CN110877505B - 基于橡胶内置轮胎/履带传感器控制作业机械 - Google Patents
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Abstract
公开了一种稳定性控制系统,该稳定性控制系统基于橡胶内置轮胎传感器识别越野移动式机械中的诸如不稳定性之类的可动作状态。识别纠正动作,并且产生控制信号以控制移动式机械采取纠正动作。
Description
技术领域
本发明涉及在越野车辆的地面接合元件(例如,轮胎或履带)中使用橡胶内置传感器,所述越野车辆例如为农用车辆、林业车辆或建筑车辆。更具体地,本发明涉及基于来自传感器的传感器信号控制车辆。
背景技术
存在多种不同类型的车辆或移动式机械。这种机械包括例如农业机械、林业机械和建筑机械。农业机械的示例包括诸如联合收割机、拖拉机、喷雾器等的机械。林业机械的一些示例包括集材机、伐木归堆机、关节臂装载机、摆动机械等。建筑机械的一些示例包括自卸卡车、装载机、挖掘机等。
这些不同类型的机械中的每一种都由推进系统(例如,发动机)推进,该推进系统通过变速器驱动地面接合元件(例如,橡胶轮胎或履带)。这些类型的车辆或机械通常在使所述车辆或机械相对不稳定的环境中操作。例如,当装载机在山坡上操作时,由于升起的铲斗中具有重负载,因此装载机的稳定性可能受到损害。这仅仅是一个示例。
还有一些轮胎传感器可用来提供除轮胎压力之外的信息。例如,一些轮胎传感器是橡胶内置传感器,该传感器感测并产生指示橡胶温度、橡胶与其所行驶的表面的接触印痕的尺寸、加速度矢量、速度矢量、轮胎偏转和负载的输出。
以上讨论仅提供大致的背景信息,而不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
发明内容
稳定性控制系统基于橡胶内置传感器识别越野移动式机械中的诸如不稳定性之类的可动作状态(actionable condition)。纠正动作被识别,并且控制信号被产生以控制移动式机械采取纠正动作。
提供本概述以便以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。该“发明内容”部分并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决背景技术中提到的任何或所有缺点的实施方式。
附图说明
图1是越野移动式机械的一个示例的图示;
图2是更详细地示出了图1中所示的移动式机械的部件的框图;
图3是更详细地示出传感器信号处理系统的一个示例的框图;
图4是更详细地示出稳定性控制系统的一个示例的框图;
图5是更详细地示出轮胎管理系统的一个示例的框图;
图6是示出了移动式机械基于轮胎传感器信号产生控制信号的操作的一个示例的流程图;
图7和图8是其它移动式机械的另外的示例;
图9是示出了图2中所示的部署在云计算架构中的移动式机械的一个示例的框图;
图10-12示出了可以在前述图中所示的架构中使用的移动设备的框图;以及
图13是可以在前述图中所示的架构中使用的计算环境的一个示例的框图。
具体实施方式
图1是移动式作业机械100的一个示例的图示。在图1所示的示例中,移动式作业机械100是具有支撑操作者104的框架102的装载机。框架102还示意性地支撑发动机室106,该发动机室106容纳用于驱动变速器的发动机,该变速器又驱动地面接合元件108,在图1所示的示例中,地面接合元件108是轮胎。然而,应当注意,地面接合元件108可以是诸如履带等的其它元件。
移动式作业机械100还包括机具(例如,铲斗)110,该机具在连接部114处被可枢转地支承到吊臂112。吊臂112通过支撑构件116在枢转轴线118处以可枢转的方式被支撑到框架102。铲斗110相对于吊臂112的枢转运动示意性地由致动器120驱动。致动器120可以是各种致动器中的任一种,例如液压缸或其它致动器。吊臂112相对于支撑构件116的枢转运动示意性地由致动器118驱动,该致动器118也可以是液压缸或其它致动器。
操作者部件104示意性地包括允许操作者控制和操纵机械100的操作者接口机构。操作者室104中的操作者接口机构可以是各种不同类型的机构中的任一种。例如,所述操作者接口机构可以包括输入机构,例如方向盘、控制杆、操纵杆、按钮、踏板、开关等。此外,操作者室104可以包括诸如监视器之类的操作者界面显示装置、或被支撑在操作者室104内的移动装置。在这种情况下,操作者接口机构还可以包括显示在显示装置上的用户可致动元件,例如图标、链接、按钮等。操作者接口机构可以包括麦克风,在这种情况下,在机械100上提供语音识别。所述操作者接口机构还可以包括音频接口机构(例如,扬声器)、触觉接口机构或各种其它操作者接口机构。操作者接口机构也可以包括其它输出机构,例如刻度盘、仪表输出、灯、听觉或视觉警报或触觉输出等。
在图1所示的示例中,每个轮胎108示例性地包括一个或多个橡胶内置传感器系统124,所述橡胶内置传感器系统设置在相应轮胎108的橡胶内,并且感测不同的变量并基于感测到的变量产生输出。如下面将更详细地描述的,传感器系统124可以输出指示轮胎压力、橡胶温度、轮胎108的与轮胎108在其上面行驶的表面接触的印痕的尺寸、加速度矢量、速度矢量、偏转、负载等的值。
此外,如以下更详细地讨论,机械100可以具有各种其它传感器。这些传感器可以包括例如感测铲斗110相对于吊臂112的相对位置的位置传感器。所述传感器还可以包括感测吊臂112相对于框架102或支撑构件116的相对位置的传感器。这些类型的传感器可以包括旋转电位计、角度编码器、霍尔效应传感器或感测两个部件的相对位置的其它传感器。所述传感器还可以包括位于液压致动器120和122上的感测相应的致动器缩回或伸出的程度。这与机械100上各种部件的已知几何形状相结合,可以提供连接到相应致动器的两个部件的相对位置的指示。另外,机械100可以具有地理位置传感器,例如GPS接收器或其它传感器。机器100可以具有感测车轮108的旋转速度的车轮速度传感器。机械100可以具有地速传感器,该地速传感器感测机械100在地面上的行进速度。机械100可以具有多种不同的传感器,这些传感器感测机械100的发动机或其它部件的性能和其它特性。
应当理解,在操作期间,机械100可能变得不稳定,并且处于倾翻的危险中。以示例的方式,假定机械100在铲斗110中承载相对较重的负载,并且铲斗110相对于框架102被升高到相对较高的位置。还假定机械100在斜坡地形上行进。在这种情况下,机械100的重心可能位于使其不稳定的位置,并且处于倾翻的危险中。例如,连接轮胎108中的每一个的接触印痕的线(每个轮胎的接触印痕(contact patch)是每个轮胎108的与该轮胎108在其上面行驶的表面接触的区域)可以限定多边形。如果机械100的重心在多边形之外,则机械100可能处于倾翻的危险中(或者可能不稳定)。因此,在一个示例中,由传感器124输出的传感器信号可以用于自动地控制机械100,从而执行稳定性控制以降低机械100进入不稳定状态的可能性,或使机械100移出不稳定状态。
图2是示出机械100的一个示例的框图。图2中的一些部件与图1中所示的部件类似,并且所述部件被类似地编号。图2显示在一个示例中,操作者126通过操作者输入机构128提供输入,以便控制和操纵移动式作业机械100。上面描述了操作者接口机构128的一些示例。图2还显示在一个示例中,移动式作业机械100可以通过网络134与其它移动式作业机械130或其它远程系统132通信。网络134可以包括广域网、局域网、近场通信网络、蜂窝通信网络或其它网络或网络的组合。此外,如以下更详细描述的,移动式作业机械100也可以使用存储和转发技术与其它系统通信。
远程系统132可以包括远程计算系统或基于云的系统、供应商或维护计算系统、管理员计算系统或各种其它计算系统。在本文中考虑这些和其它结构。
此外,除了地面接合元件108和橡胶内置传感器系统104之外,图2还显示移动式作业机械100可以包括车辆传感器136、机具传感器138和各种其它传感器140。上面讨论了这些传感器的一些示例。
机械100还包括一个或多个处理器142、数据存储器144、传感器信号处理系统146、控制系统148、可控子系统150和通信系统152,并且机械100可以包括各种其它部件154。传感器信号处理系统146本身示意性地包括调节逻辑系统156和控制标准提取系统158,并且传感器信号处理系统146可以包括其它装置160。控制系统148示例性地包括负载管理系统162、稳定性控制系统164和轮胎管理系统166,并且控制系统148可以包括其它控制系统功能168。可控子系统150示例性地包括转向子系统170、推进子系统172(其本身可以包括发动机174、变速器176和其它部件178)、致动器180和可移动元件(或机具)182。可控子系统150也可以包括其它部件184。在更详细地描述机械100的总体操作之前,首先将简要描述移动式作业机械100中的一些部件及其操作。
地面接合元件108和橡胶内置感测系统124在上文中被简要描述,一些车辆传感器136、执行传感器138、其它传感器140和操作者接口机构128也是如此。
传感器信号处理系统146示意性地接收各种传感器信号,并且可以对所述传感器信号执行一些处理。例如,调节逻辑系统156可以调节传感器信号。调节操作可以包括滤波、放大、线性化、归一化等。控制标准提取系统158则从传感器信号中提取各种控制标准。例如,控制标准提取系统158可以从由橡胶内置传感器系统124产生的信号中提取诸如移动式作业机械100的重心之类的信息。控制标准提取系统158可以提取指示含有传感器系统124的每个轮胎已经执行的转数的信息。控制标准提取系统158可以提取指示地面接触元件108的磨损水平的信息。控制标准提取系统158可以提取指示每个轮胎所具有的牵引力、接触印痕的尺寸(每个轮胎108的与该轮胎在其上面行驶的表面接触的部分)、轮胎行驶的道路的状态等的信息。
控制标准可以被提供给控制系统148,该控制系统148基于控制标准产生控制信号以控制各种可控子系统150。例如,负载管理系统162可以产生控制信号以控制各种致动器180,所述致动器180基于当前负载使移动式作业机械100上的可移动元件(例如,吊臂112和铲斗110)运动。稳定性控制系统164可以产生控制信号以避免进入不稳定状态,或者控制机械100的各个部分,使得机械100退出不稳定状态。以示例的方式,假定控制标准提取系统158基于来自各种橡胶内置传感器系统124的信息提取重心位置。如果重心指示机械100处于不稳定状态,则稳定性控制系统164可以产生控制信号以控制致动器180降低铲斗110,或控制推进系统170以降低机械100的速度,或控制转向系统170以限制机械100的转向角度,或控制各种其它可控子系统150以禁止机械100进入不稳定状态,或一旦检测到不稳定状态就解决或处理不稳定状态。
轮胎管理系统166可以产生控制信号以控制通信系统152或操作者接口机构128或两者,从而提供指示各种轮胎(或其它地面接合元件)108上的磨损的信息。轮胎管理系统166还可以产生控制信号以控制推进子系统170,从而例如限制机械100的行驶速度,在这种情况下,轮胎上具有明显的磨损。
如上简要所述,转向子系统170示意性地控制移动式作业机械100的转向。转向子系统170可以基于通过操作者接口机构128(例如,方向盘、操纵杆等)的输入来进行控制。
推进子系统170示意性地包括发动机174和变速器176。可以由通过操作者接口机构128的操作者输入126和控制系统148来控制这些装置。
致动器180(其可以是致动器120和122)驱动机械100上的可移动元件182的运动。可移动元件182可以是吊臂112、铲斗110或由致动器180驱动的各种其它可移动元件。也可以由通过操作者接口机构128的操作者输入、由控制系统148或以其它方式控制致动器180。
通信系统152可以用于促进移动式作业机械100上的各种部件之间的通信(例如,通过控制器局域网(CAN)总线的通信),并且还促进移动式作业机械100上的部件与远程系统132或其它移动式作业机械130之间通过网络134的通信。因此,根据正在使用的网络134的类型,通信系统152可以是能够用于在该类型的网络上进行通信的任何类型的通信系统。
图3是更详细地示出传感器信号处理系统146的一个示例的框图。在所示的示例中,系统146从橡胶内置传感器系统124接收传感器信号。这些信号可以提供指示轮胎压力190、橡胶温度192、接触印痕尺寸194、加速度矢量196、速度矢量198、轮胎偏转200和轮胎负载202的值。如上所述,所述信号可以被提供给调节逻辑系统156以进行信号调节,从而获得经调节的信号204。经调节的信号204被提供给系统158以提取将被控制系统148中的部件所使用的各种标准,从而控制可控子系统150。重心识别逻辑系统206示意性地基于一个或多个信号识别机械100的重心。例如,使用轮胎中的每一个上的负载202,以及获悉机械100的构造和/或尺寸特性,以及进一步获悉机械100的定向,逻辑系统206可以识别机械100的重心。逻辑系统206可以以其它方式识别重心相对于机械100的框架102、相对于由连接各个轮胎108的接触印痕的线界定的多边形、或相对于机械100的位置。
接触印痕变化检测逻辑系统208示意性地识别轮胎108中的每一个的接触印痕的尺寸的变化。在由橡胶内置传感器系统124直接提供接触印痕尺寸194的示例中,可以随时间相互比较接触印痕尺寸以确定对于同一轮胎,针对给定轮胎的接触印痕尺寸是否增加、减小、波动或保持相同。在另一示例中,逻辑系统208可以计算接触印痕尺寸本身,然后检测变化。例如,当橡胶的含有传感器系统124的部分不接触地面时,速度矢量198可以指示旋转运动。然而,一旦橡胶的该部分接触地面,速度矢量在接触印痕的整个长度上将是大致线性的。通过获悉轮胎的宽度,可以计算接触印痕的面积。此外,即使轮胎的宽度未知,通过获悉轮胎中的每一个的速度以及获悉速度矢量为线性而不是旋转时的时间周期,也可以计算接触印痕的长度。
牵引力检测逻辑系统210示例性地检测轮胎108中的每一个的牵引力的特性。例如,牵引力检测逻辑系统210可以使用速度矢量198或加速度矢量196来确定轮胎是否在滑动。这可以指示轮胎中的每一个当前相对于该轮胎在其上面行驶的地面所具有的牵引质量。
旋转检测器逻辑系统212示意性地识别轮胎中的每一个的转数。可以分别由加速度矢量196或速度矢量198以及当含有传感器124的橡胶接合地面时加速度矢量196或速度矢量198如何变化来识别该转数。也可以用其它方式来识别所述转数。
磨损识别逻辑系统214示意性地产生指示轮胎磨损的值。例如,磨损识别逻辑系统214可以使用考虑每个轮胎上的负载202、轮胎压力190和橡胶温度192以及轮胎偏转200和轮胎已经经历的转数的算法。这些值中的任一个或全部和/或其它值可以用在算法中以估计轮胎磨损。
道路位置识别器逻辑系统216示意性地产生指示相应轮胎108已行驶的道路的位置的输出。通过获悉机械100的位置(例如,通过使用GPS接收器),并且通过获悉机械100的尺寸特性,逻辑系统120示意性地获悉轮胎108中的每一个相对于由GPS接收器提供的位置的位置。因此,逻辑系统216可以识别由每个轮胎108覆盖的道路。例如,当机械100试图在同一道路上行驶以增加该机械100在上面所行驶的地面的压实度时,可以使用这种方法。这也可以用于在不同道路上重复行进以避免压实。类似地,逻辑系统216可以用于基于道路所承受的交通量来估计道路的状况。本文可构思这些及其它情况。
道路状况识别器逻辑系统218示意性地产生指示道路的在轮胎108中的每一个已经行驶过的各个位置处的状况。例如,如果加速度矢量196或速度矢量198、或负载202或偏移200、或其它信号指示相应的轮胎正在跳动或以其它方式与地面失去接触,则这可以指示道路的状况正在恶化,并且可能需要对该道路进行分级或应该以其它方式处理表面。类似地,来自牵引力检测逻辑系统210的输出可以指示轮胎在道路上以增加的速率失去牵引力。这也可以用于指示道路的状况正在恶化。本文也可构思这些及其它情况。
此外,控制标准提取系统158可以包括其它逻辑系统220。其它逻辑系统220可以用于从由橡胶内置传感器系统124接收到的各种传感器信号中提取其它控制标准。
图4是稳定性控制系统164的更详细框图的一个示例。在图4所示的示例中,稳定性控制系统164包括可动作状态(actionable condition)检测逻辑系统222和控制信号发生器逻辑系统224,并且稳定性控制系统164可以包括各种其它稳定性控制功能226。可动作状态检测逻辑系统222示例性地包括不稳定性检测器228和纠正动作识别器230,并且可动作状态检测逻辑系统222可以包括其它装置231。纠正动作识别器230示意性地包括车辆控制动作识别器232和机具控制动作识别器234。纠正动作识别器230也可以包括其它装置236。
不稳定性检测器228检测不稳定状态,该不稳定状态可以指示机械100的不稳定状态或指示机械100将进入不稳定状态。纠正动作识别器230识别纠正动作,该纠正动作可以被采取以将机械100移动到更稳定的状态,或者首先禁止机械100进入不稳定状态。车辆控制动作识别器232识别可以被采取以纠正不稳定状态的车辆控制动作。机具控制动作识别器234识别可以被采取的机具控制动作。识别器232和234可以使用动态模型、采用各种传感器信号作为模型的输入来动态地识别动作。所述识别器232和234还可以使用映射或查找表来识别将最快速地纠正各种不同的不稳定状态的动作。
类似地,不稳定性检测器228可以通过识别机械100的重心是否在边界的阈值距离内来检测不稳定状态,如果越过该阈值距离,则将机器150置于不稳定状态。此外,不稳定性检测器228可以使用来自接触印痕变化检测逻辑系统208的输出来确定一个轮胎的接触印痕是否正在收缩,从而指示轮胎可能将要离地。这可以是机械100将要翻倒或变得非常不稳定的指示。检测器228也可以使用各种其它指示器来识别机械100是否进入不稳定状态。
控制信号发生器逻辑系统224产生控制信号以实施由纠正动作识别器230识别的纠正动作。因此,逻辑系统224示意性地包括车辆控制逻辑系统238和机具控制逻辑系统240,并且逻辑系统224可以包括其它逻辑系统241。车辆控制逻辑系统238控制车辆操作以执行纠正动作,而机具控制逻辑系统240控制机具动作以执行纠正动作。当然,应该理解,也可以采取车辆和机具动作两者以禁止或消除不稳定状态。
车辆控制逻辑系统238包括转向控制逻辑系统242、发动机控制逻辑系统244(其本身包括扭矩控制器246、速度控制器248,并且其可以包括其它控制器250)、变速器控制逻辑系统252、制动控制逻辑系统254,并且车辆控制逻辑系统238可以包括其它逻辑系统256。转向控制逻辑系统242可以产生控制信号以控制机械100被转向的转向角度。在一个示例中,所述控制信号可以限定转向角度范围,该转向角度范围可以用于将机械100保持在稳定状态。转向控制逻辑系统242可以限定在一个方向或多个方向上的转向角度的极限,或者转向控制逻辑系统242可以产生限制机械100能够转动的速度的控制信号。例如,如果机械100在相对较高的位置承载铲斗110中的负载,并且机械100相对快速地行驶,则转向控制逻辑系统242可以限定操作者可以使机械100转向的锐度的极限,使得机械100不会变得不稳定。这些仅是示例。
发动机控制逻辑系统244可以使用扭矩控制器246来控制由轮胎中的每一个所施加的扭矩。发动机控制逻辑系统244可以使用速度控制器248来控制发动机速度。例如,如果机械100处于不稳定状态,或者将要进入不稳定状态,则应该可以限制机械的加速度。在这种情况下,扭矩控制器246限制可以施加到轮胎上的扭矩。类似地,应该可以控制发动机速度。发动机速度控制器248可以限制或以其它方式控制发动机速度。
变速器控制逻辑系统252示意性地产生控制信号以控制变速器176。例如,为了将机械100保持在稳定状态,可以限制操作者或另一控制系统换档的能力。
制动控制逻辑系统254可以用于产生制动控制信号以控制推进子系统170。例如,如果检测到机械100处于不稳定状态,或者将要进入不稳定状态,则制动控制逻辑系统254可以限制可被施加的制动量以避免不稳定状态。
还应注意,车辆控制逻辑系统238中的各种逻辑项可以彼此结合使用。例如,转向控制逻辑系统242可以限制机械100能够被转向的转向角度的锐度,并且同时制动控制逻辑系统254限制能够被施加的制动量。这避免了操作者试图非常急剧地操纵移动式作业机械同时也急剧地制动的情况。这仅是一个示例。
机具控制逻辑系统240示意性地包括机具位置控制逻辑系统258、速度控制逻辑系统260、加速度控制逻辑系统262、负载控制逻辑系统264,并且机具控制逻辑系统240可以包括其它控制逻辑系统266。位置控制逻辑系统258示意性地产生控制可移动元件(例如,铲斗110或吊臂112)的定位的控制信号。例如,如果机械100的定向使得如果铲斗110被升得太高则机械100将进入不稳定状态,则位置控制逻辑系统258可以对操作者可以控制相应致动器以升起铲斗的高度施加限制。这仅仅是一个示例。
还应注意,吊臂112和/或铲斗110的动态运动(例如,速度和加速度)也可以被控制。例如,速度控制逻辑系统260示意性地产生控制信号以控制致动器180能够被致动的速度。例如,如果铲斗110升起或降下得太快,则机械100可能变得不稳定。在这种情况下,速度控制逻辑系统260可以产生控制信号以限制致动器180可以被致动的速度。
类似地,加速度逻辑系统262可以产生控制信号以控制可移动元件(例如,铲斗110和/或吊臂112)的加速度,以避免不稳定状态。例如,如果机械100在操作者以相对较高的加速度升起铲斗的情况下将进入不稳定状态,则加速度控制逻辑系统262可以产生限制致动器180可被控制以使铲斗110加速的速率的控制信号。这也仅仅是一个示例。
负载控制逻辑系统264示意性地产生控制致动器180以限制可由机具(例如,铲斗110)承载的负载的控制信号。例如,如果机械100被定向在山坡上,则如果铲斗110接合非常重的负载并试图升起铲斗110,则机械100可能是不稳定的。在这种情况下,负载控制逻辑系统264示意性地产生负载控制信号以限制致动器180可以施加在可移动元件182上的力。这实际上可以限制能够由可移动元件182(例如,由铲斗110)承载的负载。这仅仅是一个示例。
图5是更详细地示出轮胎管理系统166的一个示例的框图。在图5所示的示例中,轮胎管理系统166示意性地包括轮胎寿命估计逻辑系统268、负载控制逻辑系统270、车辆速度控制逻辑系统272和转向控制逻辑系统274,并且轮胎管理系统166可以包括其它逻辑系统276。轮胎寿命估计逻辑系统268示意性地从磨损识别逻辑系统214接收轮胎磨损识别信息,并且为轮胎108中的一个产生估计轮胎寿命。负载控制逻辑系统270可以产生控制信号以限制可以施加到轮胎上的负载量(例如,可以由铲斗110升起的负载量)。负载控制逻辑系统270可以类似于负载控制逻辑系统264,或者负载控制逻辑系统270和264可以是不同的逻辑块。
给定估计的轮胎寿命,车辆速度控制逻辑系统272示意性地产生控制信号以控制机械100的速度。例如,如果轮胎被高度磨损并且具有相对较短的估计轮胎剩余寿命,则车辆速度控制逻辑系统272可以产生对操作者126可以驱动机械100的最高速度的限制。机械速度上限值可以基于机械100行驶的地形、基于橡胶的温度或基于其它项目而变化。
转向控制逻辑系统274基于估计的剩余轮胎寿命产生控制转向子系统170的控制信号。
图6是示出传感器信号处理系统146和控制系统148的基于橡胶内置传感器系统124提供的信息产生控制信号的操作的一个示例的流程图。首先假定移动式作业机械100包括橡胶内置传感器系统124。传感器信号处理系统146然后从橡胶内置传感器系统124接收信号。这由图6的流程图中的方块280表示。调节逻辑系统156接着执行可以对从系统124接收的各种信号执行的任何期望的信号调节。执行信号调节由图6的流程图中的方块282表示。
控制标准提取系统158然后由从橡胶内置传感器系统124接收的传感器信号中提取控制标准。提取控制标准由图6的流程图中的方块284指示。例如,如方块286所示,重心识别逻辑系统206可以识别车辆重心。接触印痕变化检测逻辑系统208示意性地检测各个轮胎的接触印痕的尺寸变化。这由方块288表示。牵引力检测逻辑系统210检测指示每个轮胎所具有的相对于该轮胎在其上面行驶的地面的牵引质量的值。这由方块290表示。旋转检测器逻辑系统212示意性地检测和累积每个轮胎的转数。这由方块292表示。磨损识别逻辑系统214产生指示轮胎中的每一个上的磨损的值。这由方块294表示。道路位置识别器逻辑系统296识别每个轮胎行驶经过的道路。这由方块296表示。道路状况识别器逻辑系统218产生指示所述道路的在沿着该道路的各个位置处的状况的值。这由方块298表示。例如,道路状况识别器逻辑系统218可以仅识别需要注意的道路的区域。或者道路状况识别器逻辑系统218可以识别整个道路的状况。本文可构思这些及其它情况。也可以提取其它控制标准,并且这由方块300表示。
然后,稳定性控制系统164执行稳定性控制操作。这由方块302表示。例如,不稳定性检测器228可以识别指示机械100处于不稳定状态或将要变得不稳定的不稳定状态。识别不稳定状态由方块304表示。纠正动作识别器230然后识别可以被采取以纠正不稳定状态(机械100当前所处的不稳定状态,或机械100将要进入的状态)的纠正动作。识别纠正动作由方块306指示。
在一个示例中,车辆控制动作识别器232识别车辆控制纠正动作,并且机具控制动作识别器234识别机具控制纠正动作。控制信号发生器224然后基于所识别的纠正动作产生控制信号。使车辆控制逻辑系统238产生车辆控制信号以实施纠正动作由方框308表示。在另一个示例中,机具控制逻辑系统240还可以或替代地产生机具控制信号以执行纠正动作。这由方块310表示。执行稳定性操作也可以包括其它项目,并且这由方块312表示。一些其它项目例如可以是控制操作者接口机构以警告操作者126存在不稳定状态或将要存在不稳定状态。这可以包括控制用户接口机构128以便向操作者126显示警报、发出警报声音或以其它方式识别不稳定状态。当然,也可以存在多种其它稳定性控制操作。
轮胎管理系统166然后执行轮胎管理控制操作。这由方块314表示。例如,轮胎寿命估计逻辑系统268可以估计轮胎中的每一个的剩余轮胎寿命。这由方块316表示。负载控制逻辑系统270可以控制由机械10接合的负载。控制负载由方块318表示。车辆速度控制逻辑系统272可以控制车辆速度。这由方块320表示。转向控制逻辑系统274可以执行转向控制。这由方块322表示。例如,如果轮胎寿命低于阈值,则转向控制逻辑系统可以控制转向子系统,使得机械100避开处于恶劣状况的道路。所述转向控制逻辑系统可以基于估计的轮胎寿命来禁止机械100在多种表面上或其它位置的操作。也可以执行其它轮胎管理控制操作,这由方块324表示。
控制系统148还可以控制通信系统152以产生任何远程通信。这由方块326表示。例如,控制系统148可以控制通信系统152以产生轮胎维护或损坏通信,该通信向远程销售商系统132指示机械100需要维修、维护或修理其轮胎。产生轮胎维护/损坏通信由方块328表示。
系统148还可以控制通信系统152以将期望的道路通信给其它移动式作业机械130。例如,在需要增加道路的压实的情况下,控制系统148可以将移动式作业机械100的轮胎采用的特定道路通信给其它移动式作业机械130,使得其它移动式作业机械130可以沿相同的道路行驶,从而增加表面的压实。类似地,在要避免压实的情况下(例如,在农业机械的情况下),机械100所采用的道路可以被通信给其它移动式作业机械130,使得其它移动式作业机械130可以避免使用该完全相同的道路。控制其它远程机械的道路由方块330表示。
控制系统148还可以控制通信系统152以向其它远程系统132或其它作业机械130发送道路维护通信,所述其它远程系统132或其它作业机械130的任务是维护道路。例如,如果道路状况识别器逻辑系统218提供指示具有正在恶化的状况并且需要维护的道路的各个位置的信息,则控制系统148可以将该信息提供给通信系统152并且控制通信系统152以将道路维护通信发送到其它远程系统132或其它移动作业机械130。发送道路维护通信由方块332表示。通信系统152也可以被控制以发送其它通信,并且这由方块334表示。
控制系统148还可以基于来自橡胶内置传感器系统124的信息执行任何其它期望的控制操作。这由方块336表示。例如,控制系统148可以使用负载管理系统162以基于特定轮胎上的磨损、基于机械在给定时间的重心、基于剩余轮胎寿命、基于轮胎压力、轮胎温度或轮胎已经经历的转数来控制机械100所承载的负载。控制系统148可以基于机械100在上面行驶的道路的状况或机械100在其上面行驶的表面的其它特性来控制负载。控制系统148还可以控制推进子系统170和其它致动器180以执行牵引力控制。控制系统148可以通过变速器176和通过控制发动机174来控制施加到轮胎中的每一个的扭矩和加速度的量。控制系统148可以以多种不同的方式执行牵引力控制以消除打滑。控制系统148还可以基于从轮胎内传感器系统124接收到的信息执行各种其它控制操作。本文可构思所有这些配置。
除了示出了两个不同的作业机械,图7和图8类似于图1。图7示出移动式作业机械可以是自卸卡车340。自卸卡车340示例性地具有由致动器344控制的倾卸箱342。自卸卡车340具有驾驶室346和发动机室348。自卸卡车340还具有多个轮胎350。轮胎350中的每一个都示意性地包括橡胶内置传感器系统124。因此,也可以为机械340产生以上关于机械100描述的相同类型的信息。
除了移动式作业机械包括挖掘机352或地面接合元件为橡胶履带370的任何其它机械之外,图8类似于上述图1和图7。在图8所示的示例中,挖掘机352具有驾驶室356、可移动元件358和360以及铲斗362。元件358和360以及铲斗362的运动分别由致动器364、366和368控制。挖掘机352还具有带有变速器的发动机,该变速器驱动履带370转动。履带370中的每一个都示意性地具有橡胶内置传感器系统124,该橡胶内置传感器系统提供与上述相同类型的信息。因此,来自传感器124的可以使用的信息类型包括履带压力、履带370的橡胶温度、在履带370中检测到的加速度和速度矢量、任何类型的履带偏转、履带370上的负载、接触印痕的尺寸(或接触印痕的长度)以及各种其它信息。这可以被控制标准提取系统158使用以提取各种不同的控制标准,例如以上关于图3所述的那些控制标准,或可用于控制挖掘机352的其它标准。
本讨论已提到了处理器和服务器。在一个实施例中,处理器和服务器包括具有相关联的存储器和定时电路的计算机处理器(未单独示出)。所述处理器和所述服务器是其所属的系统或设备的功能部分,并且由这些系统中的其它部件或项目启动,并且促进这些系统中的其它部件或项目的功能。
应当注意,以上讨论已经描述了各种不同的系统、部件和/或逻辑系统。应当理解,这样的系统、部件和/或逻辑系统可以由执行与这些系统、部件和/或逻辑系统相关联的功能的硬件部件(例如,处理器和相关联的存储器、或其它处理部件,其中的一些将在下面描述)组成。此外,系统、部件和/或逻辑系统可以包括被加载到存储器中并且随后由处理器或服务器或其它计算部件执行的软件,如下所述。系统部件和/或逻辑系统还可以包括硬件、软件、固件等的不同组合,下面描述了其一些示例。这些仅仅是可以用于形成上述系统、部件和/或逻辑系统的不同结构的一些示例。也可以使用其它结构。
此外,已经讨论了许多用户界面显示。用户界面显示可以采用各种不同的形式,并且可以具有设置在该用户显示界面上的各种不同的用户可致动输入机构。例如,用户可致动输入机构可以是文本框、复选框、图标、链接、下拉菜单、搜索框等。用户可致动输入机构也可以以多种不同的方式被致动。例如,用户可致动输入机构可以使用点击装置(例如,跟踪球或鼠标)来致动。用户可致动输入机构可以使用硬件按钮、开关、操纵杆或键盘、拇指开关或拇指垫等被致动。用户可致动输入机构也可以使用虚拟键盘或其它虚拟致动器被致动。另外,在显示用户可致动输入机构的屏幕是触敏屏幕的情况下,可以使用触摸手势来致动用户可致动输入机构。而且,在显示用户可致动输入机构的设备具有语音识别部件的情况下,可以使用语音命令来致动所述用户可致动输入机构。
还讨论了多个数据存储装置。将注意,所述多个数据存储装置可以各自被分成多个数据存储装置。所有数据存储装置对于访问该数据存储装置的系统都是本地的,或者一些是本地的,而另一些是远程的。本文可构思所有这些配置。
此外,附图示出了具有属于每个方块的功能的多个方块。应当注意,可以使用更少的方块,因此功能由更少的部件执行。此外,可以使用更多的方块,且功能分布在更多的部件中。
除了机械100与远程服务器架构500中的元件通信之外,图9是图2所示的机械100的框图。在一个示例中,远程服务器架构500可以提供计算、软件、数据访问和存储服务,这些服务不需要终端用户知道递送服务的系统的物理位置或配置。在各种示例中,远程服务器可以使用适当的协议在诸如因特网之类的广域网上递送服务。例如,远程服务器可以通过广域网递送应用,并且可以通过网页浏览器或任何其它计算部件来访问所述应用。图1中所示的软件或部件以及相应的数据可以被存储在远程位置处的服务器上。远程服务器环境中的计算资源可以被合并在远程数据中心位置处,或者所述计算资源可以被分散。远程服务器基础设施可以通过共享数据中心来递送服务,即使远程服务器基础设施对于用户来说表现为单个防问点。因此,可以使用远程服务器架构从远程位置处的远程服务器提供本文描述的部件和功能。可选地,可以由传统服务器提供所述部件和功能,或者所述部件和功能可以被直接或以其它方式安装在客户设备上。
在图9所示的示例中,一些部件与图2所示的部件类似,并且所述部件被类似地编号。图9具体示出了(一个或多个)远程系统132可以位于远程服务器位置502处。因此,机械100通过远程服务器位置502访问这些系统。
图9还示出了远程服务器架构的另一示例。图9示出了还可构思图2的一些元件被设置在远程服务器位置502处,而其它元件没有设置在远程服务器位置502处。以示例的方式,数据存储装置140或其它部件506可以被设置在与位置502分开的位置处,并通过位置502处的远程服务器来访问。无论数据存储装置140或其它部件506位于何处,数据存储装置140或其它部件506都可以由机械100通过网络(广域网或局域网)直接访问,数据存储装置140或其它部件506可以通过服务器在远程站点被托管,或者数据存储装置140或其它部件506可以作为服务器被提供,或者通过留在远程位置的连接服务器被访问。此外,数据可以存储在大致任何位置,并且由感兴趣的各方间歇地访问或转发给感兴趣的各方。例如,可以使用物理载波来代替电磁波载波,或者除了电磁波载波之外还使用物理载波。在这种示例中,在蜂窝覆盖较差或不存在的情况下,另一移动机械(例如,燃料卡车)可以具有自动信息收集系统。当机械100接近燃料卡车以便加燃料时,系统使用任何类型的特定无线连接自动地从机械100收集信息。然后,当燃料卡车到达存在蜂窝覆盖(或其它无线覆盖)的位置时,收集的信息可以被转发到主网络。例如,当行驶以给其它机械加燃料时或当位于主燃料存储位置时,燃料卡车可进入被覆盖位置。本文可构思所有这些架构。此外,信息可以被存储在机械100上,直到机械100进入被覆盖位置。机械100本身然后可以将该信息发送到主网络。
还应注意,图2的元件或其部分可以设置在各种不同的设备上。这些设备中的一些包括服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机或其它移动设备,所述其它移动设备例如为掌上计算机、蜂窝电话、智能电话、多媒体播放器、个人数字助理等。
图10是可以用作用户或客户的手持式设备16的手持式或移动计算设备的一个示意性示例的简化框图,其中本系统(或其部分)可以设置在该手持式设备16中。例如,移动设备可以被设置在机械100的操作者室中以用于产生、处理或显示控制信号。图11-12是手持式或移动设备的示例。
图10提供了客户端设备16的部件的总体框图,该客户端设备16可以运行图1所示的某些部件、与所述部件交互、或两者。在设备16中,提供通信链路13,该通信链路13允许手持式设备与其它计算设备通信,并且在一些示例中提供用于例如通过扫描自动接收信息的信道。通信链路13的示例包括允许通过一个或多个通信协议(例如,用于提供对网络的蜂窝接入的无线服务、以及提供对网络的本地无线连接的协议)进行通信。
在其它示例中,可以在连接到接口15的可移除安全数字(SD)卡上接收应用程序。接口15和通信链路13沿着总线19与处理器17(所述处理器17也可以体现来自先前附图的处理器)通信,总线19还连接到存储器21和输入/输出(I/O)部件23以及时钟25和位置系统27。
在一个示例中,I/O部件23被提供以便于输入和输出操作。用于设备16的各种示例的I/O部件23可以包括输入部件(例如,按钮、触摸传感器、光学传感器、麦克风、触摸屏、接近传感器、加速计、定向传感器)、和输出部件(例如,显示设备、扬声器和/或打印机端口)。也可使用其它I/O部件23。
时钟25示例性地包括输出时间和日期的实时时钟部件。时钟25还可以示意性地为处理器17提供定时功能。
位置系统27示意性地包括输出设备16的当前地理位置的部件。这可以包括例如全球定位系统(GPS)接收器、LORAN系统、航位推算系统、蜂窝三角测量系统或其它定位系统。位置系统27还可以包括例如产生期望的地图、导航路线和其它地理功能的地图软件或导航软件。
存储器21存储操作系统29、网络设置31、应用程序33、应用配置设置35、数据存储37、通信驱动器39和通信配置设置41。存储器21可以包括所有类型的有形易失性和非易失性计算机可读存储设备。存储器21还可以包括计算机存储介质(如下所述)。存储器21存储计算机可读指令,当由处理器17执行时,所述计算机可读指令使得处理器根据所述指令执行计算机实施的步骤或功能。处理器17也可以由其它部件启动以促进其功能。
图11示出了其中设备16是平板计算机600的一个示例。在图11中,计算机600被示为具有用户界面显示屏幕602。屏幕602可以是从笔或指示笔接收输入的触摸屏或支持笔的界面。屏幕602也可以使用屏幕上的虚拟键盘。当然,屏幕602也可以经由适当的连接机构(例如,无线链路或USB端口)连接到键盘或其它用户输入设备。计算机600也可以示意性地接收语音输入。
图12示出了该设备可以是智能电话71。智能电话71具有显示图标或图标块或其它用户输入结构75的触敏显示器73。机构75可以由用户使用以运行应用程序、打电话、执行数据传输操作等。通常,智能电话71建立在移动操作系统上,并且提供比功能电话更高级的计算能力和连接性。
注意,其它形式的设备16也是可能的。
图13是其中可以部署图2的元件或其部件(例如)的计算环境的一个示例。参考图13,用于实施一些实施例的示例性系统包括计算机810形式的通用计算设备。计算机810的部件可以包括但不限于处理单元820(其可包括来自先前图中的处理器)、系统存储器830、以及将包括系统存储器的各种系统组件连接到处理单元820的系统总线821。系统总线821可以是多种类型的总线结构中的任一种,包括存储器总线或存储器控制器、外围总线、以及使用各种总线架构中的任一种的局部总线。相对于图1描述的存储器和程序可以被部署在图13的相应部分中。
计算机810通常包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是可由计算机810访问的任何可用介质,并且包括易失性介质和非易失性介质、可移动介质和不可移动介质。以示例而非限制的方式,计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质不同于调制数据信号或载波并且不包括所述调制数据信号或载波。计算机存储介质包括硬件存储介质,所述硬件存储介质包括在用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光盘存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其它磁存储设备、或可以用来储存所需信息并可以被计算机810访问的任何其它介质。通信介质可以在传输机构中体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据,并且包括任何信息递送介质。术语“调制数据信号”是指以对信号中的信息进行编码的方式设置或改变其一个或多个特征的信号。
系统存储器830包括易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储介质,例如,只读存储器(ROM)831和随机存取存储器(RAM)832。基本输入/输出系统833(BIOS)通常被存储在ROM 831中,其中所述基本输入/输出系统833包含如在启动期间帮助在计算机810内的元件之间传输信息的基本例程。RAM 832通常包括处理单元820立即可访问和/或当前正在操作的数据和/或程序模块。以示例而非限制的方式,图13示出了操作系统834、应用程序835、其它程序模块836和程序数据837。
计算机810还可以包括其它可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机存储介质。仅以示例的方式,图13示出了从不可移动非易失性磁介质中读取或向该不可移动非易失性磁介质写入的硬盘驱动器841、光盘驱动器855和非易失性光盘856。硬盘驱动器841通常通过诸如接口840的不可移动存储器接口连接到系统总线821,而光盘驱动器855通常通过诸如接口850的可移动存储器接口连接到系统总线821。
可选地或另外地,这里描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如但不限于,可以使用的硬件逻辑部件的示意性类型包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(例如,ASIC)、专用标准产品(例如,ASSP)、芯片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等。
以上讨论并在图13中示出的驱动器及其相关联的计算机存储介质为计算机810提供计算机可读指令、数据结构、程序模块和其它数据的存储。例如,在图13中,硬盘驱动器841被示为存储操作系统844、应用程序845、其它程序模块846和程序数据847。注意,这些部件可以与操作系统834、应用程序835、其它程序模块836和程序数据837相同或不同。
用户可以通过诸如键盘862、麦克风863和诸如鼠标、跟踪球或触摸垫等的定点设备861等输入设备将命令和信息输入到计算机810中。其它输入设备(未示出)可以包括操纵杆、游戏垫、卫星天线、扫描仪等。这些和其它输入设备通常通过连接到系统总线的用户输入接口860而连接到处理单元820,但也可以通过其它接口和总线结构被连接。视觉显示器891或其它类型的显示设备也经由诸如视频接口890的接口连接到系统总线821。除了监视器之外,计算机还可以包括其它外围输出设备(例如,扬声器897和打印机896),所述其它外围设备可以通过输出外围接口895连接。
计算机810在使用到诸如远程计算机880的一个或多个远程计算机的逻辑系统连接(例如,局域网-LAN或广域网WAN)的联网环境中操作。
当在LAN网络环境中使用时,计算机810通过网络接口或适配器870连接到LAN871。当在WAN网络环境中使用时,计算机810通常包括调制解调器872或用于通过诸如因特网的WAN 873建立通信的其它装置。在网络化环境中,程序模块可以被存储在远程存储器存储设备中。例如,图13示出远程应用程序885可留在远程计算机880上。
还应当注意,这里描述的不同示例可以以不同方式组合。也就是说,一个或多个示例的部分可以与一个或多个其它示例的部分组合。本文可构思所有这些。
示例1是一种移动式作业机械,包括:
一组可控子系统;
一组地面接合元件;
推进系统,所述推进系统驱动所述地面接合元件的运动以推进所述移动式作业机械;
橡胶内置感测系统,在地面接合元件中的每一个中设置有该橡胶内置感测系统,所述橡胶内置感测系统感测指示相应地面接合元件的特性的一组变量,并且产生指示所感测到的一组变量的一组传感器信号;
控制标准提取系统,所述控制标准提取系统基于传感器信号识别控制标准;和
稳定性控制系统,所述稳定性控制系统基于控制标准产生控制信号以控制可控子系统中的至少一个可控子系统。
示例2是任何或所有前述示例的移动式作业机械,其中稳定性控制系统包括可动作状态检测逻辑系统,所述可动作状态检测逻辑系统被配置为基于控制标准识别可动作状态,该可动作状态是通过控制所述至少一个可控子系统识别能够被处理的。
示例3是任何或所有前述示例的移动式作业机械,其中稳定性控制系统包括控制信号发生器逻辑系统,所述控制信号发生器逻辑系统被配置为基于所识别的可动作状态产生所述控制信号。
示例4是任何或所有前述示例的移动式作业机械,其中可动作状态检测逻辑系统包括不稳定性检测器,所述不稳定性检测器被配置为基于所述控制标准将指示所述移动式作业机械的不稳定状态识别为所述可动作状态。
示例5是任何或所有前述示例的移动式作业机械,其中可动作状态检测逻辑系统包括纠正动作识别器,所述纠正动作识别器被配置为基于所识别的不稳定状态来识别纠正动作。
示例6是任何或所有前述示例的移动式作业机械,其中控制信号发生器逻辑系统被配置为产生控制信号以控制所述至少一个可控子系统执行所述纠正动作。
示例7是前述示例中的任一或所有示例的移动式作业机械,其中移动式作业机械包括车辆,可控子系统中的至少一个包括控制车辆的一部分的可控车辆子系统,并且其中控制信号发生器逻辑系统包括车辆控制逻辑系统,所述车辆控制逻辑系统被配置成产生所述控制信号以控制移动式作业机械的可控车辆子系统执行所述纠正动作。
示例8是前述示例中的任一个或全部的移动式作业机械,该移动式作业机械还包括连接到移动式作业机械的可移动机具、和能够被控制以使可移动机具移动的可控致动器,其中控制信号发生器逻辑系统包括机具控制逻辑系统,所述机具控制逻辑系统被配置为产生所述控制信号以控制机具执行所述纠正动作。
示例9是任何或所有前述示例的移动式作业机械,其中不稳定性检测器被配置成基于所述控制标准识别移动式作业机械的重心,并基于所识别的重心识别不稳定状态。
示例10是任何或所有前述示例的移动式作业机械,其中橡胶内置感测系统被配置成产生指示相应的地面接合元件与该地面结合元件所接合的地面之间的接触面积的尺寸的接触印痕值作为传感器信号之一,并且其中控制标准提取系统被配置成识别接触印痕值的变化,并且其中不稳定性检测器被配置成基于接触印痕值的变化来识别不稳定状态。
示例11是前述示例中的任一个或全部的移动式作业机械,还包括:元件寿命估计逻辑系统,所述元件寿命估计逻辑系统被配置为基于所述控制标准产生相应的接地元件的估计寿命;和速度控制逻辑系统,所述速度控制逻辑系统被配置为基于相应的地面接合元件的估计寿命产生速度控制信号以控制推进系统,从而限制移动式作业机械的地面速度。
示例12是任何或所有前述示例的移动式作业机械,并且还包括:通信系统;和控制系统,所述控制系统被配置成控制所述通信系统以将所述控制标准的指示发送给另一移动式作业机械或远程计算系统。
示例13是一种计算机实现的控制移动式作业机械的方法,该方法包括:利用橡胶内置感测系统感测指示相应的地面接合元件的特性的一组变量,所述地面接合元件由移动式作业机械中的发动机驱动以推进移动式作业机械;产生指示所感测到的变量的一组传感器信号;基于传感器信号识别控制标准;以及基于所述控制标准产生控制信号以控制所述移动式作业机械中的多个可控子系统中的至少一个可控子系统。
示例14是前述任一或所有示例的方法,其中产生控制信号包括:基于所述控制标准检测指示所述移动式作业机械的不稳定性的不稳定状态;基于检测到的不稳定状态识别纠正动作;以及产生控制信号以控制所述至少一个可控子系统执行所述纠正动作。
示例15是前述任一或所有示例的方法,其中可控子系统包括转向子系统,所述转向子系统被致动以使移动式作业机械转向通过一转向角度范,并且其中产生控制信号包括:基于不稳定状态产生转向角度控制信号以控制转向子系统来限制所述转向角度范围。
示例16是前述任一或所有示例的方法,其中可控子系统包括致动器,该致动器被配置成驱动连接到移动式作业机械的可移动元件的运动,并且其中产生控制信号包括:基于所述不稳定状态产生可移动元件控制信号以控制所述致动器来控制所述可移动元件的运动。
示例17是前述任一或所有示例的方法,其中可控子系统包括推进子系统,所述推进子系统被控制以推进移动式作业机械,并且其中产生控制信号包括基于所述不稳定状态产生推进控制信号以控制所述推进子系统来推进所述移动式作业机械。
示例18是前述任一或所有示例的方法,其中可控子系统包括致动器,所述致动器被配置成驱动连接到移动式作业机械的可移动元件的运动,并且其中产生控制信号包括基于所述不稳定状态产生位置控制信号以控制所述致动器来控制所述可移动元件的位置。
示例19是前述任一或所有示例的方法,其中可控子系统包括致动器,所述致动器被配置成驱动连接到移动式作业机械的可移动元件的运动,并且其中产生控制信号包括:基于不稳定状态产生动态运动控制信号以控制致动器来控制可移动元件的动态运动。
示例20是一种移动式作业机械,包括:
一组可控子系统;
一组地面接合橡胶履带;
推进系统,所述推进系统驱动橡胶履带的运动以推进移动式作业机械;
橡胶内置感测系统,在每个橡胶履带中设置有该橡胶内置感测系统,该橡胶内置感测系统感测指示相应橡胶履带的特性的一组变量,并且产生指示所感测到的所述一组变量的一组传感器信号;
控制标准提取系统,所述控制标准提取系统从传感器信号中提取控制标准;和
控制系统,所述控制系统基于所述控制标准产生控制信号以控制至少一个可控子系统。
尽管已经用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题,但是应当理解,所附权利要求书中限定的主题不必限于上述具体特征或动作。相反,上述具体特征和动作是作为实施权利要求的示例形式被公开。
Claims (20)
1.一种移动式作业机械,包括:
一组可控子系统;
一组地面接合元件;
推进系统,所述推进系统驱动所述地面接合元件的运动以推进所述移动式作业机械;
橡胶内置感测系统,在每个地面接合元件中设置有所述橡胶内置感测系统,该橡胶内置感测系统感测指示每个相应的地面接合元件的接触印痕的特性的一组变量,并且产生指示每个相应的地面接合元件的接触印痕值的一组传感器信号,每个接触印痕值包括所述每个相应的地面接合元件的接触印痕的特性的值;
控制标准提取系统,所述控制标准提取系统基于所述传感器信号识别控制标准以及识别每个相应的地面接合元件的接触印痕值的改变;以及
稳定性控制系统,所述稳定性控制系统基于所述控制标准和接触印痕值的改变产生控制信号以控制所述一组可控子系统中的至少一个可控子系统。
2.根据权利要求1所述的移动式作业机械,其中,所述稳定性控制系统包括:
可动作状态检测逻辑系统,所述可动作状态检测逻辑系统被配置为基于所述控制标准识别可动作状态,该可动作状态是通过控制所述至少一个可控子系统能够被处理的。
3.根据权利要求2所述的移动式作业机械,其中,所述稳定性控制系统包括:
控制信号发生器逻辑系统,所述控制信号发生器逻辑系统被配置为基于所识别的可动作状态产生所述控制信号。
4.根据权利要求3所述的移动式作业机械,其中,所述可动作状态检测逻辑系统包括:
不稳定性检测器,所述不稳定性检测器被配置为基于所述控制标准将指示所述移动式作业机械的不稳定状态识别为所述可动作状态。
5.根据权利要求4所述的移动式作业机械,其中,所述可动作状态检测逻辑系统包括:
纠正动作识别器,所述纠正动作识别器被配置为基于所识别的不稳定状态来识别纠正动作。
6.根据权利要求5所述的移动式作业机械,其中,所述控制信号发生器逻辑系统被配置成产生所述控制信号以控制所述至少一个可控子系统执行所述纠正动作。
7.根据权利要求6所述的移动式作业机械,其中,所述移动式作业机械包括车辆,所述一组可控子系统中的至少一个包括控制所述车辆的一部分的可控车辆子系统,并且其中所述控制信号发生器逻辑系统包括:
车辆控制逻辑系统,所述车辆控制逻辑系统被配置成产生所述控制信号以控制所述移动式作业机械的所述可控车辆子系统执行所述纠正动作。
8.根据权利要求7所述的移动式作业机械,还包括附接到所述移动式作业机械的可移动机具和能够被控制以移动所述可移动机具的可控致动器,其中所述控制信号发生器逻辑系统包括:
机具控制逻辑系统,所述机具控制逻辑系统被配置为产生所述控制信号以控制所述可移动机具执行所述纠正动作。
9.根据权利要求4所述的移动式作业机械,其中,所述不稳定性检测器被配置成基于所述控制标准识别所述移动式作业机械的重心,并基于所识别的重心识别所述不稳定状态。
10.根据权利要求4所述的移动式作业机械,其中,所述接触印痕值指示相应的地面接合元件和与所述相应的地面接合元件接合的地面之间的接触面积大小,并且其中所述不稳定性检测器被配置成基于所述接触印痕值的变化识别所述不稳定状态。
11.根据权利要求1所述的移动式作业机械,还包括:
元件寿命估计逻辑系统,所述元件寿命估计逻辑系统被配置为基于所述控制标准产生所述相应的地面接合元件的估计寿命;和
速度控制逻辑系统,所述速度控制逻辑系统被配置为基于所述相应的地面接合元件的估计寿命产生速度控制信号以控制所述推进系统限制所述移动式作业机械的地面速度。
12.根据权利要求1所述的移动式作业机械,还包括:
通信系统;和
控制系统,所述控制系统被配置成控制所述通信系统以将所述控制标准的指示发送给另一个移动式作业机械或发送给远程计算系统。
13.一种由计算机实施的、控制移动式作业机械的方法,所述方法包括:
利用橡胶内置感测系统感测指示每个相应的地面接合元件的特性的一组变量,所述地面接合元件由所述移动式作业机械中的发动机驱动以推进所述移动式作业机械;
产生指示每个相应的地面接合元件的接触印痕值的一组传感器信号,每个接触印痕值包括所述每个相应的地面接合元件的接触印痕的特性的值;
基于所述传感器信号识别控制标准以及识别每个相应的地面接合元件的接触印痕值的改变;以及
基于所述控制标准和所识别接触印痕值的改变产生控制信号以控制所述移动式作业机械中的多个可控子系统中的至少一个可控子系统。
14.根据权利要求13所述的方法,其中产生控制信号包括:
基于所述控制标准检测指示所述移动式作业机械的不稳定性的不稳定状态;
基于检测到的所述不稳定状态识别纠正动作;以及
产生所述控制信号以控制所述至少一个可控子系统执行所述纠正动作。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述可控子系统包括转向子系统,所述转向子系统被致动以使所述移动式作业机械转向通过一转向角度范围,并且其中产生控制信号包括:
基于所述不稳定状态产生转向角度控制信号以控制所述转向子系统限制所述转向角度范围。
16.根据权利要求14所述的方法,其中,所述可控子系统包括致动器,所述致动器被配置成驱动附连到所述移动式作业机械的可移动元件的运动,并且其中产生控制信号包括:
基于所述不稳定状态产生可移动元件控制信号以控制所述致动器来控制所述可移动元件的运动。
17.根据权利要求14所述的方法,其中,所述可控子系统包括推进子系统,所述推进子系统被控制以推进所述移动式作业机械,并且其中产生控制信号包括:
基于所述不稳定状态产生推进控制信号以控制所述推进子系统来推进所述移动式作业机械。
18.根据权利要求14所述的方法,其中,所述可控子系统包括致动器,所述致动器被配置成驱动附连到所述移动式作业机械的可移动元件的运动,并且其中产生控制信号包括:
基于所述不稳定状态产生位置控制信号以控制所述致动器来控制所述可移动元件的位置。
19.根据权利要求14所述的方法,其中,所述可控子系统包括致动器,所述致动器被配置成驱动附连到所述移动式作业机械的可移动元件的运动,并且其中产生控制信号包括:
基于所述不稳定状态产生动态运动控制信号以控制致动器来控制所述可移动元件的动态运动。
20.一种移动式作业机械,包括:
一组可控子系统;
一组地面接合橡胶履带;
推进系统,所述推进系统驱动所述一组地面接合橡胶履带的运动以推进移动式作业机械;
橡胶内置感测系统,所述一组地面接合橡胶履带中的每一个中设置有所述橡胶内置感测系统,该橡胶内置感测系统感测指示每个相应橡胶履带的接触印痕的特性的一组变量,并且产生指示每个相应的橡胶履带的接触印痕值的一组传感器信号,每个接触印痕值包括所述每个相应的橡胶履带的接触印痕的特性的值;
控制标准提取系统,所述控制标准提取系统从所述传感器信号中提取控制标准以及识别每个相应的橡胶履带的接触印痕值的改变;
稳定性控制系统,所述稳定性控制系统基于所述控制标准和接触印痕值的改变产生控制信号以控制所述一组可控子系统中的至少一个可控子系统;和
控制系统,所述控制系统基于所述控制标准产生控制信号以控制所述一组可控子系统中的至少一个。
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