DE102010009285A1

DE102010009285A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Fahrtrichtung von Fahrzeugen mit drehbarem Oberwagen

Info

Publication number: DE102010009285A1
Application number: DE201010009285
Authority: DE
Inventors: Ruediger Koegler
Original assignee: Kogler Ruediger Dr-Ing 26670
Current assignee: Kogler Ruediger Dr-Ing 26670
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2011-08-25

Abstract

Bei einem Verfahren sowie Vorrichtungen zur Steuerung der Fahrtrichtung von Fahrzeugen (1) mit drehbarem Oberwagen (9) wird von einer Winkelmessvorrichtung (13) ein Winkel (12) zwischen einer Bezugslinie (8) und einer Bezugslinie (11) gemessen und der Messwert an eine Auswerte- und Steuervorrichtung (15) weitergeleitet, diese Auswerte- und Steuervorrichtung (15) erhält gleichzeitig Daten von der Stellung der Fahrtrichtungshebel (14) aus der Fahrerkabine und steuert die Fahrmotoren (16) des Fahrzeugs (1) so an, dass sie das Fahrzeug (1) in Richtung „A” bewegen, wenn die Fahrtrichtungshebel (14) nach vorne bewegt werden und der Betrag des Winkels (12) < 90° ist oder die Fahrtrichtungshebel (14) nach hinten bewegt werden und der Betrag des Winkels (12) > 90° ist, das Fahrzeug (1) in Richtung „B” bewegen, wenn die Fahrtrichtungshebel (14) nach vorne bewegt werden und der Betrag des Winkels (12) ist > 90° oder die Fahrtrichtungshebel (14) nach hinten bewegt werden und der Betrag des Winkels (12) < 90° ist und das Fahrzeug (1) nicht bewegt wird, wenn der Betrag des Winkels (12) genau 90° beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie dabei einsetzbare Vorrichtungen zur Steuerung der Fahrtrichtung von Fahrzeugen mit drehbarem Oberwagen.
Stand der Technik
Bei Fahrzeugen mit drehbarem Oberwagen handelt es sich hauptsächlich um Maschinen, die im Bereich der Bauindustrie und des Bergbaus eingesetzt werden. Die Steuerung der Fahrtrichtung erfolgt dabei in der Regel über zwei Fahrtrichtungsgeber, die in Form von Steuerhebeln vor dem Fahrer angeordnet sind. Intuitiv werden dabei von vielen Fahrern diese Hebel nach vorne gedrückt, um in Blickrichtung zu fahren und zurückgezogen, um rückwärts zu fahren („subjektive Wahrnehmung”).
Sobald der Oberwagen während der Arbeit jedoch gedreht wird (zum Beispiel bei der Durchführung von Baggerarbeiten oder beim Beladen von Lastkraftwagen) und der Fahrer das Fahrzeug wieder bewegt, kann es vorkommen, dass die subjektive Hebelstellung „vorne” nunmehr aber zu einer Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs führt, da die Fahrmotoren unabhängig von der relativen Stellung des Oberwagens zum Unterwagen angesteuert werden. Dies führt in der Praxis sehr häufig zu einer ungewollten, rückwärts gerichteten Bewegung des Fahrzeugs mit einer potentiellen Gefährdung für Personen oder Gegenstände, die sich dann hinter dem Fahrzeug befinden.
Technische Aufgabe
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Fahrtrichtungssteuerung zu entwickeln, die die intuitive Fahrtrichtungswahl der Fahrer berücksichtigt und die Drehrichtung der Fahrmotoren nicht nur einer bestimmten Stellung der Steuerhebel zuordnet, sondern bei der Drehrichtung der Fahrmotoren auch die subjektive Wahrnehmung des Fahrers berücksichtigt.
Lösung der technischen Aufgabe
Die technische Aufgabe wird gelöst, indem über eine Messvorrichtung der Winkel zwischen einer ersten Bezugslinie gebildet aus dem Drehpunkt des Oberwagens und einem vorab definierten Bezugspunkt am Oberwagen und einer zweiten Bezugslinie gebildet aus dem Drehpunkt des Unterwagens und einem vorab definierten Bezugspunkt am Unterwagen bestimmt wird und dieser Messwert von einer Auswerte- und Steuervorrichtung so in Steuerimpulse für die Fahrmotoren umgewandelt wird, dass diese das Fahrzeug entsprechend der subjektiven Wahrnehmung des Fahrers bewegen.
Vorteile der Erfindung
Die wesentlichen Vorteile der Erfindung gegenüber den bisherigen Steuersystemen sind die erhebliche Verbesserung der Arbeitssicherheit im Schwenk- und Fahrbereich des Fahrzeugs sowie die wirtschaftliche Umsetzungsmöglichkeit der Erfindung.
Zeichnungen
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie dabei einsetzbare Vorrichtungen werden anhand von Zeichnungen dargestellt und nachfolgend erläutert, wobei die dort gezeigten Merkmale beispielhaften Charakter aufweisen. Die Zeichnungen zeigen:
1a–1c: Beispielhafte Situation für den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2a–2d: Beispielhafte Darstellung von Vorrichtungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Fahrweg
3: Ladegut
4: Lastkraftwagen
5: Unterwagen
6: Drehpunkt (von Oberwagen und Unterwagen)
7: Bezugspunkt (am Unterwagen)
8: Bezugslinie (am Unterwagen)
9: Oberwagen
10: Bezugspunkt (am Oberwagen)
11: Bezugslinie (am Oberwagen)
12: Winkel (zwischen den Bezugslinien an Unter- und Oberwagen)
13: Winkelmessvorrichtung
14: Fahrtrichtungshebel
15: Auswerte- und Steuervorrichtung
16: Fahrmotor

Ausführungsbeispiele
In 1a–1c ist ein typischer Einsatzfall dargestellt, bei dem die erfindungsgemäße Fahrtrichtungssteuerung zum Einsatz gelangen kann.
Gezeigt ist der Fall, wo ein Fahrzeug 1 (im Beispiel ein Bagger) in einen sackgassenartigen Fahrweg 2 fährt, um an dessen Ende Ladegut 3 aufzunehmen. Diese Fahrtrichtung ist als Fahrtrichtung „A” gekennzeichnet (1a).
Wie in der Praxis häufig der Fall, muss der für den Transport vorgesehene Lastkraftwagen 4 aus Platzgründen denselben Fahrweg 2 benutzen wie das Fahrzeug 1 (1b).
Um den Lastkraftwagen 4 optimal beladen zu können, kann es erforderlich werden, dass das Fahrzeug 1 nach der Aufnahme des Ladeguts 3 noch eine kurze Strecke in Richtung Lastkraftwagen 4 fahren muss, um z. B. auch an die weiter entfernten Bereiche der Kippermulde zu gelangen. Diese Fahrtrichtung ist als Fahrtrichtung „B” gekennzeichnet (1c).
Konnte der Fahrer bei der Hinfahrt zum Ladegut 3 die Fahrtrichtung zum Beispiel dadurch auslösen, dass er die Fahrtrichtungshebel nach vorne gedrückt hat, so muss er nun die Fahrtrichtungshebel nach hinten ziehen, um den Bagger 1 zum Lastkraftwagen 4 zu bewegen. Die subjektive Wahrnehmung „Vorwärtsfahrt” wird also einmal durch das Vorwärtsdrücken der Fahrtrichtungshebel ausgelöst und einmal durch das Zurückziehen der Fahrtrichtungshebel.
Dies führt oft zu einer kurzen „Falschfahrt” (d. h. der Bagger 1 fährt zunächst in die falsche Richtung an), da der Fahrer nach dem Drehen des Oberwagens zunächst intuitiv die Fahrtrichtungshebel nach vorne drückt, um eine (nach subjektiver Wahrnehmung) Vorwärtsfahrt auszulösen.
Diese in der Praxis sehr häufig zu beobachtende Fehlsteuerung birgt ein erhebliches Gefahrenpotential, z. B. wenn sich zwischen Bagger 1 und Ladegut 3 Personen aufhalten oder in diesem Bereich empfindliche Objekte stehen (wie z. B. Stromverteilerkasten etc.) oder wenn der Bagger 1 zur Aufnahme des Ladeguts 3 bis an eine Böschungskante vorfahren muss und dann schon durch eine kurze „Falschfahrt” über die Böschungskante bewegt wird.
In 2a–2d sind wesentliche Komponenten des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie dabei einsetzbarer Vorrichtungen dargestellt.
Zu sehen ist ein Unterwagen 5 mit Drehpunkt 6 sowie einem Bezugspunkt 7. Die Linie, die am Drehpunkt 6 beginnt und durch den Bezugspunkt 7 verläuft, stellt die Bezugslinie 8 dar. Außerdem sind in dieser Figur die Fahrmotoren 16 abgebildet (2a).
Am Oberwagen 9 wird eine entsprechende Bezugslinie 11 vorgesehen. Diese beginnt wiederum am Drehpunkt 6 und verläuft von dort durch einen zweiten Bezugspunkt 10. Des Weiteren sind die Winkelmessvorrichtung 13, die Fahrtrichtungshebel 14 sowie die Auswerte- und Steuereinheit 15 dargestellt (2b).
Das gesamte Fahrzeug 1 besteht aus dem Unterwagen 5 und dem Oberwagen 9, welche am Drehpunkt 6 miteinander verbunden sind. Durch Drehbewegungen des Oberwagens 9 entsteht ein Winkel 12, der von der Bezugslinie 8 und der Bezugslinie 11 gebildet wird. Der Betrag dieses Winkels wird von einer Winkelmessvorrichtung 13 gemessen und der Messwert in geeigneter (z. B. digitaler) Form an die Auswerte- und Steuereinheit 15 weitergeleitet. Diese Auswerte- und Steuereinheit 15 erhält gleichzeitig Daten von der Stellung der Fahrtrichtungshebel 14 in der Fahrzeugkabine. Werden die Fahrtrichtungshebel 14 nach vorne bewegt und der Betrag des Winkels 12 ist < 90°, so werden die Fahrmotoren 16 von der Auswerte- und Steuereinheit so angesteuert, dass sie das Fahrzeug 1 in Richtung „A” bewegen (2c).
Werden die Fahrtrichtungshebel 14 nach hinten bewegt und der Betrag des Winkels 12 ist < 90°, so werden die Fahrmotoren 16 von der Auswerte- und Steuereinheit so angesteuert, dass sie das Fahrzeug 1 in Richtung „B” bewegen.
Wird der Betrag des Winkels 12 > 90° und die Fahrtrichtungshebel 14 werden nach vorne bewegt, so werden die Fahrmotoren 16 von der Auswerte- und Steuereinheit so angesteuert, dass sich das Fahrzeug 1 in Richtung „B” bewegt.
Wird der Betrag des Winkels 12 > 90° und die Fahrtrichtungshebel 14 werden nach hinten bewegt, so werden die Fahrmotoren 16 von der Auswerte- und Steuereinheit so angesteuert, dass sich das Fahrzeug 1 in Richtung „A” bewegt.
Für den Fall, dass der Betrag des Winkels 12 genau 90° beträgt, ist in diesem Beispiel vorgesehen, dass die Fahrmotoren 16 von der Auswerte- und Steuereinheit 15 nicht aktiviert werden, d. h. das Fahrzeug 1 bewegt sich in diesem Fall nicht. Erst wenn durch einen weiteren Schwenk des Oberwagens 9 die Fahrrichtungen „Vorwärts” und „Rückwärts” definiert werden, werden auch die Fahrmotoren 16 wieder angesteuert.
Dieser „indifferente” Bereich kann größer ausfallen (z. B. ±10°) oder auch entfallen. Im letzteren Fall müsste dann der Betrag des Winkels 90° der einen oder anderen Fahrrichtung zugeordnet werden.
Zur Verdeutlichung des Winkels 12 ist zusätzlich eine weitere Stellung des Oberwagens 9 im Verhältnis zum Unterwagen 5 gezeigt (2d).

Claims

Verfahren zur Steuerung der Fahrtrichtung von Fahrzeugen (1) bestehend aus einem Unterwagen (5) und einem damit im Drehpunkt (6) verbundenen Oberwagen (9), dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Drehbewegungen des Oberwagens (9) zwischen einer Bezugslinie (8) und einer Bezugslinie (11) ein Winkel (12) entsteht, der Betrag dieses Winkels (12) von einer Winkelmessvorrichtung (13) gemessen und der Messwert an eine Auswerte- und Steuervorrichtung (15) weitergeleitet wird, diese Auswerte- und Steuervorrichtung (15) gleichzeitig Daten von der Stellung der Fahrtrichtungshebel (14) aus der Fahrerkabine erhält und die Fahrmotoren (16) des Fahrzeugs (1) so ansteuert, dass sie das Fahrzeug (1) in Richtung „A” bewegen, wenn die Fahrtrichtungshebel (14) nach vorne bewegt werden und der Betrag des Winkels (12) < 90° beträgt oder die Fahrtrichtungshebel (14) nach hinten bewegt werden und der Betrag des Winkels (12) > 90° ist, das Fahrzeug (1) in Richtung „B” bewegen, wenn die Fahrtrichtungshebel (14) nach vorne bewegt werden und der Betrag des Winkels (12) ist > 90° oder die Fahrtrichtungshebel (14) nach hinten bewegt werden und der Betrag des Winkels (12) < 90° ist und das Fahrzeug (1) nicht bewegt wird, wenn der Betrag des Winkels (12) genau 90° beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Winkels (12) mechanisch-elektrisch erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Winkels (12) optisch-elektronisch erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerimpulse der Auswerte- und Steuervorrichtung (15) elektrische Signale sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerimpulse der Auswerte- und Steuervorrichtung (15) hydraulische Signale sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuervorrichtung (15) manuell aktiviert und deaktiviert werden kann.