第三促動(dòng)器相對(duì)于裝載臂單元106傾斜，第三促動(dòng)器110通過連桿臂系統(tǒng)115在一端處聯(lián)接到前部車輛部分102且在另一端處聯(lián)接到鏟斗107。
[0030]圖2示出了用于控制輪式裝載機(jī)101的移動(dòng)的設(shè)備201的一個(gè)實(shí)施例。實(shí)線指示了主液壓管道，雙點(diǎn)劃線指示了電信號(hào)。
[0031]控制設(shè)備201包括液壓系統(tǒng)202，該液壓系統(tǒng)202包括適合于為液壓缸104、105、108、109、110從容器206提供加壓液壓流體的栗204。閥裝置208可運(yùn)行地連接在栗204和液壓缸之間。優(yōu)選地為具有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)形式的內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力源210可運(yùn)行地連接到栗204以驅(qū)動(dòng)栗。發(fā)動(dòng)機(jī)210進(jìn)一步適合于通過動(dòng)力總成(未示出)驅(qū)動(dòng)車輛101。
[0032]控制設(shè)備201進(jìn)一步包括控制單元或計(jì)算機(jī)212。多個(gè)操作者控制的電氣元件214布置在駕駛艙114內(nèi)的操作者位置處以用于控制車輛。操作者控制的元件214由操作桿形成且連接到控制單元212?？刂茥U214控制起重臂106的運(yùn)行，鏟斗107的傾斜運(yùn)行，以及轉(zhuǎn)向運(yùn)行。
[0033]控制桿位置傳感器感測了各控制桿214的位置且相應(yīng)地生成操作者指令的電信號(hào)。電信號(hào)傳輸?shù)娇刂茊卧?12的輸入?？刂茥U位置傳感器216優(yōu)選地包括旋轉(zhuǎn)電位計(jì)，它響應(yīng)于控制桿的樞轉(zhuǎn)位置而產(chǎn)生了脈寬調(diào)制的信號(hào)；然而，任何能響應(yīng)于控制桿的樞轉(zhuǎn)位置產(chǎn)生信號(hào)的傳感器都可以應(yīng)用于本發(fā)明。例如，電位計(jì)可以由布置在液壓缸內(nèi)的射頻(RF)傳感器替代。
[0034]起重臂位置傳感器218感測了起重臂106相對(duì)于車架的高度位置，且相應(yīng)地重復(fù)地產(chǎn)生起重臂位置信號(hào)?？刂茊卧?12接收起重臂位置信號(hào)且確定起重臂提升速度或起重臂下降速度。
[0035]作業(yè)工具位置傳感器220感測了作業(yè)工具107相對(duì)于起重臂106的樞轉(zhuǎn)位置且相應(yīng)地重復(fù)地產(chǎn)生作業(yè)工具位置信號(hào)，且確定作業(yè)工具的傾斜速度和方向。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，起重臂位置傳感器218和作業(yè)工具位置傳感器220包括旋轉(zhuǎn)電位計(jì)。旋轉(zhuǎn)電位計(jì)響應(yīng)于起重臂106相對(duì)于車架的角位置和鏟斗107相對(duì)于起重臂106的角位置產(chǎn)生了脈寬調(diào)制的信號(hào)。起重臂的角位置是提升缸108、109的伸出的函數(shù)，而鏟斗107的角位置是傾斜缸110和提升缸108、109的伸出的函數(shù)。傳感器218、220可以容易地是任何能直接或間接測量液壓缸的相對(duì)伸出的其他傳感器。例如，電位計(jì)可以由布置在液壓缸內(nèi)的射頻(RF)傳感器替代。
[0037]載荷傳感器222感測由作業(yè)工具207運(yùn)送的載荷。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，載荷傳感器感測液壓系統(tǒng)202內(nèi)的壓力，該壓力代表了載荷。壓力傳感器222電聯(lián)接到控制單元212。壓力傳感器222感測回路壓力或施加到相應(yīng)的液壓缸104、105、108、109、110上的載荷。在一個(gè)例子中，壓力傳感器222可以是應(yīng)變計(jì)或任何其他載荷確定傳感器。壓力傳感器222可以位于適用于確定液壓缸上的載荷的任何位置處。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以利用任何能確定液壓促動(dòng)器上的載荷的其他傳感器。
[0038]閥裝置208包括多個(gè)電液閥。電液閥的每個(gè)響應(yīng)于由控制單元212產(chǎn)生的電信號(hào)且相應(yīng)地將液壓流體提供到相關(guān)的液壓缸(多個(gè)液壓缸)。閥促動(dòng)器可以是電磁促動(dòng)器或本領(lǐng)域一般技術(shù)人員已知的任何其他的促動(dòng)器。
[0039]控制單元212可以存儲(chǔ)數(shù)學(xué)函數(shù)或等式，它們提供了基于起重臂和/或鏟斗速度、移動(dòng)方向和作業(yè)工具上的載荷的希望的運(yùn)行參數(shù)值(輸出)。每個(gè)函數(shù)或等式可以將運(yùn)行參數(shù)或移動(dòng)速度限定為輸入的函數(shù)。因此，控制單元212接收了例如關(guān)于起重臂和鏟斗的位置的信息，并確定起重臂和鏟斗的位置，移動(dòng)方向和由鏟斗運(yùn)送的載荷的幅值，然后確定液壓缸(多個(gè)液壓缸)的合適的加速度/減速度。
[0040]用于控制作業(yè)工具107相對(duì)于車架的移動(dòng)的方法的一個(gè)實(shí)施例將在下文中參考圖3描述。更特定地，將在鏟斗的傾斜運(yùn)行期間描述端部衰減方法。因此，作業(yè)工具107從初始速度減速到零速度或接近零速度。移動(dòng)被控制使得由端部衰減導(dǎo)致的且影響車架(且因此影響了駕駛艙114和操作者)的預(yù)先確定的接受的力的幅值將相等，而與初始作業(yè)工具速度和作業(yè)工具載荷無關(guān)。載荷(m)加倍要求減速度(a)減半，以根據(jù)公式F = m*a而獲得相同的力(F)的幅值。
[0041 ] 圖3是表示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的曲線圖。在曲線圖中示出的四條線302、304、306、308代表了不同的初始鏟斗角速度。實(shí)線302和虛線304指示了用于衰減載荷2m的移動(dòng)的衰減方法。點(diǎn)劃線306和點(diǎn)虛線308指示了用于衰減載荷m的移動(dòng)的衰減方法。根據(jù)公式F = m*a，較大的載荷2m的減速度是較小的載荷m的減速度的一半。在移動(dòng)控制期間使用大體上恒定的減速度。此外，衰減過程的開始和結(jié)束是平滑的，以避免可能在駕駛艙內(nèi)被感覺到的減速度峰值。
[0042]此外，較高的初始鏟斗角速度將導(dǎo)致減速度的較早的開始點(diǎn)，見圖3中對(duì)于線302、304、306、308 的點(diǎn) A、B、C、D。
[0043]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，減速方法包括確定是否需要端部衰減的第一步驟。在進(jìn)行此步驟中，控制單元212從位置傳感器218、220接收信號(hào)且確定鏟斗接近其中要求端部衰減的端部位置。
[0044]減速方法的最終位置預(yù)先確定為希望的最大傾倒或提升或下降角度，例如機(jī)械上的端部，或?qū)ψ鳂I(yè)工具的移動(dòng)方式的幾何限制，或液壓缸的端部位置，或接近這樣的端部位置。因此，該方法提供了當(dāng)傾斜(或提升)缸接近希望的最大角度附近的極端運(yùn)動(dòng)學(xué)增益區(qū)域(gain reg1n)時(shí)的速度限制效果；因此，降低了操作者感覺到的“顛簸”且降低了缸內(nèi)的力。此外，在最終位置處的最終速度預(yù)先限定為零。
[0045]例如，對(duì)于傾倒，該方法適合于在鏟斗到達(dá)物理最大傾倒角度前停止鏟斗的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)。因此，鏟斗移動(dòng)可以在接合機(jī)械止動(dòng)件(與無限大的運(yùn)動(dòng)學(xué)增益有關(guān))前停止，以提供對(duì)作業(yè)工具的結(jié)構(gòu)保護(hù)。
[0046]然后，檢測作業(yè)工具受到的載荷。這優(yōu)選地通過檢測車輛液壓系統(tǒng)202內(nèi)的壓力實(shí)現(xiàn)，該壓力代表了作業(yè)工具載荷。減速度作為檢測到的載荷的函數(shù)計(jì)算得到，使得在最終位置將實(shí)現(xiàn)零速度或接近零速度。更特定地，減速度的幅值確定為使得在車架上接收到的來自所述的減速移動(dòng)的力大體上相同，而與開始減速前的載荷的幅值和作業(yè)工具的相對(duì)速度的幅值無關(guān)。
[0047]然后，基于在最終位置處最終速度應(yīng)為零或接近于零且基于計(jì)算出的減速度來確定初始化減速的開始位置。然后，從確定的開始位置開始，根據(jù)所確定的減速度進(jìn)行作業(yè)工具從開始位置到最終位置的減速。更特定地，計(jì)算出與控制了特定的作業(yè)工具的移動(dòng)的液壓促動(dòng)器相關(guān)的閥的移動(dòng)速度，且因此控制閥的移動(dòng)。
[0048]根據(jù)作為上一個(gè)提及的實(shí)施例的擴(kuò)展的一個(gè)實(shí)施例，控制單元將衰減區(qū)內(nèi)的閥位置控制到至少是操作者輸入的和衰減算法結(jié)果的位置。
[0049]進(jìn)一步地，根據(jù)另外的實(shí)施例，控制方法用于在起重臂106向地面降低時(shí)衰減運(yùn)動(dòng)。這通常稱為返回到挖掘(RTD)功能。
[0050]進(jìn)一步地，根據(jù)另外的實(shí)施例，控制方法用于在起重臂106向上朝著其最大高度位置提升時(shí)衰減運(yùn)動(dòng)。
[0051]進(jìn)一步地，根據(jù)另外的實(shí)施例，控制方法用于在操作者在操作期間意外地釋放了相關(guān)的桿時(shí)衰減起重臂和鏟斗運(yùn)動(dòng)的任一個(gè)。桿然后自動(dòng)地返回到空檔位置。然而，需要將起重臂或.產(chǎn)斗的運(yùn)動(dòng)制動(dòng)到停止。
[0052]根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，提供了控制第一車輛部件相對(duì)于車架的加速度的方法，第一車輛部件例如為作業(yè)工具。該方法包括如下步驟:確定正向加速度以在最終位置處實(shí)現(xiàn)增加的預(yù)先確定的最終速度。
[0053]首先，確定用于初始化加速的開始位置。開始位置例如為機(jī)械或幾何端部位置。然而，它也可以是例如兩個(gè)端部位置之間的中途。優(yōu)選地為鏟斗相對(duì)速度的車輛運(yùn)行參數(shù)在初始化加速前被檢測。初始加速度通常在端部位置處接近零。進(jìn)一步地，檢測作業(yè)工具受到的載荷。加速度基于檢測到的載荷來確定。更特定地，加速度作為檢測到的載荷函