DE102019119004A1

DE102019119004A1 - Steuern des maschinenbetriebs auf grundlage der sitzorientierung

Info

Publication number: DE102019119004A1
Application number: DE102019119004.5A
Authority: DE
Inventors: Paul S. Petersen; Rolf af Klinteberg; Kyle D. Hendricks; Bryan J. Downing; Jeremy W. Lee; Mathew J. Hedrington
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2019-07-12
Publication date: 2020-01-16
Also published as: US10843670B2; CN110714393A; US20200017077A1; CN110714393B

Abstract

Eine Arbeitsmaschine (100) beinhaltet einen Leistungsgenerator (106), der dazu ausgestaltet ist, Leistung zu erzeugen, um die Maschine vorzutreiben, ein Bremssystem, einen Bedienersitz (118), einen oder mehrere Sensoren (124) und ein Steuergerät (122). Der Bedienersitz (118) ist drehbar an der Maschine montiert. Der eine oder die mehreren Sensoren (124) sind dazu ausgestaltet, ein oder mehrere Signale zu erzeugen, die auf eine Orientierung des Bedienersitzes (118) relativ zu einer Fahrtrichtung der Maschine hinweisen. Das Steuergerät (122) ist mit der Maschine gekoppelt und zur Kommunikation mit dem einen oder den mehreren Sensoren (124) gekoppelt. Das Steuergerät (122) ist dazu ausgestaltet, auf Grundlage des einen oder der mehreren Signale zu bestimmen, dass der Bedienersitz (118) nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist, und automatisch das Bremssystem zu betätigen, wenn der Bedienersitz (118) länger als eine erste Schwellenzeit nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist.

Description

Hintergrund
Arbeitsmaschinen können Steuerungen beinhalten, die dazu ausgestaltet sind, verschiedene Aspekte des Maschinenbetriebs zu überwachen und in manchen Fällen automatisch zu steuern. In einigen Fällen beinhalten Arbeitsmaschinen Steuerungen, welche zusammen mit und/oder unabhängig von der Bedienersteuerung die Bewegung der Maschine steuern. Arbeitsmaschinensteuerungen können die Maschinenbewegung auf Grundlage einer Anzahl von Parametern steuern, die zum Beispiel die Orientierung eines Bedienersitzes (und dementsprechend der Orientierung der darin sitzenden Bedienperson) beinhalten.
Zusammenfassung
In einem Beispiel beinhaltet eine Arbeitsmaschine einen Leistungsgenerator, der dazu ausgestaltet ist, Leistung zu erzeugen, um die Maschine vorzutreiben, ein Bremssystem, einen Bedienersitz, einen oder mehrere Sensoren und ein Steuergerät. Der Bedienersitz ist drehbar an der Maschine montiert. Der eine oder die mehreren Sensoren sind dazu ausgestaltet, ein oder mehrere Signale zu erzeugen, die auf eine Orientierung des Bedienersitzes relativ zu einer Fahrtrichtung der Maschine hinweisen. Das Steuergerät ist mit der Maschine gekoppelt und zur Kommunikation mit dem einen oder den mehreren Sensoren gekoppelt. Das Steuergerät ist dazu ausgestaltet, auf Grundlage des einen oder der mehreren Signale zu bestimmen, dass der Bedienersitz nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist, und automatisch das Bremssystem zu betätigen, wenn der Bedienersitz länger als eine erste Schwellenzeit nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist.
In einem Beispiel beinhaltet ein Verfahren das Bewegen einer Arbeitsmaschine in eine erste Richtung. Die Arbeitsmaschine beinhaltet einen Bedienersitz, der drehbar an der Maschine montiert ist, einen oder mehrere Sensoren, die dazu ausgestaltet sind, ein oder mehrere Signale zu erzeugen, die auf eine Orientierung des Bedienersitzes relativ zu einer Fahrtrichtung der Maschine hinweisen, und ein Steuergerät. Das Verfahren umfasst auch das Bestimmen einer Orientierung des Bedienersitzes relativ zu der ersten Richtung durch den einen oder die mehreren Sensoren, das Bestimmen durch ein Steuergerät auf Grundlage des einen oder der mehreren Signale, dass der Bedienersitz nicht in Ausrichtung mit der ersten Richtung ist, und das automatische Betätigen des Bremssystems durch das Steuergerät, wenn der Bedienersitz länger als eine erste Schwellenzeit nicht in Ausrichtung mit der ersten Richtung ist.
Figurenliste
In den Zeichnungen, die nicht unbedingt maßstabgetreu sind, können gleiche Bezugszahlen in den verschiedenen Ansichten gleiche Komponenten bezeichnen. Gleiche Bezugszahlen mit verschiedenen angehängten Buchstaben können verschiedene Beispiele für ähnliche Komponenten darstellen. Die Zeichnungen veranschaulichen allgemein rein beispielhaft, aber ohne jegliche Einschränkung, verschiedene Ausführungsformen, die in dem vorliegenden Dokument erläutert werden.

1 bildet eine beispielhafte Verdichter-Arbeitsmaschine gemäß dieser Offenbarung ab.
2A und 2B sind jeweils Draufsichten, die schematisch die beispielhafte Verdichtermaschine von 1 abbilden.
3A-3C sind jeweils Draufsichten, die schematisch die beispielhafte Verdichtermaschine von 1 abbilden.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine gemäß dieser Offenbarung abbildet.

Detaillierte Beschreibung
Einige Bau-, industrielle und andere leichte oder schwere Arbeitsmaschinen, darunter zum Beispiel Asphaltverdichter, beinhalten eine drehbare Bedienersteuerstation, die mit der Maschine gekoppelt ist. Die Bedienersteuerstation beinhaltet in der Regel einen Sitz, in welchem eine Bedienperson während der Betätigung der Maschine sitzt, sowie verschiedene Eingabe-/AusgabeEinrichtungen, welche der Bedienperson erlauben, die Bewegung und andere Funktionen der Maschine zu steuern und zu verwalten. Die Eingabe-/AusgabeEinrichtungen können zum Beispiel Handsteuerungen zur Steuerung der Fahrtrichtung der Maschine, zum Betätigen und Steuern eines oder mehrerer Arbeitsaufsätze, und für andere Steuerungsfunktionen beinhalten, sowie Computer oder andere Anzeigevorrichtungen, um den Bedienern Informationen anzuzeigen, die nützlich für den Betrieb der Maschine sind oder diesen auf andere Weise betreffen. Die Handsteuerungen und andere Komponenten der Steuerstation können mit dem Sitz verbunden sein und sich damit drehen. Die drehende Bedienersteuerstation erlaubt es den Bedienern, die Maschine zu betätigen, während sie zu unterschiedlichen Teilen der Maschine weist, zum Beispiel, das Betätigen der Maschine, während die Bedienperson und der Bedienersitz zu einem ersten Ende der Maschine weisen, und das Betätigen der Maschine, während die Bedienperson und der Bedienersitz zu einem zweiten Ende der Maschine weisen, das dem ersten Ende gegenüberliegt.
Die Bewegung solcher Arbeitsmaschinen kann zumindest zum Teil auf Grundlage der Orientierung des Bedienersitzes relativ zu der Maschine und/oder deren Fahrtrichtung gesteuert werden. Zum Beispiel können ein oder mehrere Steuerungssysteme der Arbeitsmaschine dazu ausgestaltet sein, die Maschine zu veranlassen, sich in der Richtung zu bewegen, auf welche eine Handsteuerung einer Bedienersteuerstation in einer konkreten Orientierung des Bedienersitzes hinweist. Handfahrsteuerungen zum Einstellen der Fahrtrichtung der Maschine, und um die Maschine zu veranlassen, in der eingestellten Richtung zu fahren, können mit dem Bedienersitz verbunden sein und sich damit drehen. Die Bedienperson kann die Fahrsteuerung in eine erste Richtung einstellen, welche zum Beispiel zu einem Ende der Maschine hin gehen kann, wobei der Bedienersitz zu demselben ersten Ende der Maschine weist. Die Maschine kann dazu ausgestaltet sein, sich in diesem Zustand der Fahrtrichtungssteuerungen und der Bedienersitzrichtung in die erste Richtung zu bewegen, d. h., dieselbe Richtung, in welche die Bedienperson schaut. Die Bedienperson kann dann ggf. die Maschine stoppen, indem sie die Bremsen betätigt, die Fahrsteuerungen in eine Neutralstellung bewegt, die Maschine in einen Leerlaufzustand platziert, und den Bedienersitz zum Beispiel um 180 Grad dreht, so dass er in eine zweite, der ersten entgegengesetzte Richtung weist, die zu einem zweiten Ende der Maschine, das dem ersten Ende der Maschine entgegengesetzt ist, weist. Die Bedienperson kann erneut die Fahrsteuerung in dieselbe erste Richtung einstellen, wobei der Bedienersitz jedoch um 180 Grad gedreht ist, und die Fahrsteuerungsrichtung nun zu dem zweiten Ende der Maschine gerichtet ist, wobei die Bedienperson und der Bedienersitz ebenfalls zu dem zweiten Ende der Maschine hingewandt sind.
Bei solchen Maschinen können die entgegengesetzten Enden der Maschine nicht als „vorderes“ oder „hinteres“ bezeichnet werden, da es von der Orientierung der Bedienperson und des Bedienersitzes, die sich jeweils ändern können, abhängig ist, was zum Beispiel „vorwärts“ bedeutet. Die Maschine kann so betrachtet werden, dass sie sich „vorwärts“ bewegt, doch wird die Richtung „vorwärts“ nicht davon diktiert, ob ein Ende oder das andere Ende der Maschine die Bewegung in eine konkrete Richtung führt, sondern vielmehr von der Orientierung des Bedienersitzes. In manchen Anwendungen kann es für den Betrieb einiger Arbeitsmaschinen erforderlich sein, dass die Bedienperson in der Lage ist, zu sehen, was sich in Fahrtrichtung vor der Maschine befindet. So kann, während die Bedienperson in der Lage sein kann, den Bedienersitz und die Steuerstation während der Bewegung der Maschine zu drehen, die Maschine dazu ausgestaltet sein, automatisch die Bewegung der Maschine zu unterbrechen oder zu stoppen, wenn die Bedienperson den Sitz in eine Richtung dreht, die nicht mit der aktuellen Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Zum Beispiel kann eine Arbeitsmaschine ein oder mehrere Steuersysteme beinhalten, die in Hardware, Software und Kombinationen davon implementiert sind, welche dazu ausgestaltet sind, automatisch die Bewegung und/oder andere Aspekte des Maschinenbetriebs ohne Intervention durch oder Interaktion mit der Bedienperson zu steuern.
Arbeitsmaschinen-Steuersysteme können dazu ausgestaltet sein, zum Beispiel automatisch die Bewegung der Maschine zu unterbrechen oder zu stoppen, wenn bestimmte Bedingungen erfasst werden. Zum Beispiel können das oder die Maschinensteuersysteme dazu ausgestaltet sein, mit einem oder mehreren Sensoren zu kommunizieren und Signale, Daten oder andere Informationen von ihnen zu empfangen, die dazu ausgestaltet sind, eine(n) oder mehrere Bedingungen und/oder Parameter in Bezug auf den Maschinenbetrieb zu erfassen, messen etc. Das oder die Steuersysteme können zum Beispiel dazu ausgestaltet sein, Signale von einem Dreh- oder Orientierungssensor zu empfangen, der einem Bedienersitz und/oder einer Bedienersteuerstation zugeordnet ist, wobei die Signale auf die Orientierung des Bedienersitzes / der Steuerstation relativ zu der aktuellen Fahrtrichtung der Maschine hinweisen. In dem Fall, dass das oder die Steuersystem(e) Signal(e), Daten oder andere Informationen von dem Sitz-/Stations-Orientierungssensor empfängt, das oder die darauf hinweisen, dass der Sitz / die Station in einem Schwellenausmaß nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung der Maschine ist, können das oder die Steuersystem(e) dazu ausgestaltet sein, automatisch ein Bremssystem zu betätigen, um die Bewegung der Maschine zu stoppen. Als ein Beispiel können das oder die Maschinensteuersystem(e) dazu ausgestaltet sein, automatisch die Bewegung der Maschine zu stoppen, wenn der Bedienersitz / die Steuerstation um 90 Grad oder mehr aus der Ausrichtung mit der Fahrtrichtung der Maschine orientiert ist.
Die vorliegende Offenbarung erkennt, dass unter anderem die automatisierten Maschinenbewegungssteuerungen, z. B. dieselben oder ähnliche, wie sie in dem vorhergehenden Beispiel beschrieben wurden, verbessert werden können, indem eine Hysterese in die Steuerung eingebaut wird. Zum Beispiel können das oder die Maschinensteuersystem(e) dazu ausgestaltet sein, automatisch die Bewegung der Maschine zu stoppen, wenn die Steuerung erfasst (oder bestimmt, berechnet, ableitet etc.), dass der Bedienersitz / die Steuerstation für eine Schwellenzeitdauer nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung der Maschine ist. Die Einbeziehung einer Zeitverzögerung in das Steuerungsverfahren kann eine Reihe von Vorteilen und/oder anderen Vorzügen mit sich bringen. Als ein Beispiel kann das Einbeziehen einer Zeitverzögerung in einer automatisierten Stoppsteuerung die Anzahl von Fehlern verringern, bei denen die Bedienperson den Sitz unabsichtlich nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung dreht, und in der Lage ist, den Sitz in ausreichend kurzer Zeit, die noch als zulässig für eine temporäre Fehlausrichtung zwischen Fahrtrichtung und der Bedienersitz-Bedienpersonenrichtung gilt, wieder auszurichten, ohne die Bewegung der Maschine zu stoppen.
Als weiteres Beispiel kann die Zeitverzögerung vor dem automatischen Stoppen der Maschinenbewegung einen effizienteren Betrieb der Maschine mit potenziell verbesserter Leistung ermöglichen. Zum Beispiel kann eine Bedienperson eines Verdichters wünschen, zwei Durchgänge über dasselbe Material, z. B. Asphalt, in zwei entgegengesetzten Richtungen durchzuführen, um das Material mit der Maschine vollständig zu verdichten. Unter solchen Bedingungen können einige bestehende Maschinensteuersysteme erfordern, dass die Bedienperson die Maschine veranlasst, sich entlang des Materialpfads in eine erste Richtung bis zum Ende des Pfads zu bewegen, die Maschine durch Betätigen der Bremsen und/oder Platzieren der Maschinenfahrsteuerungen in eine Neutralstellung stoppt, den Sitz um 180 Grad dreht, so dass er in eine zweite Richtung weist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und dann die Maschinen-Fahrsteuerung in einen Fahrgang bewegt, um die Maschine zu veranlassen, sich in die zweite Richtung zu bewegen. Das Bremsen, die Fahrsteuerungen und die Sitzdrehung können die Maschine veranlassen, für eine unerwünscht lange Zeitperiode auf dem Asphalt (oder anderen Material) zu verweilen, bevor sie erneut die Bewegung entlang des Pfads in die entgegengesetzte Richtung aufnimmt.
In Beispielen gemäß dieser Offenbarung kann die Bedienperson jedoch beginnen, den Sitz und ihre Blickrichtung relativ zu der Fahrtrichtung zu drehen, bevor sie die Maschine stoppt, und während sich die Maschine dem Ende eines Durchgangs über das Material nähert oder dieses erreicht, kann die Bedienperson in einer Position sein, so dass sie die Maschine durch Platzieren der Fahrsteuerungen in die Neutralstellung zurücksetzen kann, und auch unmittelbar bereit ist, die Maschine wieder in Gang zu bringen, um die Fahrt in die entgegengesetzte Richtung aufzunehmen. Indem die Bedienperson in die Lage versetzt wird, ihre Stellung zum Betreiben der Maschine zu wechseln und die Fahrtrichtung der Maschine auf solche Weise zu ändern, kann die Zeit verringert werden, die zur Bearbeitung einer Fläche unter Verwendung der Maschine erforderlich ist, und dies kann auch zu einer besseren Maschinenleistung auf dem Material führen, indem zuvor erforderliche Maschinenstoppzeiten in einer einzelnen Stellung wegfallen, zum Beispiel an den Enden eines Maschinenverdichtungspfads.
In einem Beispiel gemäß dieser Offenbarung beinhaltet eine Arbeitsmaschine einen Leistungsgenerator, ein Bremssystem, einen Bedienersitz, einen oder mehrere Sensoren und ein Steuergerät. Der Leistungsgenerator erzeugt Antriebsleistung zur Bewegung der Maschine. Das Bremssystem kann Anhalte- oder Widerstandsleistung zum Verlangsamen oder Stoppen der Maschine bereitstellen. Der Bedienersitz ist drehbar an der Maschine montiert. Der eine oder die mehreren Sensoren sind dazu ausgestaltet, ein oder mehrere Signale zu erzeugen, die auf eine Orientierung des Bedienersitzes relativ zu einer Fahrtrichtung der Maschine hinweisen. Das Steuergerät ist dazu ausgestaltet, ein oder mehrere Signale von dem einen oder den mehreren Sensoren zu empfangen, auf Grundlage des einen oder der mehreren Signale zu bestimmen, ob der Bedienersitz nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist, und automatisch das Bremssystem zu betätigen, wenn der Bedienersitz länger als eine erste Schwellenzeit nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist.
1 bildet eine beispielhafte Verdichter-Arbeitsmaschine 100 gemäß dieser Offenbarung ab. Die Maschine 100 kann zum Beispiel ein Vibrations-Walzenverdichter sein, der verwendet werden kann, um verschiedene Materialien zu verdichten, etwa Asphalt. In 1 beinhaltet die beispielhafte Maschine 100 den Rahmen 102, mit dem der Körper 104 gekoppelt ist, den Leistungsgenerator 106, Räder 108, die Walze 110 und die Kabine 112, in welcher die Bedienersteuerstation 114 angeordnet ist. Obwohl nicht abgebildet, umfasst die Maschine 100 auch Bremsen, die dazu vorgesehen und ausgestaltet sind, die Drehung der Räder 108 zu begrenzen und/oder zu stoppen.
Die Arbeitsmaschine 100 beinhaltet den Rahmen 102, an welchem der Körper 104 der Maschine angebracht ist. Der Rahmen 102 kann einen oder mehrere Abschnitte und/oder separate Rahmen umfassen, die miteinander gekoppelt sind. In einem Beispiel beinhaltet der Rahmen 102 mehrere Rahmen, die miteinander gekoppelt und dazu ausgestaltet sind, sich gelenkig relativ zueinander zu bewegen.
Die Maschine 100 umfasst auch den Leistungsgenerator 106, der dazu ausgestaltet ist, Leistung zu erzeugen, um die Maschine vorzutreiben, und der wirkmäßig mit den Rädern 108 gekoppelt ist. Der Leistungsgenerator 106 kann verschiedene Leistungserzeugungsplattformen beinhalten, darunter zum Beispiel einen Verbrennungsmotor, Benzin oder Diesel, oder einen Elektromotor. Zusätzlich wird der Leistungsgenerator 106 üblicherweise wirkmäßig mit einem oder mehreren Antriebsstrangkomponenten gekoppelt sein, zum Beispiel einem Getriebe, das dazu ausgestaltet ist, die von dem Leistungsgenerator 106 erzeugte Leistung auf die Räder 120 zu übertragen. Außer für den Vortrieb der Maschine 100 über verschiedene Geländetypen kann die von dem Leistungsgenerator 106 erzeugte Leistung für verschiedene betriebliche Anforderungen der Maschine verwendet werden, etwa zum Betreiben eines daran angebrachten Arbeitsaufsatzes.
Die Walze 110 ist mit dem Rahmen 102 und der Maschine 100 gekoppelt und dazu ausgestaltet, sich relativ zu diesen zu drehen. Die Walze 110 kann eine statische Verdichtungskraft (d. h., durch die Schwerkraft bedingtes Gewicht) bereitstellen, um Materialien zu bearbeiten, und kann mit einem oder mehreren Mechanismen gekoppelt sein, die dazu ausgestaltet sind, die Walze in Vibrationen zu versetzen und dadurch dynamische Kräfte bereitzustellen, um die Verdichtungsergebnisse zu verbessern. Die Walze 110 kann neben anderen Eigenschaften eine Reihe von unterschiedlichen Größen, Materialien, Gewichten aufweisen, in Abhängigkeit vom geplanten Einsatz der Maschine 100.
Die Bedienersteuerstation 114 ist innerhalb der Kabine 112 der Arbeitsmaschine 100 angeordnet. Die Bedienersteuerstation 114 beinhaltet die Basis 116, den Sitz 118, die Handsteuerungen 120, die elektronische Steuereinheit 122 und einen oder mehrere Sensoren 124. Der Sitz 118 kann beweglich an der Basis 116 montiert sein, die an dem Körper 104 der Arbeitsmaschine 100 angebracht ist, oder der Sitz 118 kann an der Basis 116 angebracht sein, wobei die Basis 116 beweglich an der Arbeitsmaschine montiert ist. Die Basis 116 kann aus einer Reihe von Trägerstrukturen bestehen, die den Sitz 118 tragen und dessen Bewegung ermöglichen. In Beispielen gemäß dieser Offenbarung sind die Basis 116 und/oder der Sitz 118 dazu ausgestaltet, sich relativ zu der Arbeitsmaschine 100 zu drehen, etwa auch zur Drehung um eine oder mehrere vollständige Umdrehungen von 360°. Der Sitz 118 kann auch dazu ausgestaltet sein, sich zum Beispiel vorwärts und rückwärts zu verschieben, sowie um die Höhe des Sitzes einzustellen.
Die Handsteuerungen 120 können eine oder mehrere Bedienereingabevorrichtungen beinhalten, die dazu ausgestaltet sind, die Maschine 100 zu veranlassen, in verschiedenen Modi und Aspekten des Betriebs zu arbeiten. Die Handsteuerungen 120 können eine Drosselklappe, eine Gangschaltung oder eine ähnliche Eingabe umfassen, welche die Maschine 100 veranlassen, sich zu bewegen, und/oder die Fahrtrichtung der Maschine einstellen. Die Handsteuerungen 120 sind mit dem Sitz 118 verbunden und drehen sich damit. In einem Beispiel beinhalten die Handsteuerungen 120 einen Joystick oder andere Bedienereingabesteuerung, der/die der Bedienperson erlaubt, den Leistungsgenerator 106 zu aktivieren, um die Maschine 100 in eine Richtung vorzutreiben, in welche diese Steuerung durch die Bedienperson bewegt wird. In anderen Beispielen gemäß dieser Offenbarung können die Eingangssteuerungen zur Steuerung des Maschinenbetriebs, darunter Bewegung, Drosselung, Fahrtrichtung und andere Aspekte des Betriebs, Eingangssteuerungen zusätzlich zu und/oder anstelle der Handsteuerungen 120 beinhalten. Zum Beispiel könnte für die Maschinenrichtung, die Drosselung und/oder andere Funktionen, die den Handsteuerungen 120 zugeordnet sind, auch ein Fußpedal oder eine andere fußbetätigte Steuerung verwendet werden.
Die elektronische Steuereinheit (ECU) 122 ist mit dem Sitz 118 der Bedienersteuerstation 114 gekoppelt. ECU 122. Obwohl die ECU 122 in dem Beispiel von 1 mit einem Sitz 118 gekoppelt ist, könnte in anderen Beispielen die ECU an unterschiedlichen Positionen der Bedienersteuerstationen 114 oder einer anderen Position der Maschine 100 positioniert sein. Zum Beispiel könnte die ECU 122 innerhalb der Basis 116 oder an anderer Stelle an oder in dem Körper 104 der Arbeitsmaschine 100 positioniert sein. Die ECU 122 steht in Kommunikationsverbindung mit dem oder den Sensoren 124, und kann mit anderen elektronischen Steuerungen und/oder zusätzlichen Sensoren der Maschine 100 verbunden sein.
Eine elektronische Steuereinheit (ECU) kann ein eingebettetes System sein, das elektrische Systeme der Maschine und/oder andere Teilsysteme der Maschine steuert. Typen von ECUs beinhalten neben weiteren Beispielen elektronische bzw. Motorsteuerungsmodule, Antriebsstrangsteuermodule, Getriebesteuermodule, Bremsensteuermodule, Aufhängungs-/Fahrwerks-Steuermodule. Im Fall von industriellen oder Baumaschinen sowie anderen schweren Maschinen können beispielhafte ECUs auch ein Arbeitsaufsatz-Steuermodul beinhalten, das einem oder mehreren Arbeitsaufsätzen zugeordnet ist, die mit der Maschine gekoppelt sind und von dieser aus betätigbar sind.
Die beispielhafte Maschine 100 kann zum Beispiel ein Motorsteuerungsmodul (ECM), das dem Leistungsgenerator 106 zugeordnet ist, ein Arbeitsaufsatz-Steuermodul (ICM), das der Walze 110 zugeordnet ist, ein Getriebesteuermodul (TCM), das einem wirkmäßig mit dem Leistungsgenerator gekoppelten Getriebe zugeordnet ist, und ein Bremsensteuermodul (BCM) beinhalten, das dem Bremssystem der Maschine 100 zugeordnet ist. Diese elektronischen Module/Einheiten können zur Kommunikation verbunden und dazu ausgestaltet sein, Daten, Sensor- oder andere analoge Signale und andere Informationen zwischen den verschiedenen ECUs der Maschine 100 einschließlich der ECU 122 zu senden und zu empfangen. Zusätzlich können Funktionen, die der ECU 122 oder allgemeiner einen Steuergerät einer Arbeitsmaschine zugeordnet sind, auch unter verschiedenen Geräten der Maschine 100 verteilt sein, darunter zum Beispiel der ECU 122, die der Bedienersteuerstation 114 zugeordnet ist, einem ECM, das dem Leistungsgenerator 106 zugeordnet ist, und einem BCM, das dem Bremssystem der Maschine zugeordnet ist.
Die ECUs und andere elektronische Steuerungen der Maschine 100, einschließlich der ECU 122, können Software, Hardware und Kombinationen von Hardware und Software beinhalten, die dazu ausgestaltet ist/sind, eine Anzahl von Funktionen auszuführen, die den Komponenten in den offenbarten Beispielen zugeordnet sind. Die ECUs oder andere elektronische Steuerungen der Maschine 100 können analoge, digitale oder kombinierte analoge/digitale Steuergeräte mit einer Reihe von Komponenten sein. Als Beispiele können die ECUs und anderen elektronischen Steuerungen der Maschine 100 integrierter Schaltkreise oder ICB(s), gedruckte Leiterplatten oder PCB(s), Prozessor(en), Datenspeichereinrichtungen, Schalter, Relais etc. beinhalten. Beispiele für Prozessoren können beliebig eines oder mehrere der folgenden beinhalten: Mikroprozessoren, digitale Signalverarbeitungsprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltkreis (ASICs), feldprogrammierbare Gatteranordnungen (FPGAs) oder äquivalente diskrete oder integrierte Logikschaltungen.
Die ECUs und andere elektronische Steuerungen der Maschine 100 können Speichermedien zum Speichern und/oder Abrufen von Daten oder anderen Informationen beinhalten, zum Beispiel Signale von Sensoren. Beispiele für nichtflüchtige Speichervorrichtungen beinhalten magnetische Festplatten, optische Platten, Floppy Disks, Flash-Speicher, oder Formen elektrisch programmierbarer Speicher (EPROM) oder elektrisch löschbarer und programmierbarer Speicher (EEPROM). Beispiele für flüchtige Speichereinrichtungen beinhalten wahlfreie Zugriffsspeicher (RAM), dynamische wahlfreie Zugriffsspeicher (DRAM), statische wahlfreie Zugriffsspeicher (SRAM) und andere Formen flüchtiger Speichereinrichtungen. Die Datenspeichereinrichtungen können verwendet werden, um Programmanweisungen zur Ausführung durch einen oder mehrere Prozessoren zum Beispiel der ECU 122 zu speichern.
Die ECUs und andere elektronische Steuerungen der Maschine 100 können dazu ausgestaltet sein, miteinander und mit anderen Komponenten der Maschine 100 über verschiedene kabelgebundene oder drahtlose Kommunikationstechnologien und - komponenten unter Verwendung verschiedener öffentlicher und/oder rechtlich geschützter Standards und/oder Protokolle zu kommunizieren. Beispiele für Transportmedien und Protokolle für die elektronische Kommunikation zwischen Komponenten der Maschine 300 beinhalten Ethernet, Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), 802.11 oder Bluetooth, oder weitere Standard- oder rechtlich geschützte Transportmedien und Kommunikationsprotokolle.
Die Bedienersteuerstation 114 beinhaltet einen oder mehrere Sensoren 124. Der oder die Sensoren 124 sind dazu ausgestaltet, neben weiteren Funktionen die Drehung und optional die Orientierung der Basis 116 und/oder des Sitzes 118 der Bedienersteuerstation 114 zu erfassen. Der oder die Sensoren 124 können eine Reihe von Typen von Einrichtungen umfassen, die dazu ausgestaltet sind, die Drehung zu erfassen und/oder zu messen. Zum Beispiel können der oder die Sensoren 124 einen oder mehrere magnetische Reed-Schalter, Halleffektsensoren, Beschleunigungsmesser und Magnetometer beinhalten, neben weiteren beispielhaften Dreh-/Orientierungssensoren. Zusätzlich können der oder die Sensoren 124 Einrichtungen sein, die Teil von anderen Einrichtungen/Systemen der Maschine 100 sind. In einem Beispiel beinhalten der oder die Sensoren 124 einen Reed- oder anderen Schalter, der an dem Sitz 118 positioniert und dazu ausgestaltet ist, ausgelöst (z. B. aus einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand zu schalten oder aus einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand zu schalten) zu werden, wenn der Bedienersitz sich um einen Schwellengrad aus der Ausrichtung mit der Fahrtrichtung der Maschine 100 dreht.
Eine Bedienperson der Maschine 100 kann in dem Sitz 118 der Steuerstation 114 sitzen und kann die Maschine vortreiben, indem sie eine Gangschaltung der Handsteuerungen 120 aktiviert, die Bremsen, die den Rädern 108 zugeordnet sind, löst, und in einigen Fällen eine Drosselung herunterdrückt oder auf andere Weise betätigt, um den Leistungsgenerator 106 zu veranlassen, Leistung zu erzeugen, die durch einen Antriebsstrang auf die Räder 108 übertragen wird. In einem Beispiel ist die ECU 122 dazu ausgestaltet, Aspekte des Betriebs der Maschine 100 zu überwachen und zu steuern. In einem Beispiel ist die ECU 122 dazu ausgestaltet, die Bewegung der Maschine 100 unter bestimmten Umständen und auf Grundlage bestimmter Parameter/Eigenschaften zu steuern, welche die ECU auf Grundlage von Informationen, die von anderen Komponenten, zum Beispiel etwa dem oder den Sensoren 124 empfangen werden, bestimmen, ableiten, berechnen, messen etc. kann.
In einem Beispiel ist die ECU 122 dazu ausgestaltet, Signale periodisch oder kontinuierlich von dem oder den Sensoren 124 zu empfangen. Die Signale des oder der Sensoren 124 weisen darauf hin, ob der Bedienersitz 118 sich gedreht hat oder nicht, und in welchem Umfang, oder auf die Orientierung, in welche der Sitz 118 gedreht wurde. Die ECU 122 ist auch dazu ausgestaltet, Informationen, die auf die Bewegung der Maschine 100 und die Richtung hinweisen, in welche sich die Maschine bewegt, zu erfassen, zu bestimmen und/oder zu empfangen. Zum Beispiel kann die ECU 122 zur Kommunikation mit den Handsteuerungen 120 gekoppelt sein und kann dazu ausgestaltet sein, Signale, Daten oder andere Informationen zu empfangen, die auf verschiedene Eingaben der Handsteuerungen hinweisen, darunter eine Fahrtrichtung der Maschine 100. Zusätzlich oder alternativ kann die ECU 122 in Kommunikation mit Steuerungen oder anderer Elektronik der Maschine 100 stehen, etwa zum Beispiel einem ECM, das dem Leistungsgenerator 106 zugeordnet ist, und/oder einem TCM, das einem Getriebe zugeordnet ist, von welchen die ECU 122 Signale oder andere Informationen empfangen kann, die auf den Zustand, die Rate und/oder die Richtung der Bewegung der Maschine 100 hinweisen.
In einem Beispiel aktiviert eine Bedienperson der Maschine 100 die Handsteuerungen 120, um die Maschine vorzutreiben. Die Bedienperson kann zum Beispiel einen Joystick der Handsteuerungen 120 durch Drücken des Joysticks zu einem Ende der Maschine 100 hin aktivieren, um die Maschine zu veranlassen, sich in diese Richtung zu bewegen. In 1 kann die Bedienperson zum Beispiel die Eingabesteuerung, z. B. den Joystick der Handsteuerungen 120, zu dem Ende der Maschine 100 hin drücken, das die Walze 110 umfasst, um die Maschine 100 zu veranlassen, sich aus der Perspektive der Ansicht von 1 nach links zu bewegen. Als weiteres Beispiel kann die Bedienperson die Eingabesteuerung, z. B. den Joystick der Handsteuerungen 120, zu dem Ende der Maschine 100 hin drücken, das die Räder 108 umfasst, um die Maschine 100 zu veranlassen, sich aus der Perspektive der Ansicht von 1 nach rechts zu bewegen.
Während sich die Maschine 100 bewegt, tasten der oder die Sensoren 124 die Orientierung der Bedienperson (z. B. über die Orientierung der Basis 116 und/oder des Sitzes 118) relativ zu einer Fahrtrichtung der Maschine ab. Die ECU 122 empfängt Signale oder andere Informationen von dem oder den Sensoren 124 und bestimmt auf Grundlage der Signale, die von dem oder den Sensoren 124 kommend empfangen werden, ob die Basis 116 und/oder der Sitz 118 aus der Ausrichtung mit der Fahrtrichtung sind. Zusätzlich ist die ECU 122 dazu ausgestaltet, automatisch ein Bremssystem der Maschine 100 zu betätigen, wenn die Basis 116 und/oder der Sitz 118 länger als eine erste Schwellenzeit nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung sind. Indem ermöglicht wird, dass die Bedienperson für eine Schwellenzeitdauer in eine andere Richtung als die Fahrtrichtung gewandt ist, bevor die Bewegung der Maschine automatisch gestoppt wird, ist eine Reihe von Vorteilen und/oder Vorzügen für den Betrieb und/oder die Leistung der Maschine erzielbar. 2A und 2B sind jeweils Draufsichten von oben, die schematisch die beispielhafte Maschine 100 von 1 abbilden. 2A bildet die Maschine 100 ab, die sich in eine erste Richtung bewegt, wobei sich der Bedienersitz 118 in einer ersten Orientierung befindet. 2B bildet die Maschine 100 ab, die sich in eine erste Richtung bewegt, wobei sich der Bedienersitz 118 in einer zweiten Orientierung befindet. Die Fahrtrichtung der Maschine 100 ist in 2A und 2B durch die unterbrochene Linie 200 angegeben. Die Orientierung des Sitzes 118 ist in 2A und 2B durch die gepunktete Linie 202 angegeben.
2A bildet die Maschine 100 ab, während sie sich in eine erste Richtung bewegt. In 2A weisen ein Bedienersitz 118 und eine darauf sitzende Bedienperson in die erste Richtung, in welche die Maschine 100 fährt. Zusätzlich ist die Fahrtrichtungs-Handsteuerung 120, die mit dem Bedienersitz 118 gekoppelt ist und sich damit bewegt, auf die Stellung D1 eingestellt, was die Handsteuerung in die erste Richtung relativ zu einer Neutralstellung platziert. Die Orientierung (durch die gepunktete Linie 202 angegeben) des Sitzes 118 ist mit der Fahrtrichtung (durch die unterbrochene Linie 200 angegeben) der Maschine 100 ausgerichtet.
In einem Beispiel sitzt eine Bedienperson der Maschine 100 in dem Bedienersitz 118 und fährt und steuert die Maschine so, dass sie einen Durchgang über einen Bereich eines Geländes ausführt. Die Maschine 100 kann zum Beispiel Asphalt verdichten, indem sie einen oder mehrere Durchgänge über einen oder mehrere Bereiche mit nicht oder nicht vollständig verdichtetem Asphalt ausführt. In 2A steuert die Bedienperson die Maschine 100 mit der Handsteuerung 120 (und anderen Steuerungen/Eingabe-/Ausgabe-Einrichtungen, darunter zum Beispiel eine Motordrosselklappensteuerung), um diese in die erste Richtung zu bewegen. Während die Maschine 100 über das Zielgelände fährt, überwacht die ECU 122 eine Reihe von Aspekten des Betriebs der Maschine, darunter den oder die Sensoren oder andere Einrichtungen, die ein oder mehrere Signale erzeugen, die auf den Zustand der Handsteuerung 120, die Orientierung des Bedienersitzes 118 und die Fahrtrichtung der Maschine 100 hinweisen.
In 2B hat die Bedienperson absichtlich oder unabsichtlich den Sitz 118 veranlasst, sich in eine zweite Orientierung zu drehen, die sich von der ersten Orientierung des Sitzes in 2A unterscheidet. Wie oben beschrieben ist der Bedienersitz 118 (sowie in einigen Fällen eine Bedienersteuerstation, die den Sitz beinhaltet) dazu ausgestaltet, sich zum Beispiel relativ zu dem Rahmen der Maschine 100 zu drehen. Die Steuerung oder Betätigung einer solchen Artikulation kann auf eine Reihe von Wegen veranlasst/gesteuert werden. In einigen Beispielen ist der Bedienersitz 118 mit der Maschine 100 durch einen mechanischen Mechanismus gekoppelt, der es dem Sitz oder einer Basis desselben erlaubt, sich zu drehen, wenn die Bedienperson zum Beispiel einen Verriegelungs-/Freigabegriff oder eine andere mechanische Steuerung an oder neben dem Sitz betätigt. Auf diese Weise kann der Bedienersitz 118 durch die Bedienperson manuell in verschiedene Orientierungen gedreht werden. In anderen Beispielen kann der Bedienersitz 118 mit einem oder mehreren Motoren und/oder Steuerungen ausgestattet sein, die automatisch oder mit einer Eingabe der Bedienperson den Sitz veranlassen können, sich in/durch verschiedene Orientierungen relativ zu der Maschine 100 zu drehen. In 2B ist der Bedienersitz 118 nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung der Maschine 100. In einigen Beispielen erhält, oder verlangt und erhält, die ECU 122 periodisch oder kontinuierlich Signale welche auf die Orientierung des Sitzes 118 relativ zu der Fahrtrichtung der Maschine 100 hinweisen, von dem oder den Sensoren, zum Beispiel etwa von dem oder den Sensoren 124, die in 1 abgebildet sind. In einem Beispiel kann die ECU 122 dazu ausgestaltet sein, ein oder mehrere automatisierte Steuerprogramme/Algorithmen/eingebettete Steuerungen auszulösen, wenn der Bedienersitz 118 in einer beliebigen Stellung orientiert ist, die nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist. In anderen Beispielen kann die ECU 122 dazu ausgestaltet sein, automatisierte Maschinensteuerungen auszulösen, wenn der Bedienersitz 118 um einen Schwellengrad nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist.
In dem Beispiel von 2B ist der Bedienersitz 118 um mehr als 90 Grad nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung der Maschine 100. In einem Beispiel ist die ECU 122 dazu ausgestaltet, die Orientierung des Sitzes 118 (z. B. unter Verwendung des oder der Sensoren 124) relativ zu der Fahrtrichtung der Maschine 100 zu überwachen, welche die ECU 122 auf Grundlage von Signalen von einem oder mehreren Bordsystemen bestimmen kann, darunter zum Beispiel eine Motorsteuereinheit und/oder Getriebesteuereinheit. Die ECU 122 kann auch dazu ausgestaltet sein, mit der Handsteuerung 120 zu kommunizieren und die Stellung der Handsteuerung 120 als Hinweis auf die Fahrtrichtung der Maschine 100 zu interpretieren.
In dem Beispiel von 2B kann die ECU 122 Signale von dem oder den Sensoren 124 empfangen, die darauf hinweisen, dass der Bedienersitz 118 um gleich oder mehr als 90 Grad nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung der Maschine 100 ist. In einem Beispiel bestimmt die ECU 122, dass die Fehlausrichtung zwischen der Fahrtrichtung der Maschine 100 und der Orientierung des Sitzes 118 größer als eine vorbestimmte Schwelle ist (z. B. 90 Grad), und löst einen Zeitgeber bei to aus, der dazu ausgestaltet ist, für eine vorbestimmte Zeitverzögerung bis zum Zeitpunkt t_Verzögerung zu laufen, wie durch den in 2B abgebildeten Zeitstrahl gezeigt wird. Die ECU 122 kann dazu ausgestaltet sein, keine weitere Maßnahme in Ansprechen auf die Fehlausrichtung des Sitzes 118 mit der Fahrtrichtung zu ergreifen, bis die Zeitverzögerung abgelaufen ist.
In solchen Fällen können das oder die Steuerungsprogramme/Algorithmen/eingebetteten Steuerungen, die in die ECU 122 integriert sind, die Zeitverzögerung verwenden, um unbeabsichtigte Fehlerzustände zu verhindern, zum Beispiel wenn die Bedienperson den Sitz 118 unabsichtlich dreht, und Zeit für die Bedienperson vorzusehen, den Sitz mit der Fahrtrichtung der Maschine 100 auszurichten, bevor sie automatisch die Steuerung der Maschinenbewegung übernehmen. Alternativ kann sich die Maschine 100 dem Ende eines Durchgangs über den Asphalt nähern, wenn die Bedienperson den Sitz 118 in die in 2B abgebildete Stellung dreht. Die Bedienperson hat zum Beispiel absichtlich den Sitz 118 umorientiert, um den Übergang der Maschine 100 von der Fahrt über den Asphalt in die erste Richtung zur Fahrt über den Asphalt in eine zweite, der ersten entgegengesetzte Richtung vorzubereiten. In solchen Fälle kann die Bedienperson den Sitz 118 aus der Ausrichtung mit der Fahrtrichtung der Maschine 100 für gleich oder weniger als eine vorbestimmte Zeit t_Verzögerung drehen, und kann dann für einen glatteren und rascheren Übergang der Maschine 100 auf eine Fahrtrichtung bereit sein, ohne dass die ECU 122 automatisch die Bedienersteuerung unterbricht und die Maschine zum Halten veranlasst. In dem Fall, dass die Zeitverzögerung abläuft und der Bedienersitz 118 immer noch 90 Grad oder mehr (oder über einer anderen vorbestimmten Schwelle) nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung der Maschine 100 ist, kann die ECU 122 dazu ausgestaltet sein, die Bewegung der Maschine automatisch zu verlangsamen oder zu stoppen, zum Beispiel durch automatisches Betätigen eines Bremssystems der Maschine.
3A bis 3C sind Draufsichten von oben, die schematisch die beispielhafte Maschine 100 von 1 abbilden. 3A bildet die Maschine 100 ab, die sich in eine erste Richtung bewegt, wobei sich der Bedienersitz 118 in einer ersten Orientierung befindet. 3B bildet die Maschine 100 ab, die sich in die erste Richtung bewegt, wobei sich der Bedienersitz 118 in einer zweiten Orientierung befindet, da die Bedienperson der Maschine den Übergang der Maschine von der Fahrt in die erste Richtung auf die Fahrt in eine zweite, der ersten entgegengesetzte Richtung vorbereitet. 3C bildet die Maschine 100 ab, die sich in die zweite Richtung bewegt, wobei sich der Bedienersitz 118 in einer dritten Orientierung befindet. Die Fahrtrichtung der Maschine 100 ist in den 3A bis 3C durch die unterbrochene Linie 300 angegeben. Die Orientierung des Sitzes 118 ist in den 3A bis 3C durch die gepunktete Linie 302 angegeben.
3A ist ähnlich dem Beispiel von 2A und bildet die Maschine 100 ab, während sie sich in eine erste Richtung bewegt. In 3A weisen ein Bedienersitz 118 und eine darauf sitzende Bedienperson in die erste Richtung, in welche die Maschine 100 fährt. Die Orientierung des Bedienersitzes 118 ist mit der Fahrtrichtung ausgerichtet, oder mit anderen Worten die Differenz Δ zwischen der Fahrtrichtung 300 und der Orientierung des Sitzes 302 ist Null. Zusätzlich ist die Fahrtrichtungs-Handsteuerung 120, die mit dem Bedienersitz 118 gekoppelt ist und sich damit bewegt, auf die Stellung D1 eingestellt, was die Handsteuerung in die erste Richtung relativ zu einer Neutralstellung platziert. Während die Maschine 100 über das Zielgelände fährt, überwacht die ECU 122 eine Reihe von Aspekten des Betriebs der Maschine, darunter den oder die Sensoren oder andere Einrichtungen, die ein oder mehrere Signale erzeugen, die auf den Zustand der Handsteuerung 120, die Orientierung des Bedienersitzes 118 und die Fahrtrichtung der Maschine 100 hinweisen.
In 3B ist der Bedienersitz 118 in einer zweiten Orientierung orientiert und platziert den Sitz gleich oder um mehr als 90 Grad aus der Ausrichtung mit der Fahrtrichtung der Maschine 100 in die erste Richtung. Die ECU 122 empfängt periodisch oder kontinuierlich Signale, welche auf die Orientierung des Sitzes 118 relativ zu der Fahrtrichtung der Maschine 100 hinweisen, von dem oder den Sensoren 124 (siehe 1), die dazu ausgestaltet sind, die Orientierung des Sitzes relativ zu der Maschine zu messen. Wenn die ECU 122 ein oder mehrere Signale von dem oder den Sensoren 124 empfängt, die darauf hinweisen, dass der Bedienersitz 118 um ein Schwellenausmaß (z. B. 90 Grad) nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist, ist die ECU 122 dazu ausgestaltet, bei to einen Zeitgeber auszulösen. In 3B kann, obwohl die Orientierung des Sitzes 118 und die Stellung der Handsteuerung 120 nicht länger mit der Fahrtrichtung der Maschine 100 ausgerichtet ist, die ECU 122 noch nicht die automatische Steuerung der Bewegung der Maschine auslösen, da der Zeitverzögerungs-Zeitgeber noch innerhalb der Schwellenzeitdauer ist.
In 3C ist der Bedienersitz 118 in eine dritte Orientierung gedreht, welche den Sitz so orientiert, dass er in die zweite Richtung der Maschine 100 weist. Die ECU 122 überwacht weiter die Orientierung des Sitzes 118 relativ zu der Fahrtrichtung der Maschine 100 auf Grundlage der Signale von dem oder den Sensoren 124. In 3C ist der bei ECU 122 ausgelöste Zeitgeber bei Zeitpunkt t₁ immer noch innerhalb der vorbestimmten Zeitverzögerung. In einem Beispiel bereitet die Bedienperson die Maschine 100 für den Übergang von der Fahrt in die erste Richtung auf die Fahrt in die zweite, der ersten entgegengesetzte Richtung vor.
Wenn die Maschine 100 sich dem Ende eines Durchgangs über ein zur Bearbeitung vorgesehenes Material nähert, zum Beispiel über zur Verdichtung vorgesehenen Asphalt, kann die Bedienperson, nachdem sie den Sitz 118 aus der Ausrichtung mit der ersten Fahrtrichtung gedreht hat, die Bremsen betätigen, um die Maschine anzuhalten, und kann auch die Handsteuerung 120 in eine Neutralstellung bewegen. In einem Beispiel kann die ECU 122 dazu ausgestaltet sein, den Zeitverzögerungs-Zeitgeber anzuhalten und die automatisierte(n) Maschinenbewegungssteuerung(en) zurückzusetzen, wenn die Bedienperson die Maschine 100 in diesen oder in einen ähnlichen Neutral- oder Leerlaufzustand der Bewegung versetzt. Nach einem kurzen Stoppen der Maschine kann die Bedienperson, die in dem Sitz 118 sitzt und in die zweite Fahrtrichtung weist, die Handsteuerung 120 in die Stellung D1 positionieren, die nun in die zweite Fahrtrichtung gestellt ist, was die Maschine 100 veranlasst, sich in die zweite Richtung über den Asphalt zu bewegen und diesen zu verdichten. Auf diese oder ähnliche Weise kann die Bedienperson die Maschine 100 glatt und rasch von der Fahrt über den Asphalt in die erste Richtung auf die Fahrt über den Asphalt in die zweite Richtung umstellen.
Die vorstehenden Beispiele wurden unter Bezugnahme auf eine Walzenverdichter-Arbeitsmaschine 100 beschrieben. Jedoch sind Beispiele gemäß dieser Offenbarung auf eine Reihe von Typen von Arbeitsmaschinen anwendbar, darunter Grader, Aufreißer, Planierraupen und Bagger als Beispiele.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine gemäß dieser Offenbarung abbildet. In 4 beinhaltet das Verfahren 400 das Bewegen einer Arbeitsmaschine in eine erste Richtung (402), das Bestimmen einer Orientierung eines Bedienersitzes relativ zu der ersten Richtung (404), das Bestimmen, dass der Bedienersitz nicht in Ausrichtung mit der ersten Richtung ist (406), und das automatische Betätigen der Maschinenbremsen, wenn der Bedienersitz länger als eine erste Schwellenzeit nicht in Ausrichtung mit der ersten Richtung (408) ist.
In einem Beispiel beinhaltet die Arbeitsmaschine einen Leistungsgenerator, der dazu ausgestaltet ist, Leistung zu erzeugen, um die Maschine vorzutreiben, ein Bremssystem, einen Bedienersitz, der drehbar an der Maschine montiert ist, und einen oder mehrere Sensoren und ein Steuergerät. Der eine oder die mehreren Sensoren sind dazu ausgestaltet, Signale zu erzeugen, die auf eine Orientierung des Bedienersitzes relativ zu einer Fahrtrichtung der Maschine hinweisen.
Das Steuergerät ist zur Kommunikation mit dem einen oder den mehreren Sensoren gekoppelt und kann eine elektronische Steuereinheit (ECU) oder mehrere elektronische Steuerungen der Maschine darstellen. Der oder die Sensoren sind dazu ausgestaltet, die Orientierung des Bedienersitzes relativ zu der ersten Richtung, in welche sich die Maschine bewegt, zu bestimmen. Das Steuergerät ist dazu ausgestaltet, auf Grundlage der Signale, die von dem oder den Sensoren kommend empfangen werden, zu bestimmen, dass der Bedienersitz nicht in Ausrichtung mit der ersten Richtung ist. Das Steuergerät ist auch dazu ausgestaltet, automatisch das Bremssystem zu betätigen, wenn der Bedienersitz länger als eine erste Schwellenzeit nicht in Ausrichtung mit der ersten Richtung ist.
In einem Beispiel ist das Steuergerät dazu ausgestaltet, zu bestimmen, ob der Bedienersitz in einem Schwellengrad nicht in Ausrichtung mit der ersten Richtung ist oder nicht. Zum Beispiel kann das Steuergerät die Signale überwachen, die von dem oder den Sensoren kommend empfangen werden, um Signale zu erfassen, die darauf hinweisen, dass der Bedienersitz um 90 Grad oder mehr aus der Ausrichtung mit der Fahrtrichtung der Maschine ist.
In einem Beispiel ist das Steuergerät dazu ausgestaltet, die Signale von dem oder den Sensoren zu empfangen, die auf die Orientierung des Bedienersitzes relativ zu der Fahrtrichtung der Maschine hinweisen, in dem Beispiel von 4 die erste Richtung. Das Steuergerät kann dazu ausgestaltet sein, auf Grundlage des oder der Signale von dem oder den Sensoren zu bestimmen, dass der Bedienersitz ist nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist (eine beliebige Fehlausrichtung oder eine Fehlausrichtung um einen Schwellengrad). Gleich nach oder einige Zeit nach der Bestimmung, dass der Sitz nicht in Ausrichtung ist, kann das Steuergerät dazu ausgestaltet sein, einen elektronischen Zeitgeber zu starten, der dazu ausgestaltet ist, für eine Schwellenzeitdauer zu laufen. Die Schwellenzeitdauer kann zum Beispiel eine vorbestimmte Zeitverzögerung sein, innerhalb welcher es auf Grundlage der Betriebsbedingungen oder der Umgebung als akzeptabel gilt, dass die Bedienperson / der Bedienersitz nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist. Das Steuergerät kann auch bestimmen, dass der Bedienersitz nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist, wenn der Zeitgeber die erste Schwellenzeit erreicht, und, gleich nach oder einige Zeit nach dem Ablaufen des Zeitgebers, automatisch das Bremssystem betätigen, um die Bewegung der Maschine in die erste Richtung zu stoppen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
In einem Beispiel gemäß dieser Offenbarung betreibt eine Bedienperson einen Walzenverdichter, um eine Asphaltfläche zu bearbeiten. Der Walzenverdichter beinhaltet einen Bedienersitz, in welchem die Bedienperson sitzt. Der Bedienersitz kann durch die Bedienperson in mehrere Positionen/Orientierungen relativ zu der Richtung gedreht werden, in welche die Maschine fährt. Die Bedienperson kann die Maschine mit einer Drosselklappensteuerung vortreiben, die Fahrtrichtung mit einer Fahrsteuerung einstellen, und die Bewegung der Maschine mit einem Bremspedal oder einer anderen Eingangssteuerung zu verlangsamen oder zu stoppen.
Der Bediener positioniert die Maschine, um einen ersten Durchgang über den nicht verdichteten / nicht bearbeiteten Asphalt auszuführen. Die Bedienperson stellt die Fahrsteuerung auf eine erste Stellung, in welcher die Steuerung zur beabsichtigten Fahrtrichtung der Maschine hin angeordnet ist. Die Bedienperson kann die Maschinenbremsen lösen und die Drosselklappensteuerung betätigen, um die Maschine in einem ersten Verdichtungsdurchgang über den Asphalt zu bewegen. Während die Maschine den Asphalt in dem ersten Durchgang verdichtet, überwacht eine elektronische Steuereinheit neben weiteren Parametern/Eigenschaften des Maschinenbetriebs die Fahrtrichtung, die Orientierung des Bedienersitzes und den Zustand und/oder die Bewegungsrate der Maschine. Die Maschine schreitet entlang des ersten Durchgangs über den Asphalt fort und nähert sich dem Ende, wobei die Bedienperson die Bewegung steuert.
Wenn die Maschine sich dem Ende des ersten Durchgangs nähert, beginnt die Bedienperson, den Sitz zu drehen, z. B., indem sie eine Drehverriegelung an der Sitzbasis löst, um ihn für den Übergang der Maschine von dem ersten Durchgang in der ersten Richtung auf einen zweiten Durchgang über den Asphalt in einer zweiten Richtung zu positionieren, die sich von der ersten Richtung unterscheidet und dieser in einigen Fällen entgegengesetzt ist. Die Bedienperson kann den Sitz zum Beispiel auf 90 Grad oder geringfügig mehr aus der Ausrichtung mit der ersten Richtung des ersten Durchgangs drehen. Die Maschine bewegt sich aber weiter in dieser ersten Richtung durch den ersten Durchgang. Die Bedienperson kann in dieser Position jedoch in der Lage sein, sich in beide Richtungen zu wenden (z. B. den Kopf zu drehen), um sowohl in die aktuelle erste Fahrtrichtung als auch in die zweite, geplante nächste Fahrtrichtung zu sehen.
Das Steuergerät der Maschine überwacht und erfasst die Drehung des Sitzes durch die Bedienperson. Nach dem Erfassen, Bestimmen, Ableiten etc., dass der Sitz sich zum Beispiel um 90 Grad oder mehr aus der Ausrichtung mit der Fahrtrichtung gedreht hat, löst das Steuergerät einen Zeitgeber aus, der dazu ausgestaltet ist, für eine vorbestimmte Zeitdauer zu laufen, innerhalb welcher es als akzeptabel gilt, dass die Bedienperson / der Sitz nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist. In dem Fall, dass der Zeitgeber abläuft und der Bedienersitz immer noch 90 Grad oder mehr (oder über einer anderen vorbestimmten Schwelle) nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung der Maschine ist, wie durch die Signale, die von dem Steuergerät von dem einen oder den mehreren Sensoren kommend empfangen werden, welche die Orientierung des Sitzes messen oder auf andere Weise nachverfolgen, angegeben wird, kann das Steuergerät dazu ausgestaltet sein, die Bewegung der Maschine automatisch zu verlangsamen oder zu stoppen, zum Beispiel durch automatisches Betätigen der Maschinenbremsen.
Bevor der Zeitgeber abläuft, erreicht die Maschine jedoch das Ende des ersten Durchgangs, und zu diesem Zeitpunkt platziert die Bedienperson die Maschinenfahrsteuerungen in eine Neutralstellung, gibt die Drosselklappensteuerung frei, und/oder betätigt die Bremsen, um die Maschine an dem Ende des ersten Durchgangs zu stoppen. Wenn er nicht bereits in die zweite Richtung weist, positioniert die Bedienperson den Sitz in einer zweiten Orientierung, welche mit der zweiten Fahrtrichtung der Maschine ausgerichtet ist, und setzt die Fahrsteuerung, Drosselklappe, und/oder Bremsen ein, um die Maschine dazu zu bringen, einen zweiten Verdichtungsdurchgang über den Asphalt in der zweiten Richtung auszuführen, welche sich von der ersten Richtung unterscheidet und dieser entgegengesetzt sein kann. Auf diese Weise ist die Bedienperson in der Lage, glatt und rascher die Maschine von dem ersten Durchgang über den Asphalt auf den zweiten Durchgang umzustellen, was das Drehen des Bedienersitzes für eine vorbestimmte Zeitdauer aus der Ausrichtung mit der Fahrtrichtung einschließt, während welcher er daher nicht in die Fahrtrichtung weist.
In der vorstehenden Beschreibung und in den Figuren sind verschiedene Beispiele veranschaulicht. Eines oder mehrere Merkmale aus einem oder mehreren dieser Beispiele können kombiniert werden, um weitere Beispiele zu bilden.
Die vorstehende detaillierte Beschreibung soll rein der Veranschaulichung dienen und ist keinesfalls als Einschränkung zu verstehen. Der Umfang der Offenbarung ist daher unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche zu bestimmen, zusammen mit dem vollen Umfang jeglicher Äquivalente, welche diesen Ansprüchen zufallen.

Claims

Arbeitsmaschine (100), umfassend: einen Leistungsgenerator (106), der dazu ausgestaltet ist, Leistung zu erzeugen, um die Maschine vorzutreiben; ein Bremssystem; einen Bedienersitz (118), der drehbar an der Maschine montiert ist, und einen oder mehrere Sensoren (124), die dazu ausgestaltet sind, ein oder mehrere Signale zu erzeugen, die auf eine Orientierung des Bedienersitzes relativ zu einer Fahrtrichtung der Maschine hinweisen; ein Steuergerät (122), das mit der Maschine gekoppelt ist und zur Kommunikation mit dem einen oder mehreren Sensoren gekoppelt ist, wobei das Steuergerät dazu ausgestaltet ist: auf Grundlage des einen oder der mehreren Signale zu bestimmen, dass der Bedienersitz nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist, und automatisch das Bremssystem zu betätigen, wenn der Bedienersitz länger als eine erste Schwellenzeit nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Bedienersteuerstation (114), welche umfasst: den Bedienersitz; den einen oder der mehreren Sensoren; und eine Fahrsteuerung (120), die dazu ausgestaltet ist, zumindest eine Rate und/oder eine Fahrtrichtung der Maschine zu steuern.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 2, wobei die Fahrsteuerung zumindest eine Eingabe-Steuervorrichtung umfasst, die dazu ausgestaltet ist, in einer Vielzahl von Stellungen zur Steuerung der Fahrtrichtung der Maschine angeordnet zu werden.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 3, wobei das Steuergerät zur Kommunikation mit der Eingabe-Steuervorrichtung gekoppelt ist, wobei das Steuergerät dazu ausgestaltet ist: ein oder mehrere Signale von der Eingabe-Steuervorrichtung zu empfangen, die auf eine Stellung hinweisen, in welcher die Eingabe-Steuervorrichtung angeordnet ist; und die Fahrtrichtung der Maschine zumindest zum Teil auf Grundlage der Stellung zu bestimmen, in welcher die Eingabe-Steuervorrichtung angeordnet ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 2, wobei die Fahrsteuerung mit dem Bedienersitz verbunden und dazu ausgestaltet ist, sich mit diesem zu bewegen.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Steuergerät dazu ausgestaltet ist, das Bremssystem automatisch zu betätigen, wenn der Bedienersitz länger als die erste Schwellenzeit um einen Schwellengrad nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist, wobei der Schwellengrad gleich oder größer als 90 Grad ist.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Steuergerät dazu ausgestaltet ist: das eine oder die mehreren Signale von den einen oder den mehreren Sensoren zu empfangen; auf Grundlage des einen oder der mehreren Signale zu bestimmen, dass der Bedienersitz nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist; einen Zeitgeber auszulösen, der dazu ausgestaltet ist, für die erste Schwellenzeit zu laufen; zu bestimmen, dass der Bedienersitz nicht in Ausrichtung mit der Fahrtrichtung ist, wenn der Zeitgeber die erste Schwellenzeit erreicht; und automatisch das Bremssystem zu betätigen.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 7, wobei das Steuergerät dazu ausgestaltet ist, die Fahrtrichtung der Maschine auf Grundlage zumindest eines der folgenden zu bestimmen: ein oder mehrere Signale von einer Fahrsteuerung der Maschine und ein oder mehrere Signale von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) der Maschine.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Steuergerät eine elektronische Steuereinheit umfasst, wobei die elektronische Steuereinheit zumindest eines von einem Motorsteuermodul, das dem Leistungsgenerator zugeordnet ist, und einem Getriebesteuermodul ist, das einem Getriebe zugeordnet ist, das wirkmäßig mit dem Leistungsgenerator gekoppelt ist.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der eine oder die mehreren Sensoren zumindest einen von einem Beschleunigungsmesser, einem Reed-Schalter, einem Halleffektsensor und einem Magnetometer umfassen.