DE102022202876A1

DE102022202876A1 - Indirect detection of a movement of a working device

Info

Publication number: DE102022202876A1
Application number: DE102022202876.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas HEINZLER; Markus Birk
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-03-24
Filing date: 2022-03-24
Publication date: 2023-09-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Verfahrbewegung eines Arbeitsgeräts (103) einer Arbeitsmaschine (101). Die Verfahrbewegung wird anhand mindestens einer kinematischen Größe (α) einer Karosserie und/oder eines Rahmens der Arbeitsmaschine (101) erkannt.The invention relates to a method for detecting a movement of a working device (103) of a working machine (101). The movement is recognized based on at least one kinematic variable (α) of a body and/or a frame of the work machine (101).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 12, ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 13, ein Computerprogramm nach Anspruch 14 und ein Steuergerät nach Anspruch 15.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1, a method according to the preamble of claim 12, a method according to the preamble of claim 13, a computer program according to claim 14 and a control device according to claim 15.

Um ein Arbeitsgerät einer Arbeitsmaschine zu verfahren, wird Motorleistung benötigt. Das Arbeitsgerät konkurriert daher mit dem Antriebsstrang um Motorleistung. Um zu verhindern, dass der Motor infolge einer Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts abstirbt, muss ausreichend Motorleistung vorgehalten werden. Ist eine entsprechende Verfahrbewegung zu erwarten, darf der Antriebsstrang nur mit entsprechend verminderter Leistung betrieben werden.Motor power is required to move the implement of a work machine. The implement therefore competes with the drive train for engine power. In order to prevent the engine from stopping as a result of the implement moving, sufficient engine power must be available. If a corresponding movement is to be expected, the drive train may only be operated with correspondingly reduced power.

Aus EP 3 409 846 B1 ist ein Bagger bekannt, dessen Arm in seinen Gelenken Winkelsensoren aufweist. Durch Auswertung der Sensorsignale lässt sich die Position einer von dem Arm geführten Baggerschaufel ermitteln. Sollen die Sensorsignale in einem Motor- oder Getriebesteuergerät ausgewertet werden, sind entsprechende Signalleitungen erforderlich. Diese verlaufen durch den Arm des Baggers und sind daher mechanischen Belastungen ausgesetzt. Infolgedessen steigt das Risiko von Beschädigungen oder eines vorzeitigen Ausfalls infolge von Materialermüdung. verteuern die Sensoren und Signalleitungen die Herstellung des Baggers.Out of EP 3 409 846 B1 An excavator is known whose arm has angle sensors in its joints. By evaluating the sensor signals, the position of an excavator bucket guided by the arm can be determined. If the sensor signals are to be evaluated in an engine or transmission control unit, appropriate signal lines are required. These run through the arm of the excavator and are therefore exposed to mechanical stress. As a result, the risk of damage or premature failure due to material fatigue increases. The sensors and signal lines make the production of the excavator more expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bereitstellung von Motorleistung für eine Verfahrbewegung eines Arbeitsgeräts einer Arbeitsmaschine gegenüber dem Stand der Technik zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 12, ein Verfahren nach Anspruch 13, ein Computerprogramm nach Anspruch 14 und ein Steuergerät nach Anspruch 15. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung.The invention is based on the object of improving the provision of motor power for a movement of a working device of a working machine compared to the prior art. This object is achieved by a method according to claim 1, a method according to claim 12, a method according to claim 13, a computer program according to claim 14 and a control device according to claim 15. Preferred developments are contained in the subclaims and result from the following description.

Um für die Verfahrbewegung eines Arbeitsgeräts einer Arbeitsmaschine genügend Motorleistung zur Verfügung zu stellen, muss die Verfahrbewegung zunächst erkannt werden. Hierzu dient ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren. Dieses ist ebenso wie die weiteren erfindungsgemäßen Verfahren und deren bevorzugte Weiterbildungen vorzugsweise computerimplentiert.In order to provide sufficient engine power for the traversing movement of a working machine, the traversing movement must first be recognized. A first method according to the invention is used for this purpose. This, like the other methods according to the invention and their preferred developments, is preferably computer-implemented.

Bei der Arbeitsmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine Baumaschine, etwa einen Radlader oder einen Bagger, oder um eine Landmaschine. Die Arbeitsmaschine weist ein Arbeitsgerät, zum Beispiel eine Schaufel oder eine Gabel auf. Diese ist verfahrbar, das heißt relativ zu einer Karosserie und/oder einem Rahmen der Arbeitsmaschine bewegbar. Entsprechende Bewegungen des Arbeitsgeräts werden Verfahrbewegungen genannt.The work machine is preferably a construction machine, such as a wheel loader or an excavator, or an agricultural machine. The working machine has a working device, for example a shovel or a fork. This is movable, that is, movable relative to a body and/or a frame of the work machine. Corresponding movements of the working device are called traversing movements.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass jede Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts infolge des Prinzips von Actio und Reactio mit einer Gegenbewegung der Karosserie und/oder des Rahmens der Arbeitsmaschine einhergeht. Anhand von Bewegungen der Karosserie und/oder des Rahmens ist es daher möglich, auf Verfahrbewegungen des Arbeitsgeräts zu schließen. Dadurch ist es möglich, einen oder mehrere karosserie- und/oder rahmenfeste Sensoren zum Messen der kinematischen Größe zu verwenden. Dies ist von Vorteil, da sich ein karosseriefester Sensor in unmittelbarer räumlicher Nähe zu einem Steuergerät anordnen lässt, welches Signale des Sensors verarbeitet. Auch ist eine Anordnung des Sensoren direkt an oder in dem Steuergerät möglich. Defektanfällige und teure Verkabelungen lassen sich somit einsparen.The invention is based on the knowledge that every movement of the work machine is accompanied by a countermovement of the body and/or frame of the work machine as a result of the principle of actio and reaction. Based on movements of the body and/or the frame, it is therefore possible to infer movement movements of the implement. This makes it possible to use one or more sensors fixed to the body and/or frame to measure the kinematic size. This is advantageous because a body-mounted sensor can be arranged in close proximity to a control unit that processes signals from the sensor. It is also possible to arrange the sensor directly on or in the control unit. Defect-prone and expensive cabling can thus be saved.

Gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren wird die Verfahrbewegung entsprechend anhand einer kinematischen Größe der Karosserie und/oder des Rahmens der Arbeitsmaschine erkannt.According to the first method according to the invention, the traversing movement is recognized accordingly based on a kinematic size of the body and/or the frame of the work machine.

Eine kinematische Größe bezeichnet eine physikalische Größe, die eine Bewegung eines Festkörpers, vorliegend der Karosserie und/oder des Rahmens der Arbeitsmaschine, mindestens teilweise beschreibt. Insbesondere kann es sich bei der Größe um eine Ortsgröße, das heißt eine Größe, die den Ort der Karosserie und/oder des Rahmens der Arbeitsmaschine mindestens teilweise beschreibt, oder um eine einfache oder mehrfache zeitliche Abweichung davon, etwa Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Ruck, handeln.A kinematic quantity refers to a physical quantity that at least partially describes a movement of a solid body, in this case the body and/or the frame of the work machine. In particular, the size can be a location size, that is, a size that at least partially describes the location of the body and/or frame of the work machine, or a single or multiple temporal deviation therefrom, such as speed, acceleration or jerk .

Bevorzugt wird die Verfahrbewegung anhand eines zeitlichen Verlaufs der kinematischen Größe erkannt. Der zeitliche Verlauf der kinematischen Größe ist gleichbedeutend mit mehreren Werten der kinematischen Größe, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten gemessen werden.The traversing movement is preferably recognized based on a time course of the kinematic variable. The time course of the kinematic quantity is equivalent to several values of the kinematic quantity that are measured at different points in time.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird geprüft, ob die kinematische Größe beziehungsweise die gemessenen Werte der kinematischen Größe mindestens eine vordefinierte Bedingung erfüllt und/oder einem vordefinierten Muster entspricht. Eine vordefinierte Bedingung bezeichnet eine Bedingung, die zuvor festgelegt wurde. Entsprechend bezeichnet ein vordefiniertes Muster ein Muster, das zuvor festgelegt wurde.In a preferred development, it is checked whether the kinematic quantity or the measured values of the kinematic quantity fulfills at least one predefined condition and/or corresponds to a predefined pattern. A predefined condition means a condition that has been previously specified. Similarly, a predefined pattern refers to a pattern that has been previously determined.

Die vordefinierte Bedingung und/oder das vordefinierte Muster bilden einen Verlauf der kinematischen Größe bei einer Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts ab. Dies dient dazu, Werte der kinematischen Größe, die bei einer Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts gemessen werden, von Werten der kinematischen Größe infolge sonstiger Bewegungen der Karosserie und/oder des Rahmens abzugrenzen. So wirken beispielsweise aufgrund von Unebenheiten des Untergrunds Erschütterungen auf die Karosserie und/oder den Rahmen. Diese entsprechen aber nicht der vordefinierten Bedingung und/oder dem vordefinierten Muster.The predefined condition and/or the predefined pattern represent a course of the kinematic quantity during a movement of the working device. This serves to differentiate values of the kinematic quantity that are measured during a movement of the implement from values of the kinematic quantity resulting from other movements of the body and/or the frame. For example, vibrations affect the body and/or frame due to unevenness in the surface. However, these do not correspond to the predefined condition and/or the predefined pattern.

Weiterbildungsgemäß wird vor diesem Hintergrund auf eine Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts geschlossen, wenn die kinematische Größe beziehungsweise die gemessenen Werte der kinematischen Größe die Bedingung erfüllen und/oder dem vordefinierten Muster entsprechen.According to a further development, a traversing movement of the working device is concluded against this background if the kinematic variable or the measured values of the kinematic variable meet the condition and/or correspond to the predefined pattern.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird geprüft, ob die kinematische Größe beziehungsweise die gemessenen Werte der kinematischen Größe einen lokalen Extremwert durchlaufen. Dieser wird mit dem Beginn oder dem Ende einer Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts assoziiert. Entsprechend sieht die Weiterbildung vor, dass auf eine Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts geschlossen wird, wenn der vorausgegangene Prüfschritt zum Ergebnis geführt hat, dass die kinematische Größe beziehungsweise die gemessenen Werte der kinematischen Größe einen lokalen Extremwert durchlaufen haben.In a preferred development, it is checked whether the kinematic quantity or the measured values of the kinematic quantity pass through a local extreme value. This is associated with the start or end of a movement of the implement. Accordingly, the further development provides that a traversing movement of the implement is concluded if the previous test step led to the result that the kinematic variable or the measured values of the kinematic variable have passed through a local extreme value.

Auch Erschütterungen beim Durchfahren von Bodenunebenheiten führen zu lokalen Extremwerten der kinematischen Größe beziehungsweise der gemessenen Werte der kinematischen Größe. Um derartige Erschütterungen auszufiltern, wird in einer bevorzugten Weiterbildung geprüft, ob ein Betrag des lokalen Extremwerts einen vordefinierten unteren Schwellwert überschreitet. In dem Fall, das heißt wenn der Betrag den unteren Schwellwert überschritten hat, wird weiterbildungsgemäß auf eine Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts geschlossen.Vibrations when driving through uneven ground also lead to local extreme values of the kinematic quantity or the measured values of the kinematic quantity. In order to filter out such vibrations, a preferred development checks whether an amount of the local extreme value exceeds a predefined lower threshold value. In this case, i.e. if the amount has exceeded the lower threshold value, it is concluded that a movement of the working device is taking place.

Analog wird in einer bevorzugten Weiterbildung auf eine Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts geschlossen, wenn der Betrag einen vordefinierten oberen Schwellwert unterschritten hat. Insbesondere kann auf eine Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts geschlossen werden, wenn der Betrag den unteren Schwellwert überschritten hat und unterhalb des oberen Schwellwerts liegt.Analogously, in a preferred development, a traversing movement of the working device is concluded when the amount has fallen below a predefined upper threshold value. In particular, it can be concluded that the working device is moving if the amount has exceeded the lower threshold and is below the upper threshold.

Durch den unteren Schwellwert und/oder den oberen Schwellwert lassen sich die dynamischen Eigenschaften des Arbeitsgeräts abbilden. Liegt der Betrag des lokalen Extremwerts unterhalb des unteren Schwellwerts oder oberhalb des oberen Schwellwerts, ist davon auszugehen, dass entsprechende Werte der kinematischen Größe nicht durch eine Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts verursacht wurden. Durch weiterbildungsgemäße Berücksichtigung des unteren Schwellwerts und/oder des oberen Schwellwerts lässt sich daher die Genauigkeit der Erkennung verbessern.The dynamic properties of the implement can be mapped using the lower threshold value and/or the upper threshold value. If the amount of the local extreme value is below the lower threshold or above the upper threshold, it can be assumed that corresponding values of the kinematic quantity were not caused by a movement of the implement. The accuracy of the detection can therefore be improved by taking the lower threshold value and/or the upper threshold value into account in accordance with further training.

Jede Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts startet mit einer Beschleunigung und endet mit einer Verzögerung. Je nach Richtung der Verfahrbewegung geht dies einher mit einem lokalen Minimum und einem lokalen Maximum der kinematischen Größe. In einer bevorzugten Weiterbildung wird daher geprüft, ob die kinematische Größe beziehungsweise die gemessenen Werte der kinematischen Größe ein lokales Minimum und ein lokales Maximum durchlaufen. Weiterbildungsgemäß wird in dem Fall auf eine Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts geschlossen. Dadurch lässt sich eine weitere Verbesserung der Erkennungsgenauigkeit erzielen.Every movement of the implement starts with an acceleration and ends with a deceleration. Depending on the direction of the traversing movement, this is accompanied by a local minimum and a local maximum of the kinematic size. In a preferred development, it is therefore checked whether the kinematic quantity or the measured values of the kinematic quantity pass through a local minimum and a local maximum. According to a further development, a traversing movement of the implement is concluded in this case. This makes it possible to further improve the recognition accuracy.

In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung wird eine zeitliche Abfolge des Durchlaufs ermittelt. Es wird also geprüft, ob zuerst das lokale Minimum und dann das lokale Maximum oder zuerst das lokale Maximum und dann das lokale Minimum von der kinematischen Größe durchlaufen wird. Die zeitliche Abfolge des Durchlaufs ist abhängig von der Richtung der Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts. Entsprechend wird anhand der zeitlichen Abfolge auf eine Richtung der Verfahrbewegung geschlossen.In a further preferred development, a chronological sequence of the run is determined. It is therefore checked whether the kinematic quantity passes through the local minimum first and then the local maximum or first the local maximum and then the local minimum. The timing of the run depends on the direction of movement of the implement. Accordingly, a direction of the traversing movement is determined based on the temporal sequence.

Während Erschütterungen aufgrund von Bodenunebenheiten typischerweise schnell aufeinander folgen, vergeht eine gewisse Zeit, bis die Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts abgeschlossen ist. In einer bevorzugten Weiterbildung wird geprüft, ob das lokale Minimum und das lokale Maximum in einem entsprechenden vordefinierten, das heißt in einem zuvor ausgeführten Verfahrensschritt festgelegten zeitlichen Mindestabstand aufeinander folgen. Dann ist davon auszugehen, dass das lokale Minimum und das lokale Maximum nicht durch Bodenunebenheiten hervorgerufen wurden, sondern durch den Start und das Ende einer Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts. Entsprechend wird weiterbildungsgemäß auf eine Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts geschlossen, wenn das lokale Minimum und das lokale Maximum in einem vordefinierten zeitlichen Mindestabstand aufeinander folgen. Dies bewirkt eine weitergehende Verbesserung der Erkennungsgenauigkeit.While vibrations due to uneven ground typically follow one another quickly, it takes a certain amount of time until the implement's movement is completed. In a preferred development, it is checked whether the local minimum and the local maximum follow one another at a corresponding predefined minimum time interval, that is to say determined in a previously carried out method step. It can then be assumed that the local minimum and the local maximum were not caused by uneven ground, but by the start and end of a travel movement of the implement. Accordingly, according to further development, a traversing movement of the working device is concluded when the local minimum and the local maximum follow one another at a predefined minimum time interval. This results in a further improvement in recognition accuracy.

Ein zeitlicher Maximalabstand, in dem das lokale Minimum und das lokale Maximum aufeinander folgen, wird durch die Kinematik des Arbeitsgeräts und den möglichen Verfahrweg vorgegeben. Entsprechend wird in einer bevorzugten Weiterbildung geprüft, ob das lokale Minimum und das lokale Maximum in einem vordefinierten, das heißt in einem vorangehenden Schritt festgelegten zeitlichen Maximalabstand aufeinander folgen. In dem Fall wird zur weiteren Verbesserung der Erkennungsgenauigkeit auf eine Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts geschlossen.A maximum time distance in which the local minimum and the local maximum follow each other is determined by the kinematics of the work advises and the possible travel path is specified. Accordingly, in a preferred development, it is checked whether the local minimum and the local maximum follow each other at a predefined maximum time interval, that is to say determined in a previous step. In this case, a movement of the implement is concluded to further improve the detection accuracy.

Unter der Prämisse, dass das lokale Minimum und das lokale Maximum von dem Start und dem Ende einer Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts hervorgerufen werden, unterliegt die kinematische Größe zwischen dem lokalen Minimum und dem lokalen Maximum ausschließlich externen, nicht durch Verfahrbewegungen des Arbeitsgeräts bedingten Einflüssen. Zwischen dem lokalen Minimum und dem lokalen Maximum erfüllt die kinematische Größe also nicht die oben genannte vordefinierte Bedingung und/oder entspricht nicht dem oben genannten vordefinierten Muster. Insbesondere durchläuft die kinematische Größe zwischen dem lokalen Minimum und dem lokalen Maximum keinen lokalen Extremwert, dessen Betrag den oben genannten unteren Schwellwert überschreitet und/oder unterhalb des oben genannten oberen Schwellwerts liegt. Eine nochmals verbesserte Erkennungsgenauigkeit wird somit erreicht, indem weiterbildungsgemäß auf eine Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts geschlossen wird, wenn die kinematische Größe zwischen dem Durchlauf des lokalen Minimums und des lokalen Maximums die oben genannte vordefinierte Bedingung nicht erfüllt beziehungsweise dem oben genannten vordefinierten Muster nicht entspricht.Under the premise that the local minimum and the local maximum are caused by the start and end of a traversing movement of the working device, the kinematic quantity between the local minimum and the local maximum is subject only to external influences that are not caused by traversing movements of the working device. Between the local minimum and the local maximum, the kinematic quantity does not meet the above-mentioned predefined condition and/or does not correspond to the above-mentioned predefined pattern. In particular, the kinematic quantity between the local minimum and the local maximum does not pass through a local extreme value whose amount exceeds the above-mentioned lower threshold value and/or is below the above-mentioned upper threshold value. A further improved detection accuracy is thus achieved by, according to further development, inferring a movement of the working device if the kinematic variable between the passage of the local minimum and the local maximum does not meet the above-mentioned predefined condition or does not correspond to the above-mentioned predefined pattern.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird eine Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine, das heißt eine Relativgeschwindigkeit zwischen der Arbeitsmaschine und einem Untergrund ermittelt. Gewöhnlich kommt das Arbeitsgerät nur bei geringen Fahrgeschwindigkeiten zum Einsatz. Überschreitet die Fahrgeschwindigkeit einen vordefinierten, das heißt in einem zuvor ausgeführten Schritt festgelegten Maximalwert, ist daher davon auszugehen, dass keine Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts stattfindet. Zur Erhöhung der Erkennungsgenauigkeit wird weiterbildungsgemäß daher nur dann auf eine Verfahrbewegung des Arbeitsgeräts geschlossen, wenn die Fahrgeschwindigkeit den vordefinierten Maximalwert nicht überschreitet.In a preferred development, a travel speed of the work machine, that is, a relative speed between the work machine and a subsurface, is determined. The implement is usually only used at low driving speeds. If the travel speed exceeds a predefined maximum value, i.e. determined in a previously executed step, it can therefore be assumed that there is no movement of the implement. In order to increase the detection accuracy, a traversing movement of the implement is only concluded if the travel speed does not exceed the predefined maximum value.

Ein zweites erfindungsgemäßes Verfahren dient der Ermittlung einer Position des Arbeitsgeräts der Arbeitsmaschine. Eine Änderung der Position ist gleichbedeutend mit einer Verfahrbewegung. Umgekehrt lässt sich durch Erkennen einer oder mehrerer Verfahrbewegungen des Arbeitsgeräts auf dessen Position schließen. Das zweite erfindungsgemäße Verfahren sieht daher vor, dass eine oder mehrere Verfahrbewegungen des Arbeitsgeräts durch Ausführung des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung erkannt werden. Anhand der erkannten Verfahrbewegungen wird die Position des Arbeitsgeräts mindestens teilweise ermittelt. Das bedeutet, dass mindestens ein Wert, der die Position des Arbeitsgeräts mindestens teilweise beschreibt, anhand der Verfahrbewegungen ermittelt wird. Die erfindungsgemäße ermittelte Position des Arbeitsgeräts wird in einem dritten erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines Motors und/oder eines Getriebes der Arbeitsmaschine verwendet. Das dritte erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass unter Ausführung des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt wird, ob sich das Arbeitsgerät in einer unteren Position befindet. Eine untere Position zeichnet sich dadurch aus, dass das Arbeitsgerät ausgehend von der unteren Position nach oben hin verfahren werden kann. Insbesondere handelt es sich um eine untere Position, wenn das Arbeitsgerät zuvor abgesenkt wurde. Wird also das Arbeitsgerät ausgehend von einer Startposition abgesenkt, so handelt es sich bei einer Endposition, die das Arbeitsgerät nach Beendigung des Absenkvorgangs annimmt, um eine untere Position.A second method according to the invention is used to determine a position of the working device of the working machine. A change in position is equivalent to a movement. Conversely, by detecting one or more movement movements of the implement, it is possible to determine its position. The second method according to the invention therefore provides that one or more traversing movements of the working device are recognized by carrying out the first method according to the invention or a preferred development. The position of the implement is at least partially determined based on the detected traversing movements. This means that at least one value, which at least partially describes the position of the implement, is determined based on the traversing movements. The position of the working device determined according to the invention is used in a third method according to the invention for controlling or regulating a motor and/or a transmission of the working machine. The third method according to the invention provides that, by carrying out the second method according to the invention, it is determined whether the implement is in a lower position. A lower position is characterized by the fact that the implement can be moved upwards from the lower position. In particular, this is a lower position if the implement was previously lowered. So if the implement is lowered starting from a starting position, an end position that the implement assumes after the lowering process has ended is a lower position.

Befindet sich das Arbeitsgerät in der unteren Position, ist damit zu rechnen, dass es angehoben wird. Zum Anheben des Arbeitsgeräts ist Motorleistung erforderlich. Erfindungsgemäß wird der Motor und/oder das Getriebe der Arbeitsmaschine daher derart gesteuert oder geregelt, dass der Motor mit einer Drehzahl und/oder Leistungsreserve betrieben wird, wenn das Arbeitsgerät sich in der unteren Position befindet. Eine Drehzahl- und/oder Leistungsreserve des Motors ist gleichbedeutend mit der Möglichkeit, die Drehzahl und/oder Leistung des Motors anheben zu können. Eine Drehzahl- und/oder Leistungsreserve ist also dann vorhanden, wenn der Motor nicht mit seiner Maximaldrehzahl oder Maximalleistung betrieben wird. Durch das dritte erfindungsgemäße Verfahren ist sichergestellt, dass das Arbeitsgerät aus der unteren Position heraus angehoben werden kann, ohne den Motor zu überfordern.If the implement is in the lower position, it can be expected that it will be raised. Motor power is required to lift the implement. According to the invention, the engine and/or the transmission of the work machine is therefore controlled or regulated in such a way that the engine is operated with a speed and/or power reserve when the work device is in the lower position. A speed and/or power reserve of the engine is synonymous with the possibility of being able to increase the speed and/or power of the engine. A speed and/or power reserve is therefore available when the engine is not operated at its maximum speed or maximum power. The third method according to the invention ensures that the implement can be raised from the lower position without overtaxing the engine.

Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm implementiert eine erfindungsgemäßes Verfahrens oder eine bevorzugtes Weiterbildung. Das Computerprogramm ist also zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Computerprogram einen Computer zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung veranlasst, wenn das Computerprogramm von dem Computer ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann auf einem Speichermedium gespeichert oder in einem oder mehreren übertragungsfähigen Signalen codiert sein.A computer program according to the invention implements a method according to the invention or a preferred development. The computer program is therefore designed to carry out a method according to the invention or a preferred development. This means that the computer program causes a computer to execute a method according to the invention or a preferred development when the computer program is executed by the computer. The computer program can be stored on a storage medium or encoded in one or more transmissible signals.

Ein erfindungsgemäßer Computer ist ausgebildet bzw. eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahrens oder eine bevorzugten Weiterbildung auszuführen. Er zeichnet sich dadurch aus, dass er ein erfindungsgemäßes Computerprogramm aufweist. Ein Sensor zum Messen der kinematischen Größe ist dabei signalleitend mit dem Steuergerät verbunden.A computer according to the invention is designed or set up to carry out a method according to the invention or a preferred development. It is characterized by the fact that it has a computer program according to the invention. A sensor for measuring the kinematic size is connected to the control unit in a signal-conducting manner.

Der Computer ist bevorzugt als Steuergerät, d.h. als Computer zum Steuern oder Regeln eines Fahrzeugs. Insbesondere kann es sich um ein Steuergerät des oben beschriebenen Fahrzeugs, etwa ein Motor- oder Getriebesteuergerät, handeln.The computer is preferred as a control device, i.e. as a computer for controlling or regulating a vehicle. In particular, it can be a control unit of the vehicle described above, such as an engine or transmission control unit.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Computer den Sensor zum Messen der kinematischen Größe auf. Der Sensor ist also an oder in dem Computer angebracht ist. Dies ist von Vorteil, da keine extern angebrachten Sensoren und entsprechende Verkabelungen nötig sind.In a preferred development, the computer has the sensor for measuring the kinematic size. The sensor is therefore attached to or in the computer. This is an advantage because no externally mounted sensors and corresponding cabling are necessary.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Im Einzelnen zeigt:

1A einen Radlader, dessen Schaufel sich aufwärtsbewegt;
1B einen Radlader, dessen Schaufel stillsteht;
1C einen Radlader, dessen Schaufel abgesenkt wird; und
2 ein Beschleunigungsdiagramm.

Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the figures. In detail shows:

1A a wheel loader with its bucket moving upwards;
1B a wheel loader whose bucket is stationary;
1C a wheel loader with its bucket lowered; and
2 an accelerometer chart.

In den 1A bis 1B ist ein Radlader 101 mit einer Schaufel 103 dargestellt. Wird die Schaufel 103 auf oder ab bewegt, wirkt ein Nickmoment entlang einer Querachse auf den Radlader 101, sodass der Radlader 101 eine Nickbewegung, d.h. eine Rotation um eine in Querrichtung verlaufende Nickachse vollzieht. In jedem Punkt außerhalb der Nickachse kommt es dadurch zu einer translatorischen Beschleunigung a in Richtung einer Hochachse. Deren Verlauf ist in 2 aufgezeichnet.In the 1A until 1B a wheel loader 101 with a shovel 103 is shown. If the shovel 103 is moved up or down, a pitching moment acts on the wheel loader 101 along a transverse axis, so that the wheel loader 101 performs a pitching movement, ie a rotation about a pitch axis running in the transverse direction. At every point outside the pitch axis there is a translational acceleration a in the direction of a vertical axis. Their course is in 2 recorded.

In 1A befindet sich die Schaufel 103 in einer unteren Stellung. Wird sie aus dieser Stellung heraus nach oben bewegt, federt der Radlader 101 an seiner Vorderachse ein und an seiner Hinterachse aus. Die Beschleunigung α wird dabei negativ und nimmt ein lokales Minimum 201 an.In 1A the shovel 103 is in a lower position. If it is moved upwards from this position, the wheel loader 101 deflects on its front axle and deflects on its rear axle. The acceleration α becomes negative and assumes a local minimum 201.

In 1B bewegt sich die Schaufel 103 in einer gleichförmigen Bewegung aufwärts. Durch die gleichförmige Bewegung der Schaufel 103 wirkt keine Beschleunigung auf den Radlader 101. Die Beschleunigung α verläuft daher entlang der Nullachse. Geringfügige Abweichungen von 0 treten auf, wenn der Radlader Bodenunebenheiten durchfährt.In 1B the blade 103 moves upwards in a uniform movement. Due to the uniform movement of the shovel 103, no acceleration acts on the wheel loader 101. The acceleration α therefore runs along the zero axis. Minor deviations from 0 occur when the wheel loader drives over uneven ground.

Wird die Schaufel 103, wie in 1 dargestellt in einer oberen Position abgebremst, federt der Radlader 101 an der Vorderachse aus und an der Hinterachse ein. Der Verlauf von α zeigt entsprechend, wie in 2 dargestellt, ein lokales Maximum 203.Will the shovel 103, as in 1 shown braked in an upper position, the wheel loader 101 rebounds on the front axle and compresses on the rear axle. The course of α shows accordingly, as in 2 shown, a local maximum 203.

Das lokale Minimum 201 liegt unterhalb eines unteren Grenzwerts 205. Entsprechend liegt das lokale Maximum 203 oberhalb eines oberen Grenzwerts 207.The local minimum 201 is below a lower limit 205. Correspondingly, the local maximum 203 is above an upper limit 207.

Die Erschütterungen infolge von Bodenunebenheiten führen zu Ausschlägen von α, die den unteren Grenzwert 201 nicht unterschreiten und den oberen Grenzwert 203 nicht überschreiten. Daher sind die beiden Grenzwerte 205, 207 als Indikatoren für den Beginn und das Ende einer Verfahrbewegung der Schaufel 103 geeignet.The vibrations caused by uneven ground lead to deflections of α that do not fall below the lower limit value 201 and do not exceed the upper limit value 203. Therefore, the two limit values 205, 207 are suitable as indicators for the start and end of a travel movement of the blade 103.

BezugszeichenReference symbols

101101: RadladerWheel loader
103103: Schaufelshovel
αα: Beschleunigungacceleration
201201: lokales Minimumlocal minimum
203203: lokales Maximumlocal maximum
205205: unterer Grenzwertlower limit
207207: oberer Grenzwertupper limit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 3409846 B1 [0003]

Claims

Method for detecting a movement of a work device (103) of a work machine (101); characterized in that the traversing movement is recognized based on at least one kinematic variable (α) of a body and/or a frame of the work machine (101).

Procedure according to Claim 1 ; characterized in that it is checked whether the size (α) fulfills at least one predefined condition and/or corresponds to a predefined pattern; whereby a movement of the working device (103) is concluded when the size (α) fulfills the condition and/or corresponds to the predefined pattern.

Method according to one of the preceding claims; characterized in that it is checked whether the quantity (α) passes through a local extreme value (203, 205); It is concluded that the working device (103) is moving when the variable (α) has passed through the local extreme value.

Method according to the preceding claim; characterized in that it is checked whether an amount of the local extreme value exceeds a predefined lower threshold value (205); It is concluded that the working device (103) is moving when the amount has exceeded the lower threshold value (205).

Procedure according to one of the Claims 3 or 4 characterized in that it is checked whether an amount of the local extreme value falls below a predefined upper threshold value (207); It is concluded that the working device (103) is moving if the amount is below the upper threshold value (207).

Procedure according to one of the Claims 3 until 5 ; characterized in that it is checked whether the quantity (α) passes through a local minimum (201) and a local maximum (203); whereby a movement of the working device () is concluded when the quantity (α) has passed through the local minimum (201) and the local maximum (203).

Method according to the preceding claim; characterized in that a time sequence of the run is determined; whereby a direction of the traversing movement is determined based on the temporal sequence.

Procedure according to one of the Claims 6 or 7 ; characterized in that it is checked whether the local minimum (201) and the local maximum (203) follow one another at a predefined minimum time interval; It is concluded that the working device (103) is moving when the local minimum (201) and the local maximum (203) follow each other at the minimum time interval.

Procedure according to one of the Claims 6 until 8th ; characterized in that it is checked whether the local minimum (201) and the local maximum (203) follow one another at a predefined maximum time interval; It is concluded that the working device (103) is moving when the local minimum (201) and the local maximum (203) follow each other at the maximum time interval.

Procedure according to one of the Claims 6 until 9 with reference to Claim 2 ; characterized in that it is checked whether the size (α) between the passage of the local minimum (201) and the local maximum (203) satisfies the predefined condition and / or corresponds to the predefined pattern; wherein a movement of the working device (103) is concluded if the size (α) between the passage of the local minimum (201) and the local maximum (203) does not fulfill the predefined condition and/or corresponds to the predefined pattern.

Method according to one of the preceding claims; characterized in that a driving speed of the work machine (101) is determined; whereby a movement of the working device (103) is only concluded if the travel speed does not exceed a predefined maximum value.

Method for determining a position of a working device (103) of a working machine (101); characterized in that one or more traversing movements are recognized by carrying out a method according to one of the preceding claims; whereby the position is at least partially determined based on the traversing movements.

Method for controlling or regulating a motor and/or a transmission of a work machine (101); characterized in that by carrying out a method according to the preceding claim it is determined whether a working device (103) of the working machine (101) is in a lower position; wherein the engine and/or the transmission are controlled or regulated in such a way that the engine is operated with a speed and/or power reserve when the implement (103) is in the lower position.

Computer program for executing a method according to one of the preceding claims.

Computer with a computer program according to the preceding claim.

Computer according to the preceding claim; characterized by a sensor for measuring the kinematic quantity (α).