DE102019127647A1 - Steuerung des kurvenradius einer maschine auf grundlage der neigung - Google Patents

Steuerung des kurvenradius einer maschine auf grundlage der neigung Download PDF

Info

Publication number
DE102019127647A1
DE102019127647A1 DE102019127647.0A DE102019127647A DE102019127647A1 DE 102019127647 A1 DE102019127647 A1 DE 102019127647A1 DE 102019127647 A DE102019127647 A DE 102019127647A DE 102019127647 A1 DE102019127647 A1 DE 102019127647A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
machine
threshold
control system
slope
radius
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019127647.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Nicholas A. Oetken
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Paving Products Inc
Original Assignee
Caterpillar Paving Products Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Paving Products Inc filed Critical Caterpillar Paving Products Inc
Publication of DE102019127647A1 publication Critical patent/DE102019127647A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/001Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits the torque NOT being among the input parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/04Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to forces disturbing the intended course of the vehicle, e.g. forces acting transversely to the direction of vehicle travel
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02Improving by compacting
    • E02D3/046Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

Eine Maschine kann ein Lenksystem, das dazu ausgestaltet ist, die Bewegung der Maschine zu leiten, und ein Steuersystem, das zur Kommunikation wirkmäßig mit dem Lenksystem gekoppelt ist, umfassen. Das Steuersystem kann einen Neigungssensor und ein Steuergerät umfassen, das dazu ausgestaltet ist, eine Neigung von einer hangaufwärts liegenden Seite der Maschine zu einer hangabwärts liegenden Seite der Maschine auf Grundlage erfasster Daten von dem Neigungssensor zu bestimmen. Das Steuergerät kann ferner dazu ausgestaltet sein, das Lenksystem zu steuern, um einen Kurvenradius der Maschine zu der hangaufwärts liegenden Seite des Rahmens auf Grundlage der bestimmten Neigung zu begrenzen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein die Lenksteuerung von Arbeitsmaschinen. Insbesondere betrifft die vorliegende Anmeldung ein System und Verfahren zur Steuerung des Kurvenradius einer Arbeitsmaschine, die eine Seitenneigung befährt.
  • Hintergrund
  • Verdichter und andere Baumaschinen werden auf eine Reihe von Geländetypen mit variierenden Neigungsgraden betrieben. Während des Betriebs auf einer Seitenneigung kann die Maschine zum Beispiel umkippen, wenn sie in einem zu engen Radius gelenkt wird. Dies kann bei Maschinen mit Gelenk dadurch geschehen, dass der Schwerpunkt verschoben wird, und bei allen Maschinentypen durch Seitenkräfte, wenn sie Kurven fahren. Es ist wünschenswert, das Umkippen von Baumaschinen zu verhindern, wenn sie auf Gelände mit Neigungen betrieben werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • In einem Beispiel kann eine Maschine ein Lenksystem umfassen, das dazu ausgestaltet ist, die Bewegung der Maschine zu leiten, und ein Steuersystem, das zur Kommunikation wirkmäßig mit dem Lenksystem gekoppelt ist. Das Steuersystem kann einen Neigungssensor und ein Steuergerät umfassen, das dazu ausgestaltet ist, eine Neigung von einer hangaufwärts liegenden Seite der Maschine zu einer hangabwärts liegenden Seite der Maschine auf Grundlage erfasster Daten von dem Neigungssensor zu bestimmen. Das Steuergerät kann ferner dazu ausgestaltet sein, das Lenksystem zu steuern, um einen Kurvenradius der Maschine zu der hangaufwärts liegenden Seite des Rahmens auf Grundlage der bestimmten Neigung zu begrenzen.
  • In einem weiteren Beispiel wird ein Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine, die einen Hügel befährt, offenbart. Das Verfahren kann umfassen: Bestimmen einer Neigung von einer hangaufwärts liegenden Seite der Arbeitsmaschine zu einer hangabwärts liegenden Seite der Arbeitsmaschine durch die Arbeitsmaschine; Vergleichen der Neigung mit einer ersten Schwelle durch ein Steuersystem der Arbeitsmaschine; und Begrenzen eines hangaufwärtigen Kurvenradius der Arbeitsmaschine durch das Steuersystem, wenn die Neigung größer als die erste Schwelle ist.
  • In einem weiteren Beispiel wird ein Steuersystem für eine Arbeitsmaschine offenbart. Das Steuersystem kann umfassen: einen Neigungssensor, der dazu ausgestaltet ist, einen Wert zu erfassen, der auf eine Neigung eines Hügels hinweist, auf welchem die Arbeitsmaschine fährt, ein Lenksystem, das dazu ausgestaltet ist, eine Richtung der Bewegung der Arbeitsmaschine zu steuern; und ein Steuergerät, das dazu ausgestaltet ist, die Neigung des Hügels auf Grundlage eines Eingangs von dem Neigungssensor zu bestimmen, und das Lenksystem zu steuern, um einen hangaufwärtigen Kurvenradius der Arbeitsmaschine auf Grundlage der Neigung zu begrenzen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Draufsicht einer Arbeitsmaschine, die einen Arbeitsbereich befährt.
    • 2 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes Steuersystem für eine Arbeitsmaschine veranschaulicht.
    • 3A und 3B sind Hinteransichten einer Arbeitsmaschine, die Hügel mit unterschiedlichen Neigungen befährt.
    • 4A und 4B sind Diagramme, die Kurvenradien einer Arbeitsmaschine veranschaulichen.
    • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerung eines Kurvenradius einer Arbeitsmaschine auf Grundlage einer bestimmten Neigung eines Hügels veranschaulicht.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 ist eine Draufsicht und veranschaulicht eine Arbeitsmaschine 100 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung. Die Maschine 100 kann eine gewerbliche oder andere leichte oder schwere Arbeitsmaschine beliebiger Bauart sein, darunter zum Beispiel ein Vibrations-Bodenverdichter. In anderen Beispielen kann die Maschine jedoch ein anderer Typ von Maschine sein, der mit verschiedenen Industrien in Beziehung steht, darunter als Beispiele, Bau, Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Transport, Materialmanipulation, Abfallwirtschaft und so weiter. Obwohl mehrere Beispiele hier unter Bezugnahme auf einen Verdichter beschrieben werden, sind Beispiele gemäß dieser Offenbarung dementsprechend auch auf andere Typen von Maschinen anwendbar, darunter Grader, Aufreißer, Planierraupen, Bagger, Hauler und andere beispielhafte Maschinentypen.
  • Die Maschine 100 kann den Rahmen 102 beinhalten, der auf Rädern 104 montiert ist, wobei der Rahmen 102 dazu ausgestaltet ist, eine oder mehrere Komponenten der Maschine 100 zu tragen und/oder zu montieren. Die Maschine 100 kann mit verschiedenen Systemen und Mechanismen zur Steuerung des Betriebs und der Bewegung der Maschine 100 ausgestattet sein, darunter zum Beispiel einem Antriebssystem, einem Lenksystem und weiteren Steuersystemen. Diese Systeme können in einer oder mehreren an Bord befindlichen elektronischen Vorrichtungen implementiert sein, zum Beispiel etwa einer elektronischen Steuereinheit (ECU). Die Maschine 100 kann autonom, von einer Bedienperson oder durch eine Kombination aus beidem betrieben werden.
  • Die Maschine 100 ist dazu ausgestaltet, auf/in einem Arbeitsbereich 106 zu arbeiten. In vielen Fällen beinhaltet der Arbeitsbereich 106 unebenes Gelände mit Neigungen oder Hängen. In der in 1 veranschaulichten beispielhaften Ausführungsform befindet sich der Arbeitsbereich 106 auf einem Hügel mit einer hangaufwärts liegenden Seite 108 und einer hangabwärts liegenden Seite 110. Die Maschine 100 befährt den Arbeitsbereich 106 entlang von Arbeitspfaden 112, die von der hangaufwärts liegenden Seite 108 zu der hangabwärts liegenden Seite 110 geneigt sind. Um alle Arbeitspfade 112 zu befahren, muss die Maschine 100 manchmal zur hangaufwärts liegenden Seite 108 hin wenden. Wenn die Neigung des Hügels von der hangaufwärts liegenden Seite 108 zur hangabwärts liegenden Seite 110 groß genug ist, besteht das Risiko eines Umkippens der Maschine 100 bei Wendungen in die hangaufwärts liegende Richtung.
  • 2 ist ein Blockdiagramm und veranschaulicht ein beispielhaftes Steuersystem 200 für die Maschine 100. Das Steuersystem 200 beinhaltet das Steuergerät 202, den Speicher 204, den oder die Neigungssensor(en) 206, den oder die Sensor(en) 208 und das Lenkbetätigungssystem 210. Das Steuersystem 200 kann beliebige zusätzliche Hardware und/oder Software beinhalten, je nach den Anforderungen der spezifischen Arbeitsmaschine. Zum Beispiel kann das Steuersystem 200 unter anderem Arbeitsaufsatz-Stellglieder beinhalten, die dazu ausgestaltet sind, die Bewegung von an der Arbeitsmaschine vorgesehenen Arbeitsaufsätzen zu steuern.
  • Während es hier als ein einzelnes generisches Steuergerät 202 veranschaulicht ist, kann das Steuersystem 200 eine beliebige Anzahl von separaten elektronischen Steuereinheiten beinhalten. Zum Beispiel kann das Steuersystem 200 eine Motorsteuereinheit, eine Arbeitsaufsatz-Steuereinheit, eine Getriebesteuereinheit, ein Bremssteuereinheit und eine Steuereinheit für das Lenkbetätigungssystem 210 beinhalten. Die tatsächliche Implementierung der Steuereinheiten hängt von der Konfiguration der Maschine 100 ab. Jede der Steuereinheiten (zusammen als generisches Steuergerät 202 dargestellt) kann Software, Hardware und Kombinationen von Hardware und Software beinhalten, die dazu ausgestaltet ist/sind, Funktionen auszuführen, die der Maschine 100 zugeordnet sind. Das Steuergerät 202 kann integrierte 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.
  • Der Speicher 204 kann ein beliebiger flüchtiger Speicher, nichtflüchtiger Speicher oder Kombination davon sein. Der Speicher 204 kann mit Anweisungen kodiert sein, die, wenn sie durch das Steuergerät 202 ausgeführt werden, das Steuergerät 202 veranlassen, das Lenkbetätigungssystem 204 zu steuern, um einen Kurvenradius der Maschine 100 zu steuern, sowie um andere Steuerungen für die Maschine 100 bereitzustellen. Der Speicher 204 kann auch Attribute der Maschine 100 speichern. Zum Beispiel können die Attribute einen festen Schwerpunkt, ein Gewicht und andere Attribute der Maschine 100 beinhalten. Während hier ein einzelner Speicher 204 veranschaulicht ist, kann das Steuersystem 200 eine beliebige Anzahl von Speichern beinhalten. Zum Beispiel kann jede Steuereinheit einen oder mehrere speziell vorgesehene flüchtige und/oder nichtflüchtige Speicher beinhalten. Beispiele für nichtflüchtige Speichervorrichtungen beinhalten magnetische Festplatten, optische Platten, FloppyDisks, 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 von flüchtigen Speichereinrichtungen.
  • Ein oder mehrere Neigungssensoren 206 messen das Gefälle oder den Winkel (z. B. relativ zum Boden/zur Waagrechten), in dem die Maschine 100 angeordnet ist. Der eine oder die mehreren Neigungssensoren 206 können mehrere unterschiedliche Typen von Sensoren beinhalten, darunter zum Beispiel Beschleunigungsmesser, Neigungsmesser, Kippsensoren oder andere Sensoren zum Bestimmen von Neigung, Schräge, Höhenänderung, Gefälle, Orientierung oder Hang der Maschine 100. Der eine oder die mehreren Neigungssensoren 206 können auch ein GPS-System, einen externen Eingang in Bezug auf die Schräge der Maschine 100 an der aktuellen Position der Maschine, oder einen Eingang von einer weiteren Quelle umfassen.
  • Der oder die Sensoren 208 sind beliebige andere Sensoren, die sich an der Maschine 100 befinden und dazu ausgestaltet sind, Werte wahrzunehmen, die auf eine beliebige Umgebung hinweisen, in welcher die Maschine 100 arbeitet. Der oder die Sensoren 208 können unter anderem zum Beispiel Lastsensoren und Geschwindigkeitssensoren umfassen. Der Geschwindigkeitssensor kann ein beliebiger Sensor sein, der in der Lage ist, eine Geschwindigkeit zu erfassen, mit welcher sich die Maschine 100 bewegt. Der Lastsensor kann dazu ausgestaltet sein, eine Last der Maschine 100 wahrzunehmen. Die Last der Maschine 100 kann das Gewicht der Maschine und die Ladung oder das Gewicht einer externen Last an der Maschine beinhalten.
  • Das Steuergerät 202 kann dazu ausgestaltet sein, mit anderen Komponenten des Steuersystems 200 und der Maschine 100 über verschiedene kabelgebundene oder drahtlose Kommunikationstechnologien und Komponenten unter Verwendung verschiedener freier und/oder rechtlich geschützter Standards und/oder Protokolle zu kommunizieren. Beispiele für Transportmedien und Protokolle für die elektronische Kommunikation zwischen Komponenten der Maschine 100 beinhalten Ethernet, Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), 802.11 oder Bluetooth, oder weitere Standard- oder rechtlich geschützte Transportmedien und Kommunikationsprotokolle.
  • Das Lenksteuerungssystem 210 kann verschiedene Mechanismen und Vorrichtungen beinhalten, die nicht eigens dargestellt, aber im Stand der Technik bekannt sind. Zum Beispiel kann das Lenksteuerungssystem 210 eine Reibungsvorrichtung beinhalten, die in Kommunikation mit dem Steuergerät 202 steht und dazu ausgestaltet ist, einen Widerstand gegen die Bewegung eines Lenkrads durch die Bedienperson zu erzeugen. Reibungsvorrichtungen sind in der Technik allgemein bekannt und können einen Widerstand auf mechanische, elektrische Weise, durch Verwendung eines Fluids mit variabler Viskosität oder dergleichen erzeugen. In ähnlicher Weise kann das Lenksteuerungssystem 210 ein Lenksteuerventil in Kommunikation mit dem Steuergerät 202 beinhalten. Das Lenksteuerventil kann dazu ausgestaltet sein, eine verarbeitete Lenkeingabe von dem Steuergerät 202 zu empfangen und, auf der Grundlage dieser Eingabe, die Maschine 100 durch Steuern der Bewegung der Räder zu lenken.
  • Das Lenksteuerungssystem 210 kann auch dazu ausgestaltet sein, eine Lenkeingabe von der Bedienperson zu empfangen. In einigen Beispielen kann das Lenksteuerungssystem 210 alternativ oder zusätzlich dazu ausgestaltet sein, die Lenkung automatisch durch das Steuergerät 202 zu steuern. In einigen Beispielen kann das Lenksteuerungssystem 210 dazu ausgestaltet sein, die Lenkeingabe der Bedienperson zur Verarbeitung an das Steuergerät 202 zu übertragen. Das Lenksteuerungssystem 210 kann auch eine Rückkopplung an das Steuergerät 202 liefern, die auf eine aktuelle Richtung der Lenkung der Maschine 100 hinweist.
  • 3A und 3B veranschaulichen zwei beispielhafte Hügel 300a und 300b mit jeweils unterschiedlichen Neigungswinkeln θa und θb. In 3A befährt die Maschine 100 einen Hügel 300a, der einen Neigungswinkel von θa aufweist, und in 3B befährt die Maschine 100 den Hügel 300b, der einen Neigungswinkel von θb aufweist, der größer als θa ist. In einem Beispiel kann der Hügel 300a einen Neigungswinkel θa von 20 Grad aufweisen, während der Hügel 300b einen Neigungswinkel θb von 40 Grad aufweisen kann.
  • Der oder die Neigungssensoren 206 können dazu ausgestaltet sein, beim Befahren der Hügel 300a und 300b Werte wahrzunehmen, die auf eine Neigung der Maschine 100 von der hangabwärts liegenden Maschinenseite 302 zu der hangaufwärts liegenden Maschinenseite 304 hinweisen. Dieser Wert kann von dem Steuergerät 202 verwendet werden, um eine Neigung des jeweiligen Hügels 300a und 300b zu bestimmen, auf welcher die Maschine 100 fährt. Das Steuergerät 202 kann die bestimmte Neigung sowie andere Eigenschaften der Maschine 100, etwa die Geschwindigkeit, die Position des Schwerpunkts und die Lenkrichtung, verwenden, um die Steuerung für das Lenkbetätigungssystem 210 vorzusehen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Steuergerät 202 zwei Neigungsschwellenwerte implementieren. Diese Neigungsschwellenwerte können unter anderem auf Attributen der Maschine 100 basieren. Zum Beispiel kann die erste Neigungsschwelle die Neigung sein, an welcher das Steuergerät 202 eine Eingabe an das Lenksteuerungssystem 210 bereitstellt, um einen hangaufwärts liegenden (zur hangaufwärts liegenden Maschinenseite 304 hin) Kurvenradius der Maschine 100 zu begrenzen zu beginnen. Dieser Wert kann auf Eigenschaften der Maschine 100 wie etwa Größe, Gewicht, Schwerpunkt, ob die Maschine 100 eine Maschine vom Gelenkstyp ist, einem absoluten minimalen Kurvenradius der Maschine 100, und anderen Eigenschaften der Maschine 100 basieren. Die Neigungsschwellenwerte können dynamisch sein, so dass das Steuergerät 202 kontinuierlich die Schwellenwerte auf Grundlage aktuell vorliegender Bedingungen aktualisiert.
  • Ein zweiter Neigungsschwellenwert kann auch auf Grundlage von Eigenschaften der Maschine 100 festgelegt werden, und kann ein Neigungswert sein, für welchen es wünschenswert ist, jegliche hangaufwärts gerichtete Wendung der Maschine 100 gänzlich zu vermeiden. Für Neigungen, die zwischen den ersten und zweiten Neigungsschwellenwert fallen, kann das Steuergerät 202 das Lenkbetätigungssystem 210 steuern, um einen minimalen inneren Kurvenradius der Maschine 100 zu erhöhen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Steuergerät 202 linear einen eingestellten minimalen Kurvenradius der Maschine 100 zwischen dem absoluten minimalen Kurvenradius der Maschine 100 und einem maximalen gewünschten Kurvenradius der Maschine 100 festlegen. Der maximale gewünschte Kurvenradius kann ein hangaufwärtiger Kurvenradius sein, der wünschenswert ist, bevor eine hangaufwärts gerichtete Wendung der Maschine 100 gänzlich verhindert wird. In einigen Ausführungsformen kann das Steuersystem 200 eine ähnliche Lenksteuerung für hangabwärts gerichtete Wendungen bereitstellen. In anderen beispielhaften Ausführungsformen kann das Steuersystem 200 keinerlei Grenzwert für hangabwärts gerichtete Wendungen der Maschine 100 bereitstellen, unabhängig von der Neigung.
  • 4A und 4B veranschaulichen zwei beispielhafte Kurvenradien für die Maschine 100. 4A veranschaulicht einen beispielhaften absoluten minimalen Kurvenradius 400a für die Maschine 100. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Maschine 100 ein Vibrations-Bodenverdichter mit einem absoluten minimalen inneren Kurvenradius von 3,05 Meter. Andere Maschinen, darunter Maschinen vom Gelenkstyp, können einen größeren oder kleineren absoluten minimalen inneren Kurvenradius auf Grundlage der Kapazitäten der Maschine aufweisen. 4B veranschaulicht einen beispielhaften maximalen Kurvenradius 400b, der für die Maschine 100 verwendet werden kann, bevor jegliche hangaufwärts gerichtete Wendung der Maschine 100 verhindert wird.
  • Sobald das Steuergerät 202 eine Neigung erfasst, die größer als der erste Neigungsschwellenwert ist, kann das Steuergerät 202 das Lenkbetätigungssystem 210 steuern, um den minimalen Kurvenradius der Maschine 100 zum Beispiel zwischen dem absoluten minimalen Kurvenradius 400a und dem maximalen Kurvenradius 400b zu erhöhen. Für kleinere Neigungswinkel als θa kann das Steuergerät 202 der Maschine 100 erlauben, mit einem beliebigen Kurvenradius hangaufwärts zu wenden, darunter den minimalen Kurvenradius 400a, wie in 4A veranschaulicht. Sobald das Steuergerät 202 eine Neigung größer als θb bestimmt, kann das Steuergerät 202 das Lenkbetätigungssystem 210 so steuern, dass es jegliche hangaufwärts gerichtete Wendung der Maschine 100 gänzlich verhindert.
  • 5 ist ein Flussdiagramm und veranschaulicht ein Verfahren 500 zur Steuerung eines Kurvenradius einer Arbeitsmaschine, die seitlich einen Hügel befährt. Bei Schritt 502 bestimmt ein Steuersystem der Arbeitsmaschine eine Neigung des Hügels von einer hangaufwärts liegenden Seite der Arbeitsmaschine zu einer hangabwärts liegenden Seite. Bei Schritt 504 werden andere Maschinenparameter von dem Steuersystem berücksichtigt, darunter, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Geschwindigkeit, ein Schwerpunkt und die Lenkrichtung der Arbeitsmaschine. Die Maschinenparameter können verwendet werden, um erste und zweite Neigungsschwellen für die Arbeitsmaschine festzulegen.
  • Die gemessene Neigung wird bei Schritt 506 mit der ersten Schwelle verglichen. Wenn die gemessene Neigung größer ist als die erste Schwelle, schreitet das Verfahren 500 zu Schritt 510 fort. Wenn die gemessene Neigung geringer ist als die erste Schwelle, schreitet das Verfahren 500 zu Schritt 508 fort, und das Steuersystem begrenzt den Kurvenradius der Arbeitsmaschine in keiner Weise.
  • Die gemessene Neigung wird bei Schritt 510 mit der zweiten Schwelle verglichen. Wenn die gemessene Neigung größer als die zweite Schwelle ist, schreitet das Verfahren 500 zu Schritt 514 und das Steuersystem verhindert gänzlich jegliche hangaufwärts gerichtete Wendung der Arbeitsmaschine. Wenn die gemessene Neigung geringer als die zweite Schwelle ist, schreitet das Verfahren 500 zu Schritt 512 fort, und das Steuersystem erlaubt eine hangaufwärts gerichtete Wendung, begrenzt aber den Kurvenradius der Arbeitsmaschine. Der Kurvenradius kann als eine Funktion der gemessenen Neigung, des Schwerpunkts der Arbeitsmaschine, der Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine, und beliebiger anderer Eigenschaften der Arbeitsmaschine begrenzt werden, die zu einem Umkippen der Arbeitsmaschine bei hangaufwärts gerichteten Wendungen beitragen können.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Beispielhafte Maschinen gemäß dieser Offenbarung können in einer Reihe von industriellen, baulichen, gewerblichen oder anderen Anwendungen verwendet werden. Während sich die Maschine aus verschiedenen Positionen bewegt, kann die Maschine verschiedene Gefälle befahren müssen, darunter auch seitliche Neigungen. Aufgrund von Schwerpunktverlagerungen bei Maschinen vom Gelenkstyp oder von Seitenkräften, die allen Maschinentypen zugeordnet sind, kann ein Umkippen bei hangaufwärts gerichteten Wendungen ein Problem darstellen. Es ist wünschenswert, die Lenkung von Arbeitsmaschinen, die seitliche Neigungen befahren, automatisch zu steuern, um ein Umkippen der Maschine zu verhindern.
  • Die Maschine kann daher ein Steuersystem beinhalten, das dazu ausgestaltet ist, automatisch eine Neigung des Hügels zu bestimmen, auf welchem die Maschine fährt, und einen Kurvenradius der Maschine auf Grundlage der bestimmten Neigung zu begrenzen. In einem Beispiel arbeitet ein Vibrations-Bodenverdichter vom Typ CS44B auf einem seitlichen Gefälle. Ein Neigungssensor des Bodenverdichters ist dazu ausgestaltet, eine Orientierung der Maschine zu erfassen, um eine Neigung des Hügels von einer hangaufwärts liegenden Seite der Maschine zu einer hangabwärts liegenden Seite der Maschine zu bestimmen.
  • In diesem Beispiel kann der Vibrations-Bodenverdichter einen Umkippwinkel von 45 Grad und einen absoluten minimalen Kurvenradius von 3,05 Meter aufweisen. Der erste Schwellenwert kann auf 20 Grad festgelegt werden, so dass das Steuersystem des Bodenverdichters beginnt, den Kurvenradius des Bodenverdichters zu begrenzen, wenn die bestimmte Seitenneigung größer als 20 Grad ist. Der zweite Schwellenwert kann auf 40 Grad festgelegt werden, so dass das Steuersystem eine hangaufwärts gerichtete Wendung des Bodenverdichters gänzlich verhindert, wenn die bestimmte Neigung größer als 40 Grad ist.
  • Die automatische Steuerung der Lenkung auf Grundlage der bestimmten Neigung schafft beträchtliche Vorteile. Verdichter und andere Maschinen arbeiten auf sehr variablem Gelände. Durch automatisches Steuern der Lenkung auf Grundlage der Neigung können menschliche Fehler verringert werden, und Maschinen können mit einem geringeren Risiko für ein Umkippen der Maschine betrieben werden, was die Langlebigkeit der Maschinen erhöht.
  • 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 (10)

  1. Maschine, die folgendes umfasst: ein Lenksystem, das dazu ausgestaltet ist, die Bewegung der Maschine zu leiten; und ein Steuersystem, das folgendes umfasst: einen Neigungssensor; und ein Steuergerät, das dazu ausgestaltet ist, eine Neigung von einer hangaufwärts liegenden Seite der Maschine zu einer hangabwärts liegenden Seite der Maschine auf Grundlage erfasster Daten von dem Neigungssensor zu bestimmen, wobei das Steuergerät ferner dazu ausgestaltet ist, das Lenksystem so zu steuern, dass es einen Kurvenradius der Maschine zu der hangaufwärts liegenden Seite des Rahmens hin auf Grundlage der bestimmten Neigung begrenzt.
  2. Maschine nach Anspruch 1, wobei das Steuersystem dazu ausgestaltet ist, den Kurvenradius der Maschine zu der hangaufwärts liegenden Seite hin zu begrenzen, wenn die Neigung größer als ein erster Schwellenwert ist.
  3. Maschine nach Anspruch 2, wobei das Steuersystem dazu ausgestaltet ist, jegliche Wendung der Maschine zu der hangaufwärts liegenden Seite hin zu verhindern, wenn die Neigung größer als ein zweiter Schwellenwert ist, wobei der zweite Schwellenwert größer als der erste Schwellenwert ist, und wobei das Steuersystem dazu ausgestaltet ist, den Kurvenradius zu begrenzen, indem es einen minimalen Kurvenradius der Maschine zu der hangaufwärts liegenden Seite hin vergrößert, wenn die Neigung zwischen der ersten Schwelle und der zweiten Schwelle liegt.
  4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuersystem den Kurvenradius der Maschine zu der hangabwärts liegenden Seite der Maschine hin nicht begrenzt.
  5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuersystem ferner einen Speicher umfasst, der dazu ausgestaltet ist, Attribute der Maschine einschließlich eines festen Schwerpunkts der Maschine zu speichern, und wobei das Steuersystem ferner dazu ausgestaltet ist das Lenksystem so zu steuern, dass es den Kurvenradius der Maschine zu der hangaufwärts liegenden Seite hin ferner auf Grundlage der Attribute der Maschine begrenzt.
  6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Maschine ein Bodenverdichter ist.
  7. Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine, die einen Hügel befährt, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen einer Neigung von einer hangaufwärts liegenden Seite der Arbeitsmaschine zu einer hangabwärts liegenden Seite der Arbeitsmaschine durch die Arbeitsmaschine; Vergleichen der Neigung mit einer ersten Schwelle durch ein Steuersystem der Arbeitsmaschine; und Begrenzen eines hangaufwärtigen Kurvenradius der Arbeitsmaschine durch das Steuersystem, wenn die Neigung größer als die erste Schwelle ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend die folgenden Schritte: Vergleichen der Neigung mit einer zweiten Schwelle, die größer als die erste Schwelle ist, durch das Steuergerät; und Verhindern jeglicher hangaufwärts gerichteten Wendung der Arbeitsmaschine durch das Steuersystem, wenn die Neigung größer als die zweite Schwelle ist, wobei das Begrenzen des hangaufwärtigen Kurvenradius der Arbeitsmaschine durch das Steuersystem, wenn die Neigung größer als die erste Schwelle ist, das Einstellen eines minimalen Kurvenradius der Arbeitsmaschine durch das Steuersystem umfasst, wenn die Neigung zwischen der ersten Schwelle und der zweiten Schwelle liegt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Einstellen des minimalen Kurvenradius der Arbeitsmaschine, wenn die Neigung zwischen der ersten Schwelle und der zweiten Schwelle liegt, ferner das Einstellen des minimalen Kurvenradius ferner auf Grundlage von Attributen der Arbeitsmaschine, die in einem Speicher des Steuersystems gespeichert sind, umfasst, und wobei die Attribute der Arbeitsmaschine einen Schwerpunkt der Arbeitsmaschine und eine Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine umfassen.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die erste Schwelle als ein Neigungswinkel von 20 Grad festgelegt ist, und die zweite Schwelle als ein Neigungswinkel von 40 Grad festgelegt ist.
DE102019127647.0A 2018-10-15 2019-10-14 Steuerung des kurvenradius einer maschine auf grundlage der neigung Pending DE102019127647A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/160,694 US11345398B2 (en) 2018-10-15 2018-10-15 Machine turn radius control based on slope
US16/160694 2018-10-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019127647A1 true DE102019127647A1 (de) 2020-04-16

Family

ID=69954461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019127647.0A Pending DE102019127647A1 (de) 2018-10-15 2019-10-14 Steuerung des kurvenradius einer maschine auf grundlage der neigung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11345398B2 (de)
CN (1) CN111038581B (de)
DE (1) DE102019127647A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102275618B1 (ko) * 2019-01-29 2021-07-13 엘지전자 주식회사 전동 휠체어 및 그 제어방법

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5489006A (en) 1993-07-23 1996-02-06 Textron Inc. System and apparatus for limiting vehicle turning radius
JP2005528265A (ja) * 2002-03-19 2005-09-22 オートモーティブ システムズ ラボラトリー インコーポレーテッド 車両ロールオーバ検出システム
US20050087375A1 (en) * 2003-10-24 2005-04-28 Angus Steele Active stability wheel chair based on positive angle sensors
EP1855914B1 (de) 2005-03-01 2012-01-11 Volvo Construction Equipment AB Verfahren und anordnung zum verhindern des umkippens eines kippfahrzeugs
US20120159916A1 (en) * 2007-01-15 2012-06-28 Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co., Ltd. Control sysytem for motor-driven lawnmower vehicle
US8019514B2 (en) 2007-02-28 2011-09-13 Caterpillar Inc. Automated rollover prevention system
DE102010001922A1 (de) * 2010-02-15 2011-08-18 Robert Bosch GmbH, 70469 Verfahren und Vorrichtung zum Parken eines Kraftfahrzeugs
JP5672968B2 (ja) * 2010-10-29 2015-02-18 株式会社デンソー 車両運動制御装置およびそれを有する車両運動制御システム
US8818699B2 (en) 2011-02-15 2014-08-26 Deere & Company Weight-based stability detection system
CN102826091B (zh) * 2012-08-06 2015-11-11 中联重科股份有限公司 工程车辆的行驶控制方法、装置、系统及一种工程车辆
US20140196449A1 (en) * 2013-01-11 2014-07-17 Gerry Petty Hydraulic Drive Circuit
JP5819358B2 (ja) * 2013-07-16 2015-11-24 本田技研工業株式会社 車両用操舵装置
CN103675320B (zh) 2013-12-13 2015-08-12 中联重科股份有限公司 压路机最大转向速度检测方法、防侧翻控制方法及设备
GB201322336D0 (en) * 2013-12-17 2014-01-29 Jaguar Land Rover Ltd Control system and method
US9374939B2 (en) * 2014-08-29 2016-06-28 Deere & Company System and method for steering of an implement on sloped ground
GB2531776B (en) * 2014-10-30 2017-12-20 Jaguar Land Rover Ltd Controlling the operation of a vehicle brake system
US9550522B2 (en) 2015-02-19 2017-01-24 Caterpillar Paving Products Inc. Compactor turning speed limiter
US10392007B1 (en) * 2015-03-26 2019-08-27 Hydro-Gear Limited Partnership Stability control system
DE102015209244A1 (de) * 2015-05-20 2016-11-24 Avl Commercial Driveline & Tractor Engineering Gmbh Verfahren zur Steuerung einer Raddrehzahl wenigstens eines Rades einer antreibbaren Achse eines zweispurigen Fahrzeugs mit zwei antreibbaren Achsen und zweispuriges Fahrzeug mit wenigstens zwei antreibbaren Achsen
US9952115B2 (en) 2016-02-01 2018-04-24 Caterpillar Inc. Angle of repose detector for hauling machines
JP6380468B2 (ja) * 2016-06-21 2018-08-29 マツダ株式会社 四輪駆動車の制御装置
US10087603B2 (en) * 2016-09-28 2018-10-02 Caterpillar Inc. Stability control system for machine in motion
JP6963490B2 (ja) * 2017-12-15 2021-11-10 株式会社デンソー 車両制御装置
JP6965739B2 (ja) * 2017-12-27 2021-11-10 株式会社デンソー 車両制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11345398B2 (en) 2022-05-31
CN111038581A (zh) 2020-04-21
US20200114958A1 (en) 2020-04-16
CN111038581B (zh) 2023-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112016000015B4 (de) Steuersystem für Arbeitsfahrzeug, Steuerverfahren und Arbeitsfahrzeug
DE102016119356A1 (de) System und verfahren zur steuerung der stabilität von fräsmaschinen
DE112016000014B4 (de) Steuersystem für ein Arbeitsfahrzeug, Steuerverfahren und Arbeitsfahrzeug
DE102016103636A1 (de) Topografie-integration für anhänger-rückfahrassistenzsystem
DE112009000522T5 (de) Angepasstes Nutzlastüberwachungssystem
DE102005038390B4 (de) Lenkung eines Fahrzeugs
DE112019002782T5 (de) Eine vorrichtung und ein verfahren zur steuerung der lenkung
DE102020205211A1 (de) Kalibrier- und Warnsystem für den Schneidkantenverschleiss bei einem Motorgrader
DE102019214363A1 (de) STRAßENINSTANDHALTUNG UNTER VER WENDUNG GESPEICHERTER INSTANDHALTUNGSDURCHGÄNGE
EP2736833A1 (de) Steuervorrichtung
DE112022000447T5 (de) System zur erkennung des ausfalls eines ackermann-steuermechanismus
DE102019125045A1 (de) Baustellenplanung für autonome baufahrzeuge
DE102021203189A1 (de) Magnetorheologische fluidjoysticksysteme, die fehlpositionierungen von arbeitsfahrzeugen reduzieren
DE102019213240A1 (de) Steuerung einer arbeitsmaschine basierend auf einem sensor in reifen/ketten
DE60316455T2 (de) Verfahren, vorrichtung und rechnerprogrammprodukt zur steuerung der lenkung eines fahrzeugs
DE112018005265B4 (de) Lenksteuerungsvorrichtung, lenksteuerungsverfahren und aufzeichnungsmedium
DE102015005605A1 (de) Baggersystem mit Anlenkungspositionierungsschulung
DE112016000070T5 (de) Arbeitsmaschinensteuersystem, arbeitsmaschine und arbeitsmaschinensteuerverfahren
DE102019121706A1 (de) Systeme und verfahren zur steuerung eines maschinen-arbeitsaufsatzes
DE102019109960A1 (de) Verfahren und Systeme zum Regeln der Maschinengeschwindigkeit
DE102019127647A1 (de) Steuerung des kurvenradius einer maschine auf grundlage der neigung
EP3569463A1 (de) Verfahren zur ermittlung einer kippwahrscheinlichkeit eines fahrzeuges, auswerteeinheit, system und fahrzeug
DE102021204161A1 (de) Selbstfahrendes arbeitsfahrzeug und steuerungsverfahren zur scharstabilisierung unter berücksichtigung der fahrwerksbewegung
DE102023105636A1 (de) Stabilitätskontrollsystem für eine arbeitsmaschine
DE102022202296A1 (de) System und verfahren zur selektiven automatisierung von beladungsvorgangs-phasen für selbstfahrende arbeitsfahrzeuge

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: WAGNER & GEYER PARTNERSCHAFT MBB PATENT- UND R, DE