DE102020203545A1 - SELECTABLE SPEED OR POSITION BASED CONTROL SYSTEM FOR A WORK VEHICLE - Google Patents

SELECTABLE SPEED OR POSITION BASED CONTROL SYSTEM FOR A WORK VEHICLE Download PDF

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DE102020203545A1
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Giovanni A. Wuisan
Scott J. Breiner
Ronald J. Huber
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Deere and Co
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Abstract

Ein Steuersystem für ein Arbeitsfahrzeug mit einer oder mehreren Betätigungsvorrichtungen wird bereitgestellt. Das Steuersystem umfasst ein Bedienereingabevorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Bedienereingaben von einem Bediener des Arbeitsfahrzeugs empfängt, sowie ein Steuergerät, das operativ mit der Bedienereingabevorrichtung und mit einer oder mehreren Betätigungsvorrichtungen verbunden ist. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie: eine Wahleingabe für den Steuermodus einschließlich einer Positionswahleingabe für den Steuermodus oder einer Wahleingabe für den Geschwindigkeitssteuermodus empfängt; eine Betätigungsanforderungseingabe von der Bedienereingabevorrichtung empfängt; einen Betriebsbefehl entsprechend der Betätigungsanforderungseingabe von der Bedienereingabevorrichtung gemäß der Wahleingabe für den Steuermodus bestimmt; und den Betriebsbefehl an die eine oder mehrere Betätigungsvorrichtungen auf der Grundlage des Positions- oder Geschwindigkeitssteuermodus ausgibt.A control system for a work vehicle having one or more actuators is provided. The control system includes an operator input device configured to receive operator input from an operator of the work vehicle and a controller that is operatively connected to the operator input device and to one or more actuators. The controller is configured to: receive a select input for the control mode including a position select input for the control mode or a select input for the speed control mode; receive an actuation request input from the operator input device; determine an operation command corresponding to the operation request input from the operator input device in accordance with the selection input for the control mode; and output the operational command to the one or more actuators based on the position or speed control mode.

Description

ANGABE ÜBER STAATLICH GEFÖRDERTE FORSCHUNG UND ENTWICKLUNGINFORMATION ABOUT FEDERALLY SPONSORED RESEARCH AND DEVELOPMENT

Nicht zutreffend.Not applicable.

GEBIET DER OFFENBARUNGFIELD OF REVELATION

Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Arbeitsfahrzeuge, insbesondere auf Bedienersteuersysteme von Arbeitsfahrzeugen.This disclosure relates generally to work vehicles, and more particularly to operator control systems of work vehicles.

HINTERGRUND DER OFFENBARUNGBACKGROUND OF THE REVELATION

Bediener schwerer Ausrüstungen bedienen häufig große Arbeitsfahrzeuge unter Verwendung eines Bedienersteuersystems mit verschiedenen Bedienersteuerungsvorrichtungen. Solche Vorrichtungen können Joysticks, Zifferblätter, Tasten, Schalter, Räder, Pedale und dergleichen beinhalten. Bei komplexen Fahrzeugen, wie z. B. Motorgradern oder Radladern, muss der Bediener unter Umständen eine große Anzahl von Bedienungsvorrichtungen nacheinander oder gleichzeitig bedienen, um zahlreiche unabhängige oder voneinander abhängige Teilsysteme des Fahrzeugs zu bedienen, einschließlich eines Lenksystems zur Steuerung der Geschwindigkeit und Richtung des Fahrzeugs sowie Systeme, welche die vom Fahrzeug mitgeführten Werkzeuge oder Anbaugeräte bedienen.Heavy equipment operators often operate large work vehicles using an operator control system with various operator control devices. Such devices can include joysticks, dials, buttons, switches, wheels, pedals, and the like. In complex vehicles such as B. motor graders or wheel loaders, the operator may have to operate a large number of controls sequentially or simultaneously to operate numerous independent or interdependent subsystems of the vehicle, including a steering system to control the speed and direction of the vehicle and systems that the Operate tools or attachments carried in the vehicle.

Ein wirksamer und effizienter Betrieb des Fahrzeugs und seiner Anbaugeräte kann es erforderlich machen, dass der Bediener komplizierte Hand- und Armbewegungen ausführt, um die zur rechtzeitigen und präzisen Betätigung dieser Systeme erforderlichen Steuergeräte zu betätigen. Ein solcher effektiver und effizienter Betrieb kann durch Bedienungsstrategien, die sich von Fahrzeug zu Fahrzeug und/oder von Hersteller zu Hersteller unterscheiden, erschwert werden.Effective and efficient operation of the vehicle and its attachments may require the operator to make intricate hand and arm movements in order to operate the controls necessary to operate these systems in a timely and precise manner. Such an effective and efficient operation can be made more difficult by operating strategies that differ from vehicle to vehicle and / or from manufacturer to manufacturer.

ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNGSUMMARY OF THE DISCLOSURE

Die Offenbarung stellt ein Steuersystem für ein Arbeitsfahrzeug bereit, das es dem Bediener ermöglicht, selektiv unter einer positionsabhängigen oder geschwindigkeitsabhängigen Steuerstrategie zu arbeiten, um eine Betätigungsvorrichtung am Arbeitsfahrzeug zu betätigen.The disclosure provides a control system for a work vehicle that enables the operator to selectively operate under a position or speed dependent control strategy to actuate an actuator on the work vehicle.

Die Offenbarung bietet ein Steuersystem für ein Arbeitsfahrzeug, das eine oder mehrere Betätigungsvorrichtungen enthält. Das Steuersystem umfasst ein Bedienereingabevorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Bedienereingaben von einem Bediener des Arbeitsfahrzeugs empfängt, sowie ein Steuergerät, das operativ mit der Bedienereingabevorrichtung und mit einer oder mehreren Betätigungsvorrichtungen verbunden ist. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie: eine Wahleingabe für den Steuermodus einschließlich einer Wahleingabe für den Positionssteuermodus oder einer Wahleingabe für den Geschwindigkeitssteuermodus empfängt; eine Betätigungs-Anforderungseingabe vom Bedienereingabevorrichtung empfängt; einen Betriebsbefehl entsprechend der Betätigungs-Anforderungseingabe vom Bedienereingabevorrichtung gemäß der Wahleingabe für den Steuermodus bestimmt; und den Betriebsbefehl an eine oder mehrere Betätigungsvorrichtungen ausgibt.The disclosure provides a control system for a work vehicle that includes one or more actuators. The control system includes an operator input device configured to receive operator input from an operator of the work vehicle and a controller that is operatively connected to the operator input device and to one or more actuators. The controller is configured to: receive a select input for the control mode including a select input for the position control mode or a select input for the speed control mode; receive an actuation request input from the operator input device; determine an operation command corresponding to the operation request input from the operator input device in accordance with the selection input for the control mode; and outputs the operating command to one or more actuating devices.

In einem Aspekt stellt die Offenbarung ein Steuersystem für ein Arbeitsfahrzeug mit einer oder mehreren Betätigungsvorrichtungen bereit. Das Steuersystem umfasst ein Bedienereingabevorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Bedienereingaben von einem Bediener des Arbeitsfahrzeugs empfängt, sowie ein Steuergerät, das operativ mit der Bedienereingabevorrichtung und mit einer oder mehreren Betätigungsvorrichtungen verbunden ist. Die Steuerung ist konfiguriert, um: eine Wahleingabe für den Steuermodus zu empfangen, die eine Moduswahleingabe als Positionssteuermodus oder Geschwindigkeitssteuermodus beinhaltet; eine Betätigungsanforderungseingabe von der Bedienereingabevorrichtung zu empfangen; einen Betriebsbefehl, welcher der Betätigungsanforderungseingabe von der Bedienereingabevorrichtung entspricht, gemäß der Wahleingabe für den Steuermodus zu bestimmen; und den Betriebsbefehl an die eine oder die mehreren Betätigungsvorrichtungen auszugeben. Im Positionssteuerungsmodus beinhaltet der Betriebsbefehl eine Anweisung, die eine oder die mehreren Betätigungsvorrichtungen in eine Position zu bewegen, die einer Position entspricht, die der Betätigungsanforderungs-Eingabe von der Betätigungsanforderung entspricht. Im Geschwindigkeitssteuermodus beinhaltet der Betriebsbefehl eine Anweisung, die eine oder mehrere Betätigungsvorrichtungen mit einer Änderungsgeschwindigkeit zu bewegen, die einer Änderungsgeschwindigkeit der von der Bedienereingabevorrichtung eingegebenen Betätigungsanforderung entspricht.In one aspect, the disclosure provides a control system for a work vehicle with one or more actuators. The control system includes an operator input device configured to receive operator input from an operator of the work vehicle and a controller that is operatively connected to the operator input device and to one or more actuators. The controller is configured to: receive a control mode selection input including a mode selection input as a position control mode or a speed control mode; receive an actuation request input from the operator input device; determine an operation command corresponding to the operation request input from the operator input device in accordance with the selection input for the control mode; and output the operating command to the one or more actuating devices. In the position control mode, the operation command includes an instruction to move the one or more operating devices to a position corresponding to a position corresponding to the operation request input from the operation request. In the speed control mode, the operation command includes an instruction to move the one or more operating devices at a rate of change that corresponds to a rate of change of the operating request input from the operator input device.

Die Details einer oder mehrerer Ausführungsformen werden in den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Andere Eigenschaften und Vorteile werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen ersichtlich.The details of one or more embodiments are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other properties and advantages will appear from the description and the drawings as well as from the claims.

FigurenlisteFigure list

  • 1A ist eine perspektivische Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs in Form eines Motorgraders, in welches das Bedienersteuersystem dieser Offenbarung integriert werden kann; 1A Figure 4 is a perspective view of a work vehicle in the form of a motor grader into which the operator control system of this disclosure may be incorporated;
  • 1B ist eine perspektivische Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs in Form eines Radladers, in den das Bedienersteuersystem dieser Offenbarung integriert werden kann; 1B Fig. 3 is a perspective view of a work vehicle in the form of a wheel loader that may incorporate the operator control system of this disclosure;
  • 2 ist eine vereinfachte Ansicht innerhalb einer Bedienerkabine des Motorgraders von 1A oder des Radladers von 1B, die beispielhafte Bedienereingabevorrichtungen zeigt; 2 FIG. 13 is a simplified view inside an operator's cab of the motor grader of FIG 1A or the wheel loader from 1B 14, showing exemplary operator input devices;
  • 3 ist ein Funktionsblockdiagramm, das Datenflüsse eines Bedienersteuersystems an einem Ausführungsbeispiel darstellt; 3 Figure 3 is a functional block diagram illustrating data flows of an operator control system in one embodiment;
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht einer aktiven Rückkopplungskraft-Joystick-Vorrichtung, die in dem Bedienersteuersystem von 3 gemäß einer Ausführungsform implementiert wird; 4th FIG. 13 is a perspective view of an active feedback force joystick device used in the operator control system of FIG 3 is implemented according to one embodiment;
  • 5A und 5B sind schematische Ansichten einer passiven Rückkopplungskraft-Joystick-Vorrichtung, die in dem Bedienersteuersystem von 3 gemäß einer Ausführungsform implementiert wird; 5A and 5B 13 are schematic views of a passive feedback force joystick device used in the operator control system of FIG 3 is implemented according to one embodiment;
  • 6A-6C sind Querschnittsansichten eines Abschnitts der Joystick-Vorrichtung von 5A durch Linie 6-6; und die 6A-6C FIG. 13 is cross-sectional views of a portion of the joystick device of FIG 5A by line 6-6; and the
  • 7A-7C sind Querschnittsansichten eines Abschnitts der Joystick-Vorrichtung von 5A durch Linie 7-7. 7A-7C FIG. 13 is cross-sectional views of a portion of the joystick device of FIG 5A by line 7-7.

Gleiche Bezugssymbole in den unterschiedlichen Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente.The same reference symbols in the different drawings indicate the same elements.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Das Folgende beschreibt eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen des offenbarten Bediensystems, wie dies in den beigefügten Figuren der vorstehend kurz beschriebenen Zeichnungen dargestellt wird. Verschiedene Abwandlungen der beispielhaften Ausführungsformen können von Fachleuten auf dem Gebiet in Betracht gezogen werden.The following describes one or more exemplary embodiments of the disclosed operating system, as illustrated in the accompanying figures of the drawings briefly described above. Various modifications to the exemplary embodiments can be envisaged by those skilled in the art.

Im Allgemeinen bieten die offenbarten Bedienersteuersysteme und -methoden (und die Arbeitsfahrzeuge, in denen sie implementiert sind) im Vergleich zu herkömmlichen Systemen eine verbesserte Erfahrung des Bedieners bei der Ausführung von Lenkaufgaben, indem der Bediener zwischen einer geschwindigkeitsbasierten und einer positionsbasierten Steuerstrategie für die Lenkung oder für andere Betätigungsvorrichtungen wählen kann, wodurch die Lenkung und/oder der Betrieb des Arbeitsfahrzeugs für jeden Bediener vereinfacht und/oder verbessert wird.In general, the disclosed operator control systems and methods (and the work vehicles in which they are implemented) provide an improved operator experience in performing steering tasks compared to conventional systems by allowing the operator to switch between a speed-based and a position-based control strategy for steering or can choose for other actuating devices, whereby the steering and / or the operation of the work vehicle is simplified and / or improved for each operator.

Arbeitsfahrzeuge, die in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, wie etwa der Land-, Bau- und Forstwirtschaft, können Systeme, Werkzeuge oder Anbaugeräte beinhalten, die verwendet werden, um verschiedene Funktionen zu manövrieren und auszuführen, für die das Arbeitsfahrzeug ausgelegt wurde. Typischerweise erfordert dies, dass sich der Fahrzeugführer mit den Fahrzeugeinrichtungen zur Steuerung der Fahrtrichtung und Geschwindigkeit des Fahrzeugs und zur Bedienung des Anbaugeräts zuvor vertraut macht. Bestimmte Arbeitsfahrzeuge, wie etwa solche mit mehreren Anbaugeräten, die mehrere Freiheitsgrade in der Bewegung aufweisen, können ziemlich komplex zu bedienen sein und erfordern, dass der Bediener über beträchtliche damit verbundene Fähigkeiten und Erfahrungen verfügt. Ein suboptimaler Betrieb des Fahrzeugs oder der Anbaugeräte kann zu ineffizienten oder ungenauen Leistungen auf der Arbeitsstätte führen oder potenzielle Bediener generell davon abhalten, unbekannte oder sonstige Fahrzeuge zu betreiben.Work vehicles used in various industries, such as agriculture, construction, and forestry, may include systems, tools, or attachments that are used to maneuver and perform various functions for which the work vehicle was designed. Typically, this requires that the driver of the vehicle familiarize himself with the vehicle equipment for controlling the direction of travel and speed of the vehicle and for operating the attachment. Certain work vehicles, such as those with multiple implements that have multiple degrees of freedom of movement, can be quite complex to operate and require the operator to have considerable associated skills and experience. Sub-optimal operation of the vehicle or attachments can lead to inefficient or inaccurate performance on the job site or generally discourage potential operators from operating unknown or other vehicles.

Ein besonders komplexes Arbeitsfahrzeug ist der Motorgrader, der allgemein im Baugewerbe zur Gradientenfestlegung eingesetzt wird. Moderne Motorgrader sind typischerweise große Maschinen mit einem langgestreckten Gelenkfahrwerk, das von einem vorderen Rahmen mit gelenkten Rädern gebildet wird, die drehbar mit einem hinteren Rahmen mit Antriebsrädern verbunden sind. Motorgrader können auch die Fähigkeit besitzen, die gelenkten Räder zu neigen. Durch diese Maßnahmen ergibt sich somit ein verbesserter, d. h. kürzerer Wendekreis, wodurch die große Maschine flinker als sonst möglich agieren kann. Abgesehen von der Kurs- und Geschwindigkeitssteuerung können Motorgrader recht komplexe Anbaugeräte aufweisen. Das primäre Werkzeug bei Motorgradern ist die Planierplatte oder Schar, die auf einem Drehtisch montiert ist, der in der Branche als Kreis bekannt ist Der Kreis ist verstellbar am Fahrzeugrahmen angebracht, und die Schar wiederum ist verstellbar am Kreis angebracht, wodurch der Schar ein breiter Bereich möglicher Bewegungen verliehen wird. Weitere Arten von Fahrzeugen, wie etwa Radlader, können ähnliche betriebliche Komplexitäten aufweisen.A particularly complex work vehicle is the motor grader, which is generally used in the construction industry for setting gradients. Modern motor graders are typically large machines with an elongated articulated undercarriage formed by a front frame with steered wheels that are rotatably connected to a rear frame with drive wheels. Motor graders may also have the ability to tilt the steered wheels. These measures thus result in an improved, i.e. H. shorter turning circle, which means that the large machine can act faster than otherwise possible. Aside from course and speed control, motor graders can have quite complex attachments. The primary tool on motor graders is the leveling plate or share, which is mounted on a turntable known in the industry as a circle.The circle is adjustably attached to the vehicle frame, and the share, in turn, is adjustably attached to the circle, giving the share a wide area possible movements. Other types of vehicles, such as wheel loaders, may have similar operational complexities.

Um die vorgenannten Funktionen und Vorgänge auszuführen, können die Motorgrader und andere Fahrzeugtypen mit einer relativ großen Anzahl von Joysticks, Steuerhebeln, Tasten, Schaltern, Knöpfen und anderen Vorrichtungen ausgestattet sein, die jeweils den Betrieb eines einzelnen, diskreten Vorgangs oder einer Bewegung steuern können. Beispielsweise umfasst eine Anordnung ein Dual-Joystick-Steuersystem mit linken und rechten Mehrachsen-Joystick-Geräten, die neben mehreren Eingaben durch Betätigung der Joystick-Griffschnittstellen jeweils eine große Anzahl anderer Eingabevorrichtungen tragen. In einem Beispiel kann die Manipulation einer der Joystick-Vorrichtungen entlang einer Achse das Lenksystem steuern (z. B. Drehen der gelenkten Räder nach rechts und links). Diese Lenkung muss zusammen mit zahlreichen anderen möglichen Steuerfunktionen durchgeführt werden. Auch wenn die Lenksteuerung bereits eine Herausforderung darstellt, während sie die zahlreichen anderen Aufgaben übernimmt, können Lenksteuerungsprobleme durch die in großer Zahl vorhandenen Steuerstrategien, die von Fahrzeug zu Fahrzeug variieren können, noch verstärkt werden. Bestimmte Bediener haben möglicherweise eine Steuerstrategiepräferenz und/oder unbekannter Betrieb kann zu Ineffizienzen führen. Potenzielle Lenksteuerungsstrategien können sowohl geschwindigkeitsbasierte Lenksteuerungsstrategie als auch positionsbasierte Lenksteuerungsstrategie beinhalten. Obwohl das Lenksystem im Folgenden erörtert wird, können die Steuerstrategien auch auf andere Betätigungsvorrichtungen am Arbeitsfahrzeug anwendbar sein, einschließlich der Betätigungsvorrichtungen von Anbaugeräten, wie z. B. Ausleger, Schaufeln, Scharen und dergleichen.To perform the aforementioned functions and operations, the motor graders and other types of vehicles can be equipped with a relatively large number of joysticks, control levers, buttons, switches, buttons, and other devices, each of which can control the operation of a single, discrete operation or movement. For example, one arrangement includes a dual joystick control system with left and right multi-axis joystick devices that each carry a large number of other input devices in addition to multiple inputs by actuating the joystick handle interfaces. In one example, manipulation of one of the joystick devices along an axis can control the steering system (e.g. turning the steered wheels right and left). This Steering must be performed in conjunction with numerous other possible control functions. While steering control is challenging as it does its many other tasks, steering control problems can be exacerbated by the abundance of control strategies that can vary from vehicle to vehicle. Certain operators may have a control strategy preference and / or unknown operation may lead to inefficiencies. Potential steering control strategies can include both speed-based steering control strategies and position-based steering control strategies. Although the steering system is discussed below, the control strategies may also be applicable to other actuators on the work vehicle, including the actuators of attachments such as B. booms, shovels, shares and the like.

Bei einer geschwindigkeitsbasierten Lenk- (oder sonstigen Betätigungs-) Steuerstrategie erzeugt ein Bedienersteuersystem geschwindigkeitsbasierte Befehle als Reaktion auf geschwindigkeitsbasierte Bedienereingaben, um die zugehörigen Betätigungsvorrichtungen des Arbeitsfahrzeugs zu steuern. Im Allgemeinen wird bei der geschwindigkeitsbasierten Lenksteuerungsstrategie die Position (z. B. die absolute Position oder der Winkel relativ zur Neutralstellung) der am Bedienereingabegerät eingegebenen Betätigungsanforderung dahingehend interpretiert, dass ein Befehl zur Bewegung einer Betätigungsvorrichtung mit einer entsprechenden Änderungsgeschwindigkeit angefordert wird. So kann eine relativ kleine Bewegung des Bedienereingabegeräts in Richtung einer bestimmten Position einer relativ langsameren Bewegung des zugehörigen Betätigungsgeräts entsprechen, solange die Position des Bedienereingabegeräts beibehalten wird, wohingegen eine größere Bewegung des Bedienereingabegeräts zu einer relativ schnelleren Bewegung des zugehörigen Betätigungsgeräts führt. So kann die Steuerung folglich geschwindigkeitsbasierte Eingabebefehle empfangen, die einer gewünschten Bewegung der Maschine oder des Anbaugerätes entsprechen, und die Steuerung kann die geschwindigkeitsbasierten Eingaben auflösen, möglicherweise in Verbindung mit Eingaben von Sensoren oder anderen positionsanzeigenden Geräten, und eine oder mehrere Zielbetätigungsvorrichtungsgeschwindigkeiten befehlen (z. B. je nach der Anzahl der Betätigungsgeräte, die zur Ausführung der gewünschten Endbewegung erforderlich sind). Die Joystick-Vorrichtung stellt zusätzlich eine Rückkopplungskraft gemäß der geschwindigkeitsbasierten Lenksteuerungsstrategie bereit. Insbesondere bei der geschwindigkeitsbasierten Lenksteuerungsstrategie macht der Bediener die beabsichtigte Steuereingabe (z. B. Bewegung der Joystick-Vorrichtung) und lässt anschließend die Steuereingabe in eine neutrale Position zurückkehren, ohne die Joystick-Griffschnittstelle länger festzuhalten, bis die Zykluszeit für die Bewegung der Betätigungsvorrichtung abgelaufen ist, wie es bei einer positionsbasierten Lenksteuerungsstrategie erforderlich sein kann. Typischerweise implementiert die geschwindigkeitsbasierte Lenksteuerungsstrategie eine Rückkopplungskraft entgegen der Eingaberichtung, die zunimmt, sobald sich die Joystick-Griffschnittstelle von der neutralen Position wegbewegt, und abnimmt, sofern sich die Joystick-Griffschnittstelle in Richtung der neutralen Position bewegt. Als Beispiel kann eine Kurve, welche die Rückkopplungskraft im Hinblick auf den Winkel der Joystick-Griffschnittstelle gemäß der geschwindigkeitsbasierten Lenksteuerungsstrategie darstellt, ein V-förmiges Erscheinungsbild aufweisen, das um die neutrale Position zentriert ist.In a speed-based steering (or other actuation) control strategy, an operator control system generates speed-based commands in response to speed-based operator inputs to control the associated controls of the work vehicle. In general, in the speed-based steering control strategy, the position (e.g. the absolute position or the angle relative to the neutral position) of the actuation request entered on the operator input device is interpreted to the effect that a command to move an actuation device at a corresponding change speed is requested. Thus, a relatively small movement of the operator input device in the direction of a certain position can correspond to a relatively slower movement of the associated actuation device, as long as the position of the operator input device is maintained, whereas a larger movement of the operator input device leads to a relatively faster movement of the associated actuation device. Thus, the controller can thus receive speed-based input commands corresponding to a desired movement of the machine or implement, and the controller can resolve the speed-based inputs, possibly in conjunction with inputs from sensors or other position-indicating devices, and command one or more target actuator speeds (e.g. Depending on the number of actuators required to perform the desired end movement). The joystick device additionally provides a feedback force according to the speed-based steering control strategy. With the speed-based steering control strategy in particular, the operator makes the intended control input (e.g. movement of the joystick device) and then allows the control input to return to a neutral position without holding the joystick handle interface any longer until the cycle time for the movement of the actuator has expired is as may be required in a position based steering control strategy. Typically, the speed-based steering control strategy implements a feedback force against the input direction that increases as the joystick handle interface moves away from the neutral position and decreases when the joystick handle interface moves toward the neutral position. As an example, a curve representing the feedback force with respect to the angle of the joystick handle interface according to the speed-based steering control strategy may have a V-shaped appearance centered on the neutral position.

Bei einer positionsbasierten Steuerungsstrategie für die Lenkung (oder eine andere Betätigungsstrategie) erzeugt ein Bedienersystem positionsbasierte Befehle als Reaktion auf positionsbasierte Bedienereingaben, um die zugehörigen Betätigungsvorrichtungen des Arbeitsfahrzeugs zu steuern. Im Allgemeinen wird anhand des Beispiels eines Joysticks die Position einer Betätigungsanforderung am Bedienereingabegerät relativ zu einer Neutralstellung vom Steuergerät so interpretiert, dass die gewünschte entsprechende Position (z. B. Winkel) des Lenksystems in der vorgesehenen Richtung dargestellt wird. Darüber hinaus kann die Geschwindigkeit, mit der die Joystick-Griffschnittstelle bewegt wird, von der Steuerung so berücksichtigt werden, dass sie die gewünschte Geschwindigkeit repräsentiert, mit welcher der Befehl umgesetzt wird. So kann die Steuerung positionsbasierte Eingabebefehle erhalten, die einer gewünschten Bewegung der Maschine oder des Anbaugerätes entsprechen, und die Steuerung kann die positionsbasierten Eingaben, möglicherweise in Verbindung mit Eingaben von Sensoren oder anderen positionsanzeigenden Geräten, auflösen und eine oder mehrere Positionen der Zielbetätigungsvorrichtung steuern (z. B. je nach Anzahl der Betätigungsvorrichtungen, die zur Ausführung der gewünschten Endbewegung erforderlich sind). Die Bedienereingabevorrichtung stellt zusätzlich eine Rückkopplungskraft gemäß der positionsbasierten Lenksteuerungsstrategie bereit. Insbesondere bei dem positionsbasierten Schema macht der Bediener die beabsichtigte Steuereingabe (z. B. Joystickbewegung) und anschließend bleibt die Joystick-Griffschnittstelle im Allgemeinen in dieser Position, bis sie vom Bediener angepasst wird, wodurch eine stabilisierende Rückkopplungskraft bereitgestellt wird. Zusätzlich zu diesem Aspekt der Rückkopplungskraft implementiert die positionsbasierte Lenksteuerungsstrategie typischerweise eine weitere Rückkopplungskraft entgegen der Richtung der Eingabe, die zunimmt, sobald sich der Joystick von einer Ausgangsposition, die möglicherweise die neutrale Position ist oder nicht, entfernt. In diesem Fall stellt die Rückkopplungskraft ein Überdrehzahlverhalten dar, das der Reaktion des Lenksystems entspricht. Mit anderen Worten: wird die Joystick-Griffschnittstelle schnell aus einer neutralen Position bewegt, wird die Rückkopplungskraft relativ hoch sein, um tatsächlich die Umsetzung des entsprechenden Befehls zu ermöglichen, während die Rückkopplungskraft bei einer langsamen Bewegung des Joysticks aus einer neutralen Position relativ gering sein wird, da das Lenksystem Zeit hat, angemessen zu reagieren. Bei positionsbasierten Lenksteuerungsstrategien ist diese Rückkopplungskraftfunktion auch auf andere Ausgangspositionen als die Neutralstellung anwendbar. Beispielsweise kann die Rückkopplungskraftwinkelkurve einer positionsbasierten Lenksteuerungsstrategie ein V-förmiges Erscheinungsbild aufweisen, das um die aktuelle Position zentriert ist, die auf Grundlage der Lenksystemgelenkverbindung verzögert erfolgt.In a position-based control strategy for the steering (or other actuation strategy), an operator system generates position-based commands in response to position-based operator inputs to control the associated actuation devices of the work vehicle. In general, using the example of a joystick, the position of an actuation request on the operator input device relative to a neutral position is interpreted by the control device in such a way that the desired corresponding position (e.g. angle) of the steering system is displayed in the intended direction. In addition, the speed at which the joystick handle interface is moved can be taken into account by the controller so that it represents the desired speed at which the command is implemented. Thus, the controller can receive position-based input commands that correspond to a desired movement of the machine or the attachment, and the controller can resolve the position-based inputs, possibly in conjunction with inputs from sensors or other position-indicating devices, and control one or more positions of the target actuation device (e.g. B. Depending on the number of actuating devices required to perform the desired end movement). The operator input device additionally provides a feedback force according to the position-based steering control strategy. In the position-based scheme in particular, the operator makes the intended control input (e.g., joystick movement) and then the joystick handle interface generally remains in that position until adjusted by the operator, thereby providing a stabilizing feedback force. In addition to this aspect of the feedback force, the position-based steering control strategy typically implements another feedback force against the direction of the input that increases as soon as the joystick moves from an initial position, which may or may not be the neutral position, away. In this case, the feedback force represents overspeed behavior that corresponds to the response of the steering system. In other words, if the joystick handle interface is moved quickly from a neutral position, the feedback force will be relatively high to actually enable the corresponding command to be implemented, while if the joystick is moved slowly from a neutral position, the feedback force will be relatively low because the steering system has time to react appropriately. In the case of position-based steering control strategies, this feedback force function can also be applied to starting positions other than the neutral position. For example, the feedback force angle curve of a position-based steering control strategy can have a V-shaped appearance centered around the current position, which is delayed based on the steering system articulation.

Anhand der Zeichnungen werden nun eine oder mehrere beispielhafte Implementierungen des Bedienersteuersystems zur Verwendung an einem Arbeitsfahrzeug beschrieben. Während ein Motorgrader hier als Beispiel für ein Arbeitsfahrzeug illustriert und beschrieben wird, wird ein Fachmann erkennen, dass die Prinzipien des hier offenbarten Bedienersteuersystems leicht an weitere Arten von Arbeitsfahrzeugen angepasst werden können, einschließlich z. B. verschiedene Planierraupen-, Lader, Bagger und Kompaktlader, die in der Bauindustrie verwendet werden, sowie verschiedene sonstige in der Land- und Forstwirtschaft eingesetzte Maschinen. Daher sollte sich die vorliegende Offenbarung nicht auf Anwendungen beschränken, die mit Planierfahrzeugen oder dem jeweiligen exemplarischen Planierfahrzeug verbunden sind, das gezeigt und beschrieben wird. Gleichermaßen werden die Bedienersteuersysteme im Folgenden in Bezug auf das Lenksystem erörtert. Allerdings können weitere Systeme entsprechende Bedienersteuersysteme implementieren, in denen geschwindigkeits- und positionsbasierte Steuerungsstrategien einsetzbar sein können.One or more exemplary implementations of the operator control system for use on a work vehicle will now be described with reference to the drawings. While a motor grader is illustrated and described herein as an example of a work vehicle, one skilled in the art will recognize that the principles of the operator control system disclosed herein can readily be adapted to other types of work vehicles including, e.g. B. various bulldozers, loaders, excavators and skid steer loaders used in the construction industry and various other machines used in agriculture and forestry. Therefore, the present disclosure should not be limited to applications associated with graders or the particular exemplary grader that is shown and described. Likewise, the operator control systems are discussed below in relation to the steering system. However, other systems can implement corresponding operator control systems in which speed- and position-based control strategies can be used.

Wie in 1 dargestellt, enthält ein Motorgrader 100 ein Bedienersteuersystem 110, das verschiedene Funktionen des Motorgraders 100 steuert, einschließlich einer Lenkfunktion, die auf manuellen Eingaben eines Bedieners und anderen Eingaben basiert, wie im Folgenden näher erläutert wird. Das Bediensystem 110 ist mit einer Steuerung 120 implementiert und kann darüber hinaus ein oder mehrere Bedienereingabevorrichtungen 130 und/oder ein Lenksystem 140 umfassen. Im Allgemeinen können die Bedienereingabevorrichtungen 130, wie im Folgenden näher beschrieben, ein oder mehrere Bedienersteuervorrichtungen 132, 134 (z. B. als Joystick-Typ oder sonstige Arten von Bedienelementen) umfassen, um Bedienereingaben zu empfangen, die verschiedene Funktionen des Motorgraders 100 steuern, sowie einen Lenkmodus-Wahlschalter 136, der die Bedienereingaben empfängt, die einen mit einer Steuerstrategie verbundenen Modus auswählen. Weitere Details zum Bedienersteuersystem 110 werden nachfolgend zu einer allgemeineren Beschreibung des Motorgraders 100 bereitgestellt.As in 1 includes a motor grader 100 an operator control system 110 , the various functions of the motor grader 100 controls, including a steering function based on manual input from an operator and other inputs, as further explained below. The operating system 110 is with a controller 120 and can also include one or more operator input devices 130 and / or a steering system 140 include. In general, the operator input devices 130 , as further described below, one or more operator control devices 132 , 134 (e.g. as a joystick type or other types of controls) to receive operator input, the various functions of the motor grader 100 control, as well as a steering mode selector switch 136 receiving operator inputs selecting a mode associated with a control strategy. More details on the operator control system 110 become a more general description of the motor grader below 100 provided.

Im abgebildeten Beispiel wird der Motorgrader 100 durch einen vorderen Rahmen 150 und einen hinteren Rahmen 152 gebildet, die über ein Gelenk 154 drehbar miteinander verbunden sind. Der Vorderrahmen 150 und der Hinterrahmen 152 werden jeweils von den Vorderrädern 156 und den Hinterrädern 158 getragen. In weiteren Ausführungsformen kann der Motorgrader 100 andere Bodeneingriffsvorrichtungen zum Antrieb der Maschine enthalten, wie z. B. Raupenbaugruppen, wie sie in Fachkreisen bekannt sind.In the example shown, the motor grader is used 100 through a front frame 150 and a rear frame 152 formed over a joint 154 are rotatably connected to each other. The front frame 150 and the rear frame 152 are each from the front wheels 156 and the rear wheels 158 carried. In other embodiments, the motor grader 100 contain other ground engaging devices for propelling the machine, such as B. Track assemblies, as they are known in the art.

Der Motorgrader 100 umfasst ferner ein Antriebssystem 160, das für den Antrieb oder die Leistung des Motorgraders 100 ausgelegt ist und gemeinsam durch einen Motor oder eine sonstige Kraftquelle 162 und ein Getriebe 164 aufgebaut ist, das in diesem Beispiel durch den hinteren Rahmen 152 unterstützt wird. Der Motor 162 kann aus jedem geeigneten Motortyp bestehen, einschließlich eines Dieselmotors, eines Benzinmotors, eines mit gasförmigem Kraftstoff betriebenen Motors wie z. B. eines Erdgasmotors oder aus jedem sonstigen Motortyp, der für einen Fachmann ersichtlich ist. Weitere Energiequellen können alternativ dazu eine nicht verbrennende Energiequelle, wie z.B. eine Brennstoffzelle, einen Energiespeicher, einen Elektromotor oder einen ähnlichen Mechanismus beinhalten. Obwohl nicht im Detail dargestellt, umfasst das Getriebe 164 eine Vielzahl von Vorwärts- und Rückwärtsgängen sowie einen neutralen Gang und ist mit einer Differentialachse zum Antrieb eines oder mehrerer der Hinterräder 158 in Abhängigkeit vom Drehmoment des Motors 162 verbunden. In einigen Ausführungsformen kann der Motorgrader 100 ein Allradantriebssystem beinhalten, bei dem eines oder mehrere der Vorderräder 156 ebenfalls angetrieben werden.The motor grader 100 further comprises a drive system 160 that is for the drive or performance of the motor grader 100 is designed and shared by a motor or other power source 162 and a gearbox 164 is constructed, which in this example by the rear frame 152 is supported. The motor 162 can be any suitable type of engine including a diesel engine, a gasoline engine, a gaseous fuel engine such as e.g. B. a natural gas engine or any other type of engine apparent to a person skilled in the art. As an alternative to this, further energy sources can include a non-burning energy source, such as a fuel cell, an energy storage device, an electric motor or a similar mechanism. Although not shown in detail, the transmission includes 164 a variety of forward and reverse gears as well as a neutral gear and is with a differential axle for driving one or more of the rear wheels 158 depending on the torque of the motor 162 connected. In some embodiments, the motor grader can 100 include an all-wheel drive system in which one or more of the front wheels 156 are also driven.

Eine Fahrerkabine 170 ist an dem vorderen Rahmen 150 montiert. Die Fahrerkabine 170 kann viele Bedienelemente des Motorgraders 100 enthalten, einschließlich der im Folgenden näher beschriebenen Bedienereingabevorrichtungen 130, die zur Lenkung und sonstigen Bedienung des Motorgraders 100 verwendet werden. Die Fahrerkabine 170 kann auch eine Anzeigevorrichtung 172 enthalten, die so angepasst ist, dass sie dem Fahrer Informationen über den Betrieb des Motorgraders 100 übermittelt. In einigen Beispielen kann die Anzeigevorrichtung 172 Bedienereingaben akzeptieren (z. B. als Touchscreen-Display), so dass die Anzeigevorrichtung 172 auch als eine der Bedienereingabevorrichtungen 130 angesehen werden kann.A driver's cab 170 is on the front frame 150 assembled. The driver's cab 170 can do many controls on the motor grader 100 including the operator input devices described in more detail below 130 that are used to steer and operate the motor grader 100 be used. The driver's cab 170 can also be a display device 172 which is adapted to give the driver information about the operation of the motor grader 100 transmitted. In some examples, the display device 172 Accept operator input (e.g. as a touchscreen display) so that the display device 172 also as one of the operator input devices 130 can be viewed.

Wie vorstehend vorgestellt, umfasst der Motorgrader 100 das Lenksystem 140, um den Motorgrader 100 während des Betriebs auf der Grundlage von Signalen der Steuerung 120 und/oder der Bedienereingabevorrichtungen 130 gemäß einer ausgewählten Lenksteuerungsstrategie zu manövrieren, die im Folgenden näher beschrieben wird. Bekanntlich umfasst das Lenksystem 140 verschiedene Gestänge, Hebel, Verbindungen, Zahnräder, Stifte, Stangen und ähnliches, um ein oder mehrere angetriebene Räder 156, 158 zu positionieren und den Motorgrader 100 in der gewünschten Richtung auszurichten. In einem Beispiel und wie in 1 schematisch dargestellt, umfasst das Lenksystem 140 eine oder mehrere Lenkungsbetätigungsvorrichtungen, wie z. B. einen oder mehrere Lenkzylinder 142 (schematisch dargestellt), die an die Vorder- oder Hinterräder 156, 158 gekoppelt sind und so konfiguriert sind, dass sie hydraulisch betätigt werden können, um die Räder 156, 158 zu lenken oder neu zu positionieren (z. B. um eine vertikale Achse zu drehen), um den Motorgrader 100 zu steuern. Es können zusätzliche Lenkmechanismen vorgesehen werden, einschließlich eines oder mehrerer sich neigender Zylinder 144 (schematisch dargestellt), die mit den Vorder- oder Hinterrädern 156, 158 gekoppelt sind und hydraulisch betätigt werden können, um die Position der Räder 156, 158 zu steuern (z. B. sich um eine horizontale Achse drehen). Ferner kann das Lenksystem 140 einen oder mehrere Knickzylinder 146 (schematisch dargestellt) enthalten, die an einem oder beiden Rahmen 150, 152 montiert sind, um den vorderen Rahmen 150 relativ zum hinteren Rahmen 152 um das Knickgelenk 154 zu drehen. Die vorstehend vorgestellten Komponenten des Lenksystems 140 sind lediglich Beispiele, und es kann eine beliebige Anzahl zusätzlicher Komponenten oder Systeme bereitgestellt werden. Beispielsweise kann das Lenksystem 140 weiterhin verschiedene Arten von Schaltkreisen umfassen, einschließlich eines Hydraulikkreises und/oder eines elektrischen Schaltkreises zur Erleichterung und Steuerung des Betriebs der Zylinder 142, 144, 146 und anderer Betätigungsvorrichtungen des Lenksystems 140. Obwohl nicht dargestellt, kann ein solcher Hydraulikkreislauf Schläuche, Pumpen, Tanks, Ventile und ähnliches umfassen.As presented above, the motor grader includes 100 the steering system 140 to the motor grader 100 during operation on the basis of signals from the controller 120 and / or the operator input devices 130 to maneuver according to a selected steering control strategy, which is described in more detail below. As is known, the steering system includes 140 various linkages, levers, connections, gears, pins, rods and the like to one or more driven wheels 156 , 158 to position and the motor grader 100 in the desired direction. In an example and as in 1 shown schematically, includes the steering system 140 one or more steering actuators, such as. B. one or more steering cylinders 142 (shown schematically) attached to the front or rear wheels 156 , 158 are coupled and configured so that they can be operated hydraulically to control the wheels 156 , 158 steer or reposition (e.g. rotate about a vertical axis) around the motor grader 100 to control. Additional steering mechanisms can be provided including one or more tilting cylinders 144 (shown schematically) with the front or rear wheels 156 , 158 are coupled and can be hydraulically operated to adjust the position of the wheels 156 , 158 control (e.g. rotate around a horizontal axis). Furthermore, the steering system 140 one or more buckling cylinders 146 (shown schematically) included on one or both frames 150 , 152 are mounted to the front frame 150 relative to the rear frame 152 around the articulation 154 to turn. The components of the steering system presented above 140 are only examples, and any number of additional components or systems can be provided. For example, the steering system 140 further comprise various types of circuitry including a hydraulic circuit and / or an electrical circuit to facilitate and control the operation of the cylinders 142 , 144 , 146 and other actuation devices of the steering system 140 . Although not shown, such a hydraulic circuit can include hoses, pumps, tanks, valves and the like.

Der Motorgrader 100 beinhaltet ein oder mehrere Arbeitsgeräte 180, 182 zum Durchführen von Arbeitsfunktionen. Der Motorgrader 100 umfasst beispielsweise einen Kreis 180 und eine Scharbaugruppe 182, die am vorderen Rahmen 150 vor der Fahrerkabine 170 montiert sind. Verschiedene Arten von Stellantrieben (sowie Halterungen, Kupplungen, Motoren, hydraulische und elektrische Komponenten usw.) sind vorgesehen, um den Kreis 180 und/oder die Scharbaugruppe 182 zu betätigen, einschließlich Heben, Kippen, Drehen, Verschieben, Neupositionieren und ähnliches, um die Funktionen des Motorgraders 100 optimal zu erfüllen. Weitere Anbaugeräte können zur Verfügung gestellt werden.The motor grader 100 includes one or more tools 180 , 182 for performing work functions. The motor grader 100 includes, for example, a circle 180 and a share assembly 182 that are on the front frame 150 in front of the driver's cab 170 are mounted. Various types of actuators (as well as brackets, clutches, motors, hydraulic and electrical components, etc.) are provided to make the circuit 180 and / or the share assembly 182 to operate, including lifting, tilting, rotating, sliding, repositioning and the like to perform the functions of the motor grader 100 to meet optimally. Further attachments can be made available.

Wie oben angemerkt, wird die Steuerung 120 bereitgestellt, um verschiedene Betriebsaspekte des Motorgraders 100 zu steuern. Im Allgemeinen kann die Steuerung 120 Eingaben von einer Reihe von Quellen empfangen, einschließlich des Bedieners über die Bedienereingabevorrichtungen 130 und von verschiedenen Sensoren, Einheiten und Systemen, die sich an Bord oder entfernt vom Motorgrader befinden; und als Reaktion darauf erzeugt die Steuerung 120 eine oder mehrere Arten von Befehlen zur Implementierung, die von den verschiedenen Systemen des Motorgraders 100 ausgeführt werden. Am Beispiel der im Folgenden näher besprochenen Steuerung 120 kann die Bedienung des Bedienersteuersystems 110 erleichtert werden, insbesondere im Hinblick auf den Empfang von Lenk- oder anderen Betätigungsanforderungseingaben des Bedieners über die Eingabevorrichtungen 130 und die Erzeugung zugehöriger Lenk- oder anderer Betätigungsanforderungsbefehle für das Lenksystem 140 auf der Grundlage eines ausgewählten Modus, der mit einer entsprechenden Steuerstrategie verknüpft ist.As noted above, the controller is 120 provided to address various operational aspects of the motor grader 100 to control. In general, the controller can 120 Receive input from a variety of sources including the operator via the operator input devices 130 and from various sensors, units, and systems on or remote from the motor grader; and in response, the controller generates 120 one or more types of commands to be implemented by the various systems of the motor grader 100 are executed. Using the example of the control discussed in more detail below 120 can operate the operator control system 110 are facilitated, in particular with regard to the receipt of steering or other actuation request inputs from the operator via the input devices 130 and the generation of associated steering or other actuation request commands for the steering system 140 based on a selected mode associated with a corresponding control strategy.

Im Großen und Ganzen kann die Steuerung 120 als Rechengerät mit zugehörigen Prozessoren und Speicherarchitekturen, als fest verdrahtete Rechenschaltung (oder - schaltungen), als programmierbare Schaltung, als hydraulische, elektrische oder elektrohydraulische Steuerung oder anderweitig konfiguriert werden. Somit kann die Steuerung 120 konfiguriert sein, um verschiedene Rechen- und Steuerfunktionen in Bezug auf den Motorgrader 100 (oder sonstige Maschinen) auszuführen. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 120 konfiguriert sein, um Eingabesignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Hydrauliksignale, Spannungssignale, Stromsignale usw.) zu empfangen und Befehlssignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Hydrauliksignale, Spannungssignale, Stromsignale, mechanische Bewegungen usw.) auszugeben. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 120 (oder ein Teil davon) als eine Baugruppe von Hydraulikkomponenten (z. B. Ventile, Strömungsleitungen, Kolben und Zylinder usw.) konfiguriert sein, sodass die Steuerung verschiedener Geräte (z. B. Pumpen oder Motoren) mit hydraulischen und mechanischen oder anderen Signalen und Bewegungen ausgeführt werden und auf diesen basieren.By and large, the controller can 120 be configured as a computing device with associated processors and memory architectures, as a hard-wired computing circuit (or circuits), as a programmable circuit, as a hydraulic, electrical or electrohydraulic control or otherwise. Thus, the controller 120 be configured to perform various computing and control functions related to the motor grader 100 (or other machines). In some embodiments, the controller may 120 be configured to receive input signals in various formats (e.g., hydraulic signals, voltage signals, current signals, etc.) and output command signals in various formats (e.g., hydraulic signals, voltage signals, current signals, mechanical movements, etc.). In some embodiments, the controller may 120 (or part of it) can be configured as an assembly of hydraulic components (e.g. valves, flow lines, pistons and cylinders, etc.) so that various devices (e.g. pumps or motors) can be controlled with hydraulic and mechanical or other signals and movements are executed and based on them.

Die Steuerung 120 kann in elektronischer, hydraulischer, mechanischer oder anderer Kommunikation mit verschiedenen anderen Systemen oder Geräten des Motorgraders 100 (oder anderer Maschinen) stehen. Zum Beispiel kann die Steuerung 120 in elektronischer oder hydraulischer Kommunikation mit verschiedenen Stellantrieben, Sensoren und sonstigen Geräten innerhalb (oder außerhalb) des Motorgraders 100 stehen, einschließlich verschiedener Geräte, die mit Pumpen, Steuerventilen usw. verbunden sind. Die Steuerung 120 kann mit weiteren Systemen oder Geräten (einschließlich anderer) auf verschiedene bekannte Arten kommunizieren, einschließlich über einen CAN-Bus (nicht abgebildet) des Motorgraders 100, über drahtlose oder hydraulische Kommunikationsmittel oder auf sonstige Weise. Eine beispielhafte Position für die Steuerung 120 ist in 1 gezeigt. Es versteht sich jedoch, dass weitere Positionen möglich sind, einschließlich anderer Positionen an der Steuerung 120 oder verschiedener entfernter Positionen.The control 120 may be in electronic, hydraulic, mechanical, or other communication with various other systems or devices of the motor grader 100 (or other machines). For example, the controller can 120 in electronic or hydraulic communication with various actuators, sensors and other devices inside (or outside) the motor grader 100 including various devices associated with pumps, control valves, etc. The control 120 can communicate with other systems or devices (including others) in a number of known ways, including over a CAN bus (not shown) of the motor grader 100 , by wireless or hydraulic communication means or otherwise. An exemplary position for the control 120 is in 1 shown. However, it should be understood that other positions are possible, including other positions on the controller 120 or various distant positions.

In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 120 so konfiguriert werden, dass sie Eingabebefehle empfängt und mit einem Bediener über die Bedienereingabevorrichtungen 130 interagiert, die in einer Fahrerkabine 170 des Motorgraders 100 angeordnet sein können, um dem Bediener einen bequemen Zugang zu ermöglichen. Die Bedienereingabevorrichtungen 130 können auf verschiedene Art und Weise konfiguriert sein. In einigen Ausführungsformen können die Bedienereingabevorrichtungen 130 einen oder mehrere Joystick-Vorrichtungen, verschiedene Schalter oder Hebel, eine oder mehrere Tasten, eine auf einem Display überlagerte Touchscreen-Schnittstelle, eine Tastatur, eine akustische Vorrichtung, ein mit einem Spracherkennungssystem verbundenes Mikrofon oder verschiedene sonstige Vorrichtungen für die Mensch-Maschine-Schnittstelle umfassen. In einem Beispiel können der eine oder mehrere Schalter (z. B. Schalter 136) eine Eingabe empfangen, die mit einer Wahl des Lenkmodus verbunden ist, und eine Joystick (oder sonstige) Vorrichtung (z. B. die Apparaturen 132, 136) kann Lenkanforderungen empfangen, die mit dem Lenksystem 140 gemäß einem ausgewählten Lenkmodus verbunden sind, um eine zugehörige Lenksteuerungsstrategie zu implementieren. Spezifischere Beispiele für Bedienereingabevorrichtungen 130 werden im Folgenden gegeben unter Bezugnahme auf 2.In some embodiments, the controller may 120 configured to receive input commands and communicate with an operator through the operator input devices 130 that interacts in a driver's cab 170 of the motor grader 100 can be arranged to allow the operator easy access. The operator input devices 130 can be configured in different ways. In some embodiments, the operator input devices 130 one or more joystick devices, various switches or levers, one or more buttons, a touchscreen interface superimposed on a display, a keyboard, an acoustic device, a microphone connected to a voice recognition system or various other devices for the man-machine interface include. In one example, the one or more switches (e.g., switch 136 ) receive input associated with a choice of steering mode and a joystick (or other) device (e.g., the apparatus) 132 , 136 ) can receive steering requests made with the steering system 140 are connected according to a selected steering mode to implement an associated steering control strategy. More specific examples of operator input devices 130 are given below with reference to FIG 2 .

Es können auch verschiedene Sensoren (nicht gezeigt) vorgesehen sein, um verschiedene Zustände und weitere mit dem Motorgrader 100 verbundene Parameter zu überwachen. Beispielsweise können verschiedene Sensoren mit dem Lenksystem 140, dem Antriebssystem 160 und/oder den Anbaugeräten 180, 182 verbunden sein. Zu den Beispielsensoren gehören Sensoren zur Messung des Knickwinkels am Knickgelenk 154; Druck- und/oder Positionssensoren zur Auswertung der Positionen der verschiedenen Zylinder, Pumpen und Ventile; Fahrgeschwindigkeitssensoren; Lenkwinkel-Rückkopplungssensoren; und Lenkgeschwindigkeitssensoren. Ein oder mehrere Sensoren können auch in die im Folgenden besprochenen Bedienereingabevorrichtungen 130 eingebaut werden.Different sensors (not shown) can also be provided to identify different states and others with the motor grader 100 monitor related parameters. For example, various sensors can be connected to the steering system 140 , the drive system 160 and / or the attachments 180 , 182 be connected. The example sensors include sensors for measuring the articulation angle at the articulation joint 154 ; Pressure and / or position sensors for evaluating the positions of the various cylinders, pumps and valves; Vehicle speed sensors; Steering angle feedback sensors; and steering speed sensors. One or more sensors can also be included in the operator input devices discussed below 130 to be built in.

Wie in 1B dargestellt, enthält ein Radlader 100' ein Bedienersteuersystem 110', das verschiedene Funktionen des Radladers 100' in ähnlicher Weise steuert wie der in 1A besprochene Motorgrader 100, einschließlich der Lenkung oder anderer Betätigungsfunktionen auf der Grundlage manueller Eingaben durch einen Bediener und sonstiger Eingaben, wie im Folgenden näher erläutert wird. Wie vorstehend beschrieben, ist das Bedienersteuersystem 110' mit einer Steuerung 120' implementiert und kann darüber hinaus ein oder mehrere Bedienereingabevorrichtungen 130' und/oder ein Lenksystem 140' umfassen. Im Allgemeinen können die Bedienereingabevorrichtungen 130' ein oder mehrere Bedienersteuervorrichtungen 132', 134' (z. B. als Joystick-Typ oder sonstige Arten von Bedienungen) umfassen, um Bedienereingaben zu empfangen, die verschiedene Funktionen des Radladers 100' steuern, sowie einen Wahlschalter für den Modus 136', um Bedienereingaben zu empfangen, die einen mit einer Steuerstrategie verbundenen Modus auswählen (z. B. einen Lenk- oder sonstigen Betätigungssteuerungsmodus). Weitere Einzelheiten über das Bedienersteuersystem 110' werden im Folgenden nach einer allgemeineren Beschreibung des Laders 100' aufgeführt.As in 1B shown contains a wheel loader 100 ' an operator control system 110 ' that has various functions of the wheel loader 100 ' controls in a similar way to that in 1A discussed motor graders 100 , including steering or other actuation functions based on manual inputs by an operator and other inputs, as explained in more detail below. As described above, the operator control system is 110 ' with one controller 120 ' and can also include one or more operator input devices 130 ' and / or a steering system 140 ' include. In general, the operator input devices 130 ' one or more operator control devices 132 ' , 134 ' (e.g. as a joystick type or other types of controls) to receive operator input, the various functions of the wheel loader 100 ' control, as well as a selector switch for the mode 136 ' to receive operator input selecting a mode associated with a control strategy (e.g., a steering or other actuation control mode). More details about the operator control system 110 ' are below for a more general description of the loader 100 ' listed.

In dem dargestellten Beispiel ist der Radlader 100' durch ein Fahrgestell oder einen Rahmen 150' gebildet, das/der von den Vorderrädern 156' und den Hinterrädern 158' getragen wird. In anderen Ausführungsformen kann der Radlader 100' andere Bodeneingriffsvorrichtungen für den Antrieb der Maschine enthalten, wie z. B. Raupenbaugruppen, wie man sie in der Fachwelt kennt. Der Radlader 100' umfasst ferner ein Antriebssystem 160', das für den Antrieb oder die Kraftübertragung des Radladers 100' geeignet ist und zusammen aus einem Motor oder einer sonstigen Art von Kraftquelle 162' und einem Getriebe 164' besteht, wie vorstehend allgemein beschrieben.In the example shown is the wheel loader 100 ' by a chassis or a frame 150 ' formed by the front wheels 156 ' and the rear wheels 158 ' will be carried. In other embodiments, the wheel loader 100 ' contain other ground engaging devices for powering the machine, e.g. B. caterpillar assemblies, as they are known in the professional world. The wheel loader 100 ' further comprises a drive system 160 ' that is used to drive or transmit power to the wheel loader 100 ' is suitable and together from a motor or other type of power source 162 ' and a gearbox 164 ' exists, as generally described above.

Eine Fahrerkabine 170' ist an dem Rahmen 150' montiert. Die Fahrerkabine 170' kann viele Bedienelemente des Radladers 100' enthalten, einschließlich der nachfolgend näher beschriebenen Bedienereingabevorrichtungen 130', die zur Lenkung und sonstigen Bedienung des Radladers 100' dienen. Die Fahrerkabine 170' kann auch eine Anzeigevorrichtung 172' beinhalten, die angepasst ist, um dem Bediener Informationen über den Betrieb des Radladers 100' zu übermitteln. In einigen Beispielen kann die Anzeigevorrichtung 172 Bedienereingaben akzeptieren (z. B. als Touchscreen-Display), so dass die Anzeigevorrichtung 172 auch als eines der Bedienersteuerungsvorrichtungen 130 angesehen werden kann.A driver's cab 170 ' is on the frame 150 ' assembled. The driver's cab 170 ' can handle many controls of the wheel loader 100 ' including the operator input devices described in more detail below 130 ' that are used to steer and operate the wheel loader 100 ' serve. The driver's cab 170 ' can also be a display device 172 ' that is adapted to give the operator information about the operation of the wheel loader 100 ' to submit. In some examples, the display device 172 Accept operator input (e.g. as a touchscreen display) so that the display device 172 also as one of the operator control devices 130 can be viewed.

Wie vorstehend vorgestellt, umfasst der Radlader 100' das Lenksystem 140', um den Radlader 100' während des Betriebs auf der Grundlage von Signalen der Steuerung 120' und/oder der Bedienereingabevorrichtungen 130' gemäß einer ausgewählten Lenksteuerungsstrategie zu manövrieren, die im Folgenden als ein Beispiel näher beschrieben wird. Wie allgemein bekannt, beinhaltet das Lenksystem 140' verschiedene Gestänge, Hebel, Gelenke, Zahnräder, Stifte, Stangen und dergleichen, um ein oder mehrere angetriebene Räder 156', 158' zu positionieren, um den Radlader 100' in der gewünschten Richtung auszurichten. In einem Beispiel und wie in 1B dargestellt, umfasst das Lenksystem 140' eine oder mehrere Lenkbetätigungsvorrichtungen, wie z. B. ein oder mehrere Lenkzylinder 142' (schematisch dargestellt), die an die Vorder- oder Hinterräder 156', 158' gekoppelt und so konfiguriert sind, dass sie hydraulisch betätigt werden können, um die Räder 156', 158' zu lenken oder neu zu positionieren (z. B. sie um eine vertikale Achse zu drehen), um den Radlader 100' zu lenken. Zusätzliche Lenkmechanismen können bereitgestellt werden. Die vorstehend vorgestellten Komponenten des Lenksystems 140' sind lediglich Beispiele, und es kann eine beliebige Anzahl zusätzlicher Komponenten oder Systeme bereitgestellt werden. Beispielsweise kann das Lenksystem 140' ferner verschiedene Arten von Schaltkreisen umfassen, einschließlich eines Hydraulikkreises und/oder eines elektrischen Schaltkreises zur Erleichterung und Steuerung des Betriebs der Zylinder 142' und anderer Betätigungsvorrichtungen des Lenksystems 140'. Obwohl nicht dargestellt, kann ein solcher Hydraulikkreislauf Schläuche, Pumpen, Tanks, Ventile und ähnliches umfassen.As presented above, the wheel loader includes 100 ' the steering system 140 ' to the wheel loader 100 ' during operation on the basis of signals from the controller 120 ' and / or the operator input devices 130 ' to maneuver according to a selected steering control strategy, which is described in more detail below as an example. As is well known, the steering system includes 140 ' various linkages, levers, joints, gears, pins, rods and the like to one or more driven wheels 156 ' , 158 ' to position around the wheel loader 100 ' in the desired direction. In an example and as in 1B shown includes the steering system 140 ' one or more steering actuation devices, such as. B. one or more steering cylinders 142 ' (shown schematically) attached to the front or rear wheels 156 ' , 158 ' are coupled and configured so that they can be hydraulically operated to the wheels 156 ' , 158 ' to steer or reposition (e.g. rotate it around a vertical axis) around the wheel loader 100 ' to steer. Additional steering mechanisms can be provided. The components of the steering system presented above 140 ' are only examples, and any number of additional components or systems can be provided. For example, the steering system 140 ' further comprise various types of circuitry including a hydraulic circuit and / or an electrical circuit to facilitate and control the operation of the cylinders 142 ' and other actuation devices of the steering system 140 ' . Although not shown, such a hydraulic circuit can include hoses, pumps, tanks, valves and the like.

Der Radlader 100' umfasst ferner ein Anbaugerät, wie z. B. eine Schaufel 180', das an der Vorderseite des Radladers 100' positioniert und über einen oder mehrere Verbindungsarme 182', die eine Reihe von Stiftgelenken, Strukturelementen und mindestens einen hydraulischen Stellantrieb 184' umfassen, am Radlader 100' befestigt ist. Diese Konfiguration ermöglicht es der Schaufel 180', relativ zum Boden auf und ab bewegt zu werden und sich um eine laterale Achse des Arbeitsfahrzeugs 100' zu drehen. Weitere Anbaugeräte können zur Verfügung gestellt werden.The wheel loader 100 ' also includes an attachment, such. B. a shovel 180 ' that is at the front of the wheel loader 100 ' positioned and via one or more connecting arms 182 ' that includes a series of pin joints, structural elements and at least one hydraulic actuator 184 ' include, on the wheel loader 100 ' is attached. This configuration enables the shovel 180 ' to be moved up and down relative to the ground and about a lateral axis of the work vehicle 100 ' to turn. Further attachments can be made available.

Im Allgemeinen arbeitet die Steuerung 120' des Radladers 100' auf ähnliche Weise wie die vorstehend beschriebene Steuerung 120 des Motorgraders 100, um verschiedene Betriebsaspekte des Motorgraders 100 zu steuern. Insbesondere kann die Steuerung 120' Eingaben von einer Reihe von Quellen empfangen, einschließlich des Bedieners über die Bedienereingabevorrichtungen 130' und von verschiedenen Sensoren, Einheiten und Systemen an Bord oder ferngesteuert vom Radlader 100'; und als Reaktion darauf erzeugt die Steuerung 120' eine oder mehrere Arten von Befehlen, die von den verschiedenen Systemen des Radladers 100' implementiert werden. Anhand eines Beispiels, das im Folgenden näher erläutert wird, kann die Steuerung 120' die Bedienung des Bedienersteuersystems 110' erleichtern, insbesondere im Hinblick auf den Empfang von Lenkanforderungseingaben des Bedieners über die Bedienereingabevorrichtungen 130' und die Erzeugung zugehöriger Befehle für die Lenkbetätigungsvorrichtung des Lenksystems 140' auf der Grundlage eines ausgewählten Modus, der mit einer entsprechenden Steuerstrategie verknüpft ist.In general the control works 120 ' of the wheel loader 100 ' in a manner similar to the control described above 120 of the motor grader 100 to understand various aspects of the operation of the motor grader 100 to control. In particular, the controller 120 ' Receive input from a variety of sources including the operator via the operator input devices 130 ' and from various sensors, units and systems on board or remotely controlled by the wheel loader 100 ' ; and in response, the controller generates 120 ' one or more types of commands issued by the various systems of the wheel loader 100 ' implemented. Using an example that is explained in more detail below, the controller 120 ' the operation of the operator control system 110 ' facilitate, in particular with regard to the receipt of steering request inputs from the operator via the operator input devices 130 ' and generating related commands for the steering actuator of the steering system 140 ' based on a selected mode associated with a corresponding control strategy.

Es wird kurz auf 2 verwiesen, in dem die Innenkabine der Fahrerkabine 170 des Motorgraders 100 dargestellt ist, obwohl sich die Kabine 170 und die nachfolgende Beschreibung auch auf den Radlader 100' beziehen können. Wie gezeigt, bietet die Fahrerkabine 170 ein Gehäuse, über das der Bediener Zugang zu einer Reihe verschiedener Bedienereingabevorrichtungen 130 hat, darunter Lenkrad, Gas- und Bremspedale. Die Fahrerkabine 170 kann außerdem die Anzeigevorrichtung 172 aufnehmen. In diesem Beispiel umfassen die Bedienereingabevorrichtungen 130 die Bedienersteuervorrichtungen 132, 134 als linke Bedienersteuervorrichtung 132 und eine rechte Bedienersteuervorrichtung 134, die an jeder Seite des Bedienersitzes angebracht sind.It will shortly open 2 referring to the inside of the driver's cab 170 of the motor grader 100 is shown, although the cabin 170 and the following description also applies to the wheel loader 100 ' can relate. As shown, the driver's cab provides 170 an enclosure that gives the operator access to a variety of different operator input devices 130 has, including steering wheel, accelerator and brake pedals. The driver's cab 170 can also use the display device 172 record, tape. In this example, the operator input devices include 130 the operator control devices 132 , 134 as the left operator control device 132 and a right operator control device 134 attached to each side of the operator's seat.

Bei den Bedienersteuervorrichtungen 132, 134 handelt es sich um Joystick-Steuerungen mit einer Griffschnittstelle und verschiedenen Arten von Bedienelementen, wie z. B. Knöpfen, Schaltern und Drehreglern, die an der Griffschnittstelle angebracht sind. In einem Beispiel kann die linke Bedienersteuervorrichtung 132 Eingabemechanismen für das Heben, Senken und Einstellen der Neigung der Scharbaugruppe 182, das Drehen des Kreises 180, das Schalten des Getriebes 164 und bestimmte Hilfsfunktionen umfassen. Als weiteres Beispiel kann die rechte Bedienersteuervorrichtung 134 Eingabemechanismen für das Verschieben des Kreises 180 und der Scharbaugruppe 182, die Einstellung der Neigung der Räder 156, 158, die Einstellung der Gelenkverbindung der Rahmen 150, 152 und das Sperren der Differentialachse umfassen.At the operator control devices 132 , 134 are joystick controls with a handle interface and various types of controls, such as: B. buttons, switches and dials attached to the handle interface. In one example, the left operator control device 132 Input mechanisms for raising, lowering and adjusting the inclination of the share assembly 182 , turning the circle 180 , shifting the transmission 164 and include certain auxiliary functions. As another example, the right operator control device 134 Input mechanisms for moving the circle 180 and the share assembly 182 adjusting the inclination of the wheels 156 , 158 adjusting the articulation of the frame 150 , 152 and locking the differential axle.

Nach einer Ausführungsform des Bedienersteuersystems 110 in Bezug auf das Lenksystem 140 enthält die linke Bedienersteuervorrichtung 132 eine Joystick-Griffschnittstelle, die als Lenkanforderung nach links und rechts gedreht werden kann, um die Vorderräder 156 über das Lenksystem 140 zu lenken. Im Besonderen gibt der Bediener durch Drehen der Joystick-Griffschnittstelle manuelle Eingaben zur Lenkung vor, und die Steuerung 120 erzeugt bei Erhalt der Lenkungseingaben entsprechende Befehle für die Lenkbetätigungsvorrichtung des Lenksystems 140. Obwohl die Lenkfunktion im Folgenden in Bezug auf die Joystick-Vorrichtung diskutiert wird, kann die Lenkfunktion auch in sonstige Bedienereingabevorrichtungen 130 implementiert werden, wie z. B. die rechte Bedienersteuervorrichtung 134, das Lenkrad und/oder sonstige Tasten, Wählscheiben und dergleichen. Weitere Details zu beispielhaften Implementierungen einer Joystick-Vorrichtung werden im Folgenden bereitgestellt.According to one embodiment of the operator control system 110 in terms of the steering system 140 contains the left operator control device 132 a joystick handle interface that can be turned left and right as a steering request to the front wheels 156 via the steering system 140 to steer. In particular, the operator specifies manual inputs for steering and control by turning the joystick handle interface 120 generates corresponding commands for the steering actuation device of the steering system upon receipt of the steering inputs 140 . Although the steering function is discussed below in relation to the joystick device, the Steering function also in other operator input devices 130 implemented, such as B. the right operator control device 134 , the steering wheel and / or other buttons, dials and the like. Further details on exemplary implementations of a joystick device are provided below.

Wie ebenfalls in 2 gezeigt, beinhalten die Bedienereingabevorrichtungen 130 ferner den Lenkmodus-Wahlschalter 136, der einen Teil des Bedienersteuersystems 110 bilden kann. Der Lenkmodus-Wahlschalter 136 kann eine beliebige Form annehmen. In einem Beispiel wird der Lenkmodus-Wahlschalter 136 genannt, bei dem es sich um einen mechanischen, physischen und/oder virtuellen Schalter handelt, der es dem Bediener ermöglicht, zwischen einer geschwindigkeitsbasierten Lenksteuerungsstrategie (z. B. als Geschwindigkeitssteuermodus) und einer positionsbasierten Lenksteuerungsstrategie (z. B. als Lenkungssteuermodus) zu wählen, wie im Folgenden näher erläutert wird. In einem Beispiel kann der Lenkmodus-Wahlschalter 136 visuelle Anzeigen haben, welche die möglichen Strategien des Systems 110 widerspiegeln, so dass der Bediener den Schalter 136 entsprechend der gewünschten Strategie positionieren kann. Wie oben vorgestellt, kann der Schalter 136 des Motorgraders 100 analog zu dem Schalter 136' des Radladers 100' sein.As in 2 shown include operator input devices 130 also the steering mode selector switch 136 which is part of the operator control system 110 can form. The steering mode selector switch 136 can take any form. In one example, the steering mode selector switch 136 called, which is a mechanical, physical and / or virtual switch that enables the operator to choose between a speed-based steering control strategy (e.g. as a speed control mode) and a position-based steering control strategy (e.g. as a steering control mode) , as explained in more detail below. In one example, the steering mode selector switch 136 have visual indicators showing the possible strategies of the system 110 reflect so that the operator flicks the switch 136 can position according to the desired strategy. As presented above, the switch can 136 of the motor grader 100 analogous to the switch 136 ' of the wheel loader 100 ' be.

Nun wird auf 3 verwiesen, die ein Funktionsblockdatenflussdiagramm von Teilen des Bedienersteuersystems 110 (und des Bedienersteuersystems 110') gemäß einer Ausführungsform ist. Wie zuvor angemerkt, kann davon ausgegangen werden, dass das Bedienersteuersystem 110, 110' die Steuerung 120, 120', das Lenksystem 140, 140' mit einer oder mehreren Betätigungsvorrichtungen 142, 142' und einer oder mehreren Bedienereingabevorrichtungen 130, 130' beinhaltet. Im Allgemeinen können sich die unten besprochenen Betätigungsvorrichtungen 142, 142' auf jede einzelne oder eine Kombination von Betätigungsvorrichtungen und zugehörigen Komponenten beziehen, die zur Lenkung des Motorgraders 100 oder Radladers 100' verwendet werden können. In diesem Beispiel umfassen die Bedienereingabevorrichtungen 130, 130' eine Joystick-Vorrichtung 350 und den Lenkmodus-Wahlschalter 136, 136' (wie z. B. die Lenkmodus-Wahlschalter 136, 136' der 1A oder 1B. Die Anzeigevorrichtung 172, 172' (wie etwa die Anzeigevorrichtung 172, 172' aus 1A oder 1B) kann auch Teil des Bedienersteuersystems 110, 110' sein.Now is on 3 which is a functional block data flow diagram of portions of the operator control system 110 (and the operator control system 110 ' ) according to one embodiment. As noted earlier, it can be assumed that the operator control system 110 , 110 ' the control 120 , 120 ' , the steering system 140 , 140 ' with one or more actuators 142 , 142 ' and one or more operator input devices 130 , 130 ' includes. In general, the actuating devices discussed below 142 , 142 ' refer to any one or a combination of actuators and associated components used to steer the motor grader 100 or wheel loaders 100 ' can be used. In this example, the operator input devices include 130 , 130 ' a joystick device 350 and the steering mode selector switch 136 , 136 ' (such as the steering mode selector switch 136 , 136 ' of the 1A or 1B . The display device 172 , 172 ' (such as the display device 172 , 172 ' out 1A or 1B) can also be part of the operator control system 110 , 110 ' be.

In einem Beispiel kann die Joystick-Vorrichtung 350 in eine größere Bedienersteuervorrichtung, wie z. B. eine der Bedienersteuervorrichtungen 132, 132', 134, 134', mit zahlreichen Bedienereingabemechanismen eingesetzt werden. Für die Lenkung der Vorderräder des Lenksystems 140, 140' als Teil des Bedienersteuersystems 110, 110' ist die Joystick-Vorrichtung 350 jedoch eine einachsige Joystickeinheit, die vom Bediener nach links und rechts gedreht werden kann, um den Motorgrader 100 (1A) oder den Radlader 100' (1B) zu lenken. Im Allgemeinen wird die Joystick-Vorrichtung 350 nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 auf beliebige geeignete Weise implementiert werden können; genauere beispielhafte Implementierungen werden jedoch nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4, 5A, 5B, 6A-6C und 7A-7C beschrieben.In one example, the joystick device 350 into a larger operator control device such as B. one of the operator control devices 132 , 132 ' , 134 , 134 ' , can be used with numerous operator input mechanisms. For steering the front wheels of the steering system 140 , 140 ' as part of the operator control system 110 , 110 ' is the joystick device 350 however, a single axis joystick unit that can be rotated left and right by the operator around the motor grader 100 ( 1A) or the wheel loader 100 ' ( 1B) to steer. Generally the joystick device 350 below with reference to 3 can be implemented in any suitable manner; however, more detailed exemplary implementations are discussed below with reference to FIG 4th , 5A , 5B , 6A-6C and 7A-7C described.

Wie gezeigt, beinhaltet die Joystick-Vorrichtung 350 eine Joystick-Griffschnittstelle 352, die an einer Basis oder einem Gehäuse 354 montiert ist. Die Joystick-Griffschnittstelle 352 ist ein Hebel- oder Wellenelement mit einem ersten Ende, das von einem Bediener in Eingriff gebracht werden kann, und einem zweiten Ende, das im Gehäuse 354 um eine Drehachse drehbar befestigt ist. Der Bediener betätigt die Joystick-Griffschnittstelle 352 innerhalb eines Bewegungsbereichs, um eine gewünschte Lenk- oder sonstige Betätigungsfunktion des Motorgraders 100 oder des Radladers 100' als Lenkeingabe 370 zu implementieren, wie im Folgenden beschrieben.As shown, includes the joystick device 350 a joystick handle interface 352 attached to a base or an enclosure 354 is mounted. The joystick handle interface 352 is a lever or shaft member having a first end engageable by an operator and a second end that resides in the housing 354 is attached rotatably about an axis of rotation. The operator operates the joystick handle interface 352 within a range of motion to achieve a desired steering or other actuation function of the motor grader 100 or the wheel loader 100 ' as steering input 370 as described below.

Eine Rückkopplungseinheit 356 wird an die Joystick-Griffschnittstelle 352 oder an die Basis 354 gekoppelt, um eine Rückkopplungskraft als Reaktion auf die Betätigung der Joystick-Griffschnittstelle 352 durch den Bediener zu übertragen. Wie im vorliegenden Fall bezieht sich der Begriff „Rückmeldung“ auf eine Kraft, die auf die Joystick-Griffschnittstelle 352 in irgendeiner Form oder zu irgendeinem Zweck ausgeübt wird, einschließlich einer Kraft, die der Betätigung durch den Bediener oder externen Kräften entgegenwirkt oder diesen entgegenwirkt, einer Kraft, welche die Position der Griffschnittstelle 352 bei fehlender Betätigung durch den Bediener aufrechterhält, oder einer Kraft, welche die Griffschnittstelle 352 bei fehlender Betätigung durch den Bediener zentriert oder neu positioniert (z. B. in eine neutrale Position oder anderweitig). Generell wendet die Rückkopplungseinheit 356 die haptische Rückkopplungskraft oder das „Gefühl“ als Reaktion auf Bedienerbewegungen an. Die Rückkopplungskraft kann linear oder nichtlinear und proportional zu der Kraft sein, die erforderlich ist, um die Griffschnittstelle 352 zu bewegen. Wie im Folgenden beschrieben, wird der Rückkopplungseinheit 356 befohlen, die Kraft im Hinblick auf die Lenksteuerungsstrategie anzuwenden.A feedback unit 356 connects to the joystick handle interface 352 or to the base 354 coupled to a feedback force in response to actuation of the joystick handle interface 352 to be transmitted by the operator. As in this case, the term “feedback” refers to a force applied to the joystick handle interface 352 exerted in any form or for any purpose, including a force opposing or counteracting manipulation by the operator or external forces, a force affecting the position of the handle interface 352 in the absence of operator actuation, or a force that maintains the handle interface 352 centered or repositioned if not actuated by the operator (e.g. in a neutral position or otherwise). Generally speaking, the feedback unit applies 356 the haptic feedback force or "feel" in response to operator movements. The feedback force can be linear or non-linear and proportional to the force required to interface the handle 352 to move. As described below, the feedback unit 356 ordered to apply the force with regard to the steering control strategy.

Die Joystick-Vorrichtung 350 enthält außerdem mindestens einen Steuerschnittstellensensor 358, der so konfiguriert ist, dass er verschiedene Arten von Informationen im Zusammenhang mit der Lenkeingabe 370 des Bedieners erfasst. Insbesondere in Bezug auf die Joystick-Griffschnittstelle 352 ist der Steuerschnittstellensensor 358 so konfiguriert, dass er Daten erhebt, die mit der Position oder dem Verschiebungswinkel relativ zu einer neutralen Position und der Geschwindigkeit oder Winkelgeschwindigkeit der Verschiebung (oder Ableitungen davon) verbunden sind, und als Reaktion darauf erzeugt der Steuerschnittstellensensor 358 ein entsprechendes Signal in Form einer Betätigungsanforderungseingabe 382. Die Betätigungsanforderungseingabe 382 wird der Steuerung 120, 120' zur Verfügung gestellt.The joystick device 350 also includes at least one control interface sensor 358 , which is configured to receive various types of information related to the steering input 370 recorded by the operator. Especially with regards to the joystick handle interface 352 is the control interface sensor 358 configured so that it collects data associated with the position or the displacement angle relative to a neutral position and the speed or angular velocity of the displacement (or derivatives thereof), and in response the control interface sensor generates 358 a corresponding signal in the form of an actuation request input 382 . The actuation request input 382 becomes the controller 120 , 120 ' made available.

Wie zuvor vorgestellt, enthalten die Bedienereingabevorrichtungen 130, 130' außerdem den Lenkmodus-Wahlschalter 136, 136'. Der Lenkmodus-Wahlschalter 136, 136' ist so konfiguriert, dass er eine Eingabe des Bedienermodus 372 empfängt, in welcher der Bediener zwischen einem Geschwindigkeitssteuermodus, der die geschwindigkeitsbasierte Lenksteuerungsstrategie implementiert, und einem Positionssteuermodus, der die positionsbasierte Lenksteuerungsstrategie implementiert, auswählt. Als Reaktion auf die Eingabe des Bedienermodus 372 erzeugt der Lenkmodus-Wahlschalter 136, 136' ein entsprechendes Signal in Form einer Wahleingabe für den Steuermodus 380. Die Wahleingabe für den Steuermodus 380 wird der Steuerung 120, 120' zur Verfügung gestellt.As previously presented, the operator input devices include 130 , 130 ' also the steering mode selector switch 136 , 136 ' . The steering mode selector switch 136 , 136 ' is configured to have an operator mode input 372 receives in which the operator selects between a speed control mode that implements the speed-based steering control strategy and a position control mode that implements the position-based steering control strategy. In response to entering operator mode 372 generates the steering mode selector switch 136 , 136 ' a corresponding signal in the form of a selection input for the control mode 380 . The choice input for the control mode 380 becomes the controller 120 , 120 ' made available.

Als solche kann die Steuerung 120, 120' die Wahleingabe für den Steuermodus 380 und die Betätigungsanforderungseingabe 382 empfangen. In Bezug auf das Bedienersteuersystem 110, 110' aus 3 kann die Steuerung 120, 120' als eine oder mehrere Funktionseinheiten oder Module 310, 320 und 330 (z. B. Software, Hardware oder Kombinationen davon) organisiert sein. Wie ersichtlich ist, können die Module 310, 320, 330 aus 3 kombiniert und/oder weiter unterteilt werden, um ähnliche Funktionen wie die hier beschriebenen auszuführen. Beispielsweise kann jedes der Module 310, 320, 330 mit einer Verarbeitungsarchitektur wie z. B. Prozessor 302 und Speicher 304 sowie geeigneten Kommunikationsschnittstellen implementiert werden. Beispielsweise kann die Steuerung 120, 120' die Module 310, 320, 330 mit dem Prozessor 302 auf der Grundlage von Programmen oder Befehlen, die im Speicher 304 gespeichert sind, implementieren. In diesem Beispiel umfasst die Steuerung 120, 120' ein Modusmodul 310, ein Betätigungsmodul 320 und ein Rückkopplungsmodul 330. In einigen Ausführungsformen kann das Rückkopplungsmodul 330 weggelassen werden, wie im Folgenden beschrieben.As such, the controller can 120 , 120 ' the selection input for the control mode 380 and the actuation request input 382 receive. Regarding the operator control system 110 , 110 ' out 3 can control 120 , 120 ' as one or more functional units or modules 310 , 320 and 330 (e.g. software, hardware, or combinations thereof). As can be seen, the modules 310 , 320 , 330 out 3 combined and / or further subdivided to perform functions similar to those described herein. For example, each of the modules 310 , 320 , 330 with a processing architecture such as B. Processor 302 and memory 304 as well as suitable communication interfaces are implemented. For example, the controller 120 , 120 ' the modules 310 , 320 , 330 with the processor 302 based on programs or commands that are in memory 304 are stored, implement. In this example the controller includes 120 , 120 ' a mode module 310 , an actuation module 320 and a feedback module 330 . In some embodiments, the feedback module 330 can be omitted as described below.

Wie vorstehend vorgestellt, ist die Steuerung 120, 120' so konfiguriert, dass sie die Betätigungsanforderungseingabe 382 und die Wahleingabe für den Steuermodus 380 empfängt. In einer Ausführungsform empfängt das Modusmodul 310 die Wahleingabe für den Steuermodus 380. Das Modusmodul 310 bewertet die Wahleingabe für den Steuermodus 380 und erzeugt als Reaktion darauf eine Bestimmung des Steuermodus 312, die den ausgewählten Steuermodus identifiziert, der in der Wahleingabe für den Steuermodus 380 dargestellt ist. Die Bestimmung des Steuermodus 312 wird dem Betätigungsmodul 320 und dem Rückkopplungsmodul 330 bereitgestellt.As presented above, the control is 120 , 120 ' configured to input the actuation request 382 and the selection input for the control mode 380 receives. In one embodiment, the mode module receives 310 the selection input for the control mode 380 . The mode module 310 evaluates the selection input for the control mode 380 and in response thereto generates a control mode determination 312 that identifies the selected control mode that appears in the control mode selection input 380 is shown. Determining the control mode 312 becomes the actuation module 320 and the feedback module 330 provided.

Das Betätigungsmodul 320 empfängt die Betätigungsanforderungseingabe 382 und die Bestimmung des Steuermodus 312. Das Betätigungsmodul 320 bewertet die Betätigungsanforderungseingabe 382 im Hinblick auf die Bestimmung des Steuermodus 312. Das Betätigungsmodul 320 kann auf gespeicherte Informationen zugreifen, welche die Antriebsanforderungseingabe 382 auf einen Arbeitsgeräte-Betriebsbefehl 390 entsprechend der aktuellen Bestimmung des Steuerungsmodus 312 abbildet. Insbesondere wird eine Betätigungsanforderungseingabe 382 im Geschwindigkeitssteuermodus auf einen oder mehrere Arbeitsgeräte-Betriebsbefehle 390 abgebildet, um eine bestimmte Geschwindigkeit zu implementieren; und eine Betätigungsanforderungseingabe 382 im Positionssteuermodus auf einen Arbeitsgeräte-Betriebsbefehl 390 abgebildet, um eine bestimmte Position zu implementieren. Beispielsweise wird im Geschwindigkeitssteuermodus die Betätigungsanforderungseingabe 382 als eine Eingabe der Joystick-Griffschnittstelle interpretiert, und als Reaktion darauf kann das Betätigungsmodul 320 auf eine gespeicherte Karte verweisen, um einen entsprechenden Geschwindigkeitsbefehl für eine oder mehrere der Lenkbetätigungsvorrichtungen 142, 142' zu bestimmen, der zu einer vom Bediener gewünschten Lenkgeschwindigkeit führt. Solche Referenzkarten können eine Sammlung von Daten in Form von Tabellen, Diagrammen und/oder Gleichungen enthalten. In ähnlicher Weise wird im Positionssteuermodus die Betätigungsanforderungseingabe 382 auf der Grundlage der Lenkeingabe 370 des Bedieners als Positionseingabe über die Joystick-Griffschnittstelle (oder eine andere Bedienerschnittstelle) interpretiert, und als Reaktion darauf kann das Betätigungsmodul 320 auf eine gespeicherte Karte verweisen, um einen entsprechenden Positionsbefehl für eine oder mehrere der Lenkbetätigungsvorrichtungen 142, 142' zu bestimmen, der zu einer vom Bediener gewünschten Lenkposition führt.The actuation module 320 receives the actuation request input 382 and determining the control mode 312 . The actuation module 320 evaluates the actuation request input 382 with a view to determining the control mode 312 . The actuation module 320 can access stored information which the drive request input 382 to an implement operating command 390 according to the current determination of the control mode 312 maps. In particular, an actuation request input 382 in speed control mode to one or more implement operating commands 390 mapped to implement a certain speed; and an actuation request input 382 in position control mode to an implement operating command 390 mapped to implement a specific position. For example, in the speed control mode, the operation request input 382 interpreted as an input from the joystick handle interface, and in response, the actuator module 320 refer to a stored map for a corresponding speed command for one or more of the steering control devices 142 , 142 ' to determine which leads to a steering speed desired by the operator. Such reference maps can contain a collection of data in the form of tables, diagrams and / or equations. Similarly, in the position control mode, the operation request input 382 based on the steering input 370 interpreted by the operator as a position input via the joystick handle interface (or other operator interface), and in response to this, the actuator module 320 refer to a stored map for a corresponding position command for one or more of the steering control devices 142 , 142 ' to determine which leads to a steering position desired by the operator.

Der vom Betätigungsmodul 320 erzeugte Arbeitsbefehl 390 wird für das Lenksystem 140, 140', wie z. B. eine oder mehrere der oben vorgestellten Lenkbetätigungsvorrichtungen 142, 142', bereitgestellt. Beispielsweise kann der Arbeitsbefehl 390 den Ventilstellungen entsprechen, um die Betätigungsvorrichtungen 142, 142' auf eine bestimmte Position oder Geschwindigkeit zu bringen. Dementsprechend implementiert das Lenksystem 140, 140' den Arbeitsgeräte-Betriebsbefehl 390 für die Bestimmung des Steuermodus 312 und ermöglicht so den Lenkbetrieb über Lenkeingaben 370 entsprechend einer gewünschten oder bevorzugten Lenksteuerstrategie.The one from the actuation module 320 generated work command 390 is used for the steering system 140 , 140 ' such as B. one or more of the steering actuation devices presented above 142 , 142 ' , provided. For example, the work order 390 correspond to the valve positions to the actuators 142 , 142 ' to a certain position or speed. Accordingly implemented the steering system 140 , 140 ' the implement operating command 390 for determining the control mode 312 and so makes that possible Steering operation via steering inputs 370 according to a desired or preferred steering control strategy.

In einigen Ausführungsformen kann das Betätigungsmodul 320 zusätzliche Eingabedaten (nicht abgebildet) von verschiedenen Sensoren, Systemen oder anderen Modulen an Bord oder außerhalb des Motorgraders 100 oder Radladers 100' erhalten. Eine solche zusätzliche Eingabe kann Informationen im Zusammenhang mit den Betätigungsvorrichtungen 142, 142' enthalten (z. B. Zylinderpositionen, Tankvolumen, Flüssigkeitsdrücke usw.). Das Betätigungsmodul 320 kann die Betätigungsanforderungseingabe 382 im Hinblick auf die zusätzliche Eingabe weiter bewerten, um einen geeigneten Betriebsbefehl 390 bereitzustellen.In some embodiments, the actuator module 320 additional input data (not shown) from various sensors, systems or other modules on board or outside the motor grader 100 or wheel loaders 100 ' receive. Such additional input can be information related to the actuating devices 142 , 142 ' (e.g. cylinder positions, tank volumes, fluid pressures, etc.). The actuation module 320 can the actuation request input 382 with regard to the additional input further evaluate to an appropriate operating command 390 to provide.

In einigen Beispielen kann das Modusmodul 310 außerdem die Bestimmung des Steuermodus 312 für die Anzeigevorrichtung 172, 172' bereitstellen. Dies ermöglicht eine visuelle Anzeige für den Bediener des vorliegenden Lenksteuermodus.In some examples, the mode module 310 also the determination of the control mode 312 for the display device 172 , 172 ' provide. This enables a visual indication to the operator of the present steering control mode.

Das Modusmodul 310 stellt dem Rückkopplungsmodul 330 ferner die Bestimmung des Steuermodus 312 bereit. Das Rückkopplungsmodul 330 empfängt außerdem die Betätigungsanforderungseingabe 382. Im Gegenzug kann das Rückkopplungsmodul 330 aktiv einen entsprechenden Rückkopplungsbefehl 392 als Antwort auf die Betätigungsanforderungseingabe 382 gemäß der Bestimmung des Steuermodus 312 für die Rückkopplungseinheit 356 der Joystick-Vorrichtung 350 erzeugen. In einem Beispiel kann das Rückkopplungsmodul 330 auf gespeicherte Informationen zugreifen, welche die Betätigungsanforderungseingabe 382 im Hinblick auf die Bestimmung des Steuermodus 312 auf eine zugehörige Rückkopplungskraftantwort als Rückkopplungsbefehl 392 abbildet. Insbesondere wird im Geschwindigkeitssteuermodus eine Betätigungsanforderungseingabe 382 als ein oder mehrere Rückkopplungsbefehle 392 abgebildet, um eine bestimmte Rückkopplungskraftantwort gemäß einer geschwindigkeitsbasierten Lenksteuerstrategie zu implementieren; und im Positionssteuermodus wird eine Betätigungsanforderungseingabe 382 als ein oder mehrere Rückkopplungsbefehle 392 abgebildet, um eine bestimmte Rückkopplungskraftantwort gemäß einer positionsbasierten Lenksteuerstrategie zu implementieren. Solche Referenzkarten können eine Sammlung von Daten in Form von Tabellen, Diagrammen und/oder Gleichungen enthalten.The mode module 310 represents the feedback module 330 furthermore the determination of the control mode 312 ready. The feedback module 330 also receives the actuation request input 382 . In turn, the feedback module 330 active a corresponding feedback command 392 in response to the actuation request input 382 according to the determination of the control mode 312 for the feedback unit 356 the joystick device 350 produce. In one example, the feedback module 330 access stored information related to the actuation request input 382 with a view to determining the control mode 312 to an associated feedback force response as a feedback command 392 maps. In particular, in the speed control mode, an operation request input is made 382 as one or more feedback commands 392 mapped to implement a particular feedback force response according to a speed-based steering control strategy; and in the position control mode, an operation request input 382 as one or more feedback commands 392 mapped to implement a particular feedback force response according to a position based steering control strategy. Such reference maps can contain a collection of data in the form of tables, diagrams and / or equations.

Nach dem Empfang übt die Rückkopplungseinheit 356 eine Kraft auf die Joystick-Griffschnittstelle 352 gemäß dem Rückkopplungsbefehl 392 aus. Infolgedessen bestimmt der Lenksteuermodus die Art der Rückkopplungskraft, die von der Rückkopplungseinheit 356 auf die Joystick-Griffschnittstelle 352 erzeugt wird.After receiving it, the feedback unit exercises 356 a force on the joystick handle interface 352 according to the feedback command 392 out. As a result, the steering control mode determines the type of feedback force exerted by the feedback unit 356 on the joystick handle interface 352 is produced.

In einigen Beispielen kann das Rückkopplungsmodul 330 weggelassen werden. In diesen Ausführungsformen kann die Rückkopplungskraft passiv auf die Joystick-Vorrichtung 350 ausgeübt werden, z. B. ohne aktive Steuerung. Weitere Details bezüglich der Rückkopplungseinheit 356, einschließlich beispielhafter Mechanismen zum Aufbringen der Rückkopplungskraft, werden nachfolgend bereitgestellt.In some examples, the feedback module 330 be omitted. In these embodiments, the feedback force can be passive on the joystick device 350 be exercised, e.g. B. without active control. Further details regarding the feedback unit 356 , including exemplary mechanisms for applying the feedback force, are provided below.

Auf diese Weise ermöglicht das Bedienersteuersystem 110, 110' dem Bediener die Auswahl eines Lenkmodus und die Bereitstellung von Lenkeingaben, und als Reaktion darauf setzt die Steuerung 120, 120' diese Eingaben so um, dass das Lenksystem 140, 140' in geeigneter Weise gesteuert wird. Die Steuerung 120, 120' kann darüber hinaus je nach gewähltem Modus die entsprechende Rückführungskraft am Joystick 350 erzeugen.In this way the operator control system enables 110 , 110 ' the operator the selection of a steering mode and the provision of steering inputs, and in response to this, the controller sets 120 , 120 ' these inputs so that the steering system 140 , 140 ' is appropriately controlled. The control 120 , 120 ' In addition, depending on the mode selected, the corresponding feedback force on the joystick can be 350 produce.

In verschiedenen Ausführungsformen des oben beschriebenen Bedienersteuersystems 110, 110' können die geschwindigkeits- und positionsbasierten Lenksteuerstrategien in Abhängigkeit von verschiedenen Arten von Bedienereingabevorrichtungen und den damit verbundenen Rückmeldungen implementiert werden. Beispielsweise können die Bedienereingabevorrichtungen in ein aktives System implementiert werden, in dem ein Motor eine angemessene Rückmeldung erzeugt; in ein passives System, in dem mechanische Komponenten die Rückmeldung erzeugen; und in ein semi-aktives System, das die Implementierungseigenschaften eines passiven und eines aktiven Systems umfasst. Nachfolgend werden Beispiele unter Bezugnahme auf die 4, 5A, 5B, 6A-6C und 7A-7C beschrieben. Zusätzlich können, wie vorstehend erwähnt, entsprechende Strategien bei anderen Betätigungsvorgängen eingesetzt werden, obwohl das Bedienersteuersystem 110, 110' in erster Linie im Zusammenhang mit der Lenkung beschrieben wird.In various embodiments of the operator control system described above 110 , 110 ' For example, the speed and position based steering control strategies can be implemented depending on different types of operator input devices and the associated feedback. For example, the operator input devices can be implemented in an active system in which an engine generates appropriate feedback; into a passive system in which mechanical components generate the feedback; and into a semi-active system that includes the implementation properties of a passive and an active system. Examples are given below with reference to 4th , 5A , 5B , 6A-6C and 7A-7C described. In addition, as mentioned above, corresponding strategies can be used in other operating processes, although the operator control system 110 , 110 ' is primarily described in connection with the steering.

Es wird Bezug genommen auf 4, bei dem es sich um eine aktive (oder vollaktive) Rückkopplungskraft-Joystick-Vorrichtung 400 handelt. In einer Ausführungsform ist die Joystick-Vorrichtung 400 eine elektromechanische Joystick-Vorrichtung. Die Joystickvorrichtung 400 von 4 kann als eine der Bedienereingabevorrichtungen 130 des Bedienersteuersystems 110, 110'erachtet werden, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1A, 1B, 2 und 3 erörtert wurden.Reference is made to 4th , which is an active (or fully active) feedback force joystick device 400 acts. In one embodiment, the joystick device is 400 an electromechanical joystick device. The joystick device 400 from 4th can be used as one of the operator input devices 130 of the operator control system 110 , 110 'are contemplated above with reference to the 1A , 1B , 2 and 3 were discussed.

Die Joystick-Vorrichtung 400 umfasst eine Joystick-Griffschnittstelle (oder einen Joystick-Schaft) 410, die sich zwischen einem ersten Ende 412, das für den Eingriff durch den Bediener konfiguriert ist, und einem zweiten Ende innerhalb eines Gehäuses oder eines Basiselements erstreckt. Obwohl nicht dargestellt, ist das zweite Ende der Joystick-Griffschnittstelle 410 über jede geeignete Verbindungsanordnung, wie z. B. Kardanarm, Drehlager, Lagerhalterung, Getriebeanordnungen und ähnliches, drehbar mit einem Positionierungsmotor 430 gekoppelt.The joystick device 400 includes a joystick handle interface (or joystick shaft) 410 extending between a first end 412 configured for operator engagement and extending a second end within a housing or base member. Although not shown, the second end is the Joystick handle interface 410 via any suitable connection arrangement, e.g. B. cardan arm, pivot bearing, bearing bracket, gear assemblies and the like, rotatable with a positioning motor 430 coupled.

Ein Positionierungsmotor 430, wie z. B. ein Servomotor, ist über verschiedene Mechanismen mit der Joystick-Griffschnittstelle 410 operativ gekoppelt, so dass eine gewünschte Kraft und/oder Geschwindigkeit auf die Steuer-Joystick-Griffschnittstelle 410 aufgebracht werden kann, deren Höhe eine Funktion des Drehmoments und/oder der Geschwindigkeit einer Motorantriebswelle ist (nicht abgebildet).A positioning motor 430 such as B. a servo motor is via various mechanisms with the joystick handle interface 410 operatively coupled so that a desired force and / or speed on the control joystick handle interface 410 can be applied, the magnitude of which is a function of the torque and / or the speed of a motor drive shaft (not shown).

Ein oder mehrere elektromechanische oder optische Positionssensoren 440 (schematisch dargestellt) sind operativ mit der Joystick-Griffschnittstelle 410 gekoppelt, um die Position der Joystick-Griffschnittstelle 410 zu bestimmen. Beispiele für solche Sensoren 440 beinhalten Dreh- oder Linearpotentiometer, optische Codierer und Linearverschiebungsspannungswandler (Linear Movement Voltage Transducers - LDVTs).One or more electromechanical or optical position sensors 440 (shown schematically) are operational with the joystick handle interface 410 coupled to the position of the joystick handle interface 410 to determine. Examples of such sensors 440 include rotary or linear potentiometers, optical encoders, and linear movement voltage transducers (LDVTs).

In 4 gezeigt, befindet sich die Joystick-Griffschnittstelle 410 in einer neutralen oder mittleren Position. Während des Betriebs dreht eine vom Bediener ausgeübte Kraft die Joystick-Griffschnittstelle 410 relativ zur Lenkachse und damit eine Verbindungsanordnung, die eine Drehung der Antriebswelle des Motors 430 bewirkt. Das Ausmaß der auf die Antriebswelle übertragenen Drehung kann von den Sensoren 440 erfasst werden, die ein entsprechendes Signal ausgeben, das Betätigungsanforderungssignale kennzeichnet (z. B. Betätigungsanforderungseingabe 382 von 3).In 4th shown, is the joystick handle interface 410 in a neutral or middle position. During operation, a force applied by the operator turns the joystick handle interface 410 relative to the steering axis and thus a connection arrangement that allows rotation of the drive shaft of the motor 430 causes. The amount of rotation transmitted to the drive shaft can be measured by the sensors 440 that output a corresponding signal that identifies actuation request signals (e.g. actuation request input 382 from 3 ).

Darüber hinaus ist der Motor 430 so konfiguriert, dass er eine Rückkopplungskraft erzeugt, die als Reaktion auf Befehlssignale auf die Joystick-Griffschnittstelle 410 wirkt (z. B. Rückkopplungsbefehl 392 von 3). Insbesondere wendet der Motor 430 eine Rückkopplungskraft an, um die Joystick-Griffschnittstelle 410 zu bewegen oder sich einer Bewegung zu widersetzen. Der Motor 430 kann die variable Rückkopplungskraft entsprechend dem gewählten Steuermodus implementieren, z. B. entweder die geschwindigkeitsbasierte Lenksteuerstrategie im Geschwindigkeitssteuermodus oder die positionsbasierte Lenksteuerstrategie im Positionssteuermodus.In addition, the engine is 430 configured to generate a feedback force in response to command signals on the joystick handle interface 410 acts (e.g. feedback command 392 from 3 ). In particular, the engine turns 430 a feedback force to the joystick handle interface 410 to move or to oppose movement. The motor 430 can implement the variable feedback force according to the selected control mode, e.g. B. either the speed-based steering control strategy in the speed control mode or the position-based steering control strategy in the position control mode.

Als Beispiel bleibt die Rückkopplungskraftkurve im Geschwindigkeitssteuermodus, unabhängig von der Position der Joystick-Griffschnittstelle 410, zentriert. Dadurch, dass das Joystick-Griffstück 410 weiter von der Mitte wegbewegt wird, übt der Motor 430 eine zunehmende Rückkopplungskraft auf die Joystick-Griffschnittstelle 410 in entgegengesetzter Richtung aus, die jedoch normalerweise geringer ist als die Kraft, die zum Bewegen der Joystick-Griffschnittstelle 410 erforderlich ist. Darüber hinaus funktioniert die Rückkopplungskraft vom Motor 430 so, dass die Joystick-Griffschnittstelle 410 erneut zentriert wird, nachdem der Bediener die Joystick-Griffschnittstelle 410 loslässt. Basierend auf den Rückkopplungsbefehlen kann die Rückkopplungskraft linear oder nichtlinear proportional zu der Kraft wirken, die zur Bewegung der Joystick-Griffschnittstelle 410 erforderlich ist.As an example, the feedback force curve will remain in the speed control mode regardless of the position of the joystick handle interface 410 , centered. By having the joystick handle 410 is moved further from the center, the motor exercises 430 an increasing feedback force on the joystick handle interface 410 in the opposite direction, which is usually less than the force required to move the joystick handle interface 410 is required. In addition, the feedback force from the engine works 430 so that the joystick handle interface 410 is re-centered after the operator uses the joystick handle interface 410 lets go. Based on the feedback commands, the feedback force can be linear or non-linear proportional to the force required to move the joystick handle interface 410 is required.

Im Positionssteuermodus folgt die Rückkopplungskraftkurve der Position der Joystick-Griffschnittstelle 410. Somit wird bei der Ausführung einer Bewegung durch die Joystick-Griffschnittstelle 410 die vom Motor 430 aufgebrachte Rückkopplungskraft dazu verwendet, die Position der Joystick-Griffschnittstelle 410 in Verbindung mit der Bedienereingabe beizubehalten. Wie vorstehend vorgestellt, kann der Motor 430 zusätzlich eine Rückkopplungskraft im Hinblick auf die Geschwindigkeit der Bedienereingabe entsprechend der Reaktionszeit des Lenksystems liefern (z. B. Lenkung 140 von 1A sowie Lenkung 140' von 1B). Insbesondere wenn die Joystick-Griffschnittstelle 410 schnell bewegt wird, kann der Motor 430 eine relativ starke, widerstandsfähige Rückkopplungskraft auf die Joystick-Griffschnittstelle 410 ausüben. Die Widerstandsrückkopplungskraft spiegelt die Fähigkeit des Lenksystems wider, die Betätigungsanforderungseingabe zu implementieren. Andernfalls kann es sein, dass das Lenksystem nicht in der Lage ist, mit den Eingaben an der Joystick-Griffschnittstelle 410 „Schritt zu halten“.In position control mode, the feedback force curve follows the position of the joystick handle interface 410 . Thus, when executing a movement through the joystick handle interface 410 those from the engine 430 applied feedback force is used to determine the position of the joystick handle interface 410 in conjunction with operator input. As presented above, the engine 430 additionally provide a feedback force with regard to the speed of the operator input according to the reaction time of the steering system (e.g. steering 140 from 1A as well as steering 140 ' from 1B) . Especially when the joystick handle interface 410 is moved quickly, the motor can 430 a relatively strong, resilient feedback force on the joystick handle interface 410 exercise. The resistive feedback force reflects the ability of the steering system to implement the actuation request input. Otherwise the steering system may not be able to use the inputs on the joystick handle interface 410 "Keep up".

In einigen Beispielen kann die vom Motor 430 aufgebrachte Rückkopplungskraft unabhängig vom aktuellen Lenksteuermodus Merkmale sowohl der geschwindigkeitsbasierten Lenkbefehlsstrategie als auch der positionsabhängigen Lenkbefehlsstrategie aufweisen, um die Funktion der Joystickvorrichtung 400 zu verbessern. Zum Beispiel arbeitet der Motor 430 im Geschwindigkeitssteuermodus so, dass er bei der Rückkehr in die neutrale Position eine gewisse stabilisierende Rückkopplungskraft auf die Joystick-Griffschnittstelle 410 ausübt. Andernfalls kann die Joystick-Griffschnittstelle 410 auf unerwünschte Weise schwingen, sobald sie in die neutrale Position zurückkehrt. In ähnlicher Weise arbeitet der Motor 430 im Positionssteuermodus, um eine gewisse stabilisierende Rückkopplungskraft auf die Joystick-Griffschnittstelle 410 zu liefern, selbst wenn die Joystick-Griffschnittstelle 410 vom Bediener freigegeben wurde. Andernfalls kann das Gewicht der Joystick-Griffschnittstelle 410 eine unerwünschte Bewegung verursachen. Stattdessen kann die Rückkopplungskraft des Motors 430 automatisch das Gewicht der Joystick-Griffschnittstelle 410 berücksichtigen, so dass die Schnittstelle 410 beim Loslassen in der Position verbleibt. Der gewählte Modus gibt jedoch an, welche Strategie die applizierbare Rückkopplungskraft dominiert.In some examples it can be from the engine 430 applied feedback force regardless of the current steering control mode features of both the speed-based steering command strategy and the position-dependent steering command strategy to the function of the joystick device 400 to improve. For example, the engine is working 430 in the speed control mode so that it has a certain stabilizing feedback force on the joystick handle interface when returning to the neutral position 410 exercises. Otherwise, the joystick handle interface 410 vibrate in an undesirable manner once it returns to the neutral position. The engine works in a similar way 430 in position control mode to apply some stabilizing feedback force to the joystick handle interface 410 to deliver even if the joystick handle interface 410 has been released by the operator. Otherwise, the weight of the joystick handle interface 410 cause unwanted movement. Instead, the feedback force of the motor 430 automatically the weight of the joystick handle interface 410 take into account so the interface 410 remains in position when released. The selected mode, however, indicates which Strategy dominates the applicable feedback force.

Es wird nun auf die 5A-5B, 6A-6C und 7A-7C Bezug genommen, die verschiedene Ansichten einer passiven (oder vollpassiven) Rückkopplungskraft-Joystickvorrichtung 500 sind. Die Joystickvorrichtung 500 kann als eine der Bedienereingabevorrichtungen 130, 130' des Bedienersteuersystems 110, 110' erachtet werden, zuvor unter Bezugnahme auf die 1A, 1B, 2 und 3 erörtert. In diesem Beispiel ist die Joystickvorrichtung 500 mit einem Lenkmodus-Wahlschalter 510 ausgestattet, der dem Lenkmodus-Wahlschalter 136 entsprechen kann, ebenfalls oben unter Bezugnahme auf 1A, 1B, 2 und 3 erörtert.It is now on the 5A-5B , 6A-6C and 7A-7C Reference, the various views of a passive (or fully passive) feedback force joystick device 500 are. The joystick device 500 can be used as one of the operator input devices 130 , 130 ' of the operator control system 110 , 110 ' be considered previously with reference to the 1A , 1B , 2 and 3 discussed. In this example the joystick device is 500 with a steering mode selector switch 510 equipped with the steering mode selector switch 136 may correspond, also above with reference to FIG 1A , 1B , 2 and 3 discussed.

Die Joystickvorrichtung 500 bezieht sich zunächst auf 5A und umfasst eine Joystick-Griffschnittstelle 530, die sich zwischen einem ersten Ende 532, das für den Eingriff durch den Bediener konfiguriert ist, und einem zweiten Ende 534 innerhalb eines Gehäuses oder eines Basiselements 536 erstreckt. Das zweite Ende 534 der Joystick-Griffschnittstelle 530 ist drehbar mit einem Drehkragen 540 gekoppelt, um eine Drehachse 542 zu drehen.The joystick device 500 initially refers to 5A and includes a joystick handle interface 530 that is between a first end 532 configured for operator intervention and a second end 534 within a housing or a base element 536 extends. The second ending 534 the joystick handle interface 530 is rotatable with a swivel collar 540 coupled about an axis of rotation 542 to turn.

Die Joystickvorrichtung 500 enthält außerdem eine Rückkopplungseinheit 550, deren Funktionen die geschwindigkeitsbasierte Rückkopplungskraft und die positionsbasierte Rückkopplungskraft auf der Joystick-Griffschnittstelle 530 auf der Grundlage der Auswahl des Bedieners über den Lenkmodus-Wahlschalter 510 bereitstellen. Insbesondere enthält die Rückkopplungseinheit 550 ein geschwindigkeitsbasiertes Rückkopplungspaket 560 und ein positionsbasiertes Rückkopplungspaket 570, wie nachfolgend näher beschrieben. Die unten besprochenen Rückkopplungspakete 560, 570 sind lediglich Beispiele für die zahlreichen Arten von Rückkopplungsmechanismen, die nach den hier besprochenen Ausführungsformen implementiert werden können.The joystick device 500 also contains a feedback unit 550 which functions the speed-based feedback force and the position-based feedback force on the joystick handle interface 530 based on the operator's selection on the steering mode selector 510 provide. In particular contains the feedback unit 550 a speed-based feedback package 560 and a position based feedback package 570 as described in more detail below. The feedback packages discussed below 560 , 570 are merely examples of the many types of feedback mechanisms that can be implemented in accordance with the embodiments discussed herein.

Die Joystickvorrichtung 500 enthält zusätzlich einen oder mehrere Sensoren 580. Bei der Drehung der Joystick-Griffschnittstelle 530 um die Drehachse 542 erhebt der Sensor 580 Informationen, die mit der Position und der Geschwindigkeit der Joystick-Griffschnittstelle 530 verbunden sind, einschließlich der Position und der Geschwindigkeit, die sich aus der Eingabe des Bedieners über die Joystick-Griffschnittstelle 530 ergeben, was zur Eingabe der Betätigungsanforderung führt (z. B. Eingabe 382 von 3). Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben, erhebt der Sensor 580 zusätzlich Informationen im Zusammenhang mit der Wahl des Bedienermodus am Lenkmodus-Wahlschalter 510. Der Sensor 580 stellt die Betätigungsanforderungseingabe und die Bedienerstrategieauswahleingabe an eine Bedienersystemsteuerung (z. B. Steuerung 120, 120') bereit, wie vorstehend beschrieben. In einem Beispiel beinhaltet der Sensor 580 einen oder mehrere von einem rotierenden Halleffektsensor, einem Reed-Schalter oder einem Halleffektsensor.The joystick device 500 additionally contains one or more sensors 580 . When rotating the joystick handle interface 530 around the axis of rotation 542 the sensor rises 580 Information related to the position and speed of the joystick handle interface 530 including the position and speed resulting from operator input through the joystick handle interface 530 result in what leads to the input of the actuation request (e.g. input 382 from 3 ). As described in more detail below, the sensor rises 580 additional information related to the selection of the operator mode on the steering mode selector switch 510 . The sensor 580 provides the actuation request input and the operator strategy selection input to an operator system controller (e.g., controller 120 , 120 ' ) ready as described above. In one example, the sensor includes 580 one or more of a rotating hall effect sensor, a reed switch, or a hall effect sensor.

Der Lenkmodus-Wahlschalter 510 beinhaltet eine Bedienereingriffsschnittstelle, wie etwa einen Knopf 512, der an eine Stange 514 gekoppelt ist, die an einem Nocken 516 endet. Der Nocken 516 weist einen Zahnradeingriff auf, der mit einer Eingriffsstange 520 gekoppelt ist. Infolge dieser Anordnung wirkt ein Verdrehen des Knopfes 512, um die Eingriffsstange 520 entlang der Drehachse 542 hin und her zu verschieben (d. h. wie in 5A gezeigt nach links und rechts). Faktisch ist die Eingriffsstange 520 eine Verbindung zwischen dem Schalter 510 und dem geschwindigkeitsbasierten Rückkopplungspaket 560 und dem positionsbasierten Rückkopplungspaket 570. Wie vorstehend erwähnt, kann der Knopf 512 von Markierungen umgeben sein, welche die Knopfstellungen entsprechend den jeweiligen Modi widerspiegeln.The steering mode selector switch 510 includes an operator intervention interface such as a button 512 attached to a pole 514 is coupled to a cam 516 ends. The cam 516 has a gear meshing with an engagement rod 520 is coupled. As a result of this arrangement, the knob is twisted 512 to the engagement rod 520 along the axis of rotation 542 to move back and forth (i.e. as in 5A shown to the left and right). The engagement bar is factual 520 a connection between the switch 510 and the speed-based feedback package 560 and the position-based feedback package 570 . As mentioned above, the button 512 be surrounded by markings that reflect the button positions according to the respective modes.

Die Eingriffsstange 520 hat ein erstes Ende 522, das mit einem Nocken 516 gekoppelt ist, einen Mittelabschnitt 524, der sich durch das Gehäuse 536 der Joystickvorrichtung 500 erstreckt, und einen Endabschnitt 526, der je nach Stellung des Lenkmodus-Wahlschalters 510 in einem der geschwindigkeitsbasierten Rückkopplungspakete 560 oder des positionsbasierten Rückkopplungspakets 570 positioniert ist. Wie im Folgenden beschrieben, kann die Eingriffsstange 520 mindestens zwei Stellungen einnehmen, die der Stellung des Lenkmodus-Wahlschalters 510 entsprechen, einschließlich: einer ersten Stellung (wie in 5A dargestellt), in welcher der Endabschnitt 526 im geschwindigkeitsbasierten Rückkopplungspaket 560 positioniert ist; und einer zweiten Stellung (wie in 5B dargestellt), in welcher der Endabschnitt 526 im positionsbasierten Rückkopplungspaket 570 positioniert ist.The engagement bar 520 has a first ending 522 that with a cam 516 is coupled, a central portion 524 running through the case 536 the joystick device 500 extends, and an end portion 526 , which depends on the position of the steering mode selector switch 510 in one of the speed-based feedback packages 560 or the position-based feedback package 570 is positioned. As described below, the engagement rod 520 Take at least two positions that correspond to the position of the steering mode selector switch 510 , including: a first position (as in 5A shown), in which the end section 526 in the speed-based feedback package 560 is positioned; and a second position (as in 5B shown), in which the end section 526 in the position-based feedback package 570 is positioned.

Die Eingriffsstange 520 weist einen ersten Satz von Keilverzahnungen (oder Zähnen) 525 auf, die an dem Mittelabschnitt 524 angeordnet sind und sich durch den Drehkragen 540 erstrecken. Der Drehkragen 540 weist Innenverzahnungen oder Zähne 544 auf, die in die Verzahnungen 525 der Eingriffsstange 520 eingreifen. Unabhängig von der Position der Eingriffsstange 520 greifen die Keilverzahnungen 525 der Eingriffsstange 520 in die Keilverzahnungen 544 des Drehkragens 540 ein. Infolgedessen dreht die Eingriffsstange 520 mit der Schnittstelle 530, sofern sich die Schnittstelle 530 um die Drehachse 542 dreht. Die Keilanordnung ermöglicht es der Eingriffsstange 520, relativ zum Drehkragen 540 zu gleiten, während der drehende Eingriff beibehalten wird.The engagement bar 520 has a first set of splines (or teeth) 525 attached to the central portion 524 are arranged and through the rotating collar 540 extend. The swivel collar 540 has internal gears or teeth 544 on that into the gears 525 the engagement rod 520 intervention. Regardless of the position of the engagement rod 520 grip the splines 525 the engagement rod 520 into the splines 544 of the swivel collar 540 one. As a result, the engagement rod rotates 520 with the interface 530 provided the interface 530 around the axis of rotation 542 turns. The wedge arrangement enables the engagement rod 520 , relative to the swivel collar 540 to slide while maintaining the rotating engagement.

Die Eingriffsstange 520 weist am Endabschnitt 526 einen Satz Zähne (oder Verzahnungen) 527 auf (wie in 6A-6C, 7A-7C dargestellt). Die übrigen Teile der Eingriffsstange 520, einschließlich des Mittelabschnitts 524 unmittelbar in der Nähe des Endabschnitts 526, können zylindrisch sein oder andere Querschnittsformen aufweisen, die kleinere Querschnittsflächen als die Zähne 527 am Endabschnitt 526 aufweisen. Wie im Folgenden beschrieben, greifen die Zähne 527 des Endabschnitts 526 der Eingriffsstange 520 wahlweise in das geschwindigkeitsbasierte Rückkopplungspaket 560 oder das positionsbasierte Rückkopplungspaket 570 ein, so dass das ausgewählte Paket 560, 570 über die Eingriffsstange 520 und den Drehkragen 540 eine Kraft auf die Joystick-Griffschnittstelle 530 ausüben kann.The engagement bar 520 points at the end section 526 a set of teeth (or serrations) 527 on (as in 6A-6C , 7A-7C shown). The remaining parts of the engagement rod 520 , including the middle section 524 immediately near the end section 526 , may be cylindrical or have other cross-sectional shapes that have smaller cross-sectional areas than the teeth 527 at the end section 526 exhibit. As described below, the teeth engage 527 of the end section 526 the engagement rod 520 optionally in the speed-based feedback package 560 or the position-based feedback package 570 one so that the selected package 560 , 570 about the engagement rod 520 and the swivel collar 540 a force on the joystick handle interface 530 can exercise.

Es wird nun auf die 6A-6C verwiesen, die Querschnittsansichten der Joystickvorrichtung 500 durch die Zeile 6-6 von 5A, insbesondere durch das geschwindigkeitsbasierte Rückkopplungspaket 560, darstellen. In 6A befindet sich die Joystick-Griffschnittstelle 530 in einer neutralen Position; in 6B wurde die Joystick-Griffschnittstelle 530 nach links bewegt; und in 6C wurde die Joystick-Griffschnittstelle 530 nach rechts bewegt.It is now on the 6A-6C referenced, the cross-sectional views of the joystick device 500 through the line 6-6 from 5A , especially through the speed-based feedback package 560 , represent. In 6A is where the joystick handle interface is located 530 in a neutral position; in 6B became the joystick handle interface 530 moved to the left; and in 6C became the joystick handle interface 530 moved to the right.

Wie gezeigt, ist das geschwindigkeitsbasierte Rückkopplungspaket 560 ein Zentrierfederpaket und umfasst eine Zentrierfeder 610 auf einer Drehhalterung 630, die drehbar an einer ebenen Rückwand 632 innerhalb eines Gehäuses 602 montiert ist, sowie eine stationäre Halterung 670, die fest am Gehäuse 602 montiert ist. In diesem Beispiel umfasst die Drehhalterung 630 ein erstes (oder zylindrisches) Wandelement 640 und ein zweites (oder U-förmiges) Wandelement 650.As shown, this is speed-based feedback package 560 a centering spring package and comprises a centering spring 610 on a rotating mount 630 that can be rotated on a flat rear wall 632 within a housing 602 is mounted, as well as a stationary bracket 670 that are firmly attached to the case 602 is mounted. In this example, the swivel mount includes 630 a first (or cylindrical) wall element 640 and a second (or U-shaped) wall element 650 .

Das zylindrische Wandelement 640 der Drehhalterung 630 ist drehbar mit der Rückwand 632 gekoppelt und im Allgemeinen zylindrisch, um einen Durchgang 642 zu definieren, der sich an einem entsprechenden Durchgang durch die Rückwand 632 ausrichtet. Das zylindrische Wandelement 640 beinhaltet eine Vielzahl von Innenzähnen (oder Verzahnungen) 644, die den Durchgang 642 begrenzen. Wie gezeigt, greifen die Zähne 527 der Eingriffsstange 520 in die Zähne 644 des zylindrischen Wandelements 640 ein, sofern sich der Wahlschalter für den Modus 510 in der Position befindet, die dem Geschwindigkeitssteuermodus entspricht, wie im Folgenden näher erläutert wird.The cylindrical wall element 640 the swivel mount 630 is rotatable with the rear wall 632 coupled and generally cylindrical to a passageway 642 to define which is on a corresponding passage through the rear wall 632 aligns. The cylindrical wall element 640 includes a plurality of internal teeth (or serrations) 644 that define the passage 642 limit. As shown, the teeth engage 527 the engagement rod 520 in the teeth 644 of the cylindrical wall element 640 on, provided the mode selector is 510 is in the position corresponding to the speed control mode, as further explained below.

Das U-förmige Wandelement 650 der Drehhalterung 630 ist drehbar mit der Rückwand 632 gekoppelt und besteht aus einem gebogenen Abschnitt 652, einem ersten Wandschenkel 654 und einem zweiten Wandschenkel 656. Der gekrümmte Abschnitt 652 umgibt einen Abschnitt des zylindrischen Wandelements 640, ist jedoch von diesem beabstandet. Der erste Wandschenkel 654 erstreckt sich linear von einem Ende des gekrümmten Abschnitts 652 und der zweite Wandschenkel 656 erstreckt sich linear von dem anderen Ende des gekrümmten Abschnitts 652. Der erste und zweite Wandschenkel 654, 656 verlaufen parallel zueinander. Das U-förmige Wandelement 650 ist an dem zylindrischen Wandelement 640 befestigt, um sich damit drehen zu können.The U-shaped wall element 650 the swivel mount 630 is rotatable with the rear wall 632 coupled and consists of a curved section 652 , a first wall leg 654 and a second wall leg 656 . The curved section 652 surrounds a portion of the cylindrical wall element 640 , but is spaced from this. The first wall leg 654 extends linearly from one end of the curved portion 652 and the second wall leg 656 extends linearly from the other end of the curved portion 652 . The first and second wall leg 654 , 656 run parallel to each other. The U-shaped wall element 650 is on the cylindrical wall element 640 attached to be able to turn with it.

In dieser Ausführungsform erstreckt sich die stationäre Halterung 670 zwischen Seitenwänden 604, 606 des Gehäuses 602. Die stationäre Halterung 670 befindet sich im Allgemeinen parallel zur Rückwand 632 und axial von den Wandelementen 640, 650, 660 der Drehhalterung 630 beabstandet. Die stationäre Halterung 670 beinhaltet Stifte oder Anschläge 672, 674, die sich axial in Richtung der Rückwand 632 auf beiden Seiten der Zentrierfeder 610 erstrecken.In this embodiment the stationary bracket extends 670 between side walls 604 , 606 of the housing 602 . The stationary bracket 670 is generally parallel to the back wall 632 and axially from the wall elements 640 , 650 , 660 the swivel mount 630 spaced. The stationary bracket 670 includes pins or stops 672 , 674 extending axially towards the rear wall 632 on both sides of the centering spring 610 extend.

Die Zentrierfeder 610 besteht aus einer zentralen Spule 612, einem ersten Federschenkel 614, der sich linear von einem ersten Ende der zentralen Spule 612 aus erstreckt, und einem zweiten Federschenkel 616, der sich linear von einem zweiten Ende der zentralen Spule 612 aus erstreckt. Wie gezeigt, befindet sich die mittlere Spule 612 um das zylindrische Wandelement 640 herum gewickelt, zwischen dem zylindrischen Wandelement 640 und dem U-förmigen Wandelement 650. Die Feder 610 befindet sich in einem festen Eingriff mit dem zylindrischen Wandelement 640. In der neutralen Position erstrecken sich der erste und zweite Federschenkel 614, 616 parallel zueinander entlang des ersten bzw. zweiten Wandschenkels 654, 656.The centering spring 610 consists of a central coil 612 , a first spring leg 614 extending linearly from a first end of the central coil 612 extends out, and a second spring leg 616 extending linearly from a second end of the central coil 612 from extends. As shown, the center coil is located 612 around the cylindrical wall element 640 wrapped around, between the cylindrical wall element 640 and the U-shaped wall element 650 . The feather 610 is in firm engagement with the cylindrical wall member 640 . In the neutral position, the first and second spring legs extend 614 , 616 parallel to one another along the first and second wall legs 654 , 656 .

Dementsprechend, sofern der Bediener eine Lenkfunktion in einem Geschwindigkeitssteuermodus implementieren möchte, dreht der Bediener den Knopf 512 in eine Position, die den Geschwindigkeitssteuermodus entspricht. Wird der Knopf 512 in die Position gedreht, die dem Geschwindigkeitssteuermodus entspricht, wird die Eingriffsstange 520 durch die Stange 514 und den Nocken 516 verschoben. Bei Bewegung oder Neupositionierung der Eingriffsstange 520 bestimmt der Sensor 580 die Position der Eingriffsstange 520 und sendet, wie zuvor beschrieben, eine Wahleingabe für den Steuermodus (z. B. Eingang 380) an die Steuerung 120, 120'. Beim linearen Verschieben der Eingriffsstange 520 in die vom Knopf 512 für den Geschwindigkeitssteuermodus angezeigte Position greifen die Zähne 527 am Endabschnitt 526 der Eingriffsstange 520 in die Zähne 644 im zylindrischen Wandelement 640 der Drehhalterung 630 des geschwindigkeitsbasierten Rückkopplungspakets 560 ein. In dieser Position erstreckt sich der Mittelabschnitt 524 ( 5) der Eingriffsstange 520 durch einen Durchgang (im Folgenden besprochen) im positionsbasierten Rückkopplungspaket 570, so dass die Eingriffsstange 520 nicht mit dem positionsbasierten Rückkopplungspaket 570 in Eingriff steht.Accordingly, if the operator wants to implement a steering function in a speed control mode, the operator turns the knob 512 to a position corresponding to the speed control mode. Will the button 512 rotated to the position corresponding to the speed control mode, the engagement rod is 520 through the pole 514 and the cam 516 postponed. When moving or repositioning the engaging rod 520 determines the sensor 580 the position of the engagement rod 520 and sends, as previously described, a selection input for the control mode (e.g. input 380 ) to the controller 120 , 120 ' . When moving the engaging rod linearly 520 in the from the button 512 The position shown for the speed control mode is engaging the teeth 527 at the end section 526 the engagement rod 520 in the teeth 644 in the cylindrical wall element 640 the swivel mount 630 the speed-based feedback package 560 one. In this position the middle section extends 524 ( 5 ) the engagement rod 520 through a pass (discussed below) in the position-based feedback package 570 so that the engagement rod 520 not with the position-based feedback package 570 is engaged.

Da die Einraststange 520 mit dem geschwindigkeitsbasierten Rückkopplungspaket 560 in Eingriff steht, verhält sich die Joystickvorrichtung 500 in einer für den Bediener gewohnten Weise für eine geschwindigkeitsbasierte Lenksteuerstrategie, wie im Folgenden erörtert. Wie in 6A dargestellt, ist das Joystick-Griffstück 530 in einer neutralen Position vertikal ausgerichtet, obwohl die neutrale Position in anderen Ausführungsformen aufgrund der Form des Griffschnittstelle 530, der Ergonomie oder anderer Erwägungen weiteren Winkeln relativ zur Bodenebene entsprechen kann. Wie oben erwähnt, sind der erste und der zweite Federschenkel 614, 616 der Feder 610 in der Neutralstellung der Joystick-Griffschnittstelle 530 und damit des geschwindigkeitsabhängigen Rückkopplungspakets 560 parallel zueinander und greifen jeweils in die Endanschläge 672, 674 der stationären Halterung 670 ein, welche die Feder 610 und damit die Drehhalterung 630, die Eingriffsstange 520, den Drehkragen 540 und die Joystick-Griffschnittstelle 530 in der allgemein neutralen Position entsprechend einem Zentriergleichgewicht der Federkraft halten.Because the locking bar 520 with the speed-based feedback package 560 is engaged, the joystick device behaves 500 in a manner familiar to the operator for a speed based steering control strategy, as discussed below. As in 6A shown is the joystick handle 530 vertically aligned in a neutral position, although the neutral position in other embodiments is due to the shape of the handle interface 530 , ergonomics or other considerations may correspond to wider angles relative to the ground plane. As mentioned above, the first and second are spring legs 614 , 616 the feather 610 in the neutral position of the joystick handle interface 530 and thus the speed-dependent feedback package 560 parallel to each other and each grip into the end stops 672 , 674 the stationary bracket 670 one showing the pen 610 and with it the swivel mount 630 , the engaging rod 520 , the swivel collar 540 and the joystick handle interface 530 hold in the generally neutral position according to a centering balance of the spring force.

Während einer Lenkeingabe des Bedieners nach links bewegt die vom Bediener ausgeübte Kraft die Joystick-Griffschnittstelle 530 in einen von der Vertikalen versetzten Winkel, wie in 6B dargestellt. Bei dieser Drehbewegung bewirkt die Keilverbindung zwischen dem Drehkragen 540 und der Eingriffsstange 520 eine Drehung der Eingriffsstange 520. Wie zuvor erwähnt, wird die Bewegung der Eingriffsstange 520 durch den Sensor 580 erfasst, um eine entsprechende Eingabe für die Betätigungsanforderung (z. B. Eingabe 382 von 3) an die Steuerung 120 zu erzeugen. Als Reaktion darauf und da der Geschwindigkeitssteuermodus gewählt wurde, erzeugt die Steuerung 120 einen Betriebsbefehl (z. B. Befehl 390 von 3), der die Lenkbetätigungsvorrichtungen (z. B. Vorrichtungen 142, 142') mit einer Änderungsgeschwindigkeit bewegt, die einer Änderungsgeschwindigkeit der Eingabe der Betätigungsanforderung (z. B. Eingabe 370) an der Joystickvorrichtung 500 entspricht.During an operator steering input to the left, the force exerted by the operator moves the joystick handle interface 530 at an angle offset from the vertical, as in 6B shown. The wedge connection between the rotary collar causes this rotary movement 540 and the engagement rod 520 rotation of the engagement rod 520 . As previously mentioned, the movement of the engagement rod 520 through the sensor 580 recorded in order to provide a corresponding input for the actuation request (e.g. input 382 from 3 ) to the controller 120 to create. In response, and since the speed control mode has been selected, the controller generates 120 an operation command (e.g. command 390 from 3 ) that controls the steering control devices (e.g. devices 142 , 142 ' ) moves at a rate of change that corresponds to a rate of change of the input of the actuation request (e.g. input 370 ) on the joystick device 500 corresponds.

Darüber hinaus führt, wie bereits erwähnt, die Bewegung der Joystick-Griffschnittstelle 530 zu einer entsprechenden Bewegung innerhalb des geschwindigkeitsbasierten Rückkopplungspakets 560. Insbesondere das Drehen der Joystick-Griffschnittstelle 530 führt zum Drehen der Drehhalterung 630 (z. B. über den Drehkragen 540 und die Eingriffsstange 520). Beim Drehen der Drehhalterung 630 drückt der erste Wandschenkel 654 des U-förmigen Wandelements 650 den ersten Federschenkel 614 der Feder 610 in Drehrichtung auf die andere Seite der Drehachse 542 (z. B. nach rechts in 6B), während der erste Endanschlag 672 die Position des zweiten Federschenkels 616 der Feder 610 beibehält. Dies hat zur Folge, dass die Feder 610 unter Druck gesetzt wird, wodurch eine Widerstandskraft entgegen der Drehrichtung erzeugt wird. Die Widerstandskraft wird durch die Drehhalterung 630, durch die Keilverbindung mit der Eingriffsstange 520 und durch den Kragen 540 auf die Joystick-Griffschnittstelle 530 übertragen, so dass die Widerstandskraft eine Rückkopplungskraft für den Bediener bereitstellt. In der Regel stimmt die Rückkopplungskraft mit dem Eindruck der Joystick-Griffschnittstelle 530 in einer geschwindigkeitsbasierten Lenksteuerstrategie überein.In addition, as mentioned earlier, the movement of the joystick handle interface guides 530 to a corresponding movement within the velocity-based feedback package 560 . In particular, turning the joystick handle interface 530 rotates the swivel mount 630 (e.g. via the swivel collar 540 and the engagement rod 520 ). When rotating the swivel mount 630 presses the first wall leg 654 of the U-shaped wall element 650 the first spring leg 614 the feather 610 in the direction of rotation on the other side of the axis of rotation 542 (e.g. to the right in 6B) , while the first end stop 672 the position of the second spring leg 616 the feather 610 maintains. As a result, the spring 610 is put under pressure, whereby a resistance force is generated against the direction of rotation. The drag force is provided by the rotating bracket 630 , through the spline connection with the engagement rod 520 and through the collar 540 on the joystick handle interface 530 transmitted so that the drag force provides a feedback force for the operator. Usually the feedback force is consistent with the impression of the joystick handle interface 530 in a speed-based steering control strategy.

Wird kein Druck des Bedieners mehr auf die Joystick-Grifffläche 520 ausgeübt, drückt die Kraft der Feder 610 am ersten Federschenkel 614 der Feder 610 den ersten Wandschenkel 654 des U-förmigen Wandelements 650 derart, dass die Drehhalterung 630 in die neutrale Position zurückkehrt. Als Ergebnis dreht sich die Eingriffsstange 520, die wiederum die Joystick-Griffschnittstelle 530 zurück in die neutrale Position dreht.There is no longer any pressure on the operator on the joystick grip surface 520 exerted, pushes the force of the spring 610 on the first spring leg 614 the feather 610 the first wall leg 654 of the U-shaped wall element 650 such that the swivel mount 630 returns to the neutral position. As a result, the engagement rod rotates 520 which in turn is the joystick handle interface 530 rotates back to the neutral position.

Unter Bezugnahme auf 6C tritt ein ähnlicher Vorgang in der entgegengesetzten Richtung auf, wenn der Bediener die Joystick-Griffschnittstelle 530 in die richtige Richtung bewegt. Die Bewegung der Joystick-Griffschnittstelle 530 wird entsprechend dem Geschwindigkeitssteuermodus interpretiert, und die Feder 610 übt eine entsprechende Rückkopplungskraft aus. Anschließend bringt die Feder 610 beim Loslassen die Drehhalterung 630 und damit die Joystick-Grifffläche 530 wieder in die neutrale Position zurück.With reference to 6C a similar process occurs in the opposite direction when the operator uses the joystick handle interface 530 moved in the right direction. The movement of the joystick handle interface 530 is interpreted according to the speed control mode, and the spring 610 exerts a corresponding feedback force. Then bring the spring 610 when you let go of the swivel mount 630 and with it the joystick grip surface 530 back to the neutral position.

Dementsprechend ist die Konfiguration des geschwindigkeitsbasierten Rückkopplungspaketes 560 mit der Feder 610, die ein haptisches Verhalten bietet, mit der geschwindigkeitsbasierten Lenksteuerstrategie konsistent. Außer der Schraubenfeder 610 können auch weitere Elemente, wie z. B. Gasfedern, Luftfedern oder ähnliche Elemente, vorgesehen werden.The configuration of the speed-based feedback package is accordingly 560 with the pen 610 , which offers haptic behavior, is consistent with the speed-based steering control strategy. Except for the coil spring 610 can also include other elements, such as B. gas springs, air springs or similar elements are provided.

Es wird nun auf die 7A-7C verwiesen, die Querschnittsansichten der Joystickvorrichtung 500 durch die Zeile 7-7 von 5A, insbesondere durch das positionsbasierte Rückkopplungspaket 570, darstellen. In 7A befindet sich die Joystick-Griffschnittstelle 530 in einer neutralen Position; in 7B wurde die Joystick-Griffschnittstelle 530 nach links und in 7C wurde die Joystick-Griffschnittstelle 530 nach rechts bewegt.It is now on the 7A-7C referenced, the cross-sectional views of the joystick device 500 through the line 7-7 from 5A , especially through the position-based feedback package 570 , represent. In 7A is where the joystick handle interface is located 530 in a neutral position; in 7B became the joystick handle interface 530 to the left and in 7C became the joystick handle interface 530 moved to the right.

Wie gezeigt, ist das positionsbasierte Rückkopplungspaket 570 ein Reibungsdämpfungspaket und enthält eine positionserhaltende, reibungsbasierte Dämpfungsvorrichtung, die aus einer oder mehreren festen Platten 710 und einer oder mehreren Drehplatten 720 besteht, die jeweils auf einem Gehäuse 702 montiert sind. Die Platten 710, 720 können in einer gestapelten und/oder aneinanderstoßenden Konfiguration so angeordnet werden, dass benachbarte ebene Flächen der Platten 710, 720 aneinander stoßen und reibschlüssig ineinander greifen. Jede Platte 710, 720 definiert einen Durchgang 722 (von denen einer abgebildet ist), die jeweils zueinander ausgerichtet sind. Die Durchgänge 722 durch die Drehplatten 720 umfassen eine Vielzahl von sich nach innen erstreckenden Zähnen oder Verzahnungen 724, und die Durchgänge (nicht abgebildet) durch die festen Platten 710 sind größer als die Durchgänge 722 durch die Drehplatten 720. Folglich sind die Zähne 527 der Eingriffsstange 520 so konfiguriert, dass sie in die Zähne 724 der Drehplatten 720 für den Dreheingriff eingreifen, während die Eingriffsstange 520 die festen Platten 710 unbelastet durchläuft.As shown, this is the position based feedback package 570 a friction damping package and contains a position maintaining, friction-based damping device made up of one or more solid plates 710 and one or more turntables 720 consists, each on a housing 702 are mounted. The plates 710 , 720 can be stacked and / or adjoining Configuration to be arranged so that adjacent flat surfaces of the panels 710 , 720 butt against each other and frictionally interlock. Any plate 710 , 720 defines a passage 722 (one of which is shown) that are aligned with each other. The passages 722 through the turntables 720 include a plurality of inwardly extending teeth or serrations 724 , and the passages (not shown) through the fixed plates 710 are larger than the passageways 722 through the turntables 720 . Hence the teeth are 527 the engagement rod 520 configured so that they fit into the teeth 724 of the turntables 720 engage for rotational engagement while the engagement rod 520 the solid plates 710 runs unloaded.

Dementsprechend dreht der Bediener, sobald er eine Lenkfunktion in einem Positionssteuermodus implementieren möchte, den Knopf 512 in eine Position, die dem Positionssteuermodus entspricht. Wird der Knopf 512 in die dem Positionssteuermodus entsprechende Position gedreht, wird die Eingriffsstange 520 durch die Stange 514 und den Nocken 516 übersetzt. Bei Bewegung oder Neupositionierung der Eingriffsstange 520 bestimmt der Sensor 580 die Position der Eingriffsstange 520 und sendet, wie zuvor beschrieben, eine Wahleingabe für den Steuermodus (z. B. Eingang 380) an die Steuerung 120, 120'. Bei der linearen Verschiebung der Eingriffsstange 520 in die vom Knopf 512 für den Positionssteuermodus wiedergegebene Position greifen die Zähne 527 am Ende des Endabschnitts 526 der Eingriffsstange 520 mit den Zähnen 724 der Drehplatten 720 des positionsbasierten Rückkopplungspakets 570 ineinander, wie in den 7A-7C dargestellt.Accordingly, whenever the operator wants to implement a steering function in a position control mode, he turns the knob 512 to a position corresponding to the position control mode. Will the button 512 is rotated to the position corresponding to the position control mode, the engagement rod 520 through the pole 514 and the cam 516 translated. When moving or repositioning the engaging rod 520 determines the sensor 580 the position of the engagement rod 520 and sends, as previously described, a selection input for the control mode (e.g. input 380 ) to the controller 120 , 120 ' . At the linear displacement of the engagement rod 520 in the from the button 512 Position reproduced for position control mode engages the teeth 527 at the end of the end section 526 the engagement rod 520 with your teeth 724 of the turntables 720 the position-based feedback package 570 into each other, as in the 7A-7C shown.

Da die Eingriffsstange 520 mit dem positionsbasierten Rückkopplungspaket 570 in Eingriff steht, verhält sich die Joystickvorrichtung 500 in einer für den Bediener gewohnten Weise für positionsbasierte Lenksteuerstrategien. Wie in 7A dargestellt, ist die Joystick-Griffschnittstelle 530 in einer neutralen Position in einer vertikalen Ausrichtung positioniert, obwohl die neutrale Position in anderen Ausführungsformen anderen Winkeln relativ zur Bodenebene entsprechen kann.As the engagement rod 520 with the position-based feedback package 570 is engaged, the joystick device behaves 500 in a manner familiar to the operator for position-based steering control strategies. As in 7A shown is the joystick handle interface 530 positioned in a neutral position in a vertical orientation, although in other embodiments the neutral position may correspond to other angles relative to the ground plane.

Unabhängig von der Position der Joystick-Griffschnittstelle 530 stoßen die Platten 710, 720 aneinander und üben eine gegenseitige Reibungskraft aus, um einer Bewegung zu widerstehen. Beim Bewegen der Joystick-Griffschnittstelle 530 (z. B. von der Neutralstellung in 7A nach links wie in 7B oder nach rechts wie in 7C) dreht sich auch die Eingriffsstange 520.Regardless of the position of the joystick handle interface 530 bump the plates 710 , 720 on each other and exert a mutual frictional force to resist movement. When moving the joystick handle interface 530 (e.g. from the neutral position in 7A to the left as in 7B or to the right as in 7C ) the engagement rod also rotates 520 .

Wie zuvor erwähnt, wird die Bewegung der Eingriffsstange 520 durch den Sensor 580 erfasst, um eine entsprechende Eingabe für die Betätigungsanforderung (z. B. Eingabe 382 von 3) an die Steuerung 120 zu erzeugen. Als Reaktion darauf und da der Positionssteuermodus ausgewählt wurde, generiert die Steuerung 120 einen Betriebsbefehl (z. B. Befehl 390 aus 3), der die Lenkbetätigungsvorrichtungen (z. B. Vorrichtungen 142, 142') in eine Position bewegt, die einer Position der Betätigungsanforderungseingabe (z. B. Eingabe 370) an der Joystickvorrichtung 500 entspricht.As previously mentioned, the movement of the engagement rod 520 through the sensor 580 recorded in order to provide a corresponding input for the actuation request (e.g. input 382 from 3 ) to the controller 120 to create. In response, and since the position control mode has been selected, the controller generates 120 an operation command (e.g. command 390 out 3 ) that controls the steering control devices (e.g. devices 142 , 142 ' ) is moved to a position corresponding to a position of the operation request input (e.g., input 370 ) on the joystick device 500 corresponds.

Darüber hinaus führt, wie vorstehend erläutert, die Bewegung der Joystick-Griffschnittstelle 530 zu einer entsprechenden Bewegung innerhalb des positionsbasierten Rückkopplungspakets 570. Insbesondere führt das Drehen der Joystick-Griffschnittstelle 530 zu einer Kraft, die über den Eingriff der Eingriffsstange 520 und der Drehplatten 720 auf die Drehplatten 720 übertragen wird. Wird eine ausreichende Kraft auf die Joystick-Grifffläche 530 ausgeübt, wird die Reibungskraft zwischen den aneinanderstoßenden Platten 710, 720 überwunden und die Drehplatten 720 bewegen sich relativ zu den festen Platten 710. Die Reibungskraft von den aneinanderstoßenden Platten 710, 720 erzeugt einen Widerstand als Rückkopplungskraft für den Bediener an der Joystick-Griff-Schnittstelle 530 (z. B. durch die Eingriffsstange 520 und den Kragen 540). In der Regel stimmt die Rückkopplungskraft mit dem Gefühl der Joystick-Grifffläche 530 in einer positionsbasierten Lenksteuerstrategie überein. Wird kein Bedienerdruck mehr auf die Joystick-Griffschnittstelle 530 ausgeübt, hält die Reibungskraft zwischen den aneinanderstoßenden Platten 710, 720 diese Position und damit die Position der Joystick-Griffschnittstelle 530 aufrecht.Additionally, as discussed above, the joystick handle interface movement guides 530 to a corresponding movement within the position-based feedback package 570 . In particular, rotating the joystick handle interface performs 530 to a force over the engagement of the engagement rod 520 and the turntables 720 on the turntables 720 is transmitted. Apply sufficient force to the joystick grip 530 is exerted, the frictional force between the abutting plates is applied 710 , 720 overcome and the turntables 720 move relative to the fixed plates 710 . The frictional force from the abutting plates 710 , 720 creates a resistance as a feedback force to the operator at the joystick-handle interface 530 (e.g. through the engagement rod 520 and the collar 540 ). Usually the feedback force is consistent with the feel of the joystick gripping surface 530 in a position-based steering control strategy. There is no longer any operator pressure on the joystick handle interface 530 exerted, holds the frictional force between the abutting plates 710 , 720 this position and thus the position of the joystick handle interface 530 upright.

In einigen Beispielen kann eine Arretieranordnung 726 implementiert werden, um eine haptische Anzeige einer mittleren oder neutralen Position zu erhalten. Zum Beispiel kann eine Arretieranordnung 726 aus zusammenwirkenden Arretierungen auf einer oder mehreren der Platten 710, 720 bestehen, so dass ein „Klick“ oder eine neutrale Position vom Bediener wahrgenommen werden kann. Andere Mechanismen, welche die neutrale Position anzeigen, können vorgesehen werden, einschließlich Federanordnungen, Kugelanordnungen und ähnliches.In some examples, a locking arrangement 726 can be implemented to get a haptic indication of a middle or neutral position. For example, a locking arrangement 726 from interacting detents on one or more of the plates 710 , 720 exist so that a "click" or a neutral position can be perceived by the operator. Other mechanisms indicative of the neutral position can be provided including spring assemblies, ball assemblies, and the like.

Dementsprechend ist die Konfiguration des positionsbasierten Rückkopplungspakets 570 mit den Reibplatten 710, 720, die ein haptisches Verhalten bieten, mit der positionsbasierten Lenksteuerstrategie konsistent. Weitere Positionshalteelemente als die Platten 710, 720 können in anderen Ausführungsformen bereitgestellt werden.The configuration of the position-based feedback package is accordingly 570 with the friction plates 710 , 720 that offer haptic behavior, consistent with the position-based steering control strategy. More position retaining elements than the plates 710 , 720 can be provided in other embodiments.

Im Allgemeinen kann die Joystickvorrichtung 400 aus 4 als ein aktives System betrachtet werden, bei dem der Motor (z. B. Motor 430) die Rückkopplungsantwort erzeugt, und die Joystickvorrichtung 500 aus 5A, 5B, 6A-6C und 7A-7C kann als ein passives System betrachtet werden, bei dem passive Elemente (z. B. die Feder 610 und die Platten 710, 720) die Rückkopplungsantwort erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann eine Joystickvorrichtung jedoch als semi-aktives System bereitgestellt werden, das die Merkmale sowohl aktiver als auch passiver Systeme aufweist.In general, the joystick device 400 out 4th be viewed as an active system in which the engine (e.g. engine 430 ) generates the feedback response, and the Joystick device 500 out 5A , 5B , 6A-6C and 7A-7C can be viewed as a passive system in which passive elements (e.g. the spring 610 and the panels 710 , 720 ) generate the feedback response. In some embodiments, however, a joystick device can be provided as a semi-active system that has the features of both active and passive systems.

In einer solchen semi-aktiven Ausführung kann die Joystickvorrichtung eine teilweise elektro-mechanische Joystickvorrichtung mit einem Positionierungsmotor und einer Zentrierfeder umfassen, die jeweils mit einer Joystick-Griffschnittstelle gekoppelt sind. Zum Beispiel kann der Positionierungsmotor dem oben beschriebenen Motor 430 in Bezug auf 4 und die Zentrierfeder der oben beschriebenen Positionierfeder 610 in Bezug auf 5A, 5B und 6A-6C ähnlich sein. Daher kann die Positionierungsfeder an eine Drehhalterung gekoppelt werden, die, wie vorstehend beschrieben, in eine Eingriffsstange eingreift, die mit der Joystick-Griffschnittstelle gekoppelt ist, und die Drehhalterung kann außerdem Zähne aufweisen, die in eine Antriebswelle eines Motors eingreifen. Wie oben beschrieben, kann ein Lenkmodus-Wahlschalter vorgesehen werden, um der Steuerung den gewünschten Modus anzuzeigen, und die von der Joystickvorrichtung eingegebenen Betätigungsanforderungseingaben werden entsprechend interpretiert.In such a semi-active embodiment, the joystick device can comprise a partially electro-mechanical joystick device with a positioning motor and a centering spring, each of which is coupled to a joystick handle interface. For example, the positioning motor can be the motor described above 430 in relation to 4th and the centering spring of the positioning spring described above 610 in relation to 5A , 5B and 6A-6C be similar to. Therefore, the positioning spring can be coupled to a pivot bracket that, as described above, engages an engagement rod coupled to the joystick handle interface, and the pivot bracket can also have teeth that engage a drive shaft of a motor. As described above, a steering mode selector switch can be provided to indicate the desired mode to the controller, and the operation request inputs input from the joystick device are interpreted accordingly.

Hinsichtlich der Anwendung einer Rückkopplungskraft, typischerweise in einer solchen Anordnung nach einem Geschwindigkeitssteuermodus, wird der Motor nicht verwendet und das Gerät arbeitet wie oben beschrieben mit dem Gerät aus 4 unter Verwendung der Rückkopplungskraft der Spiralfeder. Tatsächlich kann der Positionierungsmotor in einer Mittelposition verriegelt werden. Im Positionssteuermodus wird der Motor gemäß der positionsbezogenen Positionssteuerstrategie so aktiv gesteuert, dass eine Rückkopplungskraft auf die Joystick-Griffschnittstelle durch die Drehhalterung oder das Gehäuse ausgeübt wird. Wenn der Bediener die Joystick-Griffschnittstelle freigibt, kann der Motor die Position der Joystick-Griffschnittstelle beibehalten. Darüber hinaus kann der Motor aktiv gesteuert werden, um einer zu schnellen Bewegung der Joystick-Griffschnittstelle zu widerstehen, die das Lenksystem überfordern würde, wodurch der Bediener ein haptisches Gefühl bekommt, dass die Joystick-Griffschnittstelle zu schnell bewegt wird.With regard to the application of a feedback force, typically in such an arrangement after a speed control mode, the motor is not used and the device operates with the device as described above 4th using the feedback force of the coil spring. In fact, the positioning motor can be locked in a central position. In the position control mode, the motor is actively controlled according to the position-related position control strategy in such a way that a feedback force is exerted on the joystick handle interface through the rotary mount or the housing. When the operator releases the joystick handle interface, the motor can maintain the position of the joystick handle interface. In addition, the motor can be actively controlled to withstand excessive movement of the joystick handle interface that would overwhelm the steering system, giving the operator a haptic feeling that the joystick handle interface is being moved too fast.

Dementsprechend kann das Bedienersteuersystem selektiv eine von zwei Bedienersteuerstrategien für die Lenkung eines Arbeitsfahrzeugs implementieren, nämlich eine geschwindigkeitsbasierte Lenksteuerstrategie und eine positionsbasierte Lenksteuerstrategie. Als Reaktion auf die Auswahl des Bedieners, dass die geschwindigkeitsbasierte Lenksteuerstrategie verwendet werden soll, verhält sich die Joystickvorrichtung entsprechend der Gewohnheit des Bedieners gegenüber einer Joystickvorrichtung, die unter der geschwindigkeitsbasierten Lenksteuerstrategie arbeitet, und das Arbeitsfahrzeug reagiert entsprechend. Als Reaktion auf die Auswahl des Bedieners, dass die positionsabhängige Lenksteuerstrategie verwendet werden soll, verhält sich die Joystickvorrichtung entsprechend der Gewohnheit des Bedieners gegenüber einer Joystickvorrichtung, die unter der positionsabhängigen Lenksteuerstrategie arbeitet, und das Arbeitsfahrzeug reagiert entsprechend.Accordingly, the operator control system can selectively implement one of two operator control strategies for steering a work vehicle, namely, a speed-based steering control strategy and a position-based steering control strategy. In response to the operator's selection that the speed-based steering control strategy should be used, the joystick device behaves according to the operator's habit to a joystick device operating under the speed-based steering control strategy, and the work vehicle reacts accordingly. In response to the operator's selection that the position-dependent steering control strategy should be used, the joystick device behaves according to the habit of the operator with respect to a joystick device that operates under the position-dependent steering control strategy, and the work vehicle reacts accordingly.

Außerdem werden die folgenden Beispiele bereitgestellt, die zur Vereinfachung der Bezugnahme nummeriert sind:The following examples are also provided, numbered for ease of reference:

1. Steuersystem für ein Arbeitsfahrzeug mit einer oder mehreren Betätigungsvorrichtungen, wobei das Steuersystem Folgendes umfasst: eine Bedienereingabevorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Bedienereingabe von einem Bediener des Arbeitsfahrzeugs empfängt; und eine Steuerung, die operativ mit der Bedienereingabevorrichtung und mit der einen oder den mehreren Betätigungsvorrichtungen verbunden ist, wobei die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie: eine Wahleingabe für den Steuermodus einschließlich einer Wahleingabe für den Positionssteuermodus oder einer Wahleingabe für den Geschwindigkeitssteuermodus empfängt; eine Betätigungsanforderungseingabe von der Bedienereingabevorrichtung empfängt; einen Betriebsbefehl entsprechend der Betätigungsanforderungseingabe von der Bedienereingabevorrichtung gemäß der Wahleingabe für den Steuermodus bestimmt; und den Betriebsbefehl an die eine oder die mehreren Betätigungsvorrichtungen ausgibt.Claims 1. A control system for a work vehicle having one or more actuators, the control system comprising: an operator input device configured to receive operator input from an operator of the work vehicle; and a controller operatively connected to the operator input device and to the one or more actuating devices, the controller configured to: receive a selectable control mode input including a selectable position control mode input or a selectable speed control mode input; receive an actuation request input from the operator input device; determine an operation command corresponding to the operation request input from the operator input device in accordance with the selection input for the control mode; and output the operation command to the one or more actuators.

2. Steuersystem nach Beispiel 1, wobei im Positionssteuermodus der Betriebsbefehl einen Befehl zum Bewegen der einen oder mehreren Betätigungsvorrichtungen in eine Position enthält, die einer Position entspricht, die der von der Bedienereingabevorrichtung eingegebenen Betätigungsanforderung entspricht; und wobei im Geschwindigkeitssteuermodus der Betriebsbefehl einen Befehl zum Bewegen der einen oder mehreren Betätigungsvorrichtungen mit einer Änderungsgeschwindigkeit enthält, die der Position der von der Bedienereingabevorrichtung eingegebenen Betätigungsanforderung entspricht.2. The control system of Example 1, wherein in the position control mode, the operation command includes a command to move the one or more operating devices to a position corresponding to a position corresponding to the operating request input from the operator input device; and wherein in the speed control mode, the operating command includes a command to move the one or more actuators at a rate of change that corresponds to the position of the actuation request input from the operator input device.

3. Steuersystem nach Beispiel 1, wobei die Bedienereingabevorrichtung eine Griffschnittstelle mit einem Bewegungsbereich zum Übertragen der Bedienereingabe an die Bedienereingabevorrichtung umfasst.3. The control system of Example 1, wherein the operator input device comprises a handle interface with a range of motion for transmitting the operator input to the operator input device.

4. Steuersystem nach Beispiel 3, bei dem die Bedienereingabevorrichtung eine elektromechanische Joystickvorrichtung mit einem Rückkopplungsmotor ist, der mit der Griffschnittstelle gekoppelt ist; und bei dem die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie: einen Rückkopplungsbefehl bestimmt, welcher der Bewegung der Griffschnittstelle entspricht, die mit der Betätigungsanforderung gemäß der Steuermodus-Auswahleingabe verbunden ist; und den Rückkopplungsbefehl an den Rückkopplungsmotor ausgibt.4. The control system of Example 3, wherein the operator input device has a is an electromechanical joystick device having a feedback motor coupled to the handle interface; and wherein the controller is further configured to: determine a feedback command corresponding to movement of the handle interface associated with the actuation request according to the control mode selection input; and outputs the feedback command to the feedback motor.

5. Steuersystem nach Beispiel 4, wobei im Positionssteuermodus der Rückkopplungsbefehl einen Befehl an den Rückkopplungsmotor enthält, um eine Position der Griffschnittstelle aufrechtzuerhalten, die mit mindestens einem der Eingabe der Betätigungsanforderung und der Position der einen oder mehreren Betätigungsvorrichtungen verbunden ist; und wobei im Geschwindigkeitssteuermodus der Rückkopplungsbefehl einen Befehl an den Rückkopplungsmotor enthält, um die Griffschnittstelle nach der Eingabe der Betätigungsanforderung neu zu zentrieren.5. The control system of Example 4, wherein in the position control mode, the feedback command includes a command to the feedback motor to maintain a position of the handle interface associated with at least one of the input of the actuation request and the position of the one or more actuators; and wherein in the speed control mode, the feedback command includes a command to the feedback motor to re-center the handle interface upon input of the actuation request.

6. Steuersystem nach Beispiel 5, bei dem im Geschwindigkeitssteuermodus der Rückkopplungsbefehl einen Befehl an den Rückkopplungsmotor enthält, um eine Gegenkraft zu erzeugen, die der Bewegung der Griffschnittstelle entgegenwirkt, die kleiner oder gleich einer Kraft ist, die zur Bewegung der Griffschnittstelle erforderlich ist, wobei die Gegenkraft linear oder nichtlinear proportional zu der Kraft ist, die zur Bewegung der Griffschnittstelle erforderlich ist.6. The control system according to example 5, in which, in the speed control mode, the feedback command contains a command to the feedback motor to generate a counterforce that counteracts the movement of the handle interface that is less than or equal to a force that is required to move the handle interface, wherein the counterforce is linearly or non-linearly proportional to the force required to move the handle interface.

7. Steuersystem nach Beispiel 3, wobei die Bedienereingabevorrichtung eine teilweise elektromechanische Joystickvorrichtung mit einem Positionierungsmotor und einer Zentrierfeder ist, die beide mit der Griffschnittstelle gekoppelt sind; wobei die Steuerung im Positionssteuermodus ferner so konfiguriert ist, dass sie einen Positionsbefehl bestimmt, welcher der Bewegung der Griffschnittstelle entspricht, die mit der Eingabe der Betätigungsanforderung verbunden ist; und wobei der Positionierungsmotor im Geschwindigkeitsmodus in einer Mittelposition verriegelt ist.7. The control system of Example 3, wherein the operator input device is a partially electromechanical joystick device having a positioning motor and a centering spring, both of which are coupled to the handle interface; wherein in the position control mode the controller is further configured to determine a position command corresponding to movement of the handle interface associated with the input of the actuation request; and wherein the positioning motor is locked in a center position in the speed mode.

8. Steuersystem nach Beispiel 3, wobei die Bedienereingabevorrichtung ein mechanischer Joystick mit einer Positionshaltevorrichtung, einer Zentriervorrichtung oder sowohl der Positionshaltevorrichtung als auch der Zentriervorrichtung ist; wobei die Positionshaltevorrichtung so konfiguriert ist, dass sie eine Position der Griffschnittstelle nach einer mit der Eingabe der Betätigungsanforderung verbundenen Bewegung beibehält; und wobei die Zentriervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie die Griffschnittstelle nach einer mit der Eingabe der Betätigungsanforderung verbundenen Bewegung zentriert.8. The control system of Example 3, wherein the operator input device is a mechanical joystick having a position holding device, a centering device, or both the position holding device and the centering device; wherein the position retaining device is configured to maintain a position of the handle interface after a movement associated with the input of the actuation request; and wherein the centering device is configured to center the handle interface upon movement associated with the input of the actuation request.

9. Steuersystem nach Beispiel 8, wobei die Positionshaltevorrichtung eine Reibungs- und Dämpfervorrichtung ist; und wobei die Zentriervorrichtung eine Zentrierfeder ist.9. The control system of Example 8, wherein the position holding device is a friction and damper device; and wherein the centering device is a centering spring.

10. Steuersystem nach Beispiel 10, wobei die Bedienereingabevorrichtung einen Wahlschalter enthält; und weiterhin Folgendes umfasst: einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Position des Wahlschalters erkennt und die Steuermodus-Auswahleingabe an die Steuerung bereitstellt.10. The control system of Example 10, wherein the operator input device includes a selector switch; and further comprising: a sensor configured to detect a position of the selector switch and to provide the control mode selection input to the controller.

11. Steuersystem nach Beispiel 10, wobei die Bedienereingabevorrichtung eine Verbindung umfasst, die mit dem Wahlschalter und entweder mit der Positionshaltevorrichtung oder der Zentriervorrichtung gekoppelt ist.11. The control system of example 10, wherein the operator input device comprises a link coupled to the selector switch and to either the position holding device or the centering device.

12. Steuersystem nach Beispiel 11, wobei die Bedienereingabevorrichtung sowohl die Positionshaltevorrichtung als auch die Zentriervorrichtung beinhaltet; und wobei eine Bewegung des Wahlschalters eine Bewegung des Verbindungsglieds bewirkt, um selektiv entweder mit der Positionshaltevorrichtung oder der Zentriervorrichtung gekoppelt zu werden.12. The control system of Example 11, wherein the operator input device includes both the position holding device and the centering device; and wherein movement of the selector switch causes movement of the link to be selectively coupled to either one of the position retaining device and the centering device.

13. Steuersystem für ein Arbeitsfahrzeug mit einer oder mehreren Betätigungsvorrichtungen, wobei das Steuersystem Folgendes umfasst: eine Bedienereingabevorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Bedienereingabe von einem Bediener des Arbeitsfahrzeugs empfängt, wobei die Bedienereingabevorrichtung eine Griffschnittstelle mit einem Bewegungsbereich zum Übertragen der Bedienereingabe an die Bedienereingabevorrichtung umfasst; eine Steuerung, die operativ mit der Bedienereingabevorrichtung und mit der einen oder den mehreren Betätigungsvorrichtungen verbunden ist, wobei die Steuerung so konfiguriert ist, um: eine Wahleingabe für den Steuermodus einschließlich einer Moduswahleingabe als einen Positionssteuermodus oder einen Geschwindigkeitssteuermodus zu empfangen; eine Eingabe für eine Betätigungsanforderung von der Bedienereingabevorrichtung zu empfangen; einen Betriebsbefehl zu bestimmen, welcher der Eingabe einer Betätigungsanforderung von der Bedienereingabevorrichtung gemäß der Wahleingabe für den Steuermodus entspricht; und den Betriebsbefehl an die eine oder die mehreren Betätigungsvorrichtungen auszugeben; wobei in dem Positionssteuermodus der Betriebsbefehl eine Anweisung zum Bewegen der einen oder mehreren Betätigungsvorrichtungen in eine Position enthält, die einer Position entspricht, die der von der Bedienereingabevorrichtung eingegebenen Betätigungsanforderung entspricht; und wobei in dem Geschwindigkeitssteuermodus der Betriebsbefehl eine Anweisung zum Bewegen der einen oder mehreren Betätigungsvorrichtungen mit einer Änderungsrate enthält, die der Position der von der Bedienereingabevorrichtung eingegebenen Betätigungsanforderung entspricht.13. A control system for a work vehicle having one or more actuation devices, the control system comprising: an operator input device configured to receive operator input from an operator of the work vehicle, the operator input device having a handle interface with a range of motion for transmitting the operator input the operator input device comprises; a controller operatively connected to the operator input device and to the one or more actuating devices, the controller configured to: receive a selection input for the control mode including a mode selection input as a position control mode or a speed control mode; receive input for an actuation request from the operator input device; determine an operation command corresponding to the input of an operation request from the operator input device in accordance with the selection input for the control mode; and output the operation command to the one or more actuating devices; wherein in the position control mode, the operation command includes an instruction to move the one or more actuators to a position corresponding to a position corresponding to the actuation request input from the operator input device; and wherein, in the speed control mode, the operating command includes an instruction to move the one or more actuators at a rate of change equal to that of the Position corresponds to the actuation request entered by the operator input device.

14. Steuersystem nach Beispiel 13, bei dem die Bedienereingabevorrichtung ein elektromechanischer Joystick mit einem an die Griffschnittstelle gekoppelten Rückkopplungsmotor ist; und bei dem die Steuerung weiterhin konfiguriert ist, um: einen Rückkopplungsbefehl zu bestimmen, welcher der Bewegung der Griffschnittstelle entspricht, die mit der Betätigungsanforderungseingabe gemäß der Wahleingabe für den Steuermodus verbunden ist; und den Rückkopplungsbefehl an den Rückkopplungsmotor auszugeben, wobei in dem Positionssteuermodus der Rückkopplungsbefehl eine Anweisung an den Rückkopplungsmotor enthält, eine Position der Griffschnittstelle aufrechtzuerhalten, die mit der Betätigungsanforderungseingabe verbunden ist; und wobei im Geschwindigkeitssteuermodus der Rückkopplungsbefehl eine Anweisung an den Rückkopplungsmotor enthält, die Griffschnittstelle nach der Betätigungsanforderungseingabe neu zu zentrieren und eine Gegenkraft bereitzustellen, die der Bewegung der Griffschnittstelle einen Widerstand entgegensetzt, der geringer ist als eine Kraft, die erforderlich ist, um die Griffschnittstelle zu bewegen, wobei die Gegenkraft linear oder nichtlinear proportional zu der Kraft ist, die erforderlich ist, um die Griffschnittstelle zu bewegen.14. The control system of Example 13, wherein the operator input device is an electromechanical joystick with a feedback motor coupled to the handle interface; and wherein the controller is further configured to: determine a feedback command corresponding to movement of the handle interface associated with the actuation request input in accordance with the control mode selection input; and issue the feedback command to the feedback motor, wherein in the position control mode, the feedback command includes an instruction to the feedback motor to maintain a position of the handle interface associated with the actuation request input; and wherein in the speed control mode, the feedback command includes an instruction to the feedback motor to re-center the handle interface after the actuation request input and to provide a counterforce that opposes movement of the handle interface with a resistance that is less than a force required to operate the handle interface move, the counterforce being linearly or non-linearly proportional to the force required to move the handle interface.

15. Steuersystem nach Beispiel 13, wobei die Bedienereingabevorrichtung einen Wahlschalter für den Modus enthält; und wobei das Steuersystem ferner einen Sensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er eine Position des Moduswahlschalters erfasst und die Wahleingabe für den Steuermodus an die Steuerung liefert, wobei die Bedienereingabevorrichtung ein mechanischer Joystick mit einer Reibungsdämpfungsvorrichtung und einer Federzentriervorrichtung ist; wobei die Reibungsdämpfungsvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie eine Position der Griffschnittstelle nach einer Bewegung, die mit der Betätigungsanforderung verbunden ist, aufrechterhält; und wobei die Federzentriervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie die Griffschnittstelle nach einer Bewegung, die mit der Betätigungsanforderung verbunden ist, zentriert, und wobei die Bewegung des Moduswahlschalters eine Bewegung der Verbindung bewirkt, um selektiv entweder an die positionserhaltende Vorrichtung oder an die Zentriervorrichtung zu koppeln.15. The control system of Example 13, wherein the operator input device includes a mode selector switch; and wherein the control system further comprises a sensor configured to sense a position of the mode selector switch and provide the control mode selection input to the controller, the operator input device being a mechanical joystick having a friction damping device and a spring centering device; wherein the friction damping device is configured to maintain a position of the handle interface after movement associated with the actuation request; and wherein the spring centering device is configured to center the handle interface after movement associated with the actuation request, and wherein movement of the mode selector switch causes movement of the link to selectively couple to either the position maintaining device or the centering device .

Wie hierin verwendet, bezeichnen Aufzählungen mit Elementen, die durch konjunktive Ausdrücke (z. B. „und“) getrennt sind und denen auch der Ausdruck „einer/eine/eines oder mehrere von“ oder „mindestens einer/eine/eines von“ vorangestellt ist, Konfigurationen oder Anordnungen, die möglicherweise einzelne Elemente der Aufzählung oder eine Kombination davon enthalten. Zum Beispiel bezeichnet „mindestens eines von A, B und C“ oder „eines oder mehrere von A, B und C“ die Möglichkeiten von nur A, nur B, nur C oder einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr von A, B und C (z. B. A und B; B und C; A und C; oder A, B und C).As used herein, enumerations denote items that are separated by conjunctive expressions (e.g., “and”) and are also preceded by the term “one or more of” or “at least one of” is, any configuration or arrangement that may include any item or combination thereof. For example, “at least one of A, B, and C” or “one or more of A, B, and C” denotes the possibilities of just A, only B, only C, or any combination of two or more of A, B and C. (e.g. A and B; B and C; A and C; or A, B and C).

Der hierin verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf jegliche Hardware, Software, Firmware, elektronische Steuerkomponente, Verarbeitungslogik und/oder Prozessorgeräte, einzeln oder in beliebigen Kombinationen, einschließlich unter anderem einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer elektronischen Schaltung, eines Prozessors (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppenprozessor) und eines Speichers, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, welche die beschriebene Funktionalität bieten.The term "module" as used herein refers to any hardware, software, firmware, electronic control component, processing logic and / or processing device, individually or in any combination, including but not limited to an application specific integrated circuit (ASIC), an electronic circuit, a processor ( shared, dedicated or group processor) and a memory that executes one or more software or firmware programs, a combinational logic circuit and / or other suitable components that offer the functionality described.

Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können hierin als funktionale und/oder logische Blockkomponenten und verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl an Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die zur Ausführung der erforderlichen Funktionen konfiguriert sind. Zum Beispiel kann eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verschiedene integrierte Schaltkreiskomponenten, beispielsweise Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Nachschlagetabellen oder dergleichen einsetzen, die mehrere Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen durchführen können. Zudem werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit einer beliebigen Anzahl von Systemen eingesetzt werden können und dass der hierin beschriebene Lader lediglich eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.Embodiments of the present disclosure may be described herein as functional and / or logical block components and various processing steps. It should be noted that such block components can be constructed from any number of hardware, software and / or firmware components that are configured to perform the required functions. For example, an embodiment of the present disclosure may employ various integrated circuit components, such as memory elements, digital signal processing elements, logic elements, look-up tables, or the like, that can perform multiple functions under the control of one or more microprocessors or other control devices. In addition, those skilled in the art will recognize that the embodiments of the present disclosure can be used in conjunction with any number of systems, and that the loader described herein is merely an exemplary embodiment of the present disclosure.

Der Kürze halber können herkömmliche Techniken in Verbindung mit der Signalverarbeitung, Datenübertragung, Signalgebung, Steuerung und weiteren funktionalen Aspekten der Systeme (und den einzelnen Bedienelementen der Systeme) hierin möglicherweise nicht im Detail beschrieben sein. Weiterhin sollen die in den verschiedenen Figuren dargestellten Verbindungslinien beispielhafte funktionale Beziehungen und/oder physikalische Verbindungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es sollte beachtet werden, dass viele alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physikalische Verbindungen in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorhanden sein können.For the sake of brevity, conventional techniques in connection with signal processing, data transmission, signaling, control, and other functional aspects of the systems (and the individual controls of the systems) may not be described in detail herein. Furthermore, the connecting lines shown in the various figures are intended to represent exemplary functional relationships and / or physical connections between the various elements. It should be noted that there may be many alternative or additional functional relationships or physical connections in an embodiment of the present disclosure.

Nach Einschätzung eines Fachmanns können bestimmte Aspekte des offenbarten Gegenstands als Verfahren, System (z. B. ein in einem Arbeitsfahrzeug enthaltenes Arbeitsfahrzeugsteuersystem) oder Computerprogrammprodukt ausgeführt werden. Dementsprechend können bestimmte Ausführungsformen vollständig als Hardware, vollständig als Software (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikrocode usw.) oder als Kombination von Soft- und Hardware (und anderen) Merkmalen implementiert werden. Darüber hinaus können bestimmte Ausführungsformen in Form eines Computerprogramms auf einem computertauglichen Speichermedium mit einem computertauglichen Programmcode im Medium ausgeführt werden. Ein beliebiges geeignetes computertaugliches oder computerlesbares Speicher- oder Signalmedium kann verwendet werden.According to a person skilled in the art, certain aspects of the disclosed subject matter can be implemented as a method, system (e.g. a work vehicle control system contained in a work vehicle) or a computer program product. Accordingly, certain embodiments may be implemented entirely in hardware, entirely in software (including firmware, resident software, microcode, etc.), or a combination of software and hardware (and other) features. In addition, certain embodiments can be executed in the form of a computer program on a computer-compatible storage medium with a computer-compatible program code in the medium. Any suitable computer-compatible or computer-readable storage or signal medium can be used.

Die hierin verwendete Terminologie dient ausschließlich der Beschreibung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen und soll in keiner Weise einschränkend sein. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern der Kontext dies nicht klar ausschließt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“ bei einer Verwendung in dieser Patentschrift das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten angeben, jedoch nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines bzw. einer oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.The terminology used herein is used only to describe certain exemplary embodiments and is in no way intended to be limiting. As used herein, the singular forms “a” and “the” are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly excludes this. It is also to be understood that the terms “comprising” and / or “comprising” when used in this specification indicate the presence of specified features, integers, steps, operations, elements and / or components, but not the presence or addition of one or one or more other features, integers, steps, operations, elements, components and / or groups thereof.

Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wurde zur Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt, soll aber nicht vollständig oder auf die Offenbarung in der offenbarten Form beschränkt sein. Viele Modifikationen und Variationen sind für Fachleute offensichtlich, ohne vom Umfang und Sinn der Offenbarung abzuweichen. Die hierin ausdrücklich genannten Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Offenbarung und ihre praktische Anwendung am besten zu erklären und es anderen Durchschnittsfachleuten auf diesem Gebiet ermöglichen, die Offenbarung zu verstehen und viele Alternativen, Änderungen und Abweichungen von den beschriebenen Beispielen zu erkennen. Dementsprechend liegen verschiedene Ausführungsformen und Implementierungen als die explizit beschriebenen im Geltungsbereich der folgenden Ansprüche.The description of the present disclosure has been presented for purposes of illustration and description, but is not intended to be exhaustive or limited to the disclosure in the form disclosed. Many modifications and variations will become apparent to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the disclosure. The embodiments expressly cited herein were chosen and described in order to best explain the principles of the disclosure and its practical application, and to enable others of ordinary skill in the art to understand the disclosure and to perceive many alternatives, changes, and variances from the examples described. Accordingly, various embodiments and implementations than those specifically described are within the scope of the following claims.

Claims (15)

Steuersystem für ein Arbeitsfahrzeug mit einer oder mehreren Betätigungsvorrichtungen, wobei das Steuersystem Folgendes umfasst: eine Bedienereingabevorrichtung, die konfiguriert ist, Bedienereingaben von einem Bediener des Arbeitsfahrzeugs zu empfangen; und eine Steuerung, die operativ mit der Bedienereingabevorrichtung und mit einem oder mehreren Betätigungsgeräten verbunden ist, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um: eine Wahleingabe für den Steuermodus zu empfangen, die eine Wahleingabe für den Positionssteuermodus oder eine Wahleingabe für den Geschwindigkeitssteuermodus beinhaltet; eine Eingabe zur Betätigungsanforderung vom Bedienergerät zu erhalten; einen Betriebsbefehl zu bestimmen, welcher der Eingabe der Betätigungsanforderung vom Bedienergerät entspricht, entsprechend der Wahleingabe für den Steuermodus; und den Betriebsbefehl an die eine oder die mehreren Betätigungsvorrichtungen auszugeben.A control system for a work vehicle having one or more actuators, the control system comprising: an operator input device configured to receive operator input from an operator of the work vehicle; and a controller operatively connected to the operator input device and to one or more actuation devices, the controller configured to: receive a control mode selection input including a position control mode selection input or a speed control mode selection input; receive an input for the actuation request from the operator device; determine an operation command corresponding to the input of the operation request from the operator device in accordance with the selection input for the control mode; and issue the operating command to the one or more actuators. Steuerung nach Anspruch 1, wobei im Positionssteuermodus der Betriebsbefehl einen Befehl zum Bewegen der einen oder mehreren Betätigungsvorrichtungen in eine Position enthält, die einer Position entspricht bzw. entsprechen, welche jener der von der Bedienereingabevorrichtung eingegebenen Betätigungsanforderung entspricht; und wobei im Geschwindigkeitssteuermodus der Betriebsbefehl eine Anweisung zum Bewegen der einen oder mehreren Betätigungsvorrichtungen mit einer Änderungsgeschwindigkeit entsprechend der Position der von der Bedienereingabevorrichtung eingegebenen Betätigungsanforderung enthält.Control after Claim 1 wherein, in the position control mode, the operating command includes a command to move the one or more actuators to a position corresponding to a position corresponding to the actuation request input from the operator input device; and wherein, in the speed control mode, the operation command includes an instruction to move the one or more actuators at a rate of change corresponding to the position of the actuation request input from the operator input device. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bedienereingabevorrichtung eine Griffschnittstelle mit einem Bewegungsbereich zum Übertragen der Bedienereingabe an die Bedienereingabevorrichtung umfasst.Tax system according to Claim 1 or 2 wherein the operator input device comprises a handle interface with a range of motion for transmitting the operator input to the operator input device. Steuersystem nach Anspruch 3, wobei die Bedienereingabevorrichtung eine elektromechanische Joystick-Vorrichtung mit einem Rückkopplungsmotor ist, der mit der Griffschnittstelle gekoppelt ist; und wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Bestimmen eines Rückkopplungsbefehls entsprechend der Bewegung der Griffschnittstelle im Zusammenhang mit der Betätigungsanforderung gemäß der Wahleingabe für den Steuermodus; und der Ausgabe des Rückkopplungsbefehls an den Rückkopplungsmotor.Tax system according to Claim 3 wherein the operator input device is an electromechanical joystick device having a feedback motor coupled to the handle interface; and wherein the controller is further configured to: determine a feedback command corresponding to movement of the handle interface associated with the actuation request in accordance with the selection input for the control mode; and issuing the feedback command to the feedback motor. Steuersystem nach Anspruch 4, wobei im Positionssteuermodus der Rückkopplungsbefehl eine Anweisung an den Rückkopplungsmotor enthält, eine Position der Griffschnittstelle beizubehalten, die mit mindestens einer der Eingabe der Betätigungsanforderung und der Position der einen oder mehreren Betätigungsvorrichtungen verbunden ist; und wobei im Geschwindigkeitssteuermodus der Rückkopplungsbefehl eine Anweisung an den Rückkopplungsmotor enthält, die Griffschnittstelle nach der Eingabe der Betätigungsanforderung neu zu zentrieren.Tax system according to Claim 4 , where in position control mode the Feedback command includes an instruction to the feedback motor to maintain a position of the handle interface associated with at least one of the input of the actuation request and the position of the one or more actuators; and wherein in the speed control mode, the feedback command includes an instruction to the feedback motor to re-center the handle interface upon input of the actuation request. Steuersystem nach Anspruch 5, wobei im Geschwindigkeitssteuermodus der Rückkopplungsbefehl eine Anweisung an den Rückkopplungsmotor enthält, um eine Gegenkraft bereitzustellen, die der Bewegung der Griffschnittstelle entgegenwirkt, die kleiner oder gleich einer Kraft ist, die zur Bewegung der Griffschnittstelle erforderlich ist.Tax system according to Claim 5 wherein in the speed control mode the feedback command includes an instruction to the feedback motor to provide a counterforce opposing movement of the handle interface that is less than or equal to a force required to move the handle interface. Steuersystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Bedienereingabevorrichtung eine teilweise elektromechanische Joystickvorrichtung ist, die einen Positioniermotor und eine Zentrierfeder aufweist, die beide mit der Griffschnittstelle gekoppelt sind; wobei die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie im Positionssteuermodus einen Positionsbefehl bestimmt, der einer Bewegung der Griffschnittstelle entspricht, die der Betätigungsanforderungseingabe zugeordnet ist; und wobei sich der Positioniermotor im Geschwindigkeitsmodus in einer Mittelposition arretiert befindet.Tax system according to one of the Claims 3 to 6th wherein the operator input device is a partially electromechanical joystick device having a positioning motor and a centering spring, both of which are coupled to the handle interface; wherein the controller is further configured to determine, in the position control mode, a position command corresponding to movement of the handle interface associated with the actuation request input; and wherein the positioning motor is locked in a central position in the speed mode. Steuersystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Bedienereingabevorrichtung ein mechanischer Joystick mit einer Positionshaltevorrichtung, einer Zentriervorrichtung oder sowohl einer Positionshaltevorrichtung als auch einer Zentriervorrichtung ist; wobei die Positionshaltevorrichtung konfiguriert ist, um eine Position der Griffschnittstelle nach einer Bewegung im Zusammenhang mit der Betätigungsanforderungseingabe beizubehalten; und wobei die Zentriervorrichtung konfiguriert ist, um die Griffschnittstelle nach einer Bewegung im Zusammenhang mit der Betätigungsanforderungseingabe zu zentrieren.Tax system according to one of the Claims 3 to 7th wherein the operator input device is a mechanical joystick having a position holding device, a centering device, or both a position holding device and a centering device; wherein the position retaining device is configured to maintain a position of the handle interface after movement associated with the actuation request input; and wherein the centering device is configured to center the handle interface upon movement associated with the actuation request input. Steuersystem nach Anspruch 8, wobei die Positionshaltevorrichtung eine Reibungs- und Dämpfervorrichtung ist; und wobei die Zentriereinrichtung aus einer Zentrierfeder besteht.Tax system according to Claim 8 wherein the position holding device is a friction and damper device; and wherein the centering device consists of a centering spring. Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bedienereingabevorrichtung einen Wahlschalter beinhaltet; und ferner umfassend: einen Sensor, der konfiguriert ist, um eine Position des Wahlschalters zu erfassen und die Wahleingabe für den Steuermodus an die Steuerung bereitzustellen.The control system of any preceding claim, wherein the operator input device includes a selector switch; and furthermore comprehensive: a sensor configured to sense a position of the selection switch and provide the selection input for the control mode to the controller. Steuersystem nach Anspruch 10, wobei die Bedienereingabevorrichtung eine Verbindung beinhaltet, die mit dem Wahlschalter und entweder mit der Positionshaltevorrichtung oder der Zentriervorrichtung gekoppelt ist.Tax system according to Claim 10 wherein the operator input device includes a link coupled to the selector switch and to either the position holding device or the centering device. Steuersystem nach Anspruch 11, wobei die Bedienereingabevorrichtung sowohl die Positionshaltevorrichtung als auch die Zentriervorrichtung beinhaltet; und wobei eine Bewegung des Wahlschalters eine Bewegung des Verbindungsglieds bewirkt, um selektiv entweder an die Positionshaltevorrichtung oder die Zentriervorrichtung gekoppelt zu werden.Tax system according to Claim 11 wherein the operator input device includes both the position holding device and the centering device; and wherein movement of the selector switch causes movement of the link to be selectively coupled to either one of the position retaining device and the centering device. Steuersystem für ein Arbeitsfahrzeug mit einer oder mehreren Betätigungsvorrichtungen, wobei das Steuersystem Folgendes umfasst: eine Bedienereingabevorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Bedienereingaben von einem Bediener des Arbeitsfahrzeugs empfängt; eine Steuerung, die operativ mit der Bedienereingabevorrichtung und mit einem oder mehreren Betätigungsgeräten verbunden ist, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um: eine Wahleingabe für den Steuermodus zu empfangen, die eine Moduswahleingabe als Positionssteuermodus oder Geschwindigkeitssteuermodus beinhaltet; eine Eingabe zur Betätigungsanforderung vom Bedienergerät zu erhalten; einen Betriebsbefehl zu bestimmen, welcher der Eingabe der Betätigungsanforderung vom Bedienergerät entspricht, entsprechend der Wahleingabe für den Steuermodus; und einen Bedienbefehl an die eine oder die mehreren Betätigungsvorrichtungen auszugeben; wobei im Positionssteuermodus der Betriebsbefehl einen Befehl zum Bewegen der einen oder mehreren Betätigungsvorrichtungen in eine Position enthält, die einer Position entspricht bzw. entsprechen, welche jener der von der Bedienereingabevorrichtung eingegebenen Betätigungsanforderung entspricht; und wobei im Geschwindigkeitssteuermodus der Betriebsbefehl eine Anweisung zum Bewegen der einen oder mehreren Betätigungsvorrichtungen mit einer Änderungsgeschwindigkeit entsprechend der Position der von der Bedienereingabevorrichtung eingegebenen Betätigungsanforderung enthält.A control system for a work vehicle having one or more actuators, the control system comprising: an operator input device configured to receive operator input from an operator of the work vehicle; a controller operatively connected to the operator input device and to one or more actuation devices, the controller configured to: receive a control mode selection input including a mode selection input as a position control mode or a speed control mode; receive an input for the actuation request from the operator device; determine an operation command corresponding to the input of the operation request from the operator device in accordance with the selection input for the control mode; and to issue an operating command to the one or more actuating devices; wherein, in the position control mode, the operation command includes a command to move the one or more actuators to a position corresponding to a position corresponding to the actuation request input from the operator input device; and wherein in the speed control mode, the operation command includes an instruction to move the one or more actuators at a rate of change according to the position of the actuation request input from the operator input device. Steuersystem nach Anspruch 13, wobei die Bedienereingabevorrichtung aus einem elektromechanischen Joystick mit einem Rückkopplungsmotor besteht, der mit der Griffschnittstelle gekoppelt ist; und wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Bestimmen eines Rückkopplungsbefehls, welcher der Bewegung der mit der Betätigungsanforderungseingabe verbundenen Griffschnittstelle entspricht, entsprechend dem Steuermodus-Auswahleingang; und Ausgeben des Rückkopplungsbefehls an den Rückkopplungsmotor, wobei der Rückkopplungsbefehl im Positionssteuermodus eine Anweisung an den Rückkopplungsmotor beinhaltet, eine Position der Griffschnittstelle im Zusammenhang mit der Betätigungsanforderungseingabe und/oder der Position der einen oder mehreren Betätigungsvorrichtungen aufrechtzuerhalten; und wobei im Geschwindigkeitssteuermodus der Rückkopplungsbefehl eine Anweisung an den Rückkopplungsmotor enthält, die Griffschnittstelle nach der Eingabe der Betätigungsanforderung neu zu zentrieren.Tax system according to Claim 13 wherein the operator input device consists of an electromechanical joystick with a feedback motor coupled to the handle interface; and wherein the controller is further configured to: determine a feedback command corresponding to movement of the handle interface associated with the actuation request input corresponding to the control mode selection input; and issuing the feedback command to the feedback motor, wherein in the position control mode the feedback command includes an instruction to the feedback motor, a position of the handle interface associated with the Maintain actuation request input and / or the position of the one or more actuators; and wherein in the speed control mode, the feedback command includes an instruction to the feedback motor to re-center the handle interface upon input of the actuation request. Steuersystem nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Bedienereingabevorrichtung einen Wahlschalter für den Modus beinhaltet; wobei das Sensorsystem ferner einen Sensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er eine Position des Moduswahlschalters erkennt und die Wahleingabe für den Steuermodus an die Steuerung bereitstellt, wobei die Bedienereingabevorrichtung ein mechanischer Joystick mit einer Reibungsdämpfungsvorrichtung und einer Federzentriervorrichtung ist wobei die Reibungsdämpfungsvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie eine Position der Griffschnittstelle nach der Bewegung, die mit der Betätigungsanforderung verbunden ist, aufrechterhält; und wobei die Federzentriervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie die Griffschnittstelle nach der Bewegung, die mit der Betätigungsanforderung verbunden ist, zentriert; wobei die Bewegung des Betriebsartenwahlschalters eine Bewegung des Verbindungsglieds bewirkt, um es selektiv entweder an die Positionshaltevorrichtung oder an die Zentriervorrichtung zu koppeln.Tax system according to Claim 13 or 14th wherein the operator input device includes a mode selector switch; wherein the sensor system further comprises a sensor that is configured to detect a position of the mode selector switch and provides the selection input for the control mode to the controller, wherein the operator input device is a mechanical joystick with a friction damping device and a spring centering device, the friction damping device being so configured to maintain a position of the handle interface after the movement associated with the actuation request; and wherein the spring centering device is configured to center the handle interface after the movement associated with the actuation request; wherein movement of the mode selector switch causes movement of the link to selectively couple it to either the position retaining device or the centering device.
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