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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Längeneinstellung eines Oberlenkers
einer Anbaueinrichtung eines Traktors, wobei die Anbaueinrichtung einen
Oberlenker mit einem Kraftantrieb zur Längeneinstellen, einen Längensensor,
zum Ermitteln der Ist-Länge des
Oberlenkers, zwei Unterlenker mit einem Hubwerk zum Anheben und
Absenken der Unterlenker, einen Hubsensor zum Ermitteln der Ist-Hubstellung
des Hubwerks sowie eine Steuereinheit umfasst.
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Ein
bekanntes Verfahren zur Längeneinstellung
eines Oberlenkers ist aus der
DE 197 47 949 C2 bekannt. Hierbei wird mittels
eines Längensensors die
Ist-Länge
des Oberlenkers und mittels eines Hubsensors die Hubstellung des
Hubwerks ermittelt. Zu jeder Hubstellung ist eine Soll-Länge des
Oberlenkers gespeichert. Mittels eines Vergleichens wird die Ist-Länge des
Oberlenkers mit der Soll-Länge
verglichen und bei einer Abweichung ein Kraftantrieb angesteuert,
der den Oberlenker auf die Soll-Länge fährt. Somit wird ein angehängtes Gerät mit dem
gleichen Bewegungsablauf abgesenkt und angehoben, was insbesondere
bei Geräten
zur Bodenbearbeitung zu nicht optimalen Eingriffen in den Boden
führen
kann.
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Weitere
Verfahren zur Längeneinstellung von
Oberlenkern sind aus der
US
5 188 502 A bekannt. Hierbei handelt es sich um die Längeneinstellung
zweier Oberlenker einer Baumaschine. Bei einem beschriebenen Verfahren
können
ein oder mehrere Positionen aus einer beliebigen Startposition heraus
automatisch angefahren werden, wobei die Bewegung von der Startposition
zur gespeicherten Endposition kontinuierlich berechnet wird. Je
nach Startposition sind somit unterschiedliche Bewegungsabläufe zur
Endposition möglich.
Ferner ist das parallele Anheben und Absen ken des Geräts möglich, ohne
dass das Gerät
geschwenkt wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Längeneinstellung
eines Oberlenkers einer Anbaueinrichtung bereit zu stellen, bei
der für
das angehängte
Gerät eine
optimale Kinematik beim Absenken und Anheben erzielt wird.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren zur Längeneinstellung
eines Oberlenkers einer Anbaueinrichtung eines Traktors, wobei die
Anbaueinrichtung den Oberlenker mit einem Kraftantrieb zur Längeneinsteilung,
einen Längensensor
zum Ermitteln der Ist-Länge
des Oberlenkers, zwei Unterlenker mit einem Hubwerk zum Anheben und
Absenken der Unterlenker, einen Hubsensor zum Ermitteln der Ist-Hubstellung des Hubwerks
sowie eine Steuereinheit umfasst, mit folgenden Verfahrensschritten
Bereitstellen
von in der Steuereinheit gespeicherten Soll-Längen des Oberlenkers in Abhängigkeit
von zu ermittelnden Hubstellungen und Bewegungsrichtungen des Hubwerks,
Ermitteln
der Ist-Länge
des Oberlenkers,
Ermitteln der Ist-Hubstellung des Hubwerks,
Ermitteln
der Bewegungsrichtung des Hubwerks,
Vergleichen der Ist-Länge mit
der zur ermittelten Bewegungsrichtung und zur Ist-Hubstellung gespeicherten
Soll-Länge,
Ansteuern
des Kraftantriebs zum Einstellen der Länge des Oberlenkers auf die
Soll-Länge, wenn
die Ist-Länge
von der Soll-Länge
abweicht,
gelöst.
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Somit
ist es möglich,
zum Beispiel beim Einsatz eines Pfluges, beim Ausheben des Pfluges
diesen möglichst
spät steilzustellen
und beim Absenken einen Pflugeinzug in einer steilen Position zu
ermöglichen,
um dem Einsatz in den Boden zu verbessern. Hierzu kann insbesondere
vorgesehen sein, dass für die
Bewegungsrichtung des Anhebens des Hubwerks Soll-Längen zu
den zu ermittelnden Hubstellungen als erste Kennlinie in einem Speicher
der Steuereinheit gespeichert sind, dass für die Bewegungsrichtung des
Absenkens des Hubwerks Soll-Längen
zu den zu ermittelnden Hubstellungen als zweite Kennlinie gespeichert
sind und dass die erste Kennli nie von der zweiten Kennlinie abweicht.
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Hierbei
ist es möglich,
dass die Geschwindigkeit, mit der der Oberlenker verstellt wird,
ausgehend von einer abgesenkten Position des Hubwerks, zumindest über einen
Teil des Hubwegs zu einer angehobenen Position des Hubwerks beim
Anheben begrenzt wird, um die maximale Hydraulikförderleistung
am Hubwerk zur Verfügung
stellen zu können. Dies
kann insbesondere dann von Interesse sein, wenn die maximale Hydraulikförderleistung
des hydraulischen Systems nicht derart ausgelegt ist, sowohl den
Oberlenker als auch die Hubwerke mit maximaler Leistung gleichzeitig
zu betreiben.
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Um
den Oberlenker freizugeben und eine Schwimmstellung zu erzielen,
in der die Länge
des Oberlenkers frei einstellbar ist, kann vorgesehen sein, dass
der Oberlenker derart freigegeben wird, dass dieser bezüglich seiner
Länge frei
bewegbar ist, wenn ein entsprechendes Signal einer Bedieneinheit an
die Steuereinheit gesendet wird, wobei die Bedieneinheit von Bedienpersonal
betätigt
wird.
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Ferner
kann das Einstellen der Schwimmstellung von der Hubstellung abhängig sein.
Hierbei wird eine in der Steuereinheit gespeicherte Freigabeinformation,
dass ein Schwimmweg am Oberlenker eingestellt werden soll, wenn
die zu ermittelnde Hubstellung innerhalb eines bestimmten gespeicherten Hubstellungsbereichs
liegt, bereitgestellt. Des weiteren wird die Ist-Hubstellung des
Hubwerks ermittelt, woraufhin die Ist-Hubstellung mit den zur Freigabeinformation
gespeicherten Hubstellungsbereichs verglichen wird. Eine Freigabe
des Oberlenkers erfolgt derart, dass der Oberlenker bezüglich seiner
Länge frei
bewegbar ist, wenn die Ist-Hubstellung innerhalb des zur Freigabeinformation
gespeicherten Hubstellenbereichs liegt.
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Um
den Schwimmweg des Oberlenkers zu begrenzen, kann vorgesehen werden,
dass in der Steuereinheit Soll-Längenuntergrenzen
und Soll-Längenobergrenzen
des Oberlenkers in Abhängigkeit
von zu ermittelnden Hubstellungen des Hubwerks bereitgestellt werden.
Ein Freigeben des Oberlenkers und Ansteuern des Kraftantriebs erfolgt
derart, dass der Oberlenker bezüglich
seiner Längen zwischen
den zur Ist-Hubstellung
gespeicherten Soll-Längenuntergrenzen
und den Soll- Längenobergrenzen
frei bewegbar ist. Somit ist eine Begrenzung des Schwimmweges durch
hydraulische Mittel gewährleistet,
ohne mechanische Anschläge
vorsehen zu müssen.
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Damit
der Schwimmweg dann nicht eingestellt werden kann, wenn ein Gerät angehoben
ist und somit beim Einstellen des Schwimmweges das Gerät unkontrolliert
an der Einbaueinrichtung abwinkeln würde, wodurch Beschädigungen
an der Anbaueinrichtung und an dem Gerät hervorgerufen werden können, wird
ein in der Steuereinheit gespeicherte Grenzwert bereitgestellt,
der die maximale an dem Oberlenker angreifende Kraft repräsentiert,
bei der der Oberlenker zur Erzielung eines Schwimmweges freigegeben
werden kann. Ein Ist-Wert, der die an dem Oberlenker angreifende
Kraft repräsentiert,
wird ermittelt und mit dem Grenzwert verglichen. Eine Freigabe des
Oberlenkers findet nur statt, wenn der Ist-Wert den Grenzwert unterschreitet.
Hierbei kann, bei Verwendung eines hydraulischen Oberlenkers, als
repräsentative
Größe der Ist-Wert
des Hydraulikdrucks in einem Zylinder des Oberlenkers gemessen werden,
der einer Kraft am Oberlenker entspricht, die den Oberlenker in
Richtung zu größeren Längen beaufschlagt.
Ist der Druck und damit die Kraft am Oberlenker zu groß, deutet
dies darauf hin, dass das Gerät
angehoben ist und beim Freigeben des Oberlenkers unkontrolliert
nach unten schwenken würde.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann zum Beispiel als Computerprogramm in die Steuereinheit geladen
und dort ausgeführt
werden. Darüber
hinaus kann das Verfahren auf einem Computerprogrammprodukt, wie
zum Beispiel einer CD-ROM oder einer Diskette, zur Verfügung gestellt
werden.
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Die
Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird anhand der Figuren näher
erläutert.
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Hierin
zeigt
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1 schematisch
einen Traktor mit an dessen Anbaueinrichtung angehängtem Gerät,
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2 ein
Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 ein
Flussdiagramm für
die Verfahrensschritte zum manuellen Einschalten einer Schwimmstellung
am Oberlenker,
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4 ein
Flussdiagramm der Verfahrensschritte zum automatischen Einschalten
einer Schwimmstellung am Oberlenker,
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5 ein
Flussdiagramm der Verfahrensschritte zum Einschalten eines begrenzten Schwimmweges
und
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6 ein
Flussdiagramm der Verfahrensschritte für eine Sicherheitsabfrage vor
dem Einschalten einer Schwimmstellung am Oberlenker.
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In 1 ist
ein Traktor 1 mit einem angehängten Gerät 2 dargestellt. Der
Traktor 1 ist auf einem Boden 3 verfahrbar, zu
dessen Bearbeitung das Gerät 2 dient.
Am Heck des Traktors N sind zwei nebeneinander angeordnete Unterlenker 4 vorgesehen, die
jeweils mit einem Ende gelenkig am Traktor 1 verbunden
sind und an deren anderem Ende jeweils ein Kupplungshaken 5 befestigt
ist. In der Darstellung der 1 ist nur
einer der beiden Unterlenker 4 sichtbar. Die Kupplungshaken 5 der
Unterlenker 4 sind mit entsprechenden Kuppelmitteln 6 des
Geräts 2 verbunden.
Oberhalb der beiden Unterlenker 4 ist ein Oberlenker 7 über eine
Gelenkverbindung 8 mit dem Traktorheck verbunden. Er weist
an einem freien Ende einen Kupplungshaken 9 auf, der zum
Verbinden mit Kuppelmitteln 10 des Geräts 2 dient.
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Die
Unterlenker 4 sind jeweils durch eine Hubstrebe 12 mit
einem Hubarm 11 verbunden. Die Hubarme 11 werden
mittels einer Antriebswelle 14 verdreht, um somit die Unterlenker 4 anzuheben
oder abzusenken. Die Hubarme 11 und die Antriebswelle 14 bilden
ein Hubwerk, dessen Höhenstellung
mittels eines Hubsensors 13 erfasst wird, wobei der Hubsensor 13 die
Drehstellung der Antriebswelle 14 ermittelt. Ebenso kann
der Hubsensor 13 an je einem oder an beiden Unterlenkern 4 vorgesehen
sein, um dort die Winkelstellung der Unterlenker 4 zum
Traktorheck zu messen.
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Dem
Oberlenker 7 ist ein Längensensor 15 zugeordnet,
der die Ist-Länge
des Oberlenkers 7 ermittelt. Der Hubsensor 13 und
der Längensensor 15 sind
mit einer Steuereinheit 16 verbunden, in der die ermittelten
Daten weiterverarbeitet werden. Ferner ist Kraftantrieb des Oberlenkers 7 mit
der Steuereinheit 16 verbunden, so dass dieser von der
Steuereinheit 16 betätigbar
ist. Um manuelle Einstellungen der Steuereinheit 10 vornehmen
zu können,
ist eine Bedieneinheit 44 vorgesehen, die mit der Steuereinheit 16 verbunden
ist.
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2 zeigt
ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei Verfahrensschritt 17 werden
die erforderlichen Daten gespeichert und bereitgestellt. Zu unterschiedlichen
Hubstellungen und zu den beiden Bewegungsrichtungen des Hubwerkes,
d. h. Absenken oder Anheben des Hubwerks, werden Soll-Längen des
Oberlenkers 7 in einem Speicher 18 der Steuereinheit
gespeichert. Somit können
zum Beispiel zwei unterschiedliche Kennlinien 19, 20 für das Anheben
oder das Absenken des Hubwerks bereitgestellt werden. Soll zum Beispiel beim
Einsatz eines Pfluges das Absenken des Pfluges in einer steilen
Position erfolgen, um den Pflugeinzug zu verbessern, und beim Anheben
ermöglicht werden,
dass zunächst
nur das Hubwerk betrieben wird und in Anschluss an den Hubvorgang
der Oberlenker 7 verkürzt
wird, um dem Pflug steilzustellen, können zwei unterschiedliche
Kennlinien 19 und 20 gespeichert werden. Das spätere Verkürzen des Oberlenkers 7 nach
dem Anheben des Gerätes
hat den Vorteil, dass zunächst
die vollständige
zur Verfügung
stehende Hydraulikleistung zum Anheben verwendet werden kann und
erst im Anschluss an den Anhebevorgang hydraulische Leistung für den Oberlenker 7 zur
Verfügung
gestellt wird. Somit wird ein zügiges
Anheben des Pfluges ermöglicht.
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In
Verfahrensschritt 21 wird die Ist-Länge des Oberlenkers 7 ermittelt.
Hierzu dient der Längensensor 15 gemäß 1.
In Verfahrensschritt 22 wird die Ist-Hubstellung des Hubwerkes
mittels des Hubsensors 13 gemessen. Die gemessenen Daten
werden an die Steuereinheit weitergeleitet, in der zum Beispiel
durch Vergleich mit vorher gemessenen Hubstellungen des Hubwerks
die Bewegungsrichtung des Hubwerks in Verfahrensschritt 23 ermittelt
wird. Hierzu können
jedoch auch spezielle Sensoren dienen.
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Die
ermittelte Ist-Länge
des Oberlenkers 7 wird mit derjenigen gespeicherten Soll-Länge verglichen, welche zu der
ermittelten Ist-Hubstellung und der ermittelten Bewegungsrichtung
des Hubwerks gespeichert ist (Verfahrensschritt 24). In
Verfahrensschritt 25 wird entschieden, ob die Ist-Länge von
der gespeicherten Soll-Länge
abweicht. Ist dies nicht der Fall, wird das Verfahren mit dem Verfahrensschritt 21 fortgeführt. Sollte
hingegen eine Abweichung vorliegen, wird in Verfahrensschritt 26 der
Kraftantrieb des Oberlenkers 7 derart angesteuert, dass
dieser die Soll-Länge
einnimmt.
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Bei
dem Oberlenker 7 handelt es sich vorzugsweise um einen
hydraulisch betätigten
Oberlenker, welcher einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder 27 aufweist.
Somit kann der Oberlenker 7 über das Hydrauliksystem des
Traktors beliebig in der Länge
verstellt werden.
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An
den Verfahrensschritt 25 und den Verfahrensschritt 26 können sich
an der Verbindungsstelle 28 weitere Verfahrensschritte,
die im Folgenden erläutert
werden, anschließen.
Das Verfahren wird daraufhin mit Verfahrensschritt 21 fortgeführt.
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3 zeigt
ein Flussdiagramm mit Verfahrensschritten mit zum manuellen Einschalten
einer Schwimmstellung des Oberlenkers 7. Diese Verfahrensschritte
können
sich bei der Verbindungsstelle 28 gemäß 2 an das
in 2 gezeigte Verfahren anschließen. Gemäß Verfahrensschritt 29 wird
abgefragt, ob eine manuelle Eingabe für eine Schwimmstellung erfolgt
ist. Diese manuelle Eingabe kann vom Bedienpersonal zum Beispiel
mittels eines Schalters einer Bedieneinheit erfolgen. Ist die manuelle
Eingabe erfolgt, wird der Oberlenker 7 freigegeben, so
dass dieser sich je nach Stellung des Geräts frei in der Länge einstellen
lässt.
Der Verfahrensschritt 30 zur Freigabe des Oberlenkers 7 kann
durch weitere Verfahrensschritte, wie noch später erläutert wird, ersetzt sein. Zur
Freigabe des Oberlenkers 7 kann zum Beispiel der Hydraulikzylinder 27 mit
dem Hydrauliktank verbunden werden und somit von einer Hydraulikpumpe
getrennt werden, so dass sich eine Kolbenstange 31, mit
der der Kupplungshaken 9 des Oberlenkers 7 verbunden
ist, frei bewegen kann.
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4 zeigt
ein Flussdiagramm mit den Verfahrensschritten zum automatischen
Freigeben des Oberlenkers 7 und somit zum automatischen
Einschalten einer Schwimmstellung des Oberlenkers 7. Diese
Verfahrensschritte können
sich ebenfalls bei Verbindungsstelle 28 gemäß 2 an
die dortigen Verfahrensschritte anschließen. Ebenso können sich diese
Verfahrensschritte an die Verfahrensschritte gemäß 3 anschließen.
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Zunächst werden
bei Verfahrensschritt 32 Daten bereitgestellt und im Speicher 18 der
Steuereinheit gespeichert, die wiedergeben, in welchen Hubstellungsbereichen
des Hubwerks eine Schwimmstellung des Oberlenkers 7 eingeschaltet werden
soll. Hierzu werden Freigabeinformationen zu bestimmten Hubstellungsbereichen
gespeichert. Die Freigabeinformation kann eine „Ja"-Information oder „Nein"-Information zu bestimmten Hubstellungsbereichen
sein. In Verfahrenschritt 33 wird die Ist-Hubstellung des Hubwerks
ermittelt, woraufhin in Verfahrensschritt 34 überprüft wird,
ob die ermittelte Ist-Hubstellung in einen Hubstellungsbereich fällt, zu der
eine positive oder eine negative Freigabeinformation gespeichert
ist. Ist eine positive Freigabeinformation gespeichert, wird im
Verfahrensschritt 35 der Oberlenker 7 freigegeben.
Die Freigabe entspricht derjenigen gemäß 3 und kann
noch weitere Verfahrensschritte beinhalten. Sofern keine positive
Freigabeinformation gespeichert ist, findet keine Freigabe des Oberlenkers 7 statt
und das Verfahren wird fortgesetzt.
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Die
vordefinierten Verfahrensschritte zum Freigeben den Oberlenkers
gemäß 3 und 4 können durch
folgenden Verfahrenschritte gemäß 5 dargestellt
sein. Die Verfahrensschritte dienen zum Begrenzen des Schwimmweges
des Oberlenkers 7. Hierzu werden in Verfahrensschritt 36 Soll-Längenuntergrenzen
und Soll-Längenobergrenzen
bereitgestellt und im Speicher 18 der Steuereinheit gespeichert.
Die Soll-Längenuntergrenzen
und Soll-Längenobergrenzen
können
fest definiert sein oder je nach Hubstellung variieren. In Verfahrensschritt 37 wird
dann überprüft, ob die
Ist-Länge
zwischen der Soll-Längenuntergrenze
und der Soll-Längenobergrenze
angeordnet ist. Ist dies der Fall, wird der Oberlenker 7 gemäß Verfahrensschritt 38 freigegeben,
so dass der Oberlenker 7 beliebig in der Länge verstellt
werden kann. Sollte die Ist-Länge
nicht zwischen der Soll-Längenuntergrenze
und der Soll-Längenobergrenze
angeordnet sein, wird der Oberlenker 7 nicht freigegeben.
Statt dessen wird der Kraftantrieb des Oberlenkers 7 in
Verfahrensschritt 39 derart angesteuert, dass dieser eine
Länge einnimmt,
welche zwischen der Soll-Längenuntergrenze und
der Soll-Längenobergrenze
liegt. Daraufhin wird das Verfahren fortgesetzt.
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Bevor
die Freigabe des Oberlenkers 7 gemäß den Verfahrensschritten in 3, 4 oder 5 stattfindet,
kann eine Sicherheitsabfrage gemäß der im
Flussdiagramm gemäß 6 gezeigten Verfahrensschritte
stattfinden. Hierbei wird überprüft, ob der
Oberlenker 7 freigegeben werden kann, um ein unkontrolliertes
Nach-unten- Schwenken
des Geräts
zu vermeiden, wenn das Gerät
z. B. vom Boden angehoben ist. Hierbei wird zunächst bei Verfahrensschritt 40 ein
Grenzwert im Speicher 18 der Steuereinheit bereitgestellt,
der der Kraft, die auf den Oberlenker 7 wirkt, entspricht.
Bei einem hydraulischen Oberlenker 7 mit einem doppelt
wirkenden Hydraulikzylinder 27 kann ein Grenzwert für den Druck
im Hydraulikzylinder bereitgestellt werden. In Verfahrensschritt 41 wird
daraufhin der Ist-Wert gemessen. Bei Verwendung eines hydraulischen
Oberlenkers der Ist-Wert der Druck im Hydraulikzylinder. Gemäß Verfahrensschritt 42 wird überprüft, ob der
Druck im Hydraulikzylinder über
oder unter dem Grenzwert liegt. Ist der Grenzwert überschritten,
deutet dies darauf hin, dass eine hohe Zugkraft auf den Oberlenker 7 wirkt
und somit beim Freigeben des Oberlenkers 7 das Gerät unkontrolliert
nach unten schwenken würde.
Daher wird bei einer Überschreitung
des Grenzwerts kein Freigeben des Oberlenkers 7 ermöglicht. Wird
der Grenzwert jedoch unterschritten, kann der Oberlenker 7 frei
gegeben werden (Verfahrensschritt 43).
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- 1
- Traktor
- 2
- Gerät
- 3
- Boden
- 4
- Unterlenker
- 5
- Kupplungshaken
- 6
- Kuppelmittel
- 7
- Oberlenker
- 8
- Gelenkverbindung
- 9
- Kupplungshaken
- 10
- Kuppelmittel
- 11
- Hubarm
- 12
- Hubstrebe
- 13
- Hubsensor
- 14
- Antriebswelle
- 15
- Längensensor
- 16
- Steuereinheit
- 17
- Verfahrensschritt
- 18
- Speicher
- 19
- erste
Kennlinie
- 20
- Zweite
Kennlinie
- 21
- Verfahrensschritt
- 22
- Verfahrensschritt
- 23
- Verfahrensschritt
- 24
- Verfahrensschritt
- 25
- Verfahrensschritt
- 26
- Verfahrensschritt
- 27
- Hydraulikzylinder
- 28
- Verbindungsstelle
- 29
- Verfahrensschritt
- 30
- Verfahrensschritt
- 31
- Kolbenstange
- 32
- Verfahrensschritt
- 33
- Verfahrensschritt
- 34
- Verfahrensschritt
- 35
- Verfahrensschritt
- 36
- Verfahrensschritt
- 37
- Verfahrensschritt
- 38
- Verfahrensschritt
- 39
- Verfahrensschritt
- 40
- Verfahrensschritt
- 41
- Verfahrensschritt
- 42
- Verfahrensschritt
- 43
- Verfahrensschritt
- 44
- Bedieneinheit