CN101730911B

CN101730911B - 向交通工具的操作者提供操作信息的方法

Info

Publication number: CN101730911B
Application number: CN2008800237236A
Authority: CN
Inventors: 马里亚·埃克隆德; 容尼·林德布卢姆
Original assignee: Volvo Construction Equipment AB
Current assignee: Volvo Construction Equipment AB
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2028-07-04
Also published as: US10347153B2; EP2171704A1; AU2008276669B2; AU2008276669A1; EP3333831A1; EP2171704A4; CN101730911A; RU2010104943A; RU2471246C2; WO2009011631A1; BRPI0813211A2; ZA200909076B; US20100184005A1

Abstract

本发明涉及一种用于为交通工具的操作者提供操作信息的方法，包括如下步骤：提供操作信息的至少一项预定的演示，决定是否希望向操作者给出所述至少一项预定的演示中的一项，并且如果希望，则在操作者处于操作位置时向交通工具的操作者舱室内的操作者自动给出演示。

Description

向交通工具的操作者提供操作信息的方法

技术领域

本发明涉及一种向交通工具的操作者提供操作信息的方法。术语“交通工具”包括用于陆地、海洋或空中运输的任何装置。本发明将在下文中针对轮式装载机形式的工程机械进行描述。这将视作本发明的优选的、非限制性应用。特别地，应注意到，本发明也可以应用于设有轮子的其他交通工具内，例如卡车、客车和轿车。

背景技术

术语“工程机械”包括不同类型的类似建筑机械的材料处理车辆，如轮式装载机和自卸卡车(例如铰接式运输车)。工程机械设有用于运载/运输载荷的铲斗、容器和其他类型的作业工具。另外，频繁用于工程机械的其他术语包括“运土机械”、“野外工程机械”和“建筑设备”。

与重载荷运输相关，例如在承包工程中频繁地使用工程机械。工程机械可以在无道路的区域内以大和重的载荷运行，例如用于涉及筑路、建筑隧道、沙坑、矿山和类似环境的运输。在不平地面上行驶和提升/运输不同类型的载荷将使工程机械的操作者在操作期间受到颠簸和振动。这样的载荷可能导致疲劳问题和/或降低生产率。因此，重要的是将驾驶室内的操作者环境以人机工程的最优方式进行调整，且使得操作者有效地操作工程机械。

轮式装载机包括用于通过车轮驱动工程机械的动力传动系。例如内燃机且特别是柴油机的动力源，适合于提供用于驱动轮式装载机的动力。在驾驶室内设置有多个操作者控制元件，例如油门踏板、档位选择器、制动踏板、差速器锁定选择器以及带有多个用于激活不同功能例如自动减档、换档模式选择器等的按键的仪表板，用于控制动力传动系。

轮式装载机进一步包括用于执行一定的作业功能的液压系统，例如提升且倾斜作业工具和使工程机械转向。动力源也适合于为控制液压工作功能提供动力。更特定地，由动力源驱动一个或多个液压泵，以向液压执行机构(例如液压缸)提供加压的液压流体。在驾驶室内设置有多个用于控制液压系统的操作者控制元件，例如提升杆、倾斜杆、转向杆以及带有多个用于激活不同功能例如悬臂悬挂、铲斗定位和浮动位置的按键的仪表板。

现代工程机械是非常复杂的，带有多种供驾驶员使用的功能，以有效地操作工程机械。特别地，在驾驶室内存在数量增多的操作者控制元件(杆、按键和其他控制器)。因此，希望开发形成用于改进所有可用选项的使用条件且因此更有效地操作工程机械的系统或方法。特别地，希望通过有经验的驾驶员进一步改进工程机械的操作。另外，因为工程机械经常由经验不足的驾驶员操作，所以也希望一种用于提高经验不足驾驶员的生产率的条件的系统或方法。

发明内容

本发明的目的是实现一种用于提高生产率的条件的方法。本发明特别地针对一种为交通工具操作者提供操作信息的方法，以这种方式使得操作者能够容易且以时间有效的方式学习如何有效地使用交通工具。

因此，该目的通过为交通工具操作者提供操作信息的方法来实现，该方法包括如下步骤：

使用控制单元基于操作者输入来识别操作者；

利用所述控制单元的决定装置来确定操作者是否首次进入所述交通工具；

将来自所述控制单元的所选择的提示发送到提示装置，从而：

-如果操作者是首次进入所述交通工具，则利用所述提示装置自动给出控制和功能的预演形式的演示；并且

-如果操作者不是首次进入所述交通工具，则不会自动给出控制和功能的预演形式的演示；

利用所述提示装置向操作者给出控制和功能的预演形式的演示，以使得操作者能够优化所述交通工具的使用和/或生产率。

因此，当操作者在交通工具内就座时向操作者单独给出演示。因此，这是车载教育，这种车载教育创造了节约设置一般的驾驶员教育培训的成本和时间的条件。另外，该方法创造了如果希望则为每个单独的驾驶员重复演示或重复部分演示的条件。

根据优选的实施例，操作信息包括关于舱室内的操作者环境的信息，例如座椅、扶手、转向柱等形式的可用的人机工程调整。优选地，演示包括操作者舱室内的预定的一组可用操作者环境调整的预演。

根据另外的优选实施例，操作信息包括在工作班次期间改变操作者行为和/或位置的建议。以此方式，降低了重复劳累、伤害和肌肉骨骼疾病的风险。建议可以包括使用安全带、改变工作姿态、伸展而略微休息等。

根据另一个优选的实施例，操作信息包括关于舱室内用于操作交通工具的操作者控制元件的信息。这样的操作者控制元件可以包括用于控制动力传动系的装置、用于控制液压系统的装置和用于控制制动系统的装置。操作信息包括预定组(即不必是全部)的操作者控制元件的预演。优选地，操作信息包括关于操作者控制元件中每个的功能和/或优化使用的信息。

在工程机械中，在操作期间数个系统相互作用。例如，发动机适合于为经由车轮驱动工程机械提供动力且为液压系统提供用于执行不同的作业功能的动力。在轮式装载机中，为操作作业工具要求大量动力，如果动力传动系不立即加载则这可能导致发动机停机。因此，重要的是以相互间平衡的方式使用不同的系统。因此，操作信息优选地包括如何使用操作者控制元件的指导，以改进工程机械的总体使用。

因此，根据优选的实施例，操作信息包括用于管理作业工具的信息。作业工具例如可以由铲斗(用于处理泥土和砂砾)、叉(用于处理货盘)或夹臂(用于处理圆木)形成。更特定地，在常规类型的工程机械中，液压系统适合于控制作业工具。因此，根据另一实施例，操作信息包括用于控制操作地连接到作业工具的液压系统的信息。

根据优选的实施例，演示包括显示给操作者的视觉信息。视觉信息例如显示在操作者舱室内的屏幕上。演示优选包括听觉信息，例如自动语音。

根据优选的实施例，该方法包括基于操作者信息决定是否希望向操作者给出所述至少一项预定演示中一项的步骤，所述操作者信息能够通过具有代码、卡或类似物形式的操作者输入提供，或例如通过照相机认知操作者来自动提供。因此，给出的演示能够基于经验水平等按特定驾驶员的需要而修改，且可能用于执行特定的作业任务。

根据优选的实施例，该方法包括如下步骤：识别操作者，基于操作者识别确定是否希望演示操作信息，并且如果确定为希望演示，则自动进行所述演示。识别可以通过操作者给出代码、卡或类似物形式的输入而进行，或识别可以例如通过照相机认知操作者而自动进行。另外，根据一个示例，仅在操作者首次进入交通工具时开始演示。

在如下描述和附属权利要求中阐明本发明的多种实施例的其他有利特征和功能。

附图说明

下面参考附图上示出的实施例来解释本发明，其中：

图1以侧视图示意性示出轮式装载机，

图2示意性示出轮式装载机内的传统传动系和传统液压系统，

图3示出控制系统，

图4和图5示出操作者指令方法的流程图的两个示例，

图6示出操作者环境，

图7至图10示出操作者座椅的调整可能性，并且

图11示出操作者指令方法的流程图的另一示例。

具体实施方式

图1示出形成轮式装载机101的车架转向的工程机械。轮式装载机101的车身包括前车身部分102和后车身部分103，这些部分每个具有用于驱动一对车轮形式的地面接合元件的轴112、113。后车身部分103包括驾驶室114。车身部分102、103以它们能够通过两个第一执行机构围绕竖直轴线彼此相对枢转的方式相互连接，所述第一执行机构形式为布置在所述两个部分之间的液压缸104、105。因此，在车辆行驶方向上的水平中心线的每侧上布置一个液压缸104、105，以使轮式装载机101转向。

轮式装载机101包括用于处理物体或材料的设备111。设备111包括装载臂单元106和装配在该装载臂单元上的铲斗形似的工具107。装载臂单元106的第一端枢转地连接到前车辆部分102。工具107枢转地连接到装载臂单元106的第二端。

装载臂单元106能够通过具有两个液压缸108、109形式的两个第二执行机构相对于车辆的前部分102升高和降低，所述108、109中每一个在一端连接到前车辆部分102，并在另一端连接到装载臂单元106。能够通过液压缸110形式的第三执行机构使铲斗107相对于装载臂单元106倾斜，该液压缸110在一端连接到前车辆部分102，并在另一端经由连杆臂系统115连接到铲斗107。

图2示意性示出了传统动力传动系201和传统液压系统214。动力传动系201包括内燃机形式的动力源202(原动力)和用于将动力从发动机202传递到车轮212用于驱动轮式装载机的变速器。发动机202优选是柴油机。动力传动系201是机械类型的动力传动系且从发动机202到车轮212包括：变矩器形式的传动单元203、变速箱204、万向轴205、差速齿轮装置206和横向半轴112。变速箱适合于改变车辆的速度，且用于在前进与后退行驶方向之间改变轮式装载机101的方向。

变矩器203能够增加转矩，这意味着变矩器的输出转矩能够例如在内燃机202的转矩的1至3倍之间。此外，变矩器优选具有飞轮功能和用于直接操作的锁止功能，而无任何增加的转矩。因此，变矩器在锁止状态中的传动比是固定的，且优选大体为1∶1。然而，在替代的实施例中，传动单元203可以是用于分离或直接操作而无任何增加的转矩的普通离合器。这样的离合器可以是液压离合器以及机械离合器，例如可变控制的摩擦滑动离合器。

发动机202适于提供原动力，以驱动车辆且操作地驱动液压系统214内的用于提升操作和使轮式装载机101转向的至少一个可变排量泵213。液压泵213由内燃机202驱动，优选通过布置在变矩器203与变速箱204之间的齿轮207驱动。

泵213构造为用于将加压液压流体从箱215输送到缸104、105、108、109、110。多个电控阀单元液压连接在泵213和缸104、105、108、109、110之间，用于调节缸的往复工作。为表示容易起见，液压阀单元的系统例如通过单独的方框216表示。

图3示出控制系统301的第一示范性实施例，该控制系统301用于控制轮式装载机101内的方法。控制系统301包括带有用于处理信息的软件的控制单元303。

控制系统包括用于操作者输入的装置305，即人机接口。操作者输入装置305包括用于接收卡的装置和/或用于输入代码的装置，例如键盘。输入装置305操作地连接到控制单元303，用于将输入信息发送到控制单元。控制单元303适合于基于操作者输入识别操作者。控制单元303进一步包括用于决定是否应自动向操作者提供演示的决定装置。控制单元303可以包括多个不同的演示，且适合于基于接收到的操作者信息/要求选择特定的演示。例如，确定识别到的操作者的经验水平且响应于确定的经验水平选择合适的演示。

提示装置307操作地连接到控制单元303。控制单元303将选择的提示发送到提示装置307，提示装置307又向操作者运行该提示。提示装置307可以包括显示装置307和/或听觉装置309，例如扬声器。显示装置可以包括车辆仪表板内的独立的屏幕和/或平视显示器，其中从仪表板向风挡玻璃投影视觉图像。

控制单元303通常已知为电子控制单元(ECU)、中央处理单元(CPU)或电子控制模块(ECM)，用于对车辆操作进行电子控制。在优选的实施例中，控制单元包括微处理器。控制单元303包括存储器，存储器又包括带有计算机程序段或程序代码的计算机程序，所述程序段或程序代码用于当程序运行时实施控制方法。因此，演示(多个演示)存储在存储器内。控制单元构造为运行程序且因此向操作者给出演示或演示的任何部分。此计算机程序能够以多种方式经由传输信号传输到控制单元，例如通过从另一个计算机经过有线或无线方式下载，或通过安装在存储电路内。特别地，传输信号能够通过互联网传输。

图4示出了用于向操作者给出操作者环境的人机工程调整的流程图。在第一方框402中，确定点火是否开启。在第二方框404中，通过代码、卡、收发机或其他装置识别操作者。另外，确定操作者是否首次进入特定的车辆，见方框406、408。如果确定为第一次，则自动给出用于调整操作者环境的人机工程介绍形式的演示，见方框410。

替代地，如果操作者不是首次进入工程机械，则人机工程指令将不自动给出。替代地，可利用调整操作者环境的人机工程指令，使得操作者如果希望能够选择则观看该指令，见方框412。如果操作者要求，则给出用于调整操作者环境的人机工程指令，见方框414。

在方框416中，向操作者给出用于调整操作者环境的人机工程指令。指令包括涉及座椅、扶手、转向柱等的调整的信息。另外，信息包括关于安全带使用、工作姿态变化、伸展而略微休息等的信息。

方框418指示根据提供的建议由操作者手动优化操作者环境。

图5示出了用于向操作者给出控制和功能的预演(walk-through)的流程图。

在第一方框502中确定点火是否开启。在第二方框504中，通过代码、卡、收发器或其他装置识别操作者。另外，确定操作者是否首次进入特定的车辆，见方框506、508。如果是首次进入，自动给出控制和功能的预演形式的演示，见方框510。

替代地，如果操作者不是首次进入工程机械，则控制和功能的预演将不自动给出。替代地，控制和功能的预演是可得到的，使得如果操作者希望则能够选择观看，见方框512。如果操作者要求，则给出控制和功能的预演，见方框514。

在方框516中，向操作者给出控制和功能的预演。所述预演包括关于控制及其功能的信息。另外，信息包括关于如何优化功能的使用；何时且如何使用功能的信息。

方框518指示操作者根据提供的建议手动优化工程机械的使用和生产率。

根据进一步开发，方法包括如下步骤：监视工程机械在运行中和特定期间之后的使用，例如在工作循环、工作班次之后，在预定的时段等后向操作者给出其使用工程机械的反馈。以此方式，使用能够被进一步优化。

根据进一步开发，方法包括如下步骤：确定车辆是否处于非运行状态且如果车辆处于非运行状态则仅自动向操作者给出演示。非运行状态限定为车辆静止。另外，方法可以适合于如果车辆状态改变为运行状态则中断演示。

图6示出了轮式装载机101的驾驶室内的操作者环境602的示例。提供了多个操作者控制元件(杆、按键和其他控制器)。在这样的工程机械中提供预定的操作信息演示是特别重要的，以进一步改进工程机械运行的效率。

特别地，(按键和可旋转旋钮的形式)的第一组控制器604涉及不同的动力传动系功能的选择。第二组控制器606涉及通过液压系统对作业工具和提升臂设备进行控制。第二组包括用于选择不同的功能的多个按键，和用于通过液压系统手动操纵作业工具和提升臂设备的至少一个操作杆或操纵杆(见替代装置1、2和3)。根据替代装置2和3，设置有多个杆，包括提升杆、倾斜杆和用于操作第三功能的杆。

除图6中用于操作工程机械的所有操作者控制元件外，存在为操作者座椅701提供的控制和调整可能性，见图7至图10。重要的是，每个单独的驾驶员为了有效的操作而调整座椅(以避免疲劳和可能的伤害)。

图7示出通过第一座椅控制装置702(手柄)和腰部支撑件703(通过转动旋钮)来前后枢转靠背的可能性，见箭头704。图8示出通过第二座椅控制装置802(手柄)围绕相对于驾驶方向的横向方向上延伸的水平轴线调整座椅倾斜且升/降座椅的可能性，见箭头804。图9指示了操作者重量调整装置902(重量调整轮)。图10示出了通过另外的座椅控制装置1002(棒)为腿部空间而前后调整座椅的可能性，见箭头1004。

图11示出了用于为交通工具操作者提供操作信息的流程图的另一示例。在第一方框1102中接收识别操作者的信息。在第二方框中，基于操作者识别信息确定是否希望(或要求)任何操作信息的演示。如果确定希望/要求演示，则流程图继续到方框1106，其中基于操作者识别信息从一组可用的演示中选择演示。然后，在方框1108中，当操作者处于操作位置(通常就坐)时向操作者舱室内的操作者给出选择的演示。如果在步骤1104中确定不要求演示，则不向操作者给出演示。当在连续的工作班次中识别到下一个操作者，则在步骤1102中再次开始过程。

本发明不以任何方式限制于以上所述的实施例，而是能够存在不偏离如下权利要求范围的多个替代和修改。

根据对于确定操作者是否曾首次进入特定交通工具的步骤的替代，可以在一定时间段内、例如一个月或一年内确定是否首次进入，且如果在特定时段内是首次进入，则仅自动进行所述演示。

另外，根据对于确定操作者是否首次进入特定的单独交通工具的替代，可足以确定操作者是否首次进入特定的交通工具类型或模型。

根据对于从操作者接收例如卡或代码的输入用于识别操作者的替代或补充，使用自动认知系统。这样的自动认知系统包括用于复现操作者图像的例如照相机的图片复现单元和用于对关于例如操作者的面部形状和/或眼部特征等的图片进行分析的装置。

Claims

1.一种用于为交通工具的操作者提供操作信息的方法，包括如下步骤：

确定点火是否开启；

使用控制单元(303)基于操作者输入来识别操作者；

利用所述控制单元(303)的决定装置来确定操作者是否首次进入所述交通工具；

将来自所述控制单元的所选择的提示发送到提示装置(307)，从而：

-如果操作者是首次进入所述交通工具，则利用所述提示装置(307)自动给出控制和功能的预演形式的演示；并且

利用所述提示装置(307)向操作者给出控制和功能的预演形式的演示，以使得操作者能够优化所述交通工具的使用和/或生产率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述演示包括视觉信息。

3.根据权利要求2所述的方法，包括在操作者舱室内的屏幕上给出所述视觉信息的步骤。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述演示包括听觉信息。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，基于操作者信息决定是否希望向操作者给出控制和功能的预演形式的演示。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，基于操作者输入决定是否希望向操作者给出控制和功能的预演形式的演示。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，包括如下步骤：确定操作者是否在一定时段内首次进入特定交通工具或特定类型的交通工具，如果是在所述一定时段内首次进入，则自动进行所述演示。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，包括如下步骤：如果操作者不是首次进入所述交通工具，则确定所识别的操作者的经验水平且响应于所确定的经验水平选择合适的演示。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，如果操作者不是首次进入所述交通工具，则使得所述演示按操作者要求可供选择，且如果要求则给出所述演示。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，包括如下步骤：提供多个不同的预定演示且从所述多个不同的预定演示中给出特定的演示。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述操作信息包括关于舱室内的操作者环境的信息。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述操作信息包括关于操作者环境的可用的人机工程调整的信息。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述操作信息包括操作者舱室内的预定的一组可用的操作者环境调整过程的预演。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述操作信息包括在工作班次期间改变操作者行为和/或位置的建议。

15.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述操作信息包括关于舱室内用于操作交通工具的操作者控制元件的信息。

16.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述操作信息包括预定的一组操作者控制元件的预演。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述操作信息包括关于预定的一组操作者控制元件中每个的功能的信息。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述操作信息包括关于预定的一组操作者控制元件中每个的最优使用的信息。

19.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，包括如下步骤：确定交通工具是否处于非运行状态，且如果交通工具处于非运行状态则仅自动向操作者给出所述演示。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述非运行状态限定为交通工具停止。

21.根据权利要求19所述的方法，包括如果交通工具的状态改变为运行状态则中断所述演示的步骤。

22.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中交通工具由工程机械构成。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述操作信息包括用于管理作业工具的信息。

24.根据权利要求22所述的方法，其中所述操作信息包括用于控制操作地连接到作业工具的液压系统的信息。

25.根据权利要求22所述的方法，其中所述操作信息包括用于驱动工程机械的信息。

26.根据权利要求22所述的方法，其中所述操作信息包括用于控制操作地连接到地面接合元件的动力传动系的信息。