be performed.
  • a loader arm on the frame of the work vehicle rotatable about an essentially horizontally arranged axis or pivotally attached.
  • the tool is one in Axis arranged essentially horizontally on the loader arm appropriate.
  • An operator of the work vehicle controls the Orientation or the orientation of the tool in relation to the Loading arm using a tool actuator. Furthermore controls the Operator the rotation or pivoting of the loader arm relative to Frame of the work vehicle using a loader arm actuator.
  • Both actuators usually include one or more double-acting hydraulic cylinders and one associated hydraulic circuit.
  • the initial orientation or orientation of the tool relative to gravity maintain to unload the material prematurely prevent.
  • An operator has to loader bucket relative to gravity continuously the orientation or orientation of the Adjust the tool, especially during a swivel or Rotary movement of the loader arm relative to the frame of the Work vehicle, such as during a Upward movement occurs and / or when the vehicle frame his inclination while moving over uneven terrain changed during a transport operation.
  • the continuous Adjusting the orientation of the tool requires that Operator an increased degree of his attention as well as a manual skill, total work efficiency is reduced and operator fatigue is increased.
  • a continuous adjustment of the orientation of the Backhoe bucket combined with a simultaneous Manipulation of the boom command input unit and the Dipper input command unit taking into account the Require movement of the backhoe boom and arm from the operator an increased level of his attention and a manual skill, which is also work efficiency reduced overall and increased operator fatigue.
  • a variety of devices and systems have been developed proposed automatic alignment or To control the orientation of a tool, especially for Tools such as a loader bucket or a backhoe bucket.
  • Examples of electronic sensors and control systems are from US 4,923,326, US 4,844,685, US 5,356,260 and US 6,233,511 known.
  • the known from this prior art Control systems typically use position sensors, which arranged at different locations on the work vehicle are to the orientation of the weapon relative to the frame of the Detect and control work vehicle.
  • the one from this Control systems known in the prior art are complex and therefore expensive.
  • the present invention is therefore based on the object Work vehicle - especially a backhoe and / or a vehicle with a front loader - of the type mentioned to specify and develop, through which the aforementioned Problems are overcome.
  • a Work vehicle to be specified its control system for Control of a tool is simplified and therefore can be implemented more cost-effectively.
  • the inventive device of the type mentioned triggers the above task by the features of the claim 1.
  • a work vehicle comprises a frame, a Movement unit, a tool, a tool actuator, a Angular velocity sensor and a control unit.
  • the Movement unit includes a first end and a second end, the first end being attached to the frame.
  • the tool is rotatable / pivotable about an axis at the second end of the Movement unit attached and to perform a Work function provided.
  • the tool actuator is on that Tool attached and trained, the tool as a reaction to a tool control signal controllable around the axis move.
  • the angular velocity sensor is the tool assigned and trained the angular velocity of the Detect tool and continuously Generate angular velocity signal.
  • the control unit has computational, storage and / or real-time capabilities and stands with the tool actuator and Angular velocity sensor in connection.
  • the control unit is designed to generate a tool control signal to continuously a predefinable and / or a desired one Tool angular velocity in response to that Achieve angular velocity signal.
  • the position information of the tool with the from the stand it has been recognized that it is not necessary is the position information of the tool with the from the stand to determine the position sensors known in the art. It will rather an angular velocity sensor is used, which on attached to or associated with the tool, and which is used for orientation or Detect tool orientation on the one hand and on the other hand, a definable orientation of the tool relative to an initial or original targeting of the Tool, regardless of orientation the frame of the work vehicle.
  • a control unit used, for example in the form of a computer or a Computer board.
  • the angular velocity sensor detects the Angular velocity of the tool relative to one Earth-related or another coordinate system. In any case is not intended to be the angular velocity of the tool or the tool's storage and orientation information directly relative to a vehicle coordinate system determine.
  • Angular velocity sensors which are used for the present invention are on the market available.
  • US 4,628,734, US 5,850,035 and US 6,003,373 Known angular velocity sensors, which for the present invention are suitable.
  • An example of one Angular velocity sensor is the BEI GYROCHIP ® model AQRS, which was developed by Systron Donner Internal Devision der AT Technologies of California is offered.
  • the work vehicle according to the invention accordingly comprises a improved system for detection and automatic Control of the orientation of a tool which is rotatably / pivotally attached to a movement unit.
  • a boom is closed under a movement unit understand which one has a first end and a second end having.
  • the first end is preferably about a cantilever axis rotatably / pivotably attached to the frame.
  • configuration corresponds to a loader device.
  • one with tool command input unit related to the control unit provided and designed a tool command signal in response to a desired tool movement generate corresponding actuation by an operator.
  • the control unit is designed to switch the tool command signal received and in response to a tool control signal generate a predeterminable or desired tool movement to achieve.
  • the control unit is still designed, not to govern more to the angular velocity signal to a predeterminable or desired tool angular velocity achieve while receiving the tool control signal.
  • the value of the specifiable or to select the desired angular velocity approximately zero, which essentially means an initial tool orientation is maintainable.
  • the initial tool orientation preferably corresponds to Essentially the orientation of the tool that exists when the tool command input unit does not have a tool command signal generated more.
  • a Tool retention command switch provided with is connected to the control unit and which one is formed is a tool maintenance command signal in response to generate an operator action.
  • the control unit is further developed, the tool maintenance command signal to receive and ignore the angular velocity signal if not receive the tool maintenance command signal becomes.
  • the Control unit designed as the angular velocity signal Integrate function of time or the integral of the of Time dependent function of the angular velocity signal after to determine the time. This is a deviation of one initial tool orientation predictable and it can be a Tool control signal are generated to a predeterminable or to achieve the desired deviation of the tool.
  • the Control unit is still trained, no longer on that To regulate the angular velocity signal in order to desired tool angular velocity to achieve the to achieve predeterminable or desired deviation of the tool.
  • the predeterminable or desired deviation of the Tool essentially zero.
  • the control unit is preferably designed, no longer on the Angular velocity signal to govern the given or desired tool angular velocity and the specified or desired deviation of the tool achieve while the control unit receives the tool command signal receives.
  • the specifiable or desired deviation of the tool is in a preferred embodiment substantially zero, whereby the initial tool orientation essentially is maintainable.
  • the first end of the boom is around an axis rotatably / pivotably attached to the frame.
  • the work vehicle has a boom actuator, which on the boom and the frame is attached.
  • the boom actuator is designed to move the boom controllably around the axis.
  • Both the tool actuator and the boom actuator could one or more hydraulic cylinders each and one corresponding electronically controlled hydraulic circuit exhibit.
  • the tool is in shape a loader bucket.
  • the work vehicle acts in this case it is a loader, especially one Front-end loader.
  • the work vehicle could also be in shape of a backhoe. Most notably it is preferably a backhoe, which has a (front) charger.
  • a comprises Loader bucket actuator one hydraulic cylinder and one electronically controllable hydraulic rice.
  • the hydraulic cylinder is located between the boom and the loader bucket.
  • the Loader bucket actuator is designed to move the loader bucket around the Axis in response to a loader bucket command signal to move in a controllable manner.
  • a boom actuator has one Hydraulic cylinder on which between the frame and the Boom is arranged. The boom actuator is designed to move the boom controllably around the axis.
  • a Control unit stands with the loader bucket command input unit in connection and is formed a loader vane control signal to generate a desired bucket movement as To achieve response to the loader bucket command signal.
  • the Control unit is configured to a loader vane control signal generate to continuously create a desired one Loader bucket angular velocity as an editor on that Achieve angular velocity signal if no Loader bucket command signal is received.
  • the movement unit could alternatively or additionally one Have boom and a dipper stick
  • the boom a has a first end and a second end.
  • the first end is preferably rotatable / pivotable about an axis on the frame arranged.
  • the dipper stick has a first end and a second end, with the first end about the axis is rotatably / pivotally attached to the boom.
  • this Embodiment could be, for example Backhoe dealers.
  • a tool actuator is particularly useful in a backhoe excavator provided which a hydraulic cylinder and a Has electronically controllable hydraulic circuit.
  • the Hydraulic cylinder is between the dipper stick and the tool appropriate.
  • a boom actuator has a hydraulic cylinder on which is attached between the frame and the boom is. The boom actuator is designed to extend the boom around the Move axis controllably.
  • a dipper stick actuator points a hydraulic cylinder, which between the boom and the dipper stick is attached. The dipper stick actuator is trained to control the dipper stick around the axis move.
  • a tool command input unit could be provided which is connected to the control unit and which is formed, a tool command signal in response to one corresponding to a desired tool movement Generate actuation of an operator.
  • a control unit could be in communication with the tool command input unit stand and be trained to a tool control signal generate a predefinable or desired tool movement in response to the tool command signal.
  • the Control unit is designed to receive a tool control signal generate to continuously a desired / predeterminable Tool angular velocity in response to that Achieve angular velocity signal if no Tool command signal 108 is received.
  • a Boom command input unit provided, which with the Control unit is connected and which is designed a boom command signal in response to one desired boom movement corresponding actuation of a Operator.
  • the control unit is designed to Ignore angular velocity signal if not that Boom command signal is received.
  • the work vehicle points a dipper stick input unit, which with the Control unit is connected and which is designed a stick command signal in response to one desired arm movement corresponding actuation of a Operator.
  • the control unit is designed to Ignore angular velocity signal if not one Arm command signal is received.
  • the frame could be a swivel frame and an actuator for the pivotable frame, the first end of the Boom rotatable / swiveling on the swiveling frame could be appropriate.
  • the actuator for the swiveling frame has a hydraulic cylinder, which is designed, the pivotable frame to move controllably about an axis.
  • Fig. 1 shows a self-propelled work vehicle, which in Form of a backhoe 10 is executed.
  • On Backhoe 10 includes a frame 12 on which the the ground connected wheels 14 are attached to the Carrying and moving the vehicle.
  • At the front of the Vehicle is a charger 16 and at the rear of the A backhoe device 18 is attached to the vehicle.
  • Either the loading device 16 as well as the backhoe device 18 each carry a variety of excavator and Material processing functions.
  • An operator controls the Functions of the vehicle from an operator station 20.
  • the loader 16 includes a loader arm 22 and a Tool, such as a loader bucket 24 or one other arrangement.
  • Loader arm 22 includes a first end 26 which around a horizontally arranged loader arm axis 28 is rotatably / pivotally attached to the frame 12, and a second end 30, at which the loader bucket 24 by one horizontally arranged loader bucket axis 32 rotatable / pivotable is appropriate.
  • the loader arm actuator includes a hydraulic cylinder 36, which between the frame 12 of the vehicle and the loader arm 22 extends.
  • An actuator 38 for the loader bucket 24 comprises a hydraulic cylinder 40 which is between the Loader boom 22 and the loader bucket 24 extends.
  • loader bucket 24 is controllable movable around the loader bucket axis 32.
  • Embodiment shown includes the bucket actuator 38 an electro-hydraulic loader circuit 42, which hydraulically with the hydraulic cylinder 40 of the loader bucket 24 in Connection is established.
  • the electro-hydraulic loader bucket circuit 42 supplies and controls the flow of the Hydraulic fluid to the hydraulic cylinder 40 the Loader bucket 24.
  • the operator controls the movement of the loading device 16 actuation of a bucket command input unit 44 and a loader arm command input unit 46.
  • the loader bucket command input unit 44 is designed such that it is a Loader bucket command signal 48 depending on the Actuation of the operator generates which is proportional to a desired bucket movement.
  • a control unit 50 is with the loader bucket command input unit 44 and the Bucket actuator 38 communicates and receives that Loader bucket command signal 48 and responds by the Control unit 50 generates a loader bucket control signal 52, which from the electro-hydraulic loader circuit 42 Will be received.
  • the electro-hydraulic loader circuit 42 responds to the bucket control signal 52 by Hydraulic fluid to the hydraulic cylinder 40 the Loader bucket 24 is directed, whereby hydraulic cylinder 40 the loader bucket 24 moves accordingly.
  • Fig. 2 shows an embodiment of an improved Actuator control system, which is designed to original or a desired orientation of the Maintain loader bucket 24.
  • Angular velocity sensor 54 associated with the loader blade used, which is connected to the unit 50.
  • the Angular velocity sensor 54 of the bucket 24 is trained, the angular velocity of the loader bucket relative to a coordinate system of the earth or the environment detect and continuously a corresponding one Generate angular velocity signal 56.
  • the control unit 50 is designed in such a way that the angular velocity signal 56 to receive and a bucket control signal 52 in response to generate thereupon, whereby the loader bucket actuator 38 Loader bucket 24 moves in such a way that a specifiable or desired angular velocity of the loader bucket 24 is achieved becomes.
  • control unit 50 is designed in such a way that suspend automatic retention function when the Operator controls a movement of the loader bucket 24, that is when for example, control unit 50 receives a loader bucket command signal 48 receives.
  • the control unit 50 is still trained as initial or original Orientation of the loader bucket 24 is the set orientation the loader bucket 24, which is submitted as soon as that Loader bucket command signal 48 fails or ends.
  • the control unit 50 formed such that they computational, if necessary storage and real-time capabilities has, in particular regarding the storage a temporal course of signals or a signal sequence.
  • the control unit 50 is in particular designed such that the integral of the angular velocity of the loader bucket 24 as a function of time can resolve the deviation from the originally set orientation of the loader bucket 24 to be able to determine.
  • the control unit 50 is still formed, a bucket control signal 52 in response to generate a deviation that occurs when a desired or predefinable range of deviation for a Orientation of the loader bucket 24 is exceeded.
  • actuator 38 moves loader bucket 24 such that the loader bucket 24 in a predetermined range of deviation the orientation of the loader bucket 24. If one automatic retention function can be provided which is the original set by the operator or initial orientation of the loader bucket 24 relative to Maintaining gravity is the predetermined or desired Deviation or the predefinable or desired Deviation range of the orientation of the loader bucket 24 about zero.
  • the control unit 50 is designed to no longer reach a desired angular velocity of the To rule the loader bucket 24 when they are on the specifiable or desired range of deviation of the orientation of the Loader shovel reacts.
  • a Maintenance command switch 58 of charger 18 in Connection to the control unit 50 is a Maintenance command switch 58 of charger 18 in Connection to the control unit 50.
  • the maintenance command switch 58 is formed, a keep command signal 60 to generate, which is an operation of the maintenance command switch 58 by the operator corresponds to the operation of the automatic maintenance function for the loader bucket 24 too activate.
  • the control unit 50 is designed that the Loader vane 24 related to angular velocity signal 56 ignore unless they are the keep command signal 60 received from the keep command switch 58.
  • the backhoe device 18 comprises a pivotable frame 62, a boom 64 or a backhoe boom, one Dipper stick 66 and a tool such as one Backhoe bucket 68 or other arrangement.
  • the pivotable frame 62 includes a first end 70 which extends around a substantially vertically arranged axis 72 is rotatably / pivotably arranged on the frame 12, and a second end 74.
  • the boom 64 includes a first end 76, which around an essentially horizontally arranged axis 78 of the backhoe boom rotatable at the second end 74 of the pivotable frame 62 is arranged, and a second end 80.
  • the dipper stick 66 includes a first end 82 which extends around a substantially horizontal axis 84 of the Dipper stick rotatable at the second end 80 of the boom 64 and a second end 86 at which the blade 68 of the bucket by a substantially horizontal arranged axis 88 is rotatably arranged.
  • An actuator for the pivotable frame 62 which one hydraulic cylinder 90 and which between the Frame 12 of the vehicle 10 and the pivotable frame 62 is arranged, moves the pivotable frame 62 around the vertically arranged axis 72 in a controllable manner.
  • On Actuator for boom 64 includes a hydraulic one Cylinder 92, which between the pivotable frame 62 and the Boom 64 is arranged and which the boom 64 around the Axis 78 moved in a controllable manner.
  • An actuator for the Arm 66 includes a hydraulic cylinder 94, which is arranged between the arm 64 and the arm 66 and which the dipper stick 66 about the axis 84 in moved in a controllable way.
  • An actuator 96 for the Bucket bucket includes a hydraulic cylinder 98 which is between the dipper arm 66 and the backhoe bucket 68 is arranged and which the backhoe bucket 68 around the Axis 88 moved in a controllable manner.
  • the actuator 96 for the bucket includes an electro-hydraulic one Backhoe bucket circuit 100, which with the hydraulic cylinder 98 of the bucket bucket 68 is connected and which the Flow of hydraulic fluid to the hydraulic cylinder 98 of the Backhoe bucket 68 supplies and controls.
  • the operator controls the movement of the bucket device 18 by manipulating the backhoe bucket command entry unit 102, the dipper stick input unit 104, the boom command input unit 106 and the input unit for the swiveling frame 62.
  • the backhoe bucket command input unit 102 is designed to be a Backhoe bucket command signal 108 depending on the Manipulation generated by the operator, which is proportional to a desired backhoe bucket movement.
  • the Control unit 50 is in communication with the backhoe bucket command input unit 102, which is for dipper stick input 104, the boom command input unit 106 and the Actuator 96 for backhoe bucket 68.
  • Control unit 50 receives the backhoe bucket command signal 108 and generates in response to this, a backhoe bucket control signal 110, which from the electro-hydraulic backhoe bucket circuit 100 is received.
  • the electro-hydraulic backhoe bucket circuit 100 responds to the bucket control signal 110 by adding hydraulic fluid to the hydraulic cylinder 98 the backhoe bucket 68 is passed, whereby the Hydraulic cylinder 98 corresponding to the bucket bucket 68 emotional.
  • the initial orientation or alignment of the bucket 68 relative to Gravity or to another coordinate system maintain to unload the material prematurely prevent or by an unchanged angle when dredging maintain.
  • the operator To the initial orientation of the Backhoe bucket 68 during boom 64 movement and / or the arm 66 in operation relative to To maintain gravity, the operator must continuously move the Operate backhoe bucket command input unit 102 to control the Adjust the orientation of the bucket bucket 68 if during the operation of the boom 64 and / or the dipper arm 66 be moved.
  • FIG. 3 shows an improved actuator control system, which is trained, an initial or original Orientation of the bucket 68 automatically maintain.
  • an angular velocity sensor 112 used for backhoe bucket 68 which is the Backhoe bucket 68 is assigned and which one in connection stands with the control unit 50.
  • the angular velocity sensor 112 of the backhoe bucket 68 is formed, the Angular velocity of the bucket 68 relative to one Detect Earth-related coordinate system and continuously a corresponding angular velocity signal 114 to generate.
  • the control unit 50 is designed to be a Angular velocity signal 114 of the bucket 68 to received and a bucket control signal 110 in response to be generated thereon, causing the backhoe bucket actuator 96 the bucket 68 moves such that the Backhoe bucket 68 a corresponding or desired Executes angular velocity.
  • an automatic Maintenance functions which are those of the Operator set original or initial Orientation of the low loader bucket 68 relative to gravity to maintain is the required or desired Bucket bucket 68 angular velocity substantially Zero.
  • the control unit 50 is designed to control the suspend automatic retention while the Backhoe bucket command signal 108 is received, if so the operator moves the low loader bucket 68.
  • the control unit 50 is also designed such that immediately after the backhoe bucket command signal ends 108 then the present orientation the backhoe bucket 68 as the initial Alignment of the backhoe bucket 68 is assumed.
  • a Maintenance command switch 116 is provided, which with the Control unit 50 is connected.
  • the maintenance command switch 116 is configured to receive a maintenance command signal 118 to generate, which an operation of the Maintenance command switch 116 by the operator corresponds to the operation of the automatic retention function to activate for the bucket bucket 68.
  • the Control unit 50 is designed, the angular velocity signal Ignore 114 of the low loader bucket unless it is the keep command signal 118 from the keep command switch 116 receives.
  • control unit 50 be formed be the angular velocity signal 114 of the Ignore backhoe bucket unless it is one Boom command signal 122 from the boom command input unit 106, or a dipper stick signal 120 from the for Arm command input unit 104 receives.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug, mit einem Rahmen (12), einer Bewegungseinheit (22;64,66), einem Werkzeug (24;68), einem Werkzeugaktuator (38;96), einem Winkelgeschwindigkeitssensor (54;112) und einer Steuereinheit (50). Die Bewegungseinheit (22;64,66) weist ein erstes Ende (26;76) und ein zweites Ende (30;86) auf, wobei das erste Ende (26;76) an dem Rahmen (12) angebracht ist. Das Werkzeug (24;68) ist um eine Achse (32;88) drehbar/schwenkbar an dem zweiten Ende (30;86) der Bewegungseinheit (22;94,66) angebracht und zur Verrichtung einer Arbeitsfunktion vorgesehen. Der Werkzeugaktuator (38;96) ist an dem Werkzeug (24;68) angebracht und ausgebildet, das Werkzeug (24;68) als Reaktion auf ein Werkzeugsteuersignal (52;110) um die Achse (32;88) kontrollierbar zu bewegen. Der Winkelgeschwindigkeitssensor (54;112) ist dem Werkzeug (24;68) zugeordnet und ausgebildet, die Winkelgeschwindigkeit des Werkzeugs (24;68) zu detektieren und kontinuierlich ein Winkelgeschwindigkeitssignal (56;114) zu generieren. Die Steuereinheit (50) weist rechnerische, Speicher -und/oder Echtzeitfähigkeiten auf und steht mit dem Werkzeugaktuator (38;69) und dem Winkelgeschwindigkeitssensor (54;112) in Verbindung. Die Steuereinheit (50) ist ausgebildet, ein Werkzeugsteuersignal (52;110) zu generieren, um kontinuierlich eine vorgebbare bzw. gewünschte Werkzeugwinkelgeschwindigkeit als Reaktion auf das Winkelgeschwindigkeitssignal (56;114) zu erzielen. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug, insbesondere einen Tieflöffelbagger und/oder ein Fahrzeug mit einem Frontlader.
Eine Vielzahl von Arbeitsfahrzeugen kann mit Werkzeugen ausgestattet werden, mit welchen eine Arbeitsfunktion ausgeführt werden kann. Beispiele für solche Arbeitsmaschinen beziehungsweise Arbeitsfahrzeuge umfassen eine große Vielfalt von Ladern, Baggern, Tele-Händlern und Gabelstaplern. Ein in Form eines Tieflöffelbaggers mit einem Lader ausgeführtes Arbeitsfahrzeug kann beispielsweise mit einem Werkzeug ausgestattet sein, welches eine Laderschaufel oder eine vergleichbare Anordnung aufweist, mit welchem Bagger- und Materialbearbeitungsfunktionen ausgeführt werden können. In diesem Fall ist ein Laderarm an dem Rahmen des Arbeitsfahrzeugs um eine im Wesentlichen horizontal angeordnete Achse drehbar bzw. schwenkbar angebracht. Das Werkzeug ist um eine im Wesentlichen horizontal angeordnete Achse an dem Laderarm angebracht. Ein Bediener des Arbeitsfahrzeugs steuert die Orientierung bzw. die Ausrichtung des Werkzeugs bezogen auf den Ladearm mit Hilfe eines Werkzeugaktuators. Weiterhin steuert der Bediener die Drehung bzw. Schwenkung des Laderarms relativ zum Rahmen des Arbeitsfahrzeugs mit Hilfe eines Laderarmaktuators. Beide Aktuatoren umfassen üblicherweise einen oder mehrere zweiseitig wirkende hydraulische Zylinder und einen dazugehörigen hydraulischen Kreislauf.
Während einer Arbeitsfunktion, auch beispielsweise während des Anhebens oder des Transports von Material mit dem Werkzeug, ist es wünschenswert, die anfängliche bzw. ursprüngliche Ausrichtung oder Orientierung des Werkzeugs relativ zur Schwerkraft beizubehalten, um ein vorzeitiges Abladen des Materials zu verhindern. Zur Beibehaltung der anfänglichen Orientierung der Laderschaufel relativ zur Schwerkraft muss ein Bediener kontinuierlich die Ausrichtung bzw. die Orientierung des Werkzeugs anpassen, insbesondere während einer Schwenk- bzw. Drehbewegung des Laderarms relativ zum Rahmen des Arbeitsfahrzeugs, wie sie beispielsweise während einer Aufwärtsbewegung auftritt, und/oder wenn der Fahrzeugrahmen seine Neigung während einer Bewegung über unebenes Gelände während eines Transportbetriebs verändert. Die kontinuierliche Anpassung der Ausrichtung des Werkzeugs erfordert von dem Bediener einen erhöhten Grad seiner Aufmerksamkeit sowie eine manuelle Fertigkeit, was insgesamt die Arbeitseffizienz verringert und die Ermüdung des Bedieners erhöht.
Während einer Arbeitsfunktion mit einer Tieflöffelschaufel, beispielsweise während des Anhebens oder des Ausbaggerns von Material, ist es wünschenswert, die ursprüngliche Ausrichtung der Tieflöffelschaufel relativ zur Schwerkraft beizubehalten, um ein vorzeitiges Abladen des Materials zu verhindern oder um eine unveränderliche Winkeleinstellung bzw. einen unveränderten Scherwinkel der Tieflöffelschaufel beizubehalten. Auch hierbei muss zur Beibehaltung der ursprünglichen bzw. anfänglichen Ausrichtung der Tieflöffelschaufel relativ zur Schwerkraft der Bediener kontinuierlich die Tieflöffelschaufelkommandoeingabeeinheit bedienen, um die Ausrichtung der Tieflöffelschaufel anzupassen, wenn der Ausleger und/oder der Löffelstiel der Tieflöffelvorrichtung sich während des Arbeitsbetriebs bewegen. Eine kontinuierliche Anpassung der Ausrichtung der Tieflöffelschaufel in Verbindung mit einer gleichzeitigen Manipulation der Auslegerkommandoeingabeeinheit und der Löffelstieleingabekommandoeinheit unter Berücksichtigung der Bewegung des Tieflöffelauslegers und des Löffelstiels erfordern von dem Bediener einen erhöhten Grad seiner Aufmerksamkeit und eine manuelle Fertigkeit, was ebenfalls die Arbeitseffizienz insgesamt verringert und die Ermüdung des Bedieners erhöht.
Eine Vielzahl von Vorrichtungen und Systemen wurden vorgeschlagenen, um eine automatische Ausrichtung bzw. Orientierung eines Werkzeugs anzusteuern, insbesondere für Werkzeuge wie eine Laderschaufel oder eine Tieflöffelschaufel. Beispiele für elektronische Sensoren und Ansteuersysteme sind aus den US 4,923,326, US 4,844,685, US 5,356,260 und US 6,233,511 bekannt. Die aus diesem Stand der Technik bekannten an Steuersysteme verwenden üblicherweise Positionssensoren, welche an unterschiedlichen Orten an dem Arbeitsfahrzeug angeordnet sind, um die Ausrichtung des Wehrzeugs relativ zum Rahmen des Arbeitsfahrzeugs zu detektieren und anzusteuern. Die aus diesem Stand Technik bekannten Steuersysteme sind aufwändig und daher teuer.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitsfahrzeug - insbesondere einen Tieflöffelbagger und/oder ein Fahrzeug mit einem Frontlader - der eingangs genannten Art anzugeben und weiterzubilden, durch welches die vorgenannten Probleme überwunden werden. Insbesondere soll ein ein Arbeitsfahrzeug angegeben werden, dessen Steuersystem zur Ansteuerung eines Werkzeugs vereinfacht ausgeführt und daher kostengünstiger implementiert werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs genannten Art löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach umfasst ein solches Arbeitsfahrzeug einen Rahmen, eine Bewegungseinheit, ein Werkzeug, einen Werkzeugaktuator, einen Winkelgeschwindigkeitssensor und eine Steuereinheit. Die Bewegungseinheit umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende, wobei das erste Ende an dem Rahmen angebracht ist. Das Werkzeug ist um eine Achse drehbar/schwenkbar an dem zweiten Ende der Bewegungseinheit angebracht und zur Verrichtung einer Arbeitsfunktion vorgesehen. Der Werkzeugaktuator ist an dem Werkzeug angebracht und ausgebildet, das Werkzeug als Reaktion auf ein Werkzeugsteuersignal um die Achse kontrollierbar zu bewegen. Der Winkelgeschwindigkeitssensor ist dem Werkzeug zugeordnet und ausgebildet, die Winkelgeschwindigkeit des Werkzeugs zu detektieren und kontinuierlich ein Winkelgeschwindigkeitssignal zu generieren. Die Steuereinheit weist rechnerische, Speicher- und/oder Echtzeitfähigkeiten auf und steht mit dem Werkzeugaktuator und dem Winkelgeschwindigkeitssensor in Verbindung. Die Steuereinheit ist ausgebildet, ein Werkzeugsteuersignal zu generieren, um kontinuierlich eine vorgebbare und/oder eine gewünschte Werkzeugwinkelgeschwindigkeit als Reaktion auf das Winkelgeschwindigkeitssignal zu erzielen.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass es nicht erforderlich ist, die Lageinformationen des Werkzeugs mit den aus dem Stand der Technik bekannten Lagesensoren zu bestimmen. Es wird vielmehr ein Winkelgeschwindigkeitssensor verwendet, welcher an dem Werkzeug angebracht oder dem Werkzeug zugeordnet ist, und welcher dazu verwendet wird, die Orientierung bzw. die Ausrichtung des Werkzeugs einerseits zu detektieren und andererseits eine festlegbare Orientierung des Werkzeugs relativ zu einer anfänglichen oder ursprünglichen Ausrichtung des Werkzeugs beizubehalten, und zwar unabhängig von der Ausrichtung des Rahmens des Arbeitsfahrzeugs. Hierzu wird eine Steuereinheit eingesetzt, beispielsweise in Form eines Computers oder eine Computerplatine. Der Winkelgeschwindigkeitssensor detektiert die Winkelgeschwindigkeit des Werkzeugs relativ zu einem erdbezogenen oder einem anderen Koordinatensystem. Jedenfalls ist nicht vorgesehen, die Winkelgeschwindigkeit des Werkzeugs oder die Lager- und Orientierungsinformationen des Werkzeugs unmittelbar relativ zu einem Fahrzeugkoordinatensystem zu bestimmen.
Winkelgeschwindigkeitssensoren, welche zum Einsatz der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind auf dem Markt erhältlich. So sind beispielsweise aus den Druckschriften US 4,628,734, US 5,850,035 und US 6,003,373 Winkelgeschwindigkeitssensoren bekannt, welche für die vorliegende Erfindung geeignet sind. Ein Beispiel eines solchen Winkelgeschwindigkeitssensors ist der BEI GYROCHIP ® Modell AQRS, welcher von der Firma Systron Donner Internal Devision der BEI Technologies of California angeboten wird.
Das erfindungsgemäße Arbeitsfahrzeug umfasst demgemäß ein verbessertes System zur Detektion und zur automatischen Ansteuerung der Orientierung eines Werkzeugs, welches drehbar/schwenkbar an einer Bewegungseinheit angebracht ist.
Unter einer Bewegungseinheit ist beispielsweise ein Ausleger zu verstehen, welcher ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist. Das erste Ende ist vorzugsweise um eine Auslegerachse drehbar/schwenkbar an dem Rahmen angebracht. Eine solche Konfiguration entspricht beispielsweise einer Ladervorrichtung.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine mit der Steuereinheit in Verbindung stehende Werkzeugkommandoeingabeeinheit vorgesehen und ausgebildet, ein Werkzeugkommandosignal als Reaktion einer einer gewünschten Werkzeugbewegung entsprechenden Betätigung durch einen Bediener zu generieren. Die Steuereinheit ist ausgebildet, das Werkzeugkommandosignal zu empfangen und als Reaktion hierauf ein Werkzeugsteuersignal zu generieren, um eine vorgebbare bzw. gewünschte Werkzeugbewegung zu erzielen. Die Steuereinheit ist weiterhin ausgebildet, nicht mehr auf das Winkelgeschwindigkeitssignal zu regieren, um eine vorgebbare bzw. gewünschte Werkzeugwinkelgeschwindigkeit zu erzielen, während das Werkzeugkontrollsignal empfangen wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, den Wert der vorgebbaren bzw. gewünschte Winkelgeschwindigkeit ungefähr Null zu wählen, wodurch eine anfängliche Werkzeugorientierung im Wesentlichen beibehaltbar ist.
Bevorzugt entspricht die anfängliche Werkzeugorientierung im Wesentlichen der Orientierung des Werkzeugs, die vorliegt, wenn die Werkzeugkommandoeingabeeinheit kein Werkzeugkommandosignal mehr generiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Werkzeugbeibehaltungskommandoschalter vorgesehen, welcher mit der Steuereinheit in Verbindung steht und welcher ausgebildet ist, ein Werkzeugbeibehaltungskommandosignal als Reaktion auf eine Betätigung des Bedieners zu generieren. Die Steuereinheit ist ferner ausgebildet, das Werkzeugbeibehaltungskommandosignal zu empfangen und das Winkelgeschwindigkeitssignal zu ignorieren, wenn nicht das Werkzeugbeibehaltungskommandosignal empfangen wird.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgebildet, das Winkelgeschwindigkeitssignal als Funktion der Zeit zu integrieren bzw. das Integral der von der Zeit abhängenden Funktion des Winkelgeschwindigkeitssignals nach der Zeit zu bestimmen. Hierdurch ist eine Abweichung einer anfänglichen Werkzeugorientierung berechenbar und es kann ein Werkzeugsteuersignal generiert werden, um eine vorgebbare bzw. gewünschte Abweichung des Werkzeugs zu erzielen. Die Steuereinheit ist weiterhin ausgebildet, nicht mehr auf das Winkelgeschwindigkeitssignal zu regieren, um die vorgebbare bzw. gewünschte Werkzeugwinkelgeschwindigkeit zu erzielen, um die vorgebbare bzw. gewünschte Abweichung des Werkzeugs zu erzielen. Vorzugsweise ist die vorgebbare bzw. gewünschte Abweichung des Werkzeugs im Wesentlichen Null.
Bevorzugt ist die Steuereinheit ausgebildet, nicht mehr auf das Winkelgeschwindigkeitssignal zu regieren, um die vorgegebene bzw. gewünschte Werkzeugwinkelgeschwindigkeit und die vorgegebene bzw. gewünschte Abweichung des Werkzeugs zu erzielen, während die Steuereinheit das Werkzeugkommandosignal empfängt.
Die vorgebbare bzw. gewünschte Abweichung des Werkzeugs ist in einer bevorzugten Ausführungsform im Wesentlichen Null, wodurch die anfängliche Werkzeugorientierung im Wesentlichen beibehaltbar ist.
Im Konkreten ist das erste Ende des Auslegers um eine Achse drehbar/schwenkbar an dem Rahmen angebracht. Das Arbeitsfahrzeug weist einen Auslegeraktuator auf, welcher an dem Ausleger und an den Rahmen angebracht ist. Der Auslegeraktuator ist ausgebildet, den Ausleger um die Achse kontrollierbar zu bewegen.
Sowohl der Werkzeugaktuator als auch der Auslegeraktuator könnte jeweils einen oder mehrere Hydraulikzylinder und einen entsprechenden elektronisch angesteuerten Hydraulikkreis aufweisen.
Das Werkzeug ist in einer bevorzugten Ausführungsform in Form einer Laderschaufel ausgeführt. Bei dem Arbeitsfahrzeug handelt es sich in diesem Fall um einen Lader, insbesondere um einen Frontlader. Allerdings könnte das Arbeitsfahrzeug auch in Form eines Tieflöffelbaggers ausgeführt sein. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich um einen Tieflöffelbagger, welcher eine (Front)-Ladervorrichtung aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst ein Laderschaufelaktuator einen Hydraulikzylinder und einen elektronisch ansteuerbaren Hydraulikreis. Der Hydraulikzylinder ist zwischen dem Ausleger und der Laderschaufel angeordnet. Der Laderschaufelaktuator ist ausgebildet, die Laderschaufel um die Achse als Reaktion auf ein Laderschaufelkommandosignal kontrollierbar zu bewegen. Ein Auslegeraktuator weist einen Hydraulikzylinder auf, welcher zwischen dem Rahmen und dem Ausleger angeordnet ist. Der Auslegeraktuator ist ausgebildet, den Ausleger um die Achse kontrollierbar zu bewegen. Eine Steuereinheit steht mit der Laderschaufelkommandoeingabeeinheit in Verbindung und ist ausgebildet, ein Laderschaufelsteuersignal zu erzeugen, um eine gewünschte Laderschaufelbewegung als Reaktion auf das Laderschaufelkommandosignal zu erzielen. Die Steuereinheit ist ausgebildet, ein Laderschaufelsteuersignal zu erzeugen, um kontinuierlich eine gewünschte Laderschaufelwinkelgeschwindigkeit als Redaktion auf das Winkelgeschwindigkeitssignal zu erzielen, wenn kein Laderschaufelkommandosignal empfangen wird.
Die Bewegungseinheit könnte alternativ oder zusätzlich einen Ausleger und einen Löffelstiel aufweisen, wobei der Ausleger ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist. Das erste Ende ist vorzugsweise drehbar/schwenkbar um eine Achse an dem Rahmen angeordnet. Der Löffelstiel weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, wobei das erste Ende um die Achse drehbar/schwenkbar an dem Ausleger angebracht ist. Bei dieser Ausführungsform könnte es sich beispielsweise um einen Tieflöffelbagger handeln.
Insbesondere bei einem Tieflöffelbagger ist ein Werkzeugaktuator vorgesehen, welcher einen Hydraulikzylinder und einen elektronisch ansteuerbaren Hydraulikkreis aufweist. Der Hydraulikzylinder ist zwischen dem Löffelstiel und dem Werkzeug angebracht. Ein Auslegeraktuator weist einen Hydraulikzylinder auf, welcher zwischen dem Rahmen und dem Ausleger angebracht ist. Der Auslegeraktuator ist ausgebildet, den Ausleger um die Achse kontrollierbar zu bewegen. Ein Löffelstielaktuator weist einen Hydraulikzylinder auf, welcher zwischen dem Ausleger und dem Löffelstiel angebracht ist. Der Löffelstielaktuator ist ausgebildet, den Löffelstiel um die Achse kontrollierbar zu bewegen.
Es könnte eine Werkzeugkommandoeingabeeinheit vorgesehen sein, welche mit der Steuereinheit in Verbindung steht und welche ausgebildet ist, ein Werkzeugkommandosignal als Reaktion auf eine einer gewünschten Werkzeugbewegung entsprechenden Betätigung eines Bedieners zu erzeugen. Eine Steuereinheit könnte mit der Werkzeugkommandoeingabeeinheit in Verbindung stehen und ausgebildet sein, ein Werkzeugsteuersignal zu erzeugen, um eine vorgebbare bzw. gewünschte Werkzeugbewegung als Reaktion auf das Werkzeugkommandosignal zu erzielen. Die Steuereinheit ist ausgebildet, ein Werkzeugsteuersignal zu generieren, um kontinuierlich eine gewünschte/vorgebbare Werkzeugwinkelgeschwindigkeit als Reaktion auf das Winkelgeschwindigkeitssignal zu erzielen, wenn kein Werkzeugkommandosignal 108 empfangen wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Auslegerkommandoeingabeeinheit vorgesehen, welche mit der Steuereinheit in Verbindung steht und welche ausgebildet ist, ein Auslegerkommandosignal als Reaktion auf eine einer gewünschten Auslegerbewegung entsprechenden Betätigung eines Bedieners zu erzeugen. Die Steuereinheit ist ausgebildet, das Winkelgeschwindigkeitssignal zu ignorieren, wenn nicht das Auslegerkommandosignal empfangen wird. Das Arbeitsfahrzeug weist eine Löffelstielkommandoeingabeeinheit auf, welche mit der Steuereinheit in Verbindung steht und welche ausgebildet ist, ein Löffelstielkommandosignal als Reaktion auf eine einer gewünschten Löffelstielbewegung entsprechenden Betätigung eines Bedieners zu generieren. Die Steuereinheit ist ausgebildet, das Winkelgeschwindigkeitssignal zu ignorieren, wenn nicht ein Löffelstielkommandosignal empfangen wird.
Der Rahmen könnte einen schwenkbaren Rahmen und eine Aktuator für den schwenkbaren Rahmen aufweisen, wobei das erste Ende des Auslegers an dem schwenkbaren Rahmen drehbar/schwenkbar angebracht sein könnte. Der Aktuator für den schwenkbaren Rahmen weist einen Hydraulikzylinder auf, welcher ausgebildet ist, den schwenkbaren Rahmen um eine Achse kontrollierbar zu bewegen.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1
eine Seitenansicht eines Tieflöffelbaggers,
Fig. 2
eine schematische Darstellung eines Systems zur Detektion der Orientierung und zur automatischen Steuerung einer Schaufel eines Laders und
Fig. 3
eine schematische Darstellung eines Systems zur Detektion der Orientierung und zur automatischen Steuerung einer Schaufel eines Tieflöffels.
Fig. 1 zeigt ein selbstangetriebenes Arbeitsfahrzeug, welches in Form eines Tieflöffelbaggers 10 ausgeführt ist. Ein Tieflöffelbagger 10 umfasst einen Rahmen 12, an welchem die mit dem Untergrund verbundenen Räder 14 angebracht sind, um das Fahrzeug zu tragen und fortzubewegen. An der Vorderseite des Fahrzeugs ist eine Ladervorrichtung 16 und an der Rückseite des Fahrzeugs ist eine Tieflöffelvorrichtung 18 angebracht. Sowohl die Ladervorrichtung 16 als auch die Tieflöffelvorrichtung 18 führen jeweils eine Vielzahl von Bagger- und Materialbearbeitungsfunktionen aus. Ein Bediener steuert die Funktionen des Fahrzeugs von einer Bedienerstation 20 aus.
Die Ladervorrichtung 16 umfasst einen Laderarm 22 und ein Werkzeug, wie beispielsweise eine Laderschaufel 24 oder eine andere Anordnung. Der Laderarm 22 umfasst ein erstes Ende 26, welches um eine horizontal angeordnete Laderarmachse 28 drehbar/schwenkbar an dem Rahmen 12 angebracht ist, und ein zweites Ende 30, an welchem die Laderschaufel 24 um eine horizontal angeordnete Laderschaufelachse 32 drehbar/schwenkbar angebracht ist.
Mit einem Laderarmaktuator kann der Laderarm 22 um die Laderarmachse 28 kontrolliert bewegt werden. Der Laderarmaktuator umfasst einen Hydraulikzylinder 36, welcher sich zwischen dem Rahmen 12 des Fahrzeugs und dem Laderarm 22 erstreckt. Ein Aktuator 38 für die Laderschaufel 24 umfasst einen Hydraulikzylinder 40, welcher sich zwischen dem Laderausleger 22 und der Laderschaufel 24 erstreckt. Mit dem Laderschaufelaktuator 38 ist die Laderschaufel 24 kontrollierbar um die Laderschaufelachse 32 bewegbar. In dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Laderschaufelaktuator 38 einen elektro-hydraulischen Laderschaufelkreis 42, welcher hydraulisch mit dem Hydraulikzylinder 40 der Laderschaufel 24 in Verbindung steht. Der elektro-hydraulische Laderschaufelkreislauf 42 versorgt und steuert den Fluss der Hydraulikflüssigkeit zu dem Hydraulikzylinder 40 der Laderschaufel 24.
Der Bediener steuert die Bewegung der Ladervorrichtung 16 durch die Betätigung einer Laderschaufelkommandoeingabeeinheit 44 und einer Laderarmkommandoeingabeeinheit 46. Die Laderschaufelkommandoeingabeeinheit 44 ist derart ausgebildet, dass sie ein Laderschaufelkommandosignal 48 in Abhängigkeit von der Betätigung des Bedieners erzeugt, welches Proportional zu einer gewünschten Laderschaufelbewegung ist. Eine Steuereinheit 50 ist mit der Laderschaufelkommandoeingabeeinheit 44 und dem Laderschaufelaktuator 38 in Verbindung und empfängt das Laderschaufelkommandosignal 48 und reagiert hierauf, indem die Steuereinheit 50 ein Laderschaufelsteuersignal 52 generiert, welches von dem elektro-hydraulischen Laderschaufelkreis 42 empfangen wird. Der elektro-hydraulische Laderschaufelkreis 42 reagiert auf das Laderschaufelsteuersignal 52, indem Hydraulikflüssigkeit zu dem Hydraulikzylinder 40 der Laderschaufel 24 geleitet wird, wodurch der Hydraulikzylinder 40 die Laderschaufel 24 entsprechend bewegt.
Während des Betriebs der Laderschaufel 24, beispielsweise während des Anhebens oder des Transportierens von Material, ist es wünschenswert, die anfängliche Orientierung bzw. Ausrichtung der Laderschaufel relativ zur Schwerkraft oder zu einem anderen Koordinatensystem beizubehalten, um ein vorzeitiges Abladen des Materials zu verhindern. Um die anfängliche Orientierung der Laderschaufel beizubehalten, wenn der Laderarm 22 während einer Aufwärtsbewegung relativ zu dem Rahmen 12 bewegt wird und während der Fahrzeugrahmen 12 seine Neigung während einer Bewegung über unebenes Gelände während eines Transportbetriebs verändert, muss der Bediener kontinuierlich die Laderschaufelkommandoeingabeeinheit 44 bedienen, um die Orientierung der Laderschaufel 24 anzupassen. Die kontinuierliche Anpassung der Orientierung der Laderschaufel 24 erfordert von dem Bediener einen erhöhten Grad seiner Aufmerksamkeit und eine manuelle Fertigkeit, was insgesamt die Arbeitseffizienz verringert und die Ermüdung des Bedieners erhöht.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines verbesserten Aktuaroransteuersystems, welches dazu ausgelegt ist, eine ursprüngliche oder eine gewünschte Orientierung der Laderschaufel 24 beizubehalten. Erfindungsgemäß wird ein der Laderschaufel zugeordneter Winkelgeschwindigkeitssensor 54 verwendet, welcher mit der Einheit 50 in Verbindung steht. Der Winkelgeschwindigkeitssensor 54 der Laderschaufel 24 ist ausgebildet, die Winkelgeschwindigkeit der Laderschaufel relativ zu einem Koordinatensystem der Erde bzw. der Umgebung zu detektieren und kontinuierlich ein entsprechendes Winkelgeschwindigkeitssignal 56 zu generieren. Die Steuereinheit 50 ist derart ausgebildet, das Winkelgeschwindigkeitssignal 56 zu empfangen und ein Laderschaufelsteuersignal 52 als Reaktion hierauf zu generieren, wodurch der Laderschaufelaktuator 38 die Laderschaufel 24 derart bewegt, dass eine vorgebbare bzw. gewünschte Winkelgeschwindigkeit der Laderschaufel 24 erzielt wird. Wenn es darum geht, eine automatische Beibehaltungsfunktion zum Beibehalten der von dem Bediener ursprünglich eingestellten Orientierung der Laderschaufel 24 relativ zur Schwerkraft zu erzielen, weist die erforderliche Winkelgeschwindigkeit der Laderschaufel 24 einen Wert von Null auf. Weiterhin ist die Steuereinheit 50 derart ausgebildet, die automatische Beibehaltungsfunktion auszusetzen, wenn der Bediener eine Bewegung der Laderschaufel 24 ansteuert, also wenn beispielsweise die Steuereinheit 50 ein Laderschaufelkommandosignal 48 empfängt. Die Steuereinheit 50 ist weiterhin derart ausgebildet, als anfängliche oder ursprüngliche Orientierung der Laderschaufel 24 die eingestellte Orientierung der Laderschaufel 24 anzunehmen, welche vorgelegt, sobald das Laderschaufelkommandosignal 48 ausbleibt bzw. endet.
Für Anwendungen, welche eine höhere Präzision bei einer Beibehaltung der ursprünglich eingestellten Orientierung der Laderschaufel 24 erfordern, ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Steuereinheit 50 derart ausgebildet, das sie rechnerische, gegebenenfalls Speicher- und Echtzeit-Fähigkeiten aufweist, insbesondere betreffend des Abspeicherns eines zeitlichen Verlaufs von Signalen oder einer Signalfolge. Die Steuereinheit 50 ist insbesondere derart ausgebildet, dass sie das Integral der Winkelgeschwindigkeit der Laderschaufel 24 als Funktion der Zeit lösen kann, um die Abweichung von der ursprünglich eingestellten Orientierung der Laderschaufel 24 bestimmen zu können. Die Steuereinheit 50 ist weiterhin ausgebildet, ein Laderschaufelsteuersignal 52 als Antwort auf eine Abweichung zu generieren, welche auftritt, wenn ein gewünschter bzw. vorgebbarer Abweichungsbereich für eine Orientierung der Laderschaufel 24 überschritten wird. Hierdurch bewegt der Aktuator 38 die Laderschaufel 24 derart, dass sich die Laderschaufel 24 in einem vorgegebenen Abweichungsbereich der Orientierung der Laderschaufel 24 befindet. Falls eine automatische Beibehaltungsfunktion zur Verfügung gestellt werden soll, welche die von dem Bediener eingestellte ursprüngliche bzw. anfängliche Orientierung der Laderschaufel 24 relativ zur Schwerkraft beibehalten soll, ist die vorgebbare oder gewünschte Abweichung bzw. der vorgebbare oder gewünschte Abweichungsbereich der Orientierung der Laderschaufel 24 ungefähr Null. Zusätzlich ist die Steuereinheit 50 ausgebildet, um nicht mehr auf eine gewünschte Winkelgeschwindigkeit der Laderschaufel 24 zu regieren, wenn sie auf den vorgebbaren bzw. gewünschten Abweichungsbereich der Orientierung der Laderschaufel reagiert.
Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels ist ein Beibehaltungskommandoschalter 58 der Ladervorrichtung 18 in Verbindung mit der Steuereinheit 50. Der Beibehaltungskommandoschalter 58 ist ausgebildet, ein Beibehaltungskommandosignal 60 zu erzeugen, welches einer Betätigung des Beibehaltungskommandoschalters 58 durch den Bediener entspricht, um den Betrieb der automatischen Beibehaltungsfunktion für die Laderschaufel 24 zu aktivieren. Die Steuereinheit 50 ist ausgebildet, das die Laderschaufel 24 betreffende Winkelgeschwindigkeitssignal 56 zu ignorieren, sofern sie nicht das Beibehaltungskommandosignal 60 von dem Beibehaltungskommandoschalter 58 empfängt.
Die Tieflöffelvorrichtung 18 umfasst einen schwenkbaren Rahmen 62, einen Ausleger 64 bzw. einen Heckbaggerausleger, einen Löffelstiel 66 und ein Werkzeug, beispielsweise eine Tieflöffelschaufel 68 oder eine andere Anordnung. Der schwenkbare Rahmen 62 umfasst ein erstes Ende 70, welches um eine im Wesentlichen vertikal angeordnete Achse 72 drehbar/schwenkbar am Rahmen 12 angeordnet ist, sowie ein zweites Ende 74. Der Ausleger 64 umfasst einen erstes Ende 76, welches um eine im Wesentlichen horizontal angeordnete Achse 78 des Tieflöffelauslegers drehbar an dem zweiten Ende 74 des schwenkbaren Rahmens 62 angeordnet ist, sowie ein zweites Ende 80. Der Löffelstiel 66 umfasst ein erstes Ende 82, welches um eine im Wesentlichen horizontal angeordnete Achse 84 des Löffelstiels drehbar an dem zweiten Ende 80 des Auslegers 64 angeordnet ist, und ein zweites Ende 86, an welchem die Schaufel 68 des Tieflöffels um eine im Wesentlichen horizontal angeordnete Achse 88 drehbar angeordnet ist.
Ein Aktuator für den schwenkbaren Rahmen 62, welcher einen hydraulischen Zylinder 90 aufweist und welcher zwischen dem Rahmen 12 des Fahrzeugs 10 und dem schwenkbaren Rahmen 62 angeordnet ist, bewegt den schwenkbaren Rahmen 62 um die vertikal angeordnete Achse 72 in kontrollierbarer Weise. Ein Aktuator für den Ausleger 64 umfasst einen hydraulischen Zylinder 92, welcher zwischen dem schwenkbaren Rahmen 62 und dem Ausleger 64 angeordnet ist und welcher den Ausleger 64 um die Achse 78 in kontrollierbarer Weise bewegt. Ein Aktuator für den Löffelstiel 66 umfasst einen hydraulischen Zylinder 94, welcher zwischen dem Ausleger 64 und dem Löffelstiel 66 angeordnet ist und welcher den Löffelstiel 66 um die Achse 84 in kontrollierbarer Weise bewegt. Ein Aktuator 96 für die Tieflöffelschaufel umfasst einen hydraulischen Zylinder 98, welcher zwischen dem Löffelstiel 66 und der Tieflöffelschaufel 68 angeordnet ist und welcher die Tieflöffelschaufel 68 um die Achse 88 in kontrollierbarer Weise bewegt. Der Aktuator 96 für die Tieflöffelschaufel umfasst einen elektro-hydraulischen Tieflöffelschaufelkreis 100, welcher mit dem Hydraulikzylinder 98 der Tieflöffelschaufel 68 in Verbindung steht und welcher den Fluss der Hydraulikflüssigkeit zu dem Hydraulikzylinder 98 der Tieflöffelschaufel 68 versorgt und steuert.
Der Bediener steuert die Bewegung der Tieflöffelvorrichtung 18 durch die Manipulation der Tieflöffelschaufelkommandoeingabeeinheit 102, der Löffelstielkommandoeingabeeinheit 104, der Auslegerkommandoeingabeeinheit 106 und der Eingabeeinheit für den schwenkbaren Rahmen 62. Die Tieflöffelschaufelkommandoeingabeeinheit 102 ist derart ausgebildet, dass sie ein Tieflöffelschaufelkommandosignal 108 in Abhängigkeit von der Manipulation des Bedieners erzeugt, welches proportional zu einer gewünschten Tieflöffelschaufelbewegung ist. Die Steuereinheit 50 ist in Verbindung mit der Tieflöffelschaufelkommandoeingabeeinheit 102, der für Löffelstielkommandoeingabeeinheit 104, der Auslegerkommandoeingabeeinheit 106 und dem Aktuator 96 für die Tieflöffelschaufel 68. Die Steuereinheit 50 empfängt das Tieflöffelschaufelkommandosignal 108 und erzeugt als Antwort hierauf ein Tieflöffelschaufelsteuersignal 110, welches von dem elektro-hydraulischen Tieflöffelschaufelkreis 100 empfangen wird. Der elektro-hydraulische Tieflöffelschaufelkreis 100 reagiert auf das Tieflöffelschaufelsteuersignal 110, indem Hydraulikflüssigkeit zu dem Hydraulikzylinder 98 der Tieflöffelschaufel 68 geleitet wird, wodurch der Hydraulikzylinder 98 die Tieflöffelschaufel 68 entsprechend bewegt.
Während des Betriebs mit der Tieflöffelschaufel 68, beispielsweise während des Anhebens oder des Ausbaggerns von Material, ist es wünschenswert, die anfängliche Orientierung bzw. Ausrichtung der Tieflöffelschaufel 68 relativ zur Schwerkraft oder zu einem anderen Koordinatensystem beizubehalten, um ein vorzeitiges Abladen des Materials zu verhindern oder um einen unveränderten Winkel bei dem Ausbaggern beizubehalten. Um die anfängliche Orientierung der Tieflöffelschaufel 68 während einer Bewegung des Auslegers 64 und/oder des Löffelstiels 66 im Arbeitsbetrieb relativ zur Schwerkraft beizubehalten, muss der Bediener kontinuierlich die Tieflöffelschaufelkommandoeingabeeinheit 102 bedienen, um die Orientierung der Tieflöffelschaufel 68 anzupassen, wenn während des Arbeitsbetriebs der Ausleger 64 und/oder der Löffelstiel 66 bewegt werden. Eine Anpassung der Orientierung der Tieflöffelschaufel 68 in Verbindung mit der gleichzeitigen Bedienung der Auslegerkommandoeingabeeinheit 106 und der Löffelstielkommandoeingabeeinheit 104 und einer hiermit verbundenen Bewegung des Tieflöffelauslegers 64 und des Löffelstiels 66, erfordert von dem Bediener einen erhöhten Grad seiner Aufmerksamkeit und eine manuelle Fertigkeit, was insgesamt die Arbeitseffizienz verringert und die Ermüdung des Bedieners erhöht.
Fig. 3 zeigt ein verbessertes Aktuatorsteuersystem, welches ausgebildet ist, eine anfängliche bzw. ursprüngliche Orientierung der Tieflöffelschaufel 68 automatisch beizubehalten. Hierzu wird ein Winkelgeschwindigkeitssensor 112 für die Tieflöffelschaufel 68 verwendet, welcher der Tieflöffelschaufel 68 zugeordnet ist und welcher in Verbindung mit der Steuereinheit 50 steht. Der Winkelgeschwindigkeitssensor 112 der Tieflöffelschaufel 68 ist ausgebildet, die Winkelgeschwindigkeit der Tieflöffelschaufel 68 relativ zu einem erdbezogenen Koordinatensystem zu detektieren und kontinuierlich ein entsprechendes Winkelgeschwindigkeitssignal 114 zu generieren. Die Steuereinheit 50 ist ausgebildet, ein Winkelgeschwindigkeitssignal 114 der Tieflöffelschaufel 68 zu empfangen und ein Tieflöffelschaufelsteuersignal 110 als Antwort hierauf zu generieren, wodurch der Tieflöffelschaufelaktuator 96 die Tieflöffelschaufel 68 derart bewegt, das die Tieflöffelschaufel 68 eine entsprechende bzw. gewünschte Winkelgeschwindigkeit ausführt. Falls eine automatische Beibehaltungsfunktionen vorgesehen ist, welche die von dem Bediener eingestellte ursprüngliche bzw. anfängliche Orientierung der Tiefladerschaufel 68 relativ zur Schwerkraft beibehalten soll, ist die erforderliche oder gewünschte Winkelgeschwindigkeit der Tieflöffelschaufel 68 im Wesentlichen Null. Weiterhin ist die Steuereinheit 50 ausgebildet, um die automatische Beibehaltungsfunktion auszusetzen, während das Tieflöffelschaufelkommandosignal 108 empfangen wird, wenn also der Bediener eine Bewegung der Tiefladerschaufel 68 vornimmt. Die Steuereinheit 50 ist weiterhin derart ausgebildet, dass unmittelbar nach Beendigung des Tieflöffelschaufelkommandosignals 108 die dann vorliegende Orientierung bzw. Ausrichtung der Tieflöffelschaufel 68 als anfängliche bzw. ursprüngliche Ausrichtung der Tieflöffelschaufel 68 angenommen wird.
Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels ist ein Beibehaltungskommandoschalter 116 vorgesehen, welcher mit der Steuereinheit 50 in Verbindung steht. Der Beibehaltungskommandoschalter 116 ist ausgebildet, um ein Beibehaltungskommandosignal 118 zu generieren, welches einer Bedienung des Beibehaltungskommandoschalters 116 durch den Bediener entspricht, um den Betrieb der automatischen Beibehaltungsfunktion für die Tieflöffelschaufel 68 zu aktivieren. Die Steuereinheit 50 ist ausgebildet, das Winkelgeschwindigkeitssignal 114 der Tiefladerschaufel zu ignorieren, sofern sie nicht das Beibehaltungskommandosignal 118 von dem Beibehaltungskommandoschalter 116 empfängt.
Gemäß eines alternativen Ausführungsbeispiels, bei welchem die Tieflöffelarbeiten üblicherweise nur dann ausgeführt werden, wenn das Fahrzeug sich nicht fortbewegt bzw. stationär angeordnet ist, ist eine Verstellung der anfänglichen Ausrichtung der Tiefladerschaufel 68 üblicherweise nur aufgrund einer entsprechenden Bewegung des Auslegers 64 oder des Löffelstiels 66 erforderlich, um die anfängliche Ausrichtung der Tieflöffelschaufel 68 beizubehalten. Zum Minimieren der Zeitspanne der automatischen Beibehaltungsfunktion für die Tieflöffelschaufel 68 könnte die Steuereinheit 50 ausgebildet sein, das Winkelgeschwindigkeitssignal 114 der Tieflöffelschaufel zu ignorieren, sofern sie nicht ein Auslegerkommandosignal 122 von der Auslegerkommandoeingabeeinheit 106, oder ein Löffelstielkommandosignal 120 von der für Löffelstielkommandoeingabeeinheit 104 empfängt.
Abschließend sei ganz besonders darauf hingewiesen, dass die voranstehend erörterten Ausführungsbeispiele lediglich zur Beschreibung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.

Claims (21)

  1. Arbeitsfahrzeug, mit einem Rahmen (12), einer Bewegungseinheit (22; 64, 66), einem Werkzeug (24; 68), einem Werkzeugaktuator (38; 69), einem Winkelgeschwindigkeitssensor (54; 112) und einer Steuereinheit (50), wobei die Bewegungseinheit (22; 64, 66) ein erstes Ende (26; 76) und ein zweites Ende (30; 86) aufweist, wobei das erste Ende (26; 76) an dem Rahmen (12) angebracht ist, wobei das Werkzeug (24; 68) um eine Achse (32; 88) drehbar/schwenkbar an dem zweiten Ende (30; 86) der Bewegungseinheit (22; 94, 66) angebracht und zur Verrichtung einer Arbeitsfunktion vorgesehen ist, wobei der Werkzeugaktuator (38; 96) an dem Werkzeug (24; 68) angebracht und ausgebildet ist, das Werkzeug (24; 68) als Reaktion auf ein Werkzeugsteuersignal (52; 110) um die Achse (32; 88) kontrollierbar zu bewegen, wobei der Winkelgeschwindigkeitssensor (54; 112) dem Werkzeug (24; 68) zugeordnet und ausgebildet ist, die Winkelgeschwindigkeit des Werkzeugs (24; 68) zu detektieren und kontinuierlich ein Winkelgeschwindigkeitssignal (56; 114) zu generieren, wobei die Steuereinheit (50) rechnerische, Speicher- und/oder Echtzeitfähigkeiten aufweist und mit dem Werkzeugaktuator (38; 69) und dem Winkelgeschwindigkeitssensor (54; 112) in Verbindung steht, und wobei die Steuereinheit (50) ausgebildet ist, ein Werkzeugsteuersignal (52; 110) zu generieren, um kontinuierlich eine vorgebbare bzw. gewünschte Werkzeugwinkelgeschwindigkeit als Reaktion auf das Winkelgeschwindigkeitssignal (56; 114) zu erzielen.
  2. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Bewegungseinheit (22; 64, 66) einen Ausleger (22) mit einem ersten Ende (26) und einem zweiten Ende (30) aufweist, und wobei das erste Ende (26) - vorzugsweise um eine Auslegerachse (28) drehbar/schwenkbar - an dem Rahmen (12) angebracht ist.
  3. Arbeitsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine mit der Steuereinheit (50) in Verbindung stehende Werkzeugkommandoeingabeeinheit (44; 102) vorgesehen und ausgebildet ist, ein Werkzeugkommandosignal (48; 108) als Reaktion einer einer gewünschten Werkzeugbewegung entsprechenden Betätigung durch einen Bediener zu generieren, wobei die Steuereinheit (50) ausgebildet ist, das Werkzeugkommandosignal (48; 108) zu empfangen und als Reaktion hierauf ein Werkzeugsteuersignal (52; 110) zu generieren, um eine vorgebbare bzw. gewünschte Werkzeugbewegung zu erzielen und wobei die Steuereinheit (50) ausgebildet ist, nicht mehr auf das Winkelgeschwindigkeitssignal (56; 114) zu regieren, um eine vorgebbare bzw. gewünschte Werkzeugwinkelgeschwindigkeit zu erzielen, während das Werkzeugkontrollsignal (48; 108) empfangen wird.
  4. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 3, wobei die vorgebbare bzw. gewünschte Winkelgeschwindigkeit Null ist, wodurch eine anfängliche Werkzeugorientierung im Wesentlichen beibehaltbar ist.
  5. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, wobei die anfängliche Werkzeugorientierung im Wesentlichen der Orientierung des Werkzeugs (24; 68) entspricht, die vorliegt, wenn die Werkzeugkommandoeingabeeinheit (44; 102) kein Werkzeugkommandosignal (48; 108) mehr generiert.
  6. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Werkzeugbeibehaltungskommandoschalter (58; 116) vorgesehen ist, welcher mit der Steuereinheit (50) in Verbindung steht und welcher ausgebildet ist, ein Werkzeugbeibehaltungskommandosignal (60; 118) als Reaktion auf eine Betätigung des Bedieners zu generieren, und wobei die Steuereinheit (50) ausgebildet ist, das Werkzeugbeibehaltungskommandosignal (60; 118) zu empfangen und das Winkelgeschwindigkeitssignal (56; 114) zu ignorieren, wenn nicht das Werkzeugbeibehaltungskommandosignal (60; 118) empfangen wird.
  7. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuereinheit (50) ausgebildet ist, das Winkelgeschwindigkeitssignal (56; 114) als Funktion der Zeit zu integrieren, um eine Abweichung einer anfänglichen Werkzeugorientierung zu berechnen und ein Werkzeugsteuersignal (52; 110) zu generieren, um eine vorgebbare bzw. gewünschte Abweichung des Werkzeugs zu erzielen, wobei die Steuereinheit (50) ausgebildet ist, nicht mehr auf das Winkelgeschwindigkeitssignal (56; 114) zu regieren, um die vorgebbare bzw. gewünschte Werkzeugwinkelgeschwindigkeit zu erzielen, um die vorgebbare bzw. gewünschte Abweichung des Werkzeugs zu erzielen, und wobei vorzugsweise die vorgebbare bzw. gewünschte Abweichung des Werkzeugs im Wesentlichen Null ist.
  8. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuereinheit (50) ausgebildet ist, nicht mehr auf das Winkelgeschwindigkeitssignal (56; 114) zu regieren, um die vorgegebene bzw. gewünschte Werkzeugwinkelgeschwindigkeit und die vorgegebene bzw. gewünschte Abweichung des Werkzeugs zu erzielen, während die Steuereinheit (50) das Werkzeugkommandosignal (48; 108) empfängt.
  9. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 8, wobei die vorgebbare bzw. gewünschte Abweichung des Werkzeugs im Wesentlichen Null ist, wodurch die anfängliche Werkzeugorientierung im Wesentlichen beibehaltbar ist.
  10. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das erste Ende (26) des Auslegers (22) um eine Achse (28) drehbar/schwenkbar an dem Rahmen (12) angebracht ist, wobei das Arbeitsfahrzeug (10) einen Auslegeraktuator (36) aufweist, welcher an dem Ausleger (22) und an den Rahmen (12) angebracht ist, und wobei der Auslegeraktuator (36) ausgebildet ist, den Ausleger (22) um die Achse (28) kontrollierbar zu bewegen.
  11. Arbeitsfahrzeug Anspruch 10, wobei sowohl der Werkzeugaktuator (38) als auch der Auslegeraktuator (36) jeweils einen oder mehrere Hydraulikzylinder (36, 40) und einen entsprechenden elektronisch angesteuerten Hydraulikkreis (42) aufweisen.
  12. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Werkzeug in Form einer Laderschaufel (24) ausgeführt ist und/oder wobei das Arbeitsfahrzeug (10) in Form eines Laders und/oder in Form eines Tieflöffelbaggers ausgeführt ist.
  13. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 12, wobei ein Laderschaufelaktuator (38) einen Hydraulikzylinder (40) und einen elektronisch ansteuerbaren Hydraulikreis (42) umfasst, wobei der Hydraulikzylinder (40) zwischen dem Ausleger (22) und der Laderschaufel (24) angeordnet ist, wobei der Laderschaufelaktuator (38) ausgebildet ist, die Laderschaufel (24) um die Achse (32) als Reaktion auf ein Laderschaufelkommandosignal (48) kontrollierbar zu bewegen, wobei ein Auslegeraktuator einen Hydraulikzylinder (36) aufweist, welcher zwischen dem Rahmen (12) und dem Ausleger (22) angeordnet ist, wobei der Auslegeraktuator ausgebildet ist, den Ausleger (22) um die Achse (28) kontrollierbar zu bewegen, wobei eine Steuereinheit (50) mit der Laderschaufelkommandoeingabeeinheit (44) in Verbindung steht und ausgebildet ist, ein Laderschaufelsteuersignal (52) zu erzeugen, um eine gewünschte Laderschaufelbewegung als Reaktion auf das Laderschaufelkommandosignal (48) zu erzielen, und wobei die Steuereinheit (50) ausgebildet ist, ein Laderschaufelsteuersignal (52) zu erzeugen, um kontinuierlich eine gewünschte Laderschaufelwinkelgeschwindigkeit als Redaktion auf das Winkelgeschwindigkeitssignal (56) zu erzielen, wenn kein Laderschaufelkommandosignal (48) empfangen wird.
  14. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Bewegungseinheit (22; 64, 66) einen Ausleger (64) und einen Löffelstiel (66) aufweist, wobei der Ausleger (64) ein erstes Ende (67) und ein zweites Ende (80) aufweist, wobei das erste Ende (76) - vorzugsweise drehbar/schwenkbar um eine Achse (78) - an dem Rahmen (12) angeordnet ist, wobei der Löffelstiel (66) ein erstes Ende (82) und ein zweites Ende (86) aufweist, und wobei das erste Ende (82) um die Achse (84) drehbar/schwenkbar an dem Ausleger (64) angebracht ist.
  15. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 14, wobei ein Werkzeugaktuator (96) vorgesehen ist, welcher einen Hydraulikzylinder (98) und einen elektronisch ansteuerbaren Hydraulikkreis (100) aufweist, und wobei der Hydraulikzylinder (98) zwischen dem Löffelstiel (66) und dem Werkzeug (68) angebracht ist.
  16. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 14 oder 15, wobei ein Auslegeraktuator einen Hydraulikzylinder (92) aufweist, welcher zwischen dem Rahmen (12) und dem Ausleger (64) angebracht ist, und wobei der Auslegeraktuator ausgebildet ist, den Ausleger (64) um die Achse (78) kontrollierbar zu bewegen.
  17. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei ein Löffelstielaktuator einen Hydraulikzylinder (94) aufweist, welcher zwischen dem Ausleger (64) und dem Löffelstiel (66) angebracht ist, und wobei der Löffelstielaktuator ausgebildet ist, den Löffelstiel (66) um die Achse (84) kontrollierbar zu bewegen.
  18. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei eine Werkzeugkommandoeingabeeinheit (102) mit der Steuereinheit (50) in Verbindung steht und ausgebildet ist, ein Werkzeugkommandosignal (108) als Reaktion auf eine einer gewünschten Werkzeugbewegung entsprechenden Betätigung eines Bedieners zu erzeugen.
  19. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei eine Steuereinheit (50) mit der Werkzeugkommandoeingabeeinheit (102) in Verbindung steht und ausgebildet ist, ein Werkzeugsteuersignal (110) zu erzeugen, um eine vorgebbare bzw. gewünschte Werkzeugbewegung als Reaktion auf das Werkzeugkommandosignal (108) zu erzielen, und wobei die Steuereinheit (50) ausgebildet ist, ein Werkzeugsteuersignal (110) zu generieren, um kontinuierlich eine vorgebbare/gewünschte Werkzeugwinkelgeschwindigkeit als Reaktion auf das Winkelgeschwindigkeitssignal (114) zu erzielen, wenn kein Werkzeugkommandosignal (108) empfangen wird.
  20. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei eine Auslegerkommandoeingabeeinheit (106) vorgesehen ist, welche mit der Steuereinheit (50) in Verbindung steht und ausgebildet ist, ein Auslegerkommandosignal (122) als Reaktion auf eine einer gewünschten Auslegerbewegung entsprechenden Betätigung eines Bedieners zu erzeugen, wobei die Steuereinheit (50) ausgebildet ist, das Winkelgeschwindigkeitssignal (114) zu ignorieren, wenn nicht das Auslegerkommandosignal (122) empfangen wird, wobei das Arbeitsfahrzeug (10) eine Löffelstielkommandoeingabeeinheit (104) aufweist, welche mit der Steuereinheit (50) in Verbindung steht und ausgebildet ist, ein Löffelstielkommandosignal (120) als Reaktion auf eine einer gewünschten Löffelstielbewegung entsprechenden Betätigung eines Bedieners zu generieren, und wobei die Steuereinheit (50) ausgebildet ist, das Winkelgeschwindigkeitssignal (114) zu ignorieren, wenn nicht ein Löffelstielkommandosignal (120) empfangen wird.
  21. Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei der Rahmen (12) einen schwenkbaren Rahmen (62) und eine Aktuator für den schwenkbaren Rahmen (62) aufweist, wobei das erste Ende (76) des Auslegers (64) an dem schwenkbaren Rahmen (62) drehbar/schwenkbar angebracht ist, und wobei der Aktuator für den schwenkbaren Rahmen (62) einen Hydraulikzylinder (90) aufweist, welcher ausgebildet ist, den schwenkbaren Rahmen (62) um eine Achse (72) kontrollierbar zu bewegen.
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