DE102019200079A1

DE102019200079A1 - Method and control device for loading a work tool of a work machine

Info

Publication number: DE102019200079A1
Application number: DE102019200079.7A
Authority: DE
Inventors: Stefan Traub
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2020-07-09
Also published as: WO2020144018A1; US20220081872A1

Abstract

Verfahren zum automatisierten oder automatischen Beladen eines Arbeitswerkszeugs einer Arbeitsmaschine wie einer Schaufel eines Radladers, wobei die Arbeitsmaschine ein Leistungsverzweigungsgetriebe (4) mit einem hydrostatische Einheiten umfassenden Hydrostat (5) aufweist. Abhängig von Betriebsbedingen der Arbeitsmaschine wird eine Wahrscheinlichkeit darüber bestimmt wird, ob das Arbeitswerkszeug der Arbeitsmaschine mit einem Materialhaufen in Eingriff kommt oder in Eingriff steht. Dann, wenn die ermittelte Wahrscheinlichkeit größer als ein entsprechender Grenzwert ist, wird eine Beladungsfunktion zum automatisierten oder automatischen Beladen des Arbeitswerkszeugs aktiviert. Bei aktivierter Beladungsfunktion werden abhängig von einem hydrostatseitigen Druckmesswert des Leistungsverzweigungsgetriebes (4) ein Soll-Wert für eine Hubposition des Arbeitswerkszeugs, ein Soll-Wert für eine Kippposition des Arbeitswerkszeugs und ein Soll-Wert für eine Fahrpedalbetätigung ermittelt. Abhängig von einem Vergleich der ermittelten Soll-Werte mit entsprechenden Ist-Werten werden Stellsignale zum automatisierten oder automatischen Beladen des Arbeitswerkszeugs ermittelt.Method for the automated or automatic loading of a work tool of a work machine such as a shovel of a wheel loader, the work machine having a power split transmission (4) with a hydrostat (5) comprising hydrostatic units. Depending on the operating conditions of the work machine, a probability is determined as to whether the work tool of the work machine comes into engagement with a pile of material. If the ascertained probability is greater than a corresponding limit value, a loading function for the automated or automatic loading of the work tool is activated. When the loading function is activated, a target value for a lifting position of the working tool, a target value for a tilting position of the working tool and a target value for an accelerator pedal actuation are determined as a function of a hydrostatic pressure measured value of the power split transmission (4). Depending on a comparison of the determined target values with corresponding actual values, actuating signals for automated or automatic loading of the work tool are determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten oder automatischen Beladen eines Arbeitswerkszeugs einer Arbeitsmaschine. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for the automated or automatic loading of a work tool of a work machine. Furthermore, the invention relates to a control device for performing the method.

Der Aufbau einer Arbeitsmaschine mit einem Leistungsverzweigungsgetriebe, welches einen Hydrostat aufweist, ist aus der DE 10 2007 047 194 A1 bekannt. Ein Antriebsaggregat bzw. eine Antriebsmaschine ist an eine Eingangswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes gekoppelt. Das Leistungsverzweigungsgetriebe verfügt über einen hydrostatischen Zweig und einen mechanischen Zweig, die über ein als Planetenradgetriebe ausgebildetes Summiergetriebe summiert werden. Das Leistungsverzweigungsgetriebe stellt mindestens zwei Fahrbereiche in einer Vorwärtsfahrtrichtung und mindestens zwei Fahrbereiche in einer Rückwärtsfahrtrichtung bereit. Hierzu umfasst das Leistungsverzweigungsgetriebe eine Kupplung für eine Vorwärtsfahrt und eine Kupplung für eine Rückwärtsfahrt, wobei die Kupplung für die Vorwärtsfahrt und die Kupplung für die Rückwärtsfahrt auch als Wendekupplungen bezeichnet werden. Die Fahrbereiche in der Vorwärtsfahrtrichtung und der Rückwärtsfahrtrichtung werden über Gangkupplungen, die auch als Bereichskupplungen bezeichnet werden, bereitgestellt. Der hydrostatische Zweig des Leistungsverzweigungsgetriebes umfasst einen Hydrostat. Der Hydrostat wird von einer ersten hydrostatischen Einheit und einer zweiten hydrostatischen Einheit bereitgestellt, wobei eine hydrostatische Einheit als Pumpe und die andere hydrostatische Einheit als Motor wirkt.The construction of a work machine with a power split transmission, which has a hydrostat, is from the DE 10 2007 047 194 A1 known. A drive unit or a drive machine is coupled to an input shaft of the power split transmission. The power split transmission has a hydrostatic branch and a mechanical branch, which are summed up via a summation gear designed as a planetary gear. The power split transmission provides at least two driving ranges in a forward driving direction and at least two driving ranges in a reverse driving direction. For this purpose, the power split transmission comprises a clutch for forward travel and a clutch for reverse travel, the clutch for forward travel and the clutch for reverse travel also being referred to as reversing clutches. The driving ranges in the forward driving direction and the reverse driving direction are provided via gear clutches, which are also referred to as range clutches. The hydrostatic branch of the power split transmission includes a hydrostat. The hydrostat is provided by a first hydrostatic unit and a second hydrostatic unit, one hydrostatic unit acting as a pump and the other hydrostatic unit acting as a motor.

Aus der DE 10 2009 045 510 A1 sind weitere Details eines Hydrostat bekannt, wobei auch dieser Hydrostat zwei hydrostatische Einheiten umfasst. Die hydrostatischen Einheiten des Hydrostats wirken mit einem Positionsregelventil zusammen. Über das Positionsregelventil können die hydrostatischen Einheiten des Hydrostats mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt werden, um dieselben anzusteuern. Dabei wirkt mit dem Positionsregelventil weiterhin ein Hochdruckregelventil zusammen. Es ist auch ein Hydrostat bekannt, der kein derartiges Hochdruckregelventil aufweist, sondern lediglich ein Positionsregelventil aufweist.From the DE 10 2009 045 510 A1 further details of a hydrostat are known, this hydrostat also comprising two hydrostatic units. The hydrostatic units of the hydrostat interact with a position control valve. Hydraulic pressure can be applied to the hydrostatic units of the hydrostat via the position control valve in order to control them. A high-pressure control valve continues to interact with the position control valve. A hydrostat is also known which does not have such a high-pressure control valve but only has a position control valve.

Aus der Praxis ist es ferner bekannt, im Bereich des Hydrostats des Leistungsverzweigungsgetriebes, insbesondere in einem Hochdruckbereich desselben, mindestens einen Drucksensor zu verbauen, wobei unter anderem in Abhängigkeit des Messwerte des oder jedes Drucksensors die Beaufschlagung und Regelung der hydrostatischen Einheiten des Hydrostats erfolgt.It is also known from practice to install at least one pressure sensor in the area of the hydrostat of the power split transmission, in particular in a high-pressure area thereof, the loading and control of the hydrostatic units of the hydrostat taking place, inter alia, as a function of the measured values of the or each pressure sensor.

Aus der DE 103 53 259 A1 bzw. der US 2004/0117092 A1 ist ein Verfahren zur automatischen Schaufelbeladung der Schaufel einer Arbeitsmaschine bekannt, wobei es sich bei der Arbeitsmaschine um einen Radlader handeln kann. Nach diesem Stand der Technik werden ein Massenfaktor, eine Hubposition, eine Kippposition sowie eine Fahrgeschwindigkeit abhängig von entsprechenden Sensoren messtechnisch erfasst, um abhängig von diesen Messsignalen Stellsignale für Hubbetätigungsvorrichtungsventile und Kippbetätigungsvorrichtungsventile zu generieren und so die Hubposition sowie Kippposition der Schaufel für die automatische Schaufelbeladung automatisch anzupassen. Der messtechnisch erfasste Massenfaktor kann einer oder mehrere von verschiedenen Maschinenparametern sein, die überwacht werden, um das Ausmaß der Anhäufung bzw. Massenbildung von Materialhaufen zu bestimmen. Nach dem Stand der Technik wird ein Druck in einer Hub- und Kipphydraulik der Schaufel erfasst und ausgewertet. Hierzu müssen in der Hub- und Kipphydraulik Sensoren verbaut sein, die den Druck und damit die Last in der Schaufel bestimmen. Dies ist aufwendig und daher von Nachteil.From the DE 103 53 259 A1 or the US 2004/0117092 A1 A method for automatic bucket loading of the bucket of a working machine is known, wherein the working machine can be a wheel loader. According to this prior art, a mass factor, a lifting position, a tilting position and a driving speed are measured, depending on corresponding sensors, in order to generate actuating signals for lifting actuating device valves and tilting actuating device valves as a function of these measurement signals and thus automatically adapt the lifting position and tilting position of the bucket for the automatic bucket loading . The measured mass factor can be one or more of various machine parameters that are monitored to determine the extent of the accumulation or mass formation of material piles. According to the prior art, a pressure is recorded and evaluated in a lifting and tilting hydraulic system of the bucket. For this purpose, sensors must be installed in the lifting and tipping hydraulics, which determine the pressure and thus the load in the bucket. This is complex and therefore disadvantageous.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur automatisierten oder automatische Beladung eines Arbeitswerkszeugs wie einer Schaufel einer Arbeitsmaschine wie eines Radladers sowie ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.Proceeding from this, the object of the invention is to create a novel method for the automated or automatic loading of a work tool such as a shovel of a work machine such as a wheel loader and a control device for carrying out the method.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum automatisierten oder automatischen Beladen eines Arbeitswerkszeugs einer Arbeitsmaschine gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a method for the automated or automatic loading of a work tool of a work machine according to claim 1.

Abhängig von Betriebsbedingen der Arbeitsmaschine wird eine Wahrscheinlichkeit darüber bestimmt, ob das Arbeitswerkszeug der Arbeitsmaschine mit einem Materialhaufen in Eingriff kommt oder in Eingriff steht.Depending on the operating conditions of the work machine, a probability is determined as to whether the work tool of the work machine engages or is engaged with a pile of material.

Dann, wenn die ermittelte Wahrscheinlichkeit größer als ein entsprechender Grenzwert ist, wird eine Beladungsfunktion zum automatisierten oder automatischen Beladen des Arbeitswerkszeugs aktiviert.If the ascertained probability is greater than a corresponding limit value, a loading function for the automated or automatic loading of the work tool is activated.

Bei aktivierter Beladungsfunktion werden abhängig von einem hydrostatseitigen Druckmesswert des Leistungsverzweigungsgetriebes ein Soll-Wert für eine Hubposition des Arbeitswerkszeugs, ein Soll-Wert für eine Kippposition des Arbeitswerkszeugs und ein Soll-Wert für eine Fahrpedalbetätigung ermittelt.When the loading function is activated, a target value for a lifting position of the working tool, a target value for a tilting position of the working tool and a target value for an accelerator pedal actuation are determined as a function of a hydrostatic pressure measured value of the power split transmission.

Abhängig von einem Vergleich der ermittelten Soll-Werte mit entsprechenden Ist-Werten werden Stellsignale zum automatisierten oder automatischen Beladen des Arbeitswerkszeugs ermittelt.Depending on a comparison of the determined target values with corresponding actual values control signals for automated or automatic loading of the work tool are determined.

Mit der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, die Wahrscheinlichkeit darüber zu bestimmen, ob das Arbeitswerkzeug der Arbeitsmaschine mit einem Materialhaufen in Eingriff kommt oder in Eingriff steht. Dann, wenn die ermittelte Wahrscheinlichkeit größer als der entsprechende Grenzwert ist, wird die Beladungsfunktion zum automatisierten oder automatischen Beladen des Arbeitswerkszeugs aktiviert. Bei aktivierter Beladungsfunktion werden abhängig von dem hydrostatseitigen Druckmesswert des Leistungsverzweigungsgetriebes die Soll-Werte für die automatisierte oder automatische Beladung des Arbeitswerkzeugs ermittelt.The present invention proposes to determine the probability of whether the work tool of the work machine engages or is engaged with a pile of material. When the determined probability is greater than the corresponding limit value, the loading function for automated or automatic loading of the work tool is activated. When the loading function is activated, the target values for the automated or automatic loading of the work tool are determined depending on the hydrostatic pressure measurement value of the power split transmission.

Eine auf das Arbeitswerkzeug einwirkende äußere Last wird demnach nicht über Sensoren in einer Hub- und Kipphydraulik des Arbeitswerkzeugs ermittelt, sondern durch den Druckmesswert des Hydrostaten des Leistungsverzweigungsgetriebes direkt am Leistungsverzweigungsgetriebe der Arbeitsmaschine. Durch die messtechnische Erfassung der auf das Arbeitswerkzeug der Arbeitsmaschine einwirkenden, äußeren Last direkt am Leistungsverzweigungsgetriebe bzw. direkt im Hydrostaten des Leistungsverzweigungsgetriebes kann die äußere Last einfach und zuverlässig mit hoher Genauigkeit ermittelt werden, und zwar ohne die Notwendigkeit von Drucksensoren im Bereich der Hub- und Kipphydraulik für das Arbeitswerkzeug erfolgen. An external load acting on the work tool is therefore not determined by sensors in a lifting and tilting hydraulics of the work tool, but rather by the pressure measurement value of the hydrostatic unit of the power split transmission directly on the power split gear of the work machine. By measuring the external load acting on the work tool of the working machine directly on the power split transmission or directly in the hydrostat of the power split transmission, the external load can be determined simply and reliably with high accuracy, and without the need for pressure sensors in the area of the stroke and Tilt hydraulics for the work tool.

Vorzugsweise wird die Wahrscheinlichkeit darüber, ob das Arbeitswerkszeug der Arbeitsmaschine mit einem Materialhaufen in Eingriff kommt oder in Eingriff steht, abhängig von einem Ist-Wert der Hubposition des Arbeitswerkszeugs, abhängig von einem Ist-Wert der Kippposition des Arbeitswerkszeugs und abhängig von einem Ist-Wert einer Abtriebsdrehzahl oder einem Ist-Wert eines Gradienten der Abtriebsdrehzahl ermittelt. Auf diese Art und Weise kann die Wahrscheinlichkeit darüber, ob das Arbeitswerkzeug der Arbeitsmaschine mit dem Materialhaufen in Eingriff kommt oder in Eingriff steht, besonders vorteilhaft ermittelt werden.The probability of whether the work tool of the work machine engages or is engaged with a pile of material is preferably dependent on an actual value of the lifting position of the work tool, on an actual value of the tilting position of the work tool and on an actual value an output speed or an actual value of a gradient of the output speed. In this way, the probability of whether the work tool of the working machine comes into engagement with the material pile or is in engagement can be determined particularly advantageously.

Dann, wenn bei aktivierter Beladungsfunktion der hydrostatseitige Druckmesswert des Leistungsverzweigungsgetriebes größer als der entsprechende Grenzwert ist, werden die Soll-Werte zum automatischen oder automatisierten Belades des Arbeitswerkzeugs automatisch ermittelt.If, when the loading function is activated, the hydrostatic pressure measured value of the power split transmission is greater than the corresponding limit value, the target values for automatic or automated loading of the work tool are determined automatically.

Vorzugsweise werden dann, wenn bei aktivierter Beladungsfunktion der hydrostatseitige Druckmesswert des Leistungsverzweigungsgetriebes größer als der entsprechender Grenzwert ist, der Soll-Wert für die Hubposition des Arbeitswerkszeugs, der Soll-Wert für die Kippposition des Arbeitswerkszeugs und der Soll-Wert für die Fahrpedalbetätigung ermittelt. Insbesondere werden hierzu der Soll-Wert für die Hubposition sowie der Soll-Wert für die Kippposition jeweils erhöht, vorzugsweise bis der hydrostatseitige Druckmesswert wieder unter den entsprechenden Grenzwert absinkt, und wobei nachfolgend dann, wenn der hydrostatseitige Druckmesswert wieder größer als der entsprechende Grenzwert wird, der Soll-Wert für die Hubposition und der Soll-Wert für die Kippposition abermals erhöht werden. Dies wird solange durchgeführt, bis der Soll-Wert für die Hubposition sowie der Soll-Wert für die Kippposition einen entsprechenden Grenzwert erreicht, bis also das Arbeitswerkzeug maximal beladen ist.Preferably, when the hydrostatic pressure measurement value of the power split transmission is greater than the corresponding limit value when the loading function is activated, the target value for the lifting position of the working tool, the target value for the tilting position of the working tool and the target value for the accelerator pedal actuation are determined. In particular, the target value for the lifting position and the target value for the tilting position are increased in each case, preferably until the hydrostat pressure measurement value falls below the corresponding limit value again, and subsequently when the hydrostat pressure measurement value again becomes greater than the corresponding limit value, the target value for the lifting position and the target value for the tilting position are increased again. This is carried out until the target value for the lifting position and the target value for the tilting position reach a corresponding limit value, until the work tool is loaded to the maximum.

Vorzugsweise werden die ermittelten Stellsignale zur automatischen Ansteuerung der Arbeitsmaschine genutzt, um einen Fahrer über die automatische Beladung des Arbeitswerkszeugs zu entlasten. Alternativ werden die ermittelten Stellsignale in einem Display angezeigt, um einen Fahrer bei der automatisierten Beladung des Arbeitswerkszeugs zu unterstützen.The determined control signals are preferably used for the automatic control of the working machine in order to relieve a driver of the automatic loading of the working tool. Alternatively, the determined control signals are shown on a display to assist a driver in the automated loading of the work tool.

Die automatische Ansteuerung der Arbeitsmaschine ist besonders bevorzugt, um den Fahrer vollständig zu entlasten. In diesem Fall können dann optimale Beladungsergebnisse für das Arbeitswerkzeug realisiert werden. Aber auch mit der automatisierten Beladung des Arbeitswerkzeugs, bei welcher die Stellsignale lediglich in einem Display angezeigt werden, um den Fahrer zu unterstützen, kann die Beladung des Arbeitswerkzeugs der Arbeitsmaschine verbessert werden.Automatic control of the working machine is particularly preferred in order to completely relieve the driver. In this case, optimal loading results can be realized for the work tool. However, the loading of the working tool of the working machine can also be improved with the automated loading of the working tool, in which the control signals are only shown on a display in order to support the driver.

Vorzugsweise werden die Stellsignale für die automatisierte oder automatische Beladung des Arbeitswerkszeugs weiterhin abhängig von einem Messwert eines Gewichtssensors des Arbeitswerkzeugs und/oder abhängig von einem Messwert eines abtriebsseitigen Sensors der Arbeitsmaschine ermittelt. Hiermit kann das Ergebnis der Beladung des Arbeitswerkzeugs weiter verbessert werden.Preferably, the control signals for the automated or automatic loading of the work tool are also determined as a function of a measured value of a weight sensor of the work tool and / or as a function of a measured value of an output-side sensor of the work machine. This can further improve the result of loading the work tool.

Das Steuergerät ist in Anspruch 10 definiert. Das Steuergerät ist eingerichtet das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.The control device is defined in claim 10. The control device is set up to carry out the method according to the invention.

Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 ein antriebsseitiges Blockschaltbild einer Arbeitsmaschine mit einem Leistungsverzweigungsgetriebe, welches einen Hydrostat aufweist;
2 eine steuerungsseitiges Blockschaltbild der Arbeitsmaschine;
3 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung eines ersten Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens;
4 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung eines zweiten Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Variante;
5 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des zweiten Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Variante.

Preferred further developments result from the subclaims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, without being restricted to this. It shows:

1 a drive-side block diagram of a work machine with a power split transmission, which has a hydrostat;
2nd a control-side block diagram of the working machine;
3rd a block diagram to illustrate a first aspect of the method according to the invention;
4th a block diagram to illustrate a second aspect of the method according to the invention in a first variant;
5 a block diagram to illustrate the second aspect of the inventive method in a second variant.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten oder automatischen Beladen eines Arbeitswerkszeugs einer Arbeitsmaschine wie einer Schaufel eines Radladers. The invention relates to a method for the automated or automatic loading of a work tool of a work machine such as a bucket of a wheel loader.

Bei einer solchen Arbeitsmaschine ist ein Antriebsaggregat an eine Eingangswelle eines Leistungsverzweigungsgetriebes gekoppelt. Das Leistungsverzweigungsgetriebe umfasst zusätzlich zu einem hydrostatischen Zweig, in den ein Hydrostat eingebunden ist, einen mechanischen Zweig. Der mechanische Zweig und der hydrostatische Zweig werden summiert bzw. aufgeteilt. Das Leistungsverzweigungsgetriebe kann sowohl für eine Vorwärtsfahrtrichtung als auch für eine Rückwärtsfahrtrichtung jeweils mindestens zwei Fahrbereiche und damit Gänge bereitstellen, wobei das Leistungsverzweigungsgetriebe hierzu Wendekupplungen und Bereichskupplungen aufweist. Ein Druck im Hydrostat, der zwei als Pumpe und Motor wirkende hydrostatische Einheiten umfasst, ist mit mindestens einem Drucksensor überwachbar.In such a work machine, a drive unit is coupled to an input shaft of a power split transmission. The power split transmission includes a mechanical branch in addition to a hydrostatic branch in which a hydrostat is integrated. The mechanical branch and the hydrostatic branch are summed up or divided. The power split transmission can provide at least two driving ranges and thus gears for both a forward driving direction and a reverse driving direction, the power split transmission having reversible clutches and range clutches for this purpose. A pressure in the hydrostatic device, which comprises two hydrostatic units acting as a pump and motor, can be monitored with at least one pressure sensor.

1 zeigt schematisiert ein exemplarisches Blockschaltbild einer Arbeitsmaschine mit einem Antriebsaggregat 2, einem Power-Take-Out 1, einem Abtrieb 9 und einem Leistungsverzeigungsgetriebe 4 mit sogenannter sekundärer Kopplung. Das Leistungsverzweigungsgetriebe 4 umfasst einen Hydrostat 5, der mit einem Planetenradgetriebe 6 und einem Summierungsgetriebe 7 zusammenwirkt, wobei das Summierungsgetriebe 7 Zahnradstufen aufweist. Der Hydrostat 5 umfasst die als Pumpe und Motor wirkenden hydrostatischen Einheiten. Antriebsseitig ist zwischen das Planetenradgetriebe 6 sowie das Antriebsaggregat 2 und den Power-Take-Out 1 eine Wendegetriebe 3 mit den Wendekupplungen zum Wechsel zwischen der Vorwärtsfahrtrichtung und der Rückwärtsfahrtrichtung geschaltet. Abtriebsseitig ist zwischen das Summierungsgetriebe 7 und den Abtrieb 9 ein Fahrbereichsgetriebe 8 mit den Bereichskupplungen zur Bereitstellung der mindestens zwei Fahrbereiche geschaltet. Innerhalb jedes Fahrbereichs sowie in der Vorwärtsfahrtrichtung und in der Rückwärtsfahrtrichtung kann stufenlos am Abtrieb 9 Antriebsleistung bereitgestellt werden. Das Leistungsverzweigungsgetriebe 4 umfasst den Hydrostat 5, das Planetenradgetriebe 6, das Summierungsgetriebe 7, das Wendegetriebe 3 und das Fahrbereichsgetriebe 8. Die eigentliche Leistungsverzweigung erfolgt in Hydrostat 5, Planetenradgetriebe 6 und Summierungsgetriebe 7. Beim Power-Take-Out 1 kann es sich um eine Hub- und Kipphydraulik eines Arbeitswerkzeugs wie einer Schaufel handeln. 1 shows schematically an exemplary block diagram of a work machine with a drive unit 2nd , a power take-out 1 , an output 9 and a power transmission gear 4th with so-called secondary coupling. The power split transmission 4th includes a hydrostat 5 with a planetary gear 6 and a summation gear 7 cooperates with the summation gear 7 Has gear stages. The hydrostat 5 includes the hydrostatic units that act as a pump and motor. The drive side is between the planetary gear 6 as well as the drive unit 2nd and the power take-out 1 a reverse gear 3rd switched with the reversible couplings to change between the forward direction and the reverse direction. On the output side is between the summation gear 7 and the downforce 9 a range gear 8th switched with the range couplings to provide the at least two driving ranges. The output can be steplessly adjusted within each driving range as well as in the forward direction and in the reverse direction 9 Drive power can be provided. The power split transmission 4th includes the hydrostat 5 , the planetary gear 6 , the summation gear 7 , the reverse gear 3rd and the range gear 8th . The actual power split takes place in the hydrostat 5 , Planetary gear 6 and summation gear 7 . At the power take-out 1 can be a lifting and tilting hydraulics of a work tool such as a shovel.

Der obige Aufbau ist dem Fachmann geläufig und aus der DE 10 2007 047 194 A1 sowie aus der DE 10 2009 045 510 A1 bekannt. The above structure is familiar to the expert and from the DE 10 2007 047 194 A1 as well as from the DE 10 2009 045 510 A1 known.

2 zeigt ein Blockschaltbild steuerungsseitiger Details einer Arbeitsmaschine. So ist in 2 wiederum das Leistungsverzweigungsgetriebe 4 gezeigt, welches den Hydrostat 5 umfasst, der in Wirkverbindung mit dem Planetenradgetriebe 6 und dem Summiergetriebe 7 steht. Mit Hilfe mindestens eines dem Hydrostat 5 des Leistungsverzweigungsgetriebes 4 zugeordneten Drucksensor (nicht gezeigt) kann ein Druck in Hochdruckbereich des Hydrostat 5 und damit das Leistungsverzweigungsgetriebes 4 messtechnisch erfasst werden. 2nd shows a block diagram of control-side details of a work machine. So is in 2nd again the power split transmission 4th shown which the hydrostat 5 includes, which is in operative connection with the planetary gear 6 and the summation gear 7 stands. With the help of at least one the hydrostat 5 of the power split transmission 4th assigned pressure sensor (not shown) can be a pressure in the high pressure area of the hydrostatic device 5 and thus the power split transmission 4th measured.

2 zeigt weiterhin ein Arbeitswerkzeug 10 der Arbeitsmaschine, bei welcher es sich insbesondere um eine Schaufel handelt. Das Arbeitswerkzeug 10 kann über eine Hub- und Kipphydraulik bzw. ein Hubgerüst angehoben und gekippt werden, also in eine definierte Hubposition sowie in eine definierte Kippposition überführt werden. Im Hubgerüst sind Positionssensoren (nicht gezeigt) verbaut, mit Hilfe derer Ist-Werte über die Hubposition sowie Ist-Werte über die Kippposition des Arbeitswerkzeugs messtechnisch erfasst werden können. 2nd still shows a work tool 10th the working machine, which is, in particular, a shovel. The work tool 10th can be lifted and tilted by means of a lifting and tilting hydraulic system or a mast, i.e. can be transferred to a defined lifting position and a defined tilting position. Position sensors (not shown) are installed in the mast, by means of which actual values can be measured using the lifting position and actual values via the tilting position of the working tool.

Nach einer ersten steuerungsseitigen Variante der Arbeitsmaschine ist es möglich, dass das Arbeitswerkzeug 10 der Arbeitsmaschine, nämlich die Positionssensoren im Bereich des Hubgerüsts des Arbeitswerkzeugs 10, im Sinne des Pfeils 11 Ist-Werte über die Hubposition des Arbeitswerkzeugs 10 sowie Ist-Werte über die Kipp-position des Arbeitswerkzeugs 10 an das Leistungsverzweigungsgetriebe 4, nämlich ein Steuergerät desselben, übertragen. Abhängig hiervon, also abhängig von diesen Ist-Werten der Hubposition und der Kippposition, ermittelt das Leistungsverzweigungsgetriebe 4, nämlich das Steuergerät desselben, Stellsignale für die Ansteuerung des Arbeitswerkzeugs 10 und stellt diese Stellsignale einem Steuergerät 12 im Sinne des Pfeils 13 bereitstellt. Beim Steuergerät 12 handelt es sich um ein Steuergerät des Hubgerüsts des Arbeitswerkzeugs 10 der Arbeitsmaschine handelt. Gemäß dem Pfeil 14 kommuniziert das Steuergerät 12 des Hubgerüsts mit Aktautoren des Hubgerüsts des Arbeitswerkzeugs 10, um insbesondere die Stellsignale an das Hubgerüst des Arbeitswerkzeugs 10 zu übertragen und so die Hubposition des Arbeitswerkzeugs 10 und die Kippposition des Arbeitswerkzeugs 10 über die Aktautoren des Hubgerüsts des Arbeitswerkzeugs 10 anzupassen.According to a first control-side variant of the working machine, it is possible for the working tool 10th the working machine, namely the position sensors in the area of the mast of the working tool 10th , in the sense of the arrow 11 Actual values about the stroke position of the working tool 10th as well as actual values via the tilting position of the work tool 10th to the power split transmission 4th , namely a control unit of the same. The power split transmission determines depending on this, that is to say on these actual values of the lifting position and the tilting position 4th , namely the control unit of the same, control signals for the control of the working tool 10th and provides these control signals to a control unit 12th in the sense of the arrow 13 provides. At the control unit 12th it is a control unit of the mast of the working tool 10th the work machine. According to the arrow 14 the control unit communicates 12th of the mast with actuators of the mast of the working tool 10th , in particular the control signals to the mast of the working tool 10th to transfer and so the stroke position of the work tool 10th and the tilt position of the work tool 10th via the actuators of the mast of the working tool 10th adapt.

2 zeigt ferner ein optionales weiteres Steuergerät 15 der Arbeitsmaschine, wobei der Datenaustausch bzw. Signalaustausch auch über dieses weitere Steuergerät 15 erfolgen kann. So kann im Sinne des Pfeils 16 das Arbeitswerkzeug 10 die Messwerte der Positionssensoren des Hubgerüsts des Arbeitswerkzeugs 10 dem Steuergerät 15 bereitstellen, welches dann im Sinne des Pfeils 17 die entsprechenden Messwerte über den Ist-Wert der Hubposition des Arbeitswerkzeugs 10 und den Ist-Wert der Kippposition des Arbeitswerkzeugs 10 dem Steuergerät des Leistungsverzweigungsgetriebes 4 überträgt. Das Steuergerät des Leistungsverzweigungsgetriebes 4 ermittelt dann wiederum Stellsignale, die dasselbe im Sinne des Pfeils 18 an das weitere Steuergerät 15 überträgt, wobei das weitere Steuergerät 15 diese Stellsignale im Sinne des Pfeils 19 dem Steuergerät 12 bereitstellt. Im Unterschied zu einer direkten Kommunikation zwischen dem Steuergerät des Leistungsverzweigungsgetriebes 4 und dem Steuergerät 12 des Hubgerüsts im Sinne des Pfeils 13 kann demnach nach einer zweiten steuerungsseitigen Variante auch eine indirekte Kommunikation im Sinne der Pfeile 17, 18 und 19 erfolgen, nämlich über das weitere Steuergerät 15 des Arbeitswerkzeugs. 2nd also shows an optional additional control device 15 the work machine, the data exchange or signal exchange also via this further control device 15 can be done. So in the sense of the arrow 16 the working tool 10th the measured values of the position sensors of the mast of the working tool 10th the control unit 15 provide which then in the sense of the arrow 17th the corresponding measured values via the actual value of the stroke position of the working tool 10th and the actual value of the tilt position of the working tool 10th the control unit of the power split transmission 4th transmits. The control unit of the power split transmission 4th then again determines control signals that do the same in the sense of the arrow 18th to the other control unit 15 transmits, the further control unit 15 these control signals in the sense of the arrow 19th the control unit 12th provides. In contrast to direct communication between the control unit of the power split transmission 4th and the control unit 12th of the mast in the direction of the arrow 13 can therefore, according to a second control-side variant, also indirect communication in the sense of the arrows 17th , 18th and 19th take place, namely via the other control unit 15 of the working tool.

Bei der hier vorliegenden Erfindung geht es nun darum, ein Arbeitswerkzeug einer Arbeitsmaschine, vorzugsweise die Schaufel eines Radladers, optimal automatisch oder automatisiert zu beladen, wobei die Arbeitsmaschine das Leistungsverzweigungsgetriebe 4 mit dem Hydrostat 5 umfasst.The present invention is now concerned with optimally automatically or automatically loading a work tool of a work machine, preferably the bucket of a wheel loader, the work machine being the power split transmission 4th with the hydrostat 5 includes.

Details der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 bis 5 beschrieben.Details of the invention are described below with reference to FIG 3rd to 5 described.

Zum automatisierten oder automatischen Beladen des Arbeitswerkzeugs 10 der Arbeitsmaschine wird abhängig von Betriebsbedingungen der Arbeitsmaschine eine Wahrscheinlichkeit darüber bestimmt, ob das Arbeitswerkzeug 10 der Arbeitsmaschine mit einem Materialhaufen in Eingriff kommt oder in Eingriff steht.For automated or automatic loading of the work tool 10th of the working machine, depending on the operating conditions of the working machine, a probability is determined as to whether the working tool 10th the work machine engages or is engaged with a pile of material.

Dann, wenn diese ermittelte Wahrscheinlichkeit größer als ein entsprechender Grenzwert ist, wird eine Beladungsfunktion zum automatisierten oder automatischen Beladen des Arbeitswerkzeugs 10 aktiviert.If this ascertained probability is greater than a corresponding limit value, a loading function for automated or automatic loading of the work tool becomes 10th activated.

Bei aktivierter Beladungsfunktion werden abhängig von einem hydrostatseitigen Druckmesswert des Leistungsverzweigungsgetriebes 4, den ein dem Hydrostat 5 insbesondere im Hochdruckbereich desselben zugeordneter Drucksensor bereitstellt, ein Sollwert für die Hubposition des Arbeitswerkzeugs 10, ein Soll-Wert für die Kipp-position des Arbeitswerkzeugs 10 und ein Soll-Wert für eine Fahrpedalbetätigung eines Fahrpedals der Arbeitsmaschine ermittelt.When the loading function is activated, the hydrostatic pressure measurement of the power split transmission depends on the hydrostate 4th the hydrostat 5 provides a setpoint value for the stroke position of the work tool, in particular in the high-pressure area associated with the pressure sensor 10th , a target value for the tilt position of the work tool 10th and determines a target value for an accelerator pedal actuation of an accelerator pedal of the working machine.

Abhängig von einem Vergleich dieser ermittelten Soll-Werte mit entsprechenden Ist-Werten werden dann Stellsignale für das automatisierte oder automatische Beladen des Arbeitswerkzeugs 10 der Arbeitsmaschine ermittelt.Depending on a comparison of these determined target values with corresponding actual values, actuating signals for the automated or automatic loading of the work tool are then generated 10th the work machine determined.

3 verdeutlicht Details zur Ermittlung der Wahrscheinlichkeit darüber, ob das Arbeitswerkzeug 10 der Arbeitsmaschine mit einem Materialhaufen in Eingriff kommt oder in Eingriff steht. So erfolgt die Ermittlung dieser Wahrscheinlichkeit in einem Block 20 der 3, wobei dem Block 20 der 3, in welchem die Wahrscheinlichkeit über den Eingriff oder dem bevorstehenden Eingriff des Arbeitswerkzeugs 10 mit einem Materialhaufen ermittelt wird, mehrere Eingangsgrößen 21, 22 und 23 bereitgestellt werden. So wird dem Block 20 als erste Eingangsgröße ein Ist-Wert der Hubposition des Arbeitswerkzeugs bereitgestellt. Als zweite Eingangsgröße 22 wird dem Block 20 ein Ist-Wert über die Kippposition des Arbeitswerkzeugs bereitgestellt. Als weitere Eingangsgröße 23 wird dem Block 20 ein Ist-Wert einer Abtriebsdrehzahl oder ein Ist-Wert eines Gradienten der Abtriebsdrehzahl bereitgestellt. Zumindest diese drei Eingangsgrößen 21, 22 und 23 werden ausgewertet, um die Wahrscheinlich darüber zu ermitteln, ob das Arbeitswerkzeug 10 der Arbeitsmaschine mit einem Materialhaufen in Eingriff kommt oder in Eingriff steht. 3rd clarifies details on how to determine the likelihood of whether the work tool 10th the work machine engages or is engaged with a pile of material. So this probability is determined in a block 20 of the 3rd , the block 20 of the 3rd , in which the likelihood of engagement or impending engagement of the work tool 10th is determined with a pile of material, several input variables 21 , 22 and 23 to be provided. So the block 20 an actual value of the stroke position of the work tool is provided as the first input variable. As a second input variable 22 becomes the block 20 an actual value is provided via the tilt position of the work tool. As a further input variable 23 becomes the block 20 an actual value of an output speed or an actual value of a gradient of the output speed is provided. At least these three input variables 21 , 22 and 23 are evaluated to determine the likelihood of whether the work tool 10th the work machine engages or is engaged with a pile of material.

Dann, wenn der Ist-Wert der Hubposition des Arbeitswerkzeugs 10 gemäß der Eingangsgröße 21 in einem ersten Bereich liegt, und dann, wenn der Ist-Wert der Kipp-position des Arbeitswerkzeugs 10 gemäß der Eingangsgröße 22 in einem zweiten Bereich liegt, und dann, wenn der Ist-Wert der Abtriebsdrehzahl gemäß der Eingangsgröße 22 kleiner als ein entsprechender Grenzwert, wird darauf geschlossen, dass die Wahrscheinlichkeit darüber, dass das Arbeitswerkzeug 10 der Arbeitsmaschine mit einem Materialhaufen in Eingriff kommt oder in Eingriff steht, größer als der entsprechende Grenzwert ist.Then when the actual value of the lifting position of the working tool 10th according to the input variable 21 is in a first range, and then when the actual value of the tilt position of the working tool 10th according to the input variable 22 is in a second range, and then when the actual value of the output speed according to the input variable 22 less than a corresponding limit, it is concluded that the likelihood that the work tool 10th the work machine engages or is engaged with a pile of material is greater than the corresponding limit value.

Es ist auch möglich, dass dann, wenn der Ist-Wert der Hubposition des Arbeitswerkzeugs 10 gemäß der Eingangsgröße 21 in dem ersten Bereich liegt, und dann, wenn der Ist-Wert der Kipp-position des Arbeitswerkzeugs 10 gemäß der Eingangsgröße 22 in dem zweiten Bereich liegt, und dann, wenn der Ist-Wert des Gradienten der Abtriebsdrehzahl größer als ein entsprechender Grenzwert ist, darauf geschlossen wird, dass die Wahrscheinlichkeit darüber, dass das Arbeitswerkzeug der Arbeitsmaschine 10 mit einem Materialhaufen in Eingriff kommt oder in Eingriff steht, größer als der entsprechende Grenzwert ist.It is also possible that if the actual value of the stroke position of the working tool 10th according to the input variable 21 is in the first range, and then when the actual value of the tilt position of the working tool 10th according to the input variable 22 lies in the second range, and then, if the actual value of the gradient of the output speed is greater than a corresponding limit value, it is concluded that the probability that the work tool of the work machine 10th engages or is engaged with a pile of material is greater than the corresponding limit.

Als weitere Eingangsgröße kann dem Block 20 optional auch eine Bremspedalposition bereitgestellt werden. Bei betätigtem Bremspedal oberhalb des Inchbereiches ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Arbeitswerkzeug 10 der Arbeitsmaschine mit einem Materialhaufen in Eingriff kommt oder in Eingriff steht, gering. Bei einer Bremspedalbetätigung ändert sich zwar der Gradient der Abtriebsdrehzahl sowie die Abtriebsdrehzahl als solche, eine reguläre Bremspedalbetätigung wird jedoch nicht dahingehend steuerungsseitig ausgewertet, dass die Wahrscheinlichkeit darüber, dass das Arbeitswerkzeug 10 mit dem Materialhaufen in Eingriff kommt oder in Eingriff steht, größer als der entsprechende Grenzwert ist. The block can be used as a further input variable 20 Optionally, a brake pedal position can also be provided. If the brake pedal is actuated above the inch range, the probability is that the working tool 10th the work machine engages or is engaged with a pile of material. When the brake pedal is actuated, the gradient of the output speed and the output speed as such change, but a regular brake pedal actuation is not evaluated on the control side to the extent that the probability that the work tool 10th engages or is engaged with the pile of material is greater than the corresponding limit.

Wird in Block 20 festgestellt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass das Arbeitswerkzeug 10 der Arbeitsmaschine mit einem Materialhaufen in Eingriff kommt oder steht, größer als ein entsprechender Grenzwert ist, so wird auf Block 24 verzweigt und auf eine sogenannte Haufenfahrt erkannt. Es wird dann auf Block 25 verzweigt und die Beladungsfunktion für das automatisierte oder automatische Beladen des Arbeitswerkzeugs 10 aktiviert.Will be in block 20 found that the likelihood of the work tool 10th If the machine comes into contact with a pile of material or is larger than a corresponding limit value, the block is activated 24th branched and recognized on a so-called heap trip. It will then be on block 25th branches and the loading function for the automated or automatic loading of the work tool 10th activated.

Wird hingegen in Block 20 erkannt, dass die ermittelte Wahrscheinlichkeit darüber, ob das Arbeitswerkzeug 10 der Arbeitsmaschine mit einem Materialhaufen in Eingriff kommt oder steht, kleiner als der entsprechende Grenzwert ist, so wird auf Block 26 verzweigt und darauf erkannt, dass keine Haufenfahrt vorliegt. In diesem Fall wird auf dann auf Block 27 verzweigt und die Beladungsfunktion bleibt inaktiv bzw. wird nicht aktiviert.However, is in block 20 recognized that the determined probability about whether the work tool 10th If the machine comes into contact with a pile of material or is smaller than the corresponding limit value, the block is activated 26 branched and recognized that there is no heap run. In this case, then on block 27 branches and the loading function remains inactive or is not activated.

Dann, wenn also erkannt wird, dass die Wahrscheinlichkeit darüber, ob das Arbeitswerkzeug 10 mit einem Materialhaufen in Kontakt kommt oder in Kontakt steht, größer als der entsprechende Grenzwert ist, wird die Beladungsfunktion für das automatische bzw. automatisierte Beladen des Arbeitswerkzeugs aktiviert.Then when it is recognized that the likelihood of whether the work tool 10th comes into contact with a pile of material or is in contact, is greater than the corresponding limit value, the loading function for the automatic or automated loading of the work tool is activated.

Bei aktivierter Beladungsfunktion, nämlich dann, wenn der hydrostatseitige Druckmesswert des entsprechenden Drucksensors des Leistungsverzweigungsgetriebes 4 größer als ein entsprechender Grenzwert ist, werden der Soll-Wert für die Hubposition des Arbeitswerkzeugs 10, der Soll-Wert für die Kippposition des Arbeitswerkzeugs 10 und der Soll-Wert für die Fahrpedalbetätigung ermittelt. Diese Soll-Werte werden mit den entsprechenden Ist-Werten verglichen, um abhängig hiervon letztendlich die Stellsignale für die automatisierte oder automatische Beladung des Arbeitswerkzeugs 10 zu ermitteln.When the loading function is activated, namely when the hydrostat pressure measurement value of the corresponding pressure sensor of the power split transmission 4th is greater than a corresponding limit value, the target value for the stroke position of the working tool 10th , the target value for the tilt position of the working tool 10th and the target value for accelerator pedal actuation is determined. These target values are compared with the corresponding actual values in order to ultimately depend on the control signals for the automated or automatic loading of the work tool 10th to investigate.

4 verdeutlicht Details einer Beladungsfunktion, welche Stellsignale für eine automatisierte Beladung des Arbeitswerkzeugs 10 generiert. So sind in 4 Eingangsgrößen für die Beladungsfunktion gezeigt, nämlich mit einer Eingangsgröße 28 der hydrostatseitige Druckmesswert, mit einer Eingangsgröße 29 ein Ist-Wert der Hubposition des Arbeitswerkzeugs 10, mit einer Eingangsgröße 30 der Ist-Wert der Kippposition des Arbeitswerkzeugs 10, mit einer Eingangsgröße 31 ein Ist-Wert einer Fahrpedalbetätigung und mit einer weiteren optionalen Eingangsgröße 32 ein Ist-Wert der Abtriebsdrehzahl, über welchen der hydrostatseitige Druckmesswert des Leistungsverzweigungsgetriebes 4 validiert werden kann. 4th clarifies details of a loading function, which control signals for automated loading of the work tool 10th generated. So are in 4th Input variables for the loading function shown, namely with an input variable 28 the hydrostatic pressure reading, with an input variable 29 an actual value of the stroke position of the working tool 10th , with an input variable 30th the actual value of the tilt position of the working tool 10th , with an input variable 31 an actual value of an accelerator pedal actuation and with another optional input variable 32 an actual value of the output speed above which the hydrostatic pressure measurement value of the power split transmission 4th can be validated.

Gemäß 4 ermittelt auf Grundlage dieser Eingangsgrößen das Steuergerät des Leistungsverzweigungsgetriebes 4 einerseits die obigen Soll-Werte und andererseits abhängig von dem Vergleich der obigen Soll-Werte mit den entsprechenden Ist-Werten Stellsignale, die das Steuergerät des Leistungsverzweigungsgetriebes 4 dem weiteren Steuergerät 15 der Arbeitsmaschine bereitstellt, wobei das weitere Steuergerät 15 der Arbeitsmaschine die entsprechenden Stellsignale in bzw. auf einem Display 33 der Arbeitsmaschine anzeigt, um den Fahrer der Arbeitsmaschine bei der automatisierten Beladung des Arbeitswerkzeugs 10 zu unterstützen.According to 4th determines the control unit of the power split transmission on the basis of these input variables 4th on the one hand, the above target values and, on the other hand, depending on the comparison of the above target values with the corresponding actual values, actuating signals sent by the control unit of the power split transmission 4th the other control unit 15 provides the work machine, the further control unit 15 the machine the corresponding control signals in or on a display 33 of the work machine indicates to the driver of the work machine during the automated loading of the work tool 10th to support.

In 4 sind über der Zeit t unterschiedliche Anzeigen auf dem Display 33 gezeigt, die dazu dienen, den Fahrer bei der Beladung des Arbeitswerkzeugs 10 zu unterstützen. So werden auf dem Display 33 unterschiedliche Stellsignale angezeigt, nämlich als erstes Stellsignal ein Stellsignal über ein Kippen des Arbeitswerkzeugs 10, als zweites Stellsignal über ein Anheben oder auch Absenken des Arbeitswerkzeugs 10 und als drittes Stellsignal ein Stellsignal über eine Fahrpedalbetätigung. So ist dem Fahrer stets bekannt, welche Aktionen er zur optimalen Beladung des Arbeitswerkzeugs 10 vorzunehmen hat. Der Fahrer erhält also über der Zeit t fortlaufend Informationen darüber, ob der das Arbeitswerkzeug 10 weiter zu kippen oder weiter anzuheben hat sowie Informationen darüber, ob die Betätigung des Fahrpedals OK ist, oder ob das Fahrpedal stärker betätigt werden muss, oder ob das Fahrpedal gelöst und damit weniger stark betätigt werden muss.In 4th are different displays on the display over time t 33 shown, which serve the driver when loading the working tool 10th to support. So be on the display 33 different actuating signals are displayed, namely as the first actuating signal an actuating signal by tilting the work tool 10th , as a second actuating signal by raising or lowering the work tool 10th and as a third actuating signal, an actuating signal via an accelerator pedal actuation. The driver is therefore always aware of the actions he is taking to optimally load the work tool 10th has to make. The driver thus continuously receives information over the time t as to whether or not the work tool 10th has to tilt further or to raise further, as well as information about whether the actuation of the accelerator pedal is OK or whether the accelerator pedal has to be operated more or whether the accelerator pedal has to be released and thus has to be actuated less strongly.

5 verdeutlicht Details einer aktivierten Beladungsfunktion, die im Unterschied zu 4 nicht der automatisierten Beladung des Arbeitswerkzeugs 10 sondern vielmehr der automatischen bzw. vollautomatischen Beladung des Arbeitswerkzeugs 10 der Arbeitsmaschine dient. Auch hier werden wiederum verschiedene Eingangsgrößen 28, 29, 30, 34 und 32 genutzt, wobei es sich bei der Eingangsgröße 28 wiederum um den Druckmesswert des Leistungsverzweigungsgetriebes 4, nämlich um den hydrostatseitigen Druckmesswert eines entsprechenden Drucksensors handelt, wobei es sich bei der Eingangsgröße 29 um den Ist-Wert der Hubposition des Arbeitswerkzeugs 10 und bei der Eingangsgröße 30 um den Ist-Wert der Kippposition des Arbeitswerkzeugs 10 handelt. Bei der Eingangsgröße 34 handelt es sich um einen Ist-Wert einer Bremspedalbetätigung und bei der optionalen Eingangsgröße 32 um die Abtriebsd rehzah l. 5 clarifies details of an activated loading function that differs from 4th not the automated loading of the work tool 10th but rather the automatic or fully automatic loading of the work tool 10th serves the machine. Again, there are different input variables 28 , 29 , 30th , 34 and 32 used, it being the input variable 28 again by the pressure measured value of the power split transmission 4th , namely the hydrostate-side pressure measured value of a corresponding pressure sensor, which is the input variable 29 by the actual value of the stroke position of the Work tool 10th and the input size 30th around the actual value of the tilting position of the working tool 10th acts. With the input size 34 is an actual value of a brake pedal actuation and the optional input variable 32 for the output speed.

Diese Eingangsgrößen werden dem Steuergerät des Leistungsverzweigungsgetriebes 4 bereitgestellt, welches dann, wie oben beschrieben, abhängig von ermittelten Soll-Werten und einem Vergleich dieser Soll-Werte mit entsprechenden Ist-Werten die Stellsignale erzeugt und entweder im Sinne des Pfeils 13 unmittelbar dem Steuergerät 12 des Hubgerüsts oder indirekt im Sinne der Pfeile 17, 19 die entsprechenden Stellsignale über das weitere Steuergerät 15 der Arbeitsmaschine dem Steuergerät 12 des Hubgerüsts bereitstellt.These input variables are the control unit of the power split transmission 4th Provided, which then, as described above, generates the control signals depending on the determined target values and a comparison of these target values with corresponding actual values and either in the direction of the arrow 13 directly to the control unit 12th of the mast or indirectly in the direction of the arrows 17th , 19th the corresponding control signals via the other control unit 15 the machine the control unit 12th of the mast.

Das Steuergerät 12 des Hubgerüsts nutzt dann diese Stellsignale zur automatischen Ansteuerung der Arbeitsmaschine, um über die automatische Beladung des Arbeitswerkzeugs den Fahrer zu entlasten. Die Einstellung der Hubposition und der Kippposition und die Fahrpedalbetätigung erfolgt dann vollautomatisch auf Grundlage der ermittelten Stellsignale.The control unit 12th The mast then uses these control signals to automatically control the working machine in order to relieve the driver of the load on the working tool. The setting of the lifting position and the tilting position and the accelerator pedal actuation are then carried out fully automatically on the basis of the determined control signals.

Bei einer fahrerseitigen Betätigung des Bremspedals, die dem Steuergerät des Leistungsverzweigungsgetriebes 4 als Eingangsgröße 34 bereitgestellt wird, erfolgt ein automatischer Abbruch der automatischen Beladung des Arbeitswerkzeugs 10. Zur nachfolgenden Aktivierung der Beladungsfunktion muss erneut eine Wahrscheinlichkeit für eine Haufenfahrt ermittelt werden, die größer als der entsprechende Grenzwert ist. Es muss also erneut eine Wahrscheinlichkeit ermittelt werden, dass das Arbeitswerkzeug 10 mit einem Materialhaufen in Eingriff kommt oder in Eingriff steht.When the driver presses the brake pedal, the control unit of the power split transmission 4th as input variable 34 is provided, the automatic loading of the work tool is automatically terminated 10th . For the subsequent activation of the loading function, a probability for a heap trip that is greater than the corresponding limit value must be determined again. So a probability must be determined again that the work tool 10th engages with a pile of material.

Durch die ständige Überwachung bzw. Messung des hydrostatseitigen Druckmesswerts kann fortlaufend eine optimale Hubposition und Kippposition für das Arbeitswerkzeug 10 sowie eine optimale Fahrpedalbetätigung ermittelt werden, um das Arbeitswerkzeug 10 optimal zu beladen.Due to the constant monitoring or measurement of the hydrostatic pressure measured value, an optimal lifting position and tilting position for the working tool can be continuously achieved 10th as well as an optimal accelerator pedal actuation are determined around the work tool 10th optimal to load.

Es kann vorgesehen sein, die Stellsignale für die automatisierte oder automatische Beladung des Arbeitswerkzeugs 10 weiterhin abhängig von einem Messwert eines Gewichtssensors des Arbeitswerkzeugs 10 und/oder abhängig von einem Messwert eines abtriebsseitigen Sensors der Arbeitsmaschine zu ermitteln. Wird z.B. festgestellt, dass das Gewicht des Arbeitswerkzeugs 10 bereits einen Grenzwert überschritten hat, so kann der Beladungsvorgang abgebrochen werden. Der Grenzwert kann, anwählbar über ein HMI-Interface, vorgegeben werden, da unterschiedliche Materialien unterschiedliche Dichten haben.It can be provided that the control signals for the automated or automatic loading of the work tool 10th further dependent on a measured value of a weight sensor of the work tool 10th and / or to be determined as a function of a measured value of an output-side sensor of the machine. For example, it is found that the weight of the work tool 10th has already exceeded a limit value, the loading process can be interrupted. The limit value can be specified via an HMI interface, since different materials have different densities.

Dann, wenn auf Basis eines Messwerts eines abtriebseitigen Sensors auf durchdrehende Räder der Arbeitsmaschine 10 erkannt wird, so kann die Fahrpedalbetätigung zurückgenommen werden, um zu vermeiden, dass infolge durchdrehender Räder der zu befahrende Untergrund beeinträchtigt wird. Werden durchgehende Räder erkannt, so wird eine Fahrpedalbetätigung zurückgenommen und vorzugsweise zusätzlich das Arbeitswerkzeug 10 stärker angehoben. Nachfolgend kann über eine erneute Fahrpedalbetätigung ein weiteres Beladen des Arbeitswerkzeugs 10 erfolgen.Then when based on a measured value of an output-side sensor on spinning wheels of the working machine 10th is recognized, the accelerator pedal actuation can be withdrawn in order to avoid that the surface to be driven on is impaired due to spinning wheels. If through wheels are recognized, an accelerator pedal actuation is withdrawn and preferably also the work tool 10th raised more. Subsequently, the working tool can be loaded again by pressing the accelerator pedal again 10th respectively.

Bei der automatischen Beladung des Arbeitswerkzeugs 10 kann über einen Lernalgorithmus, der über mehrere automatische Beladungsvorgänge ein Optimum der Beladung des Arbeitswerkzeugs 10 ermittelt, die Effizient der Beladung des Arbeitswerkzeugs 10 weitere gesteigert werden.With automatic loading of the work tool 10th can optimize the loading of the work tool using a learning algorithm that uses multiple automatic loading processes 10th determines the efficiency of loading the work tool 10th more will be increased.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät einer Arbeitsmaschine, welches eingerichtet ist, dass oben beschriebene Verfahren ausführen. Bei diesem Steuergerät handelt es sich insbesondere um das Steuergerät des Leistungsverzweigungsgetriebes 4, welches auf Grundlage der oben beschriebenen Größen einerseits die Wahrscheinlichkeit über eine Haufenfahrt ermittelt, und welches andererseits dann, wenn die Wahrscheinlichkeit über eine Haufenfahrt größer als der entsprechende Grenzwert ist, die Beladungsfunktion automatisch aktiviert und dann abhängig von den anderen oben beschriebenen Eingangsgrößen die Stellsignale für das automatische bzw. automatisierte Beladen des Arbeitswerkzeugs 10 ermittelt.The present invention further relates to a control unit of a work machine, which is set up to carry out the method described above. This control unit is, in particular, the control unit of the power split transmission 4th which, on the one hand, determines the probability of a heap trip on the basis of the variables described above, and which, on the other hand, automatically activates the loading function if the probability of a heap journey is greater than the corresponding limit value and then, depending on the other input variables described above, the actuating signals for the automatic or automated loading of the work tool 10th determined.

Dieses Steuergerät verfügt über hardwareseitige Mittel sowie softwareseitige Mittel, um das oben beschriebene Verfahren auszuführen. Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen Datenschnittstellen, um mit an der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen, insbesondere mit den Sensoren, welche die benötigten Eingangsgrößen bereitstellen, Daten auszutauschen. Ferner zählen zu diesen hardwareseitigen Baugruppen ein Prozessor zur Datenverarbeitung und ein Speicher zur Datenspeicherung. Zu den softwareseitigen Mitteln zählen Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.This control unit has hardware and software means to carry out the method described above. The hardware means include data interfaces in order to exchange data with modules involved in the implementation of the method according to the invention, in particular with the sensors which provide the required input variables. These hardware modules also include a processor for data processing and a memory for data storage. The software-side means include program modules for carrying out the method according to the invention.

Das erfindungsgemäße Steuergerät ist Bestandteil eines Steuersystems der Arbeitsmaschine. Das Steuergerät bzw. das Steuersystem ist Bestandteil der Arbeitsmaschine.The control device according to the invention is part of a control system of the work machine. The control unit or the control system is part of the work machine.

Bezugszeichenliste Reference list

11: Power-Take-OutPower take-out
22nd: AntriebsaggregatDrive unit
33rd: WendegetriebeReverse gear
44th: LeistungsverzeigungsgetriebePower transmission gear
55: HydrostatHydrostat
66: PlanetenradgetriebePlanetary gear
77: SummierungsgetriebeSummation gear
88th: FahrbereichsgetriebeRange gearbox
99: AbtriebDownforce
1010th: Arbeitswerkzeug/HubgerüstWork tool / mast
1111: Pfeilarrow
1212th: Steuergerät Arbeitswerkzeug/HubgerüstControl unit work tool / mast
1313: Pfeilarrow
1414: Pfeilarrow
1515: Steuergerät ArbeitsmaschineMachine control unit
1616: Pfeilarrow
1717th: Pfeilarrow
1818th: Pfeilarrow
1919th: Pfeilarrow
2020: WahrscheinlichkeitsermittlungProbability determination
2121st: Ist-Wert HubpositionActual value stroke position
2222: Ist-Wert KipppositionActual value of tilt position
2323: Ist-Wert Abtriebsdrehzahl/AbtriebsdrehzahlgradientActual value of output speed / output speed gradient
2424th: HaufenfahrterkennungPile trip detection
2525th: BeladungsfunktionsaktivierungLoad function activation
2626: keine Haufenfahrterkennungno heap detection
2727: keine Beladungsfunktionsaktivierungno load function activation
2828: hydrostatseitige Druckmesswert,hydrostatic pressure reading,
2929: Ist-Wert HubpositionActual value lifting position
3030th: Ist-Wert KipppositionActual value of tilt position
3131: Ist-Wert FahrpedalbetätigungActual value of accelerator pedal actuation
3232: Ist-Wert AbtriebsdrehzahlActual value of output speed
3333: DisplayDisplay
3434: Ist-Wert BremspedalbetätigungActual value of brake pedal actuation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102007047194 A1 [0002, 0025]
DE 102009045510 A1 [0003, 0025]
DE 10353259 A1 [0005]
US 2004/0117092 A1 [0005]

Claims

Method for the automated or automatic loading of a work tool of a work machine such as a bucket of a wheel loader, the work machine having a power split transmission with a hydrostat comprising hydrostatic units, depending on the operating conditions of the working machine, a probability is determined as to whether the working tool of the working machine engages or is engaged with a pile of material, a loading function for the automated or automatic loading of the work tool being activated when the ascertained probability is greater than a corresponding limit value, where, when the loading function is activated, a target value for a lifting position of the working tool, a target value for a tilting position of the working tool and a target value for accelerator pedal actuation are determined as a function of a hydrostatic pressure measured value of the power split transmission, Depending on a comparison of the determined target values with corresponding actual values, actuating signals for the automated or automatic loading of the work tool are determined.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the probability of whether the working tool of the working machine comes into engagement with a pile of material or is dependent on an actual value of the lifting position of the working tool, depending on an actual value of the tilting position of the working tool and depending on an actual Value of an output speed or an actual value of a gradient of the output speed is determined.

Procedure according to Claim 2 , characterized in that when the actual value of the stroke position is in a first range, and then when the actual value of the tilt position is in a second range, and then when either the actual value of the output speed is less than one corresponding limit value or the actual value of the gradient of the output speed is greater than a corresponding limit value, it is concluded that the probability is greater than the corresponding limit value.

Procedure according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that when the loading function of the hydrostatic pressure measured value of the power split transmission is greater than a corresponding limit value, the target value for the lifting position of the working tool, the target value for the tilting position of the working tool and the target value for the accelerator pedal actuation be determined.

Procedure according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the control signals are shown on a display to assist a driver in the automated loading of the work tool.

Procedure according to Claim 5 , characterized in that the driver is informed of a tilting of the working tool as the first actuating signal, raising or lowering of the working tool as the second actuating signal and an accelerator pedal actuation being displayed as the third actuating signal.

Procedure according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the control signals are used for automatic control of the working machine to relieve a driver of the automatic loading of the work tool.

Procedure according to Claim 7 , characterized in that the automatic loading of the work tool is terminated by actuating the brake pedal.

Procedure according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the control signals for the automated or automatic loading of the work tool continue to be determined depending on a measured value of a weight sensor of the work tool and / or depending on a measured value of an output-side sensor of the work machine.

Control device of a work machine such as a wheel loader, characterized in that the same is set up the method according to one of the Claims 1 to 9 to execute.