DE102021210502A1

DE102021210502A1 - Laderstabilitätsvorrichtung

Info

Publication number: DE102021210502A1
Application number: DE102021210502.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Von Holst; Nathanael K. Rehn; Jacob Mazanec; Jacob M. Kongs; Anthony D'Alessandro; Lowell Stutzman; Kyle A. Maakestad
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2020-10-23
Filing date: 2021-09-21
Publication date: 2022-04-28
Also published as: US11845421B2; US20220126816A1

Abstract

Eine mobile Arbeitsmaschine umfasst ein Antriebs-Teilsystem, das die mobile Arbeitsmaschine über eine Arbeitsstelle antreibt. Die mobile Arbeitsmaschine umfasst ein Lenkungs-Teilsystem, das die mobile Arbeitsmaschine über die Arbeitsstelle lenkt. Die mobile Arbeitsmaschine umfasst ein Stabilitätsbestimmungssystem, das einen Stabilitätsfaktor auf Grundlage eines Merkmals des Lenkungs-Teilsystems bestimmt. Die mobile Arbeitsmaschine umfasst auch ein Steuersystem, das die mobile Arbeitsmaschine auf Grundlage des Stabilitätsfaktors steuert.

Description

GEBIET DER BESCHREIBUNG
Diese Beschreibung bezieht sich im Allgemeinen auf Maschinen der Land- oder Bauwirtschaft. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die vorliegende Beschreibung auf ein System zum Aufrechterhalten der Stabilität eines mit einem Lader ausgestatteten Traktors.
HINTERGRUND
Es gibt eine große Vielfalt an verschiedenen Arten von Maschinen der Land- und Bauwirtschaft. Einige dieser Maschinen umfassen Traktoren, die mit einer Vielzahl von verschiedenen Anbaugeräten ausgestattet werden können. Diese Anbaugeräte können den Bereich von Vorgängen erweitern, die der Traktor ausführen kann. Beispielsweise können Anbaugeräte Frontlader, Baggerlader usw. beinhalten. Ein Nachteil bei der Ausrüstung eines Anbaugeräts an einer Bestandsmaschine besteht darin, dass die Gewichtsverteilung der Maschine so geändert werden kann, dass die Maschine ein erhöhtes Kippen oder andere Stabilitätsprobleme aufweisen kann.
Die obenstehende Erörterung dient lediglich als allgemeine Hintergrundinformation und soll nicht als Hilfe bei der Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine mobile Arbeitsmaschine umfasst ein Antriebs-Teilsystem, das die mobile Arbeitsmaschine über eine Arbeitsstelle antreibt. Die mobile Arbeitsmaschine umfasst ein Lenkungs-Teilsystem, das die mobile Arbeitsmaschine über die Arbeitsstelle lenkt. Die mobile Arbeitsmaschine umfasst ein Stabilitätsbestimmungssystem, das einen Stabilitätsfaktor auf Grundlage eines Merkmals des Lenkungs-Teilsystems bestimmt. Die mobile Arbeitsmaschine umfasst auch ein Steuersystem, das die mobile Arbeitsmaschine auf Grundlage des Stabilitätsfaktors steuert.
Diese Kurzdarstellung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form einzuführen, die im Folgenden in der ausführlichen Beschreibung beschrieben sind. Diese Zusammenfassung ist weder als Festlegung von Schlüsselmerkmalen oder wesentlichen Merkmalen des beanspruchten Gegenstands auszulegen noch zur Verwendung als Hilfe bei der Festlegung des Anwendungsbereichs des beanspruchten Gegenstands. Der beanspruchte Gegenstand ist nicht auf Implementierungen beschränkt, die im Abschnitt Hintergrund aufgeführte Nachteile ganz oder teilweise beseitigen.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht, die eine beispielhafte Maschine zeigt.
2 ist eine Seitenansicht, die die beispielhafte Maschine in einer angehobenen Position des Laders zeigt.
3 ist eine Draufsicht auf die beispielhafte Maschine in einer Position beim Wenden.
4 ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften Stabilitätsdiagramms.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Betriebsumgebung zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Maschinenbetrieb zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das die Umgebung von 5 in einer Cloud-Umgebung zeigt.
8 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes Rechensystem zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Landwirtschaftliche Traktoren und ähnliche Maschinen ermöglichen es, verschiedene Anbaugeräte mit der Maschine für eine größere Vielfalt von Funktionen zu koppeln. Einige Anbaugeräte umfassen einen Frontlader, einen Baggerlader, einen Schaber, einen Mulcher usw. Wenn diese Anbaugeräte mit der Maschine gekoppelt werden, können sie die Stabilität der Maschine in verschiedenen Situationen stören. Zum Beispiel erhöht ein Lader in einer angehobenen Position, der eine schwere Last trägt, den Schwerpunkt der Maschine und kann das Risiko einer Gefahr des seitlichen Kippens erhöhen. Ballaste können der Maschine hinzugefügt werden, die unter anderem den Schwerpunkt senken oder anderweitig verändern. Es kann ein System zur Berechnung des Schwerpunkts und/oder der Stabilitätsmerkmale der Maschine und ihrer Ballaste/Anbaugeräte bereitgestellt werden, um ein seitliches Kippen der Maschine zu verhindern, während sie Kurven fährt.
1 eine Seitenansicht, die eine beispielhafte Maschine 100 zeigt. Die Maschine 100 beinhaltet eine Bedienerkabine 102, Räder 104, einen Lader 106 und ein Anbaugerät oder einen Ballast 108. Die Bedienerkabine 102 beinhaltet verschiedene Benutzerschnittstellenvorrichtungen 110, die ein Benutzer verwendet, um die Maschine 100 zu steuern. Einige Beispiele von Benutzerschnittstellenvorrichtungen 110 beinhalten Lenkräder, Pedale, Anzeigen, Touchscreens, Hebel usw. Die Räder 104 greifen in einen Boden der Arbeitsumgebung ein und treiben die Maschine 100 an und lenken sie. In anderen Beispielen könnten die Räder 104 auch durch andere Bodeneingriffselemente, wie etwa Raupenketten, ersetzt werden. Der Lader 106 ist ein Frontlader, der an die Maschine 100 gekoppelt ist und es der Maschine 100 ermöglicht, Lasten auf einer Arbeitsstelle zu bewegen. Der Lader 106 kann auch andere Funktionen ausführen, wie etwa Planieren, Nivellieren usw. Wie gezeigt, befindet sich der Lader 106 in einer abgesenkten Position und enthält keine große Last.
Die Maschine 100 beinhaltet Ballaste 108 oder ein anderes Anbaugerät. Das Anbaugerät/Ballast 108 wird hier weiter als Ballast bezeichnet, jedoch könnten verschiedene Arten von Anbaugeräten die Funktion bereitstellen, die ein Ballast typischerweise erfüllt. Ballaste sind zusätzliche Masse, die für eine bessere Traktion, Lenkung, Gewichtsverteilung und andere Vorteile für die Maschine 100 sorgen. Wie gezeigt, befinden sich Ballaste 108 an der Rückseite der Maschine 100, jedoch kann sich der Ballast 108 in anderen Beispielen innerhalb der Räder 104, vor der Maschine 100, an der Unterseite der Maschine 100 oder auch an anderen Stellen befinden. Die Position der Ballaste 108 wirkt sich auf den Schwerpunkt der Maschine 100 aus. Die Maschine 100 weist im aktuellen Zustand einen Schwerpunkt 120-1 auf. Wie wir gesehen haben, befindet sich der Schwerpunkt 120-1 an einer relativ zentralen und niedrigen Position an der Maschine 100.
2 eine Seitenansicht, die die beispielhafte Maschine 100 zeigt. Wie in 2 zu sehen ist, ist der Lader 106 in eine hohe Position angehoben worden und enthält auch eine Last 112. Aus diesem Grund ist der Schwerpunkt 120-2 relativ zur Maschine 100 an einen höheren Punkt angestiegen. In diesem Zustand ist die Maschine 100 anfälliger für Kippen oder Rollen, da der Schwerpunkt höher ist. In einigen Beispielen kann mehr Ballast 108 verwendet werden, um den Schwerpunkt abzusenken, obwohl sich eine Last 112 im Lader 106 befindet. Das Erhöhen des Ballasts 108 kann jedoch die Leistung der Maschine 100 beeinflussen (z. B. Kraftstoffverbrauch, Absinken in den Boden usw.). Das Erhöhen des Ballasts 108 kann auch maximal zulässigen Belastungen der Achsen oder der Gesamtmaschine 100 ausgesetzt sein.
3 ist eine Draufsicht, die die beispielhafte Maschine 100 zeigt. In dieser Ansicht ist der Schwerpunkt 120 mittig an der Maschine 100 befindlich dargestellt. In dieser Ansicht ist der Radwinkel 122 der Vorderräder 104 zu sehen. Der Radwinkel 122 ist proportional zum Wenderadius der Maschine 100, wenn sie sich vorwärts oder rückwärts bewegt. In einigen Fällen kann der Wenderadius oder Kurvenfahrtradius der Maschine 100 in keinem Verhältnis zum Radwinkel 122 stehen. Wenn zum Beispiel abgewinkelte Räder 104 einen Schlupf über eine Fläche aufweisen. Ein Sensor kann benachbart zu den Rädern 104 angeordnet sein, sodass der Kurvenfahrradius erfasst wird. Einige Beispiele für Sensoren beinhalten ein Potentiometer, einen linearen Verschiebungswandler, einen „Aus-Gummi“ -Sensor, ein Gyroskop, einen Kompass, eine Kamera usw. Einige dieser Sensoren können auch Schlupf erfassen, beispielsweise kann ein Video von der Kamera analysiert werden, um zu bestimmen, ob der angenommene Wenderadius der Bewegung der Nicht-Maschinenkomponenten relativ zu den Maschinenkomponenten in dem Video entspricht.
Wenn die Maschine 100 mit einer schnelleren Geschwindigkeit in die durch Pfeil 124 angegebene Richtung fährt, kann der Radwinkel 122 geringer sein, um ein Kippen der Maschine 100 zu verhindern. In ähnlicher Weise muss je größer der Radwinkel 122 ist, desto langsamer die Maschine 100 fahren, um ein Kippen der Maschine 100 zu verhindern.
4 ist ein beispielhaftes Diagramm, das einen Wenderadius (z. B. Kurvenradius) mit einer Antriebsgeschwindigkeit der Maschine 100 darstellt. Die X-Achse 410 stellt die Fahrgeschwindigkeit in Kilometern pro Stunde dar. Die Y-Achse 420 stellt die Querbeschleunigung in Metern pro Quadratsekunde dar. Die Querbeschleunigung ist für das seitliche Kippen der Maschine 100 relevant.
Die Linie 430 stellt die Merkmale der Maschine 100 dar, während sie eine Kurve mit einem Radius von 10 m fährt. Die Linie 440 stellt die Merkmale der Maschine 100 dar, während sie eine Radiuskurve von 20 m fährt. Die Linie 450 stellt die Merkmale der Maschine 100 dar, während sie eine Radiuskurve von 30 m fährt. Die Linie 460 stellt die Merkmale der Maschine 100 dar, während sie eine Radiuskurve von 50 m fährt. Die Linie 470 stellt die Merkmale der Maschine 100 dar, während sie eine Radiuskurve von 100 m fährt. Diese Linien zeigen einen deutlichen Trend, dass je größer der Kurvenradius (kleiner der Vorderradwinkel) ist, desto weniger Querbeschleunigung wird die Maschine 100 erfahren.
Die Linie 480 stellt eine maximale Querbeschleunigung dar, die die Maschine 100 erfährt bei leerem und niedrigem Lader 106 ohne zu kippen. Die Linie 490 stellt die maximale Querbeschleunigung dar, die die Maschine 100 erfahren kann, wenn der Lader 106 eine Last aufweist und auf ein vorgegebenes Niveau angehoben wird. Die Punkte, an denen sich die Linien 430, 440, 450 und 460 mit den Linien 480 und 490 schneiden, stellen die Kipppunkte der Maschine 100 aufgrund ihrer Kurvenradius/Fahrgeschwindigkeits-Kombinationsmerkmale dar.
5 ist ein Blockdiagramm, das die Maschine 100 in einer Umgebung 500 zeigt. 5 beinhaltet die Maschine 100, das Stabilitätsbestimmungssystem 552, das Remote-System 594 und den Bediener 592. Einige dieser Komponenten wurden vorstehend beschrieben. Einige dieser Komponenten können sich an anderen Positionen als gezeigt befinden.
Die Maschine 100 beinhaltet das Antriebs-Teilsystem 502, das Lenkungs-Teilsystem 504, die Sensoren 506, den Ballast 108, die Benutzerschnittstellenvorrichtungen 110, den Bedienerraum 102, die Prozessoren/Steuerungen 520, das Kommunikationssystem 522 und kann andere Elemente beinhalten, die durch Block 524 angezeigt werden. Beispielsweise kann das Stabilitätsbestimmungssystem 552 Teil der Maschine 100 sein.
Das Antriebs-Teilsystem 502 treibt die Maschine 100 in einer Umgebung an. Zum Beispiel beinhaltet das Antriebs-Teilsystem 502 einen Motor, ein Getriebe, ein Differential, Räder 104 usw. Der Motor erzeugt Leistung, die durch die anderen Komponenten des Antriebsstrangs auf den Boden übertragen wird, um die Maschine 100 anzutreiben. Das Lenkungs-Teilsystem 504 lenkt die Maschine 100 in der Umgebung. Zum Beispiel beinhaltet das Lenkungs-Teilsystem 504 Räder 104, die relativ zu einem Rahmen der Maschine 100 abgewinkelt sein können. Wenn die Räder 104 abgewinkelt sind, folgt die Maschine 100 einem gekrümmten Pfad. Das Lenkungs-Teilsystem 504 könnte mehrere Räder 104 beinhalten, die abgewinkelt sind, zum Beispiel ein knickgelenktes Lenksystem.
Die Sensoren 506 erfassen verschiedene Merkmale der Maschine 100. Die Sensoren 506 beinhalten Geschwindigkeitssensoren 508, Radsensoren 510, Ladersensoren 512, Ballastsensoren 514 und können auch andere Elemente enthalten, wie durch Block 516 angezeigt. Die Geschwindigkeitssensoren 508 können die Geschwindigkeit der Maschine 100 bestimmen oder erfassen. Zum Beispiel kann ein Geschwindigkeitssensor einen Geschwindigkeitsmesser beinhalten, der an einen Abschnitt des Antriebs-Teilsystems 502 gekoppelt ist, das die Geschwindigkeit auf Grundlage der Drehung der Räder 104 bestimmt. Oder zum Beispiel kann ein Geschwindigkeitssensor einen Sensor beinhalten, der mit den Hinterrädern 104 gekoppelt ist und Drehungen im Laufe der Zeit anzeigt. In diesem Fall wäre die Geschwindigkeit proportional zur Radgröße (abzüglich des Schlupfes). In einem weiteren Beispiel beinhaltet der Geschwindigkeitssensor 508 eine Kamera oder eine Bereichsabtastvorrichtung.
Die Radsensoren 510 können Sensoren beinhalten, die den Radwinkel 122 der Vorderräder 104 angeben. Oder zum Beispiel beinhalten die Radsensoren 510 Sensoren, die den aktuellen Kurvenradius bestimmen, auf dem die Maschine 100 fährt, unabhängig von Lenkrädern, Gelenkrädern, Raupenketten usw. Beispielsweise könnte eine Kamera oder eine Entfernungsabtasteinrichtung zur Bestimmung des Fahrkurvenradius verwendet werden. In einigen Beispielen könnte sich ein Radsensor 510 im Rad 104 befinden.
Die Ladersensoren 512 erfassen eine Eigenschaft des Laders 106 und/oder der Last 112 in dem Lader 106 der Maschine 100. Die Ladersensoren 512 können Kameras, hydraulische Messgeräte, Kraftmesser, Potentiometer, lineare Wegaufnehmer oder andere Sensoren beinhalten, die ein Merkmal des Laders 106 und/oder der Last 112 erfassen können. Einige Merkmale, die der Ladersensor 512 erfassen kann, beinhalten das Gewicht oder die Masse und die Position der Last 112 im Lader 106 und die Höhe und/oder Ausrichtung des Laders 106 relativ zur Maschine 100. Das Gewicht oder die Masse der Last 112 kann mit einem Kraftmesser erfasst werden, und die Position/Verteilung der Last 112 in dem Lader 106 kann mit einer Kamera erfasst werden. Die Höhe des Laders 106 kann mit einem linearen Wegaufnehmer am Betätigungs-Hydraulikzylinder erfasst werden, der den Lader 106 oder die Winkelpotentiometer in den Drehpunkten der Laderkinematik betätigt.
Die Ballast-Sensoren 514 beinhalten Sensoren, die eine Eigenschaft eines Ballasts 108 erfassen. Zum Beispiel können Ballast-Sensoren 514 einen Masse- oder Gewichtssensor beinhalten, der das Gewicht des Vorschaltsensors 108 erfasst. Da die Ballaste 108 typischerweise an standardisierten Positionen an der Maschine 100 gekoppelt sind, können die Ballast-Sensoren 514 auch die Position des Ballasts an der Maschine 100 anzeigen. Die Sensoren 506 können auch Sensoren anderer Arten beinhalten, wie durch Block 516 angezeigt. Beispielsweise beinhalten die Ballast-Sensoren 514 Sensoren, die die Art des Ballasts oder Anbaugeräts (z. B. Modellnummer usw.) erfassen können, und die Masse- und Geometriedaten können auf Grundlage der Art des Ballasts oder Anbaugeräts abgerufen werden.
Die Prozessoren/Steuerungen 520 sind konfiguriert, um die Maschine 100 zu steuern und logische Komponenten der Maschine 100 zu implementieren. Die Prozessoren/Steuerungen 576 können Mikroprozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, Computer, Server, Rechenvorrichtungen oder andere Vorrichtungen beinhalten, die die Verarbeitung elektronischer oder mechanischer Signale ermöglichen. Das Kommunikationssystem 522 ermöglicht es der Maschine 100, mit anderen Komponenten außerhalb der Maschine 100 zu kommunizieren. Beispielsweise kann das Kommunikationssystem 522 über Bluetooth, WLAN, Nahfeldkommunikation, Weitverkehrsnetze, lokale Netzwerke oder andere Kommunikationsprotokolle kommunizieren.
Das Stabilitätsbestimmungssystem 552 beinhaltet die Geschwindigkeitsbestimmungslogik 554, die Schwerpunktbestimmungslogik 560, die Wenderadiusbestimmungslogik 558, die Schwerpunktbestimmungslogik 560, die Lastbestimmungslogik 570, die Stabilitätsfaktorbestimmungslogik 572, das Steuersystem 578, die Prozessoren/Steuerungen 576, den Datenspeicher 574 und kann auch andere Elemente enthalten, wie durch Block 590 angegeben.
Die Geschwindigkeitsbestimmungslogik 554 empfängt Sensorsignale von den Geschwindigkeitssensoren 508 und bestimmt eine Geschwindigkeit der Maschine 100. In einigen Beispielen berücksichtigt die Geschwindigkeitsbestimmungslogik 554 Faktoren wie etwa Reifenschlupf, wenn die Geschwindigkeit der Maschine 100 berechnet wird.
Die Wenderadiusbestimmungslogik 558 empfängt Sensorsignale von den Radsensoren 510 und bestimmt den Fahrkurvenradius der Maschine 100. Zum Beispiel empfängt die Wenderadiusbestimmungslogik 558 Radsensorsignale von Radsensoren 510, die den Winkel des Rads relativ zu einem Rahmen der Maschine 100 angeben. Dieser Winkel mit anderen Maschinengeometriekenntnissen kann verwendet werden, um den Kurvenfahrtradius der Maschine 100 zu bestimmen. In einigen Beispielen kann die Wenderadiusbestimmungslogik 558 Faktoren wie etwa Schlupf von Reifen beim Berechnen des Kurvenfahrtradius der Maschine 100 berücksichtigen.
Die Schwerpunktbestimmungslogik 560 bestimmt den Schwerpunkt der Maschine 100. Die Schwerpunktbestimmungslogik 560 beinhaltet die Maschinenbeitragslogik 562, die Ballastbeitragslogik 564, die Lastbeitragslogik 566 und kann auch andere Elemente enthalten, wie durch Block 568 angegeben. Die Maschinenbeitragslogik 562 bestimmt den Beitrag des Gewichts der Standardkomponenten der Maschine 100 (z. B. des Rahmens, des Antriebsstrangs, des Bedienerraums usw.) zum Schwerpunkt. Eine Bestandsmaschine 100 kann einen bekannten Schwerpunkt aufweisen, der auf der Werkskonstruktion der Maschine 100 basiert. In einigen Beispielen bestimmt die Maschinenbeitragslogik 562 auch Beiträge von Anbaugeräten zum Schwerpunkt (z. B. Bagger, Frontlader, Grader usw.).
Die Ballastbeitragslogik 564 bestimmt den Beitrag eines oder mehrere Ballaste 108 zum Schwerpunkt. Beispielsweise kann der Bediener 592 die Menge des hinzugefügten Ballasts 108 und dessen Standort über eine Benutzerschnittstellenvorrichtung 110 eingeben, und diese Informationen werden verwendet, um den Beitrag des Ballasts 108 zum Schwerpunkt der Maschine 100 zu bestimmen. In einem weiteren Beispiel empfängt die Ballastbeitragslogik 564 Ballastsensorsignale von Ballastsensoren 514 und bestimmt den Beitrag des Ballasts zum Schwerpunkt auf Grundlage der Sensorsignale. Die Lastbeitragslogik 566 bestimmt den Beitrag einer Last im Lader 106 zum Schwerpunkt der Maschine 100. Zum Beispiel empfängt die Lastbeitragslogik 566 Informationen über die angehobene Höhe des Laders 106 und den Betrag des Gewichts und der Position einer Last im Lader 106 und verwendet diese Informationen, um den Lastbeitrag zum Schwerpunkt der Maschine 100 zu bestimmen. Die Schwerpunktbestimmungslogik 560 kann auch Beiträge von anderen Faktoren beinhalten. Beispielsweise kann die Größe der Räder 104 ein Faktor im Schwerpunkt der Maschine 100 sein.
Die Lastbestimmungslogik 570 bestimmt Merkmale einer Last im Lader 106. Zum Beispiel empfängt die Lastbestimmungslogik 570 Sensorsignale von den Ladersensoren 512 und bestimmt die Masse und Position der Last 112 im Lader 106. In einem Beispiel empfängt die Lastbestimmungslogik 570 einen Sensor von einem Hydraulikzylinder, der den Lader 106 trägt und betätigt und das Gewicht der Last auf Grundlage des Sensorsignals bestimmt. Außerdem kann die Lastbestimmungslogik 570 ein Bild von einer Kamera empfangen, um die Position der Last 112 im Lader 106 zu identifizieren. Das Gewicht und die Position der Last können verwendet werden, um den Schwerpunktbeitrag der Last (und des Laders) zum Schwerpunkt der Maschine 100 genau zu bestimmen.
Die Stabilitätsfaktorbestimmungslogik 572 bestimmt einen Stabilitätsfaktor der Maschine 100. Ein Stabilitätsfaktor ist eine Metrik, die die Stabilität der Maschine 100 und ihre Wahrscheinlichkeit zum Kippen anzeigt. Die Stabilitätsfaktorbestimmungslogik 572 kann eine Geschwindigkeit von der Geschwindigkeitsbestimmungslogik 554, einen Kurvenradius von der Kurvenradiusbestimmungslogik 558 und einen Schwerpunkt von der Schwerpunktbestimmungslogik 560 empfangen, um den Stabilitätsfaktor der Maschine 100 zu bestimmen. Wie in 4 veranschaulicht, nimmt der Stabilitätsfaktor ab, wenn eine größere Last an der Maschine 100 angehoben wird. Wie in 4 auch angedeutet, nimmt der Stabilitätsfaktor ab, wenn die Geschwindigkeit der Maschine 100 zunimmt. Auch in 4 veranschaulicht, nimmt der Stabilitätsfaktor mit abnehmendem Wenderadius ab. In einigen Beispielen verweist die Stabilitätsfaktorbestimmungslogik 572 auf ein Nachschlagediagramm, das Kombinationen dieser Werte und des Stabilitätsfaktors, den sie ausgeben, beinhaltet. In anderen Beispielen verwendet die Stabilitätsfaktorbestimmungslogik 572 einen Algorithmus mit diesen Faktoren als Eingaben und einem Stabilitätsfaktor als Ausgabe. Selbstverständlich kann die Stabilitätsfaktorbestimmungslogik 572 den Stabilitätsfaktor auch auf andere Weise bestimmen.
Der Datenspeicher 574 speichert Informationen, die vom Stabilitätsbestimmungssystem 552 beim Steuern der Maschine 100 verwendet wurden. Beispielsweise kann der Datenspeicher 574 Maschinengeometrie- und Masseninformationen beinhalten, die die Maschinenbeitragslogik 562 verwendet, um den Maschinenbeitrag zum Schwerpunkt der Maschine 100 zu bestimmen. Beispielsweise beinhaltet der Datenspeicher 574 die Nachschlage-Tabellen, die von der Stabilitätsfaktorbestimmungslogik 572 verwendet wurden, um den Stabilitätsfaktor der Maschine 100 auf Grundlage der aktuellen Betriebseigenschaften der Maschine 100 zu bestimmen. Selbstverständlich kann der Datenspeicher 574 auch andere Elemente enthalten. Die Prozessoren/Steuerungen 576 können die Logikkomponenten des Stabilitätsbestimmungssystems 552 implementieren. Die Prozessoren/Steuerungen 576 können Prozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, Computer, Server, Rechenvorrichtungen oder andere Vorrichtungen beinhalten, die die Verarbeitung von Signalen ermöglichen.
Das Steuersystem 578 steuert die Maschine 100 auf Grundlage eines Stabilitätsfaktors, der durch die Stabilitätsfaktorbestimmungslogik 572 bestimmt wird. Das Steuersystem 578 beinhaltet eine stabile Steuerlogik 580, einen Steuersignalgenerator 582 und kann andere Elemente enthalten, die durch Block 584 angezeigt werden. Die stabile Steuerlogik 580 bestimmt eine Steueraktion, die die Maschine 100 auf stabile Weise steuert. Das heißt, eine Art und Weise, die eine Stabilitätsgefahr der Maschine 100, wie etwa ein seitliches Kippen, vermeidet. In einem Beispiel verringert die stabile Steuerlogik 580 die Geschwindigkeit der Maschine 100, sodass der Stabilitätsfaktor auf einen Punkt abnimmt, an dem die Maschine 100 nicht kippt. Ein weiteres Beispiel, eine stabile Steuerlogik 580 weist den Bediener 592 auf die Stabilitätsgefahr hin. Beispielsweise kann die stabile Steuerlogik 580 einen akustischen, einen visuellen oder einen haptischen Alarm an den Bediener 592 senden. Zum Beispiel kann die stabile Steuerlogik 580 eine einschränkende Kraft auf ein Lenkrad ausüben, die der Bediener 592 verwendet, um die Maschine 100 zu wenden. In einigen Beispielen kann diese Kraft durch den Bediener 592 überwunden werden, sodass der Kurvenradius der Wendebewegung der Maschine 100 beibehalten wird. In anderen Beispielen zwingt die Widerstandskraft die Maschine 100, ihren aktuellen Kurvenfahrtradius zu ändern.
Der Steuersignalgenerator 582 erzeugt Steuersignale, die an die Stellglieder der Maschine 100 gesendet werden, um die durch die stabile Steuerlogik 580 bestimmten Steuerungsvorgänge zu implementieren. Zum Beispiel erzeugt der Steuersignalgenerator 582 Steuersignale, die an ein Antriebs-Teilsystem 502 gesendet werden, um die Geschwindigkeit der Maschine 100 zu verringern.
Das entfernte System 594 beinhaltet das Kommunikationssystem 596 und beinhaltet optional das Stabilitätsbestimmungssystem 552. Das entfernte System 594 kann auch andere Elemente enthalten, die durch Block 598 angezeigt werden. Die Kommunikationssysteme 596 können auch mit der Maschine 100 und anderen Systemen über die zuvor aufgeführten Protokolle kommunizieren.
6 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Vorgang 600 der Maschine 100 zeigt. Der Vorgang 600 beginnt bei Block 602, wo der Lader einen Auftrag beginnt. Beispielsweise beginnt der Lader, Lasten von einem Stapel zum anderen an einer landwirtschaftlichen Arbeitsstelle zu bewegen.
Der Vorgang 600 fährt bei Block 610 fort, wo die Laderhöhe und/oder -ausrichtung erfasst wird. Wie durch Block 611 angezeigt, kann ein linearer Wegaufnehmer an einem Hydraulikzylinder, der den Lader 106 betätigt, verwendet werden, um die Höhe und/oder Ausrichtung des Laders zu bestimmen. Wie durch Block 612 angezeigt, kann ein Potentiometer in der Nähe oder am Lader 106 die Höhe und/oder Ausrichtung des Laders anzeigen. Wie durch Block 613 angezeigt, kann eine Bereichsabtastvorrichtung verwendet werden, um die Höhe und/oder Ausrichtung des Laders 106 zu erfassen. Beispielsweise kann ein LIDAR-Array verwendet werden, um die Ausrichtung und Höhe des Laders 106 zu erfassen. Wie durch Block 614 angezeigt, kann ein Bild des Laders 106 verwendet werden, um die Höhe und/oder Ausrichtung des Laders 106 zu bestimmen. Natürlich kann, wie durch Block 615 angezeigt, die Höhe und/oder Ausrichtung des Laders auch auf andere Weise erfasst werden.
Der Vorgang 600 fährt bei Block 620 fort, wo die Last, die von dem Lader getragen wird, erfasst wird. Wie durch Block 621 angezeigt, kann die Masse der Last über Hydraulikdruck in einem Betätigungs-Hydraulikzylinder erfasst werden, der den Lader 106 trägt. Der Druck steigt, wenn die Masse im Lader zunimmt. Wie durch Block 622 angezeigt, kann ein Kamerabild, das die Last im Lader aufgenommen hat, verwendet werden, um das Gewicht der Last im Lader zu schätzen. Natürlich kann die vom Lader getragene Last auch auf andere Weise erfasst werden, wie durch Block 623 angezeigt. So kann beispielsweise eine Bereichsabtastvorrichtung verwendet werden, um das Volumen der Last zu erfassen, und die Masse der Last kann auf Grundlage des Volumens geschätzt werden.
Der Vorgang 600 fährt bei Block 630 fort, wo die Maschinen- und Ballastgewichte erfasst oder empfangen werden. Wie durch Block 631 angezeigt, kann ein Benutzer die Maschinen- und/oder Ballastinformationen eingeben. Beispielsweise kann eine Benutzerschnittstelle angezeigt werden, mit der ein Benutzer interagieren kann, um die Modellnummern oder Identifikationsnummern der Maschine und/oder des Ballasts einzugeben. Wie durch Block 632 angezeigt, kann das Gewicht oder andere Merkmale des Maschinen-Ballasts erfasst werden. Beispielsweise kann die Maschine auf eine Waage platziert werden. Oder zum Beispiel können identifizierende Tags an der Maschine und/oder dem Ballast erfasst werden (z. B. Identifizieren von RFID-Tags, die Masse- und Geometrieinformationen beinhalten). Oder zum Beispiel können Ballaste über einen Gewichtssensor an die Maschine 100 gekoppelt sein, sodass ihr Gewicht erfasst werden kann, wenn sie an die Maschine 100 gekoppelt sind (z. B. einen Kupplungszugsensor). Wie durch Block 633 angezeigt, können die Informationen von einem Hersteller bereitgestellt werden oder in einen Datenspeicher 574 vorgeladen werden. Wie durch Block 634 angezeigt, können die Masse- und Geometrieinformationen der Maschine und des Ballasts auch auf andere Weise erfasst oder empfangen werden.
Der Vorgang 600 fährt bei Block 640 fort, wo die Maschinengeschwindigkeit erfasst wird. Wie durch Block 641 angezeigt, kann ein Tacho verwendet werden, um die Geschwindigkeit der Maschine zu erfassen. Wie durch Block 642 angezeigt, kann die Geschwindigkeit auch auf andere Weise bestimmt werden. Beispielsweise kann eine kameranahe Maschine verwendet werden, um die Geschwindigkeit der Maschine 100 zu bestimmen.
Der Vorgang 600 fährt bei Block 650 fort, wo der Wenderadius der Maschine erfasst wird. Wie durch Block 651 angezeigt, kann ein Radsensor in der Nähe eines oder mehrerer Räder verwendet werden, um den Winkel eines Rads relativ zum Rahmen der Maschine zu bestimmen. Dieser Winkel gibt einen beabsichtigten Wenderadius der Maschine an. Der Wenderadius kann auch auf andere Weise erfasst werden, wie durch Block 652 angezeigt. Zur Bestimmung des Wenderadius kann beispielsweise eine Kamera, ein Kompass, ein Beschleunigungsmesser oder ein Gyroskop verwendet werden.
Der Vorgang 600 fährt bei Block 660 fort, wo ein Stabilitätsfaktor berechnet wird. Wie durch Block 661 angezeigt, kann der Stabilitätsfaktor das Berechnen eines Schwerpunkts der Maschine beinhalten. Beispielsweise wird ein Schwerpunkt auf Grundlage der Laderhöhe, der Last-/Lader-Merkmale (z. B. Masse, Position usw.), der Maschinen- und Ballastmasse und der geometrischen Merkmale usw. berechnet.
Wie durch Block 662 angezeigt, kann der Stabilitätsfaktor auf der Geschwindigkeit der Maschine 100 basieren. Wie durch Block 663 angezeigt, kann der Stabilitätsfaktor auf dem Schwerpunkt der Maschine basieren. Wie durch Block 664 angezeigt, kann der Stabilitätsfaktor auf dem Wenderadius der Maschine 100 basieren. Wie durch Block 665 angezeigt, kann der Stabilitätsfaktor auch auf anderen Faktoren basieren. Beispielsweise kann der Stabilitätsfaktor auf der Bodenunebenheit oder Neigung und Richtung des Bodens, Raddurchmessergröße, Radbreite, Spurbreite usw. basieren.
Der Vorgang 600 fährt bei Block 670 fort, wo bestimmt wird, ob der Stabilitätsfaktor unter einem Schwellenwertniveau liegt. Wenn der Stabilitätsfaktor unter einem Schwellenwertniveau liegt, fährt die Maschine 100 wie normal fort (vom Bediener gesteuert) und der Vorgang 600 endet. Wenn der Stabilitätsfaktor über einem Schwellenwert liegt, fährt der Vorgang 600 mit Block 680 fort.
Bei Block 680 wird eine Korrekturmaßnahme bestimmt. Wie durch Block 681 angezeigt, kann eine Korrekturmaßnahme das Verringern der Geschwindigkeit der Maschine beinhalten. Das Verringern der Geschwindigkeit ohne Änderung des Wenderadius der Maschine ermöglicht es einem Benutzer, auf dem gleichen Weg zu bleiben wie beabsichtigt. Diese Option würde verhindern, dass ein Bediener durch Lenken in ein Objekt ausweicht, das er zu vermeiden versucht. Wie durch Block 682 angezeigt, kann eine Korrekturmaßnahme das Wenden der Maschine beinhalten (z. B. Reduzieren des Wenderadius der Maschine). Diese Aktion kann auf Grundlage der Anwesenheit eines Objekts in einem geschätzten neuen Pfad ausgewählt werden oder nicht. Beispielsweise darf die Maschine nur dann gerade ausgerichtet werden, wenn sich ein Gegenstand nicht im neuen Pfad befindet. Wie durch Block 683 angezeigt, kann dem Bediener eine Rückmeldung gegeben werden, dass er sich auf einem instabilen Pfad bei einer gegebenen Geschwindigkeit befindet. In einem Beispiel beinhaltet diese Rückkopplung das Anwenden einer beschränkenden Kraft auf das Lenkrad, sodass der Traktor beginnt, sich auszurichten, aber ein Bediener der ausrichtenden beschränkenden Kraft widerstehen kann. Wie durch Block 684 angezeigt, kann eine Korrekturmaßnahme auch andere Dinge beinhalten. Beispielsweise kann eine Korrekturmaßnahme das Absenken der getragenen Last beinhalten, sodass die Gefahr des Kippens reduziert wird.
Der Vorgang 600 fährt mit Block 690 fort, wo die Maschine auf Grundlage der Korrekturmaßnahme gesteuert wird. Wie durch Block 691 angezeigt, kann die Korrekturmaßnahme automatisch ergriffen werden. Wie durch Block 692 angezeigt, kann die Korrekturmaßnahme dem Benutzer vorgeschlagen werden, und der Benutzer muss den Vorschlag zum Einleiten der Korrekturmaßnahme annehmen. Wie durch Block 693 angezeigt, kann die Korrekturmaßnahme auch auf andere Weise durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Maßnahme automatisch ergriffen werden, sofern der Benutzer nicht innerhalb einer bestimmten Zeit ein Veto gegen die Maßnahme einlegt. Nachdem die Korrekturmaßnahme ergriffen wurde, kann der Vorgang 600 wiederholt werden.
In der vorliegenden Diskussion wurden Prozessoren und Server erwähnt. In einem Beispiel beinhalten die Prozessoren und Server Computerprozessoren mit zugehörigem Speicher und Zeitschaltungen, die nicht separat dargestellt werden. Sie sind funktionale Teile der Systeme oder Vorrichtungen, zu denen sie gehören und durch die sie aktiviert werden, und erleichtern die Funktionalität der anderen Komponenten oder Elemente in diesen Systemen.
Außerdem wurden eine Reihe von Anzeigen der Benutzerschnittstelle erörtert. Sie können mehrere verschiedene Formen annehmen und können mehrere verschiedene benutzergesteuerte Eingabemechanismen darauf aufweisen. Beispielsweise können die vom Benutzer aktivierbaren Eingabemechanismen Textfelder, Kontrollkästchen, Symbole, Links, Dropdown-Menüs, Suchfelder usw. sein. Sie können auch auf unterschiedlichste Weise betätigt werden. Sie können beispielsweise mit einer Point-and-Click-Vorrichtung (z. B. Trackball oder Maus) betätigt werden. Sie können über Hardwaretasten, Schalter, einen Joystick oder eine Tastatur, Daumenschalter oder Daumenpads usw. betätigt werden. Sie können auch über eine virtuelle Tastatur oder andere virtuelle Aktuatoren betätigt werden. Wenn der Bildschirm, auf dem sie angezeigt werden, ein berührungsempfindlicher Bildschirm ist, können sie außerdem mit Berührungsgesten betätigt werden. Wenn das Gerät, das sie anzeigt, Spracherkennungskomponenten aufweist, können sie auch mit Sprachbefehlen betätigt werden.
Eine Reihe von Datenspeichern wurde ebenfalls erörtert. Es wird darauf hingewiesen, dass diese jeweils in mehrere Datenspeicher aufgeteilt werden können. Alle können lokal für die auf sie zugreifenden Systeme sein, alle können entfernt sein, oder einige können lokal sein, während andere entfernt sind. Alle diese Konfigurationen sind hierin vorgesehen.
Außerdem zeigen die Figuren eine Reihe von Blöcken mit Funktionen, die jedem Block zugeordnet sind. Es wird darauf hingewiesen, dass weniger Blöcke verwendet werden können, sodass die Funktionalität von weniger Komponenten ausgeführt wird. Es können auch mehr Blöcke mit der auf mehrere Komponenten verteilten Funktionalität verwendet werden.
Es ist zu beachten, dass die vorstehende Erläuterung eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme, Komponenten und/oder Logiken beschrieben hat. Es versteht sich, dass solche Systeme, Komponenten und/oder Logiken aus Hardwareelementen bestehen können (wie etwa Prozessoren und zugehörigem Speicher oder anderen Verarbeitungskomponenten, von denen einige unten beschrieben werden), die die Funktionen ausführen, die mit diesen Systemen, Komponenten und/oder Logiken verbunden sind. Darüber hinaus können die Systeme, Komponenten und/oder Logiken aus Software bestehen, die in einen Speicher geladen werden und anschließend von einem Prozessor oder Server oder einer anderen Rechnerkomponente ausgeführt werden, wie unten beschrieben. Die Systeme, Komponenten und/oder Logiken können auch aus verschiedenen Kombinationen von Hardware, Software, Firmware usw. bestehen, von denen einige Beispiele nachfolgend beschrieben werden. Dies sind nur einige Beispiele für unterschiedliche Strukturen, die zur Bildung der oben beschriebenen Systeme, Komponenten und/oder Logik verwendet werden können. Es können auch andere Strukturen verwendet werden.
7 ist ein Blockdiagramm der Maschine 100, gezeigt in 5, mit der Ausnahme, dass sie mit Elementen in einer Remote-Serverarchitektur 700 kommuniziert. In einem Beispiel kann die Remote-Serverarchitektur 700 Rechen-, Software-, Datenzugriffs- und Speicherdienste bereitstellen, die keine Kenntnisse des Endbenutzers über den physischen Standort oder die Konfiguration des Systems erfordern, das die Dienste bereitstellt. In verschiedenen Beispielen können Remote-Server die Dienste über ein Weitverkehrsnetzwerk, wie etwa das Internet, unter Verwendung geeigneter Protokolle bereitstellen. So können beispielsweise Remote-Server Anwendungen über ein Weitverkehrsnetzwerk bereitstellen und über einen Webbrowser oder eine andere Computerkomponente darauf zugreifen. Software oder Komponenten, die in 5 gezeigt sind, sowie die zugehörigen Daten können auf Servern an einem Remote-Standort gespeichert werden. Die Computerressourcen in einer entfernten Serverumgebung können an einem entfernten Standort des Rechenzentrums konsolidiert oder verteilt werden. Remote-Server-Infrastrukturen können Dienste über gemeinsam genutzte Rechenzentren bereitstellen, obwohl sie für den Benutzer als ein einziger Zugangspunkt erscheinen. Somit können die hierin beschriebenen Komponenten und Funktionen von einem Remote-Server an einem Remote-Standort über eine Remote-Server-Architektur bereitgestellt werden. Alternativ können sie von einem herkömmlichen Server bereitgestellt werden oder direkt oder auf andere Weise auf Clientgeräten installiert werden.
Bei dem in 7 gezeigten Beispiel sind einige Elemente den in 5 gezeigten ähnlich und sind gleich nummeriert. 7 zeigt insbesondere, dass sich das Stabilitätsbestimmungssystem 552 und der Datenspeicher 574 an einem Remote-Serverstandort 702 befinden können. Daher greift die Maschine 100 über den Remote-Serverstandort 702 auf diese Systeme zu.
7 veranschaulicht darüber hinaus ein weiteres Beispiel einer Remote-Serverarchitektur. 7 zeigt, dass auch in Betracht gezogen wird, dass einige Elemente von 5 am Remote-Serverstandort 702 angeordnet sind, andere hingegen nicht. So kann beispielsweise der Datenspeicher 574 oder das Schnittstellensystem 552 an einem von Standort 702 getrennten Standort angeordnet sein und es kann über den Remote-Server an Standort 702 darauf zugegriffen werden. Unabhängig davon, wo sie sich befinden, kann direkt auf sie von der Arbeitsmaschine 100 über ein Netzwerk (entweder ein Weitverkehrsnetzwerk oder ein lokales Netzwerk) zugegriffen werden, können sie an einem Remote-Standort von einem Dienst gehostet werden, oder können sie als Dienst bereitgestellt oder von einem Verbindungsdienst zugegriffen werden, der sich an einem Remote-Standort befindet. Außerdem können die Daten an nahezu jedem Standort gespeichert und zeitweise von Interessenten abgerufen oder an diese weitergeleitet werden. So können beispielsweise physikalische Träger anstelle oder zusätzlich zu elektromagnetischen Strahlungsträgern verwendet werden. In einem solchen Beispiel, in dem die Netzabdeckung schlecht oder nicht vorhanden ist, kann eine andere mobile Maschine (beispielsweise ein Tankwagen) über ein automatisches System zur Informationserfassung verfügen. Wenn sich die mobile Maschine 100 zum Betanken dem Tankwagen nähert, erfasst das System die Informationen automatisch von der Erntemaschine über eine beliebige drahtlose Adhoc-Verbindung. Die gesammelten Informationen können dann an das Hauptnetz weitergeleitet werden, wenn der Tankwagen einen Ort erreicht, an dem es eine Mobilfunkabdeckung (oder eine andere drahtlose Abdeckung) gibt. So kann beispielsweise der Tankwagen in einen überdachten Standort einfahren, wenn er zum Betanken anderer Maschinen fährt oder wenn er sich an einem Haupttanklager befindet. Alle diese Architekturen werden hierin betrachtet. Darüber hinaus können die Informationen auf der mobilen Maschine gespeichert werden, bis die mobile Maschine einen Bereich mit Netzabdeckung erreicht. Die mobile Maschine selbst kann dann die Informationen an das Hauptnetzwerk senden.
Es wird auch darauf hingewiesen, dass die Elemente von 5 oder Teile davon an einer Vielzahl verschiedener Vorrichtungen angeordnet werden können. Einige dieser Geräte beinhalten Server, Desktop-Computer, Laptops, Tablet-Computer oder andere mobile Geräte, wie etwa Palmtop-Computer, Mobiltelefone, Smartphones, Multimedia-Player, persönliche digitale Assistenten usw.
8 ist ein Beispiel für eine Computerumgebung, in der Elemente vorhergehender FIG. oder Teile davon (zum Beispiel) eingesetzt werden können. Unter Bezugnahme auf 8 beinhaltet ein beispielhaftes System zur Implementierung einiger Ausführungsformen eine Rechenvorrichtung in Form eines Computers 810, der programmiert ist, um wie oben erörtert zu arbeiten. Die Komponenten des Computers 810 können, ohne hierauf beschränkt zu sein, unter anderem eine Verarbeitungseinheit 820 (die Prozessoren oder Server aus den vorstehenden FIGUREN beinhalten kann), einen Systemspeicher 830 und einen Systembus 821 umfassen, die verschiedene Systemkomponenten einschließlich des Systemspeichers mit der Verarbeitungseinheit 820 koppeln. Der Systembus 821 kann eine von mehreren Arten von Busstrukturen sein, einschließlich eines Speicherbusses oder einer Speichersteuerung, eines Peripheriebusses und eines lokalen Busses mit einer Vielzahl von Busarchitekturen. Speicher und Programme, die unter Bezugnahme auf die vorhergehenden FIG. beschrieben sind, können in den entsprechenden Abschnitten von 8 eingesetzt werden.
Computer 810 beinhaltet typischerweise mehrere computerlesbare Medien. Computerlesbare Medien können alle verfügbaren Medien sein, auf die der Computer 810 zugreifen kann, und umfassen sowohl flüchtige als auch nichtflüchtige Medien, Wechselmedien und nicht entfernbare Medien. Computerlesbare Medien können beispielsweise Computerspeichermedien und Kommunikationsmedien umfassen. Computerspeichermedien unterscheiden sich von einem modulierten Datensignal oder einer Trägerwelle und beinhalten diese nicht. Dazu gehören Hardware-Speichermedien mit flüchtigen und nicht-flüchtigen, entfernbaren und nicht entfernbaren Medien, die in einem beliebigen Verfahren oder einer Technologie für die Speicherung von Informationen, wie etwa computerlesbaren Befehlen, Datenstrukturen, Programmmodulen oder anderen Daten, implementiert sind. Rechenspeichermedien umfassen, aber sie sind nicht beschränkt auf RAM, ROM, EEPROM, Flash-Speicher oder andere Speichertechnologie, CD-ROM, Digitalversatile-Disks (DVD) oder andere optische Plattenspeicher, Magnetkassetten, -bänder, -plattenspeicher oder andere magnetische Speichergeräte oder jedes andere Medium, das verwendet werden kann, um die gewünschte Information zu speichern, auf die über den Computer 810 zugegriffen werden kann. Kommunikationsmedien können computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodule oder andere Daten in einem Transportmechanismus enthalten und umfassen alle Informationslieferungsmedien. Der Begriff „angepasstes Datensignal“ bezeichnet ein Signal, für das ein oder mehrere seiner Merkmale so festgelegt oder geändert sind, dass Informationen in dem Signal codiert sind.
Der Systemspeicher 830 beinhaltet Computerspeichermedien in Form von flüchtigen und/oder nichtflüchtigen Speichern, wie etwa Festspeicher (ROM, Read Only Memory) 831 und Arbeitsspeicher (RAM, Random Access Memory) 832. Ein grundlegendes Eingabe- bzw. Ausgabesystem 833 (Basic Input Output System, kurz BIOS), das die grundlegenden Routinen enthält, die helfen, Informationen zwischen Elementen innerhalb des Computers 810, zum Beispiel während des Starts, zu übertragen, wird typischerweise im ROM 831 gespeichert. RAM 832 enthält typischerweise Daten- und/oder Programmmodule, die für die Verarbeitungseinheit 820 unmittelbar zugänglich sind und/oder derzeit betrieben werden. Beispielhaft und nicht darauf beschränkt zeigt 8 ein Betriebssystem 834, Anwendungsprogramme 835, weitere Programmmodule 836 sowie Programmdaten 837.
Der Computer 810 kann auch andere entfernbare/nicht entfernbare flüchtige/nichtflüchtige Computerspeichermedien beinhalten. Nur beispielhaft veranschaulicht 7 ein Festplattenlaufwerk 841, das von nicht entfernbaren, nichtflüchtigen magnetischen Medien, einem optischen Plattenlaufwerk 855 und einer nichtflüchtigen optischen Platte 856 liest oder darauf schreibt. Das Festplattenlaufwerk 841 ist typischerweise über eine nicht entfernbare Speicherschnittstelle, wie etwa die Schnittstelle 840, mit dem Systembus 821 verbunden, und das optische Plattenlaufwerk 855 sind typischerweise über eine entfernbare Speicherschnittstelle, wie etwa die Schnittstelle 850, mit dem Systembus 821 verbunden.
Alternativ oder zusätzlich kann die hierin beschriebene Funktionalität mindestens teilweise durch eine oder mehrere Hardware-Logikkomponenten ausgeführt werden. So können zum Beispiel, und ohne Einschränkung, zu den zur Veranschaulichung aufgeführten Arten von Logikkomponenten der Hardware, die verwendet werden können, feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (z. B. ASICs), anwendungsspezifische Standardprodukte (z. B. ASSPs), System-on-a-Chip-Systeme (SOCs), komplexe programmierbare Logikgeräte (CPLDs) usw. gehören.
Die oben erörterten und in 8 gezeigten Laufwerke und zugehörigen Speichermedien stellen den Speicherplatz für computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodule und andere Daten für den Computer 810 bereit. In 8 ist beispielsweise das Festplattenlaufwerk 841 als Speicher für das Betriebssystem 844, die Anwendungsprogramme 845, die anderen Programmmodule 846 und die Programmdaten 847 veranschaulicht. Es sei angemerkt, dass diese Komponenten entweder gleich oder verschieden von dem Betriebssystem 834, den Anwendungsprogrammen 835, den anderen Programmmodulen 836 und den Programmdaten 837 sein können.
Ein Benutzer kann Befehle und Informationen in den Computer 810 über Eingabevorrichtungen, wie etwa eine Tastatur 862, ein Mikrofon 863 und eine Zeigevorrichtung 861, wie etwa eine Maus, einen Trackball oder ein Touchpad, eingeben. Andere Eingabevorrichtungen (nicht dargestellt) können einen Joystick, ein Gamepad, eine Satellitenschüssel, einen Scanner oder dergleichen beinhalten. Diese und andere Eingabegeräte sind oft über eine Benutzereingabeschnittstelle 860 mit der Verarbeitungseinheit 820 verbunden, die mit dem Systembus gekoppelt ist, aber auch über andere Schnittstellen- und Busstrukturen verbunden sein kann. Eine optische Anzeige 891 oder eine andere Art von Anzeigevorrichtung ist ebenfalls über eine Schnittstelle, wie etwa eine Videoschnittstelle 890, mit dem Systembus 821 verbunden. Zusätzlich zum Monitor können Computer auch andere periphere Ausgabevorrichtungen, wie etwa die Lautsprecher 897 und den Drucker 896 beinhalten, die über eine Ausgabeperipherieschnittstelle 895 verbunden werden können.
Der Computer 810 wird in einer Netzwerkumgebung über logische Verbindungen (wie etwa ein Controller Area Network - CAN, ein Lokales Netzwerk - LAN oder ein Wide Area Network - WAN) zu einem oder mehreren entfernten Computern, wie etwa einem entfernten Computer 880, betrieben.
Wenn der Computer 810 in einer LAN-Netzwerkumgebung verwendet wird, ist er über eine Netzwerkschnittstelle oder einen Adapter 870 mit dem LAN 871 verbunden. Wenn der Computer 810 in einer WAN-Netzwerkumgebung verwendet wird, umfasst er typischerweise ein Modem 872 oder andere Mittel zum Herstellen von Verbindungen über das WAN 873, zum Beispiel das Internet. In einer vernetzten Umgebung können Programmmodule auf einer externen Speichervorrichtung gespeichert werden. 7 veranschaulicht beispielsweise, dass sich diese Remote-Anwendungsprogramme 885 auf einem Remote-Computer 880 befinden können.
Es ist zu beachten, dass die vorstehende Erläuterung eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme, Komponenten und/oder Logiken beschrieben hat. Es versteht sich, dass solche Systeme, Komponenten und/oder Logiken aus Hardwareelementen bestehen können (wie etwa Prozessoren und zugehörigem Speicher oder anderen Verarbeitungskomponenten, von denen einige unten beschrieben werden), die die Funktionen ausführen, die mit diesen Systemen, Komponenten und/oder Logiken verbunden sind. Darüber hinaus können die Systeme, Komponenten und/oder Logiken aus Software bestehen, die in einen Speicher geladen werden und anschließend von einem Prozessor oder Server oder einer anderen Rechnerkomponente ausgeführt werden, wie unten beschrieben. Die Systeme, Komponenten und/oder Logiken können auch aus verschiedenen Kombinationen von Hardware, Software, Firmware usw. bestehen, von denen einige Beispiele nachfolgend beschrieben werden. Dies sind nur einige Beispiele für verschiedene Strukturen, die zur Bildung der oben beschriebenen Systeme, Komponenten und/oder Logiken verwendet werden können. Es können auch andere Strukturen verwendet werden.
Es ist auch zu beachten, dass die verschiedenen hierin beschriebenen Beispiele unterschiedlich kombiniert werden können. Das heißt, Teile eines oder mehrerer Beispiele können mit Teilen eines oder mehrerer anderer Beispiele kombiniert werden. All dies wird hier in Betracht gezogen.
Beispiel 1 ist eine mobile landwirtschaftliche Maschine, umfassend:

ein Antriebs-Teilsystem, das die mobile landwirtschaftliche Maschine über eine Arbeitsstelle antreibt;
ein Lenkungs-Teilsystem, das die mobile landwirtschaftliche Maschine über die Arbeitsstelle lenkt;
ein Stabilitätsbestimmungssystem, das einen Stabilitätsfaktor auf Grundlage eines Merkmals des Lenkungs-Teilsystems bestimmt;
ein Steuersystem, das die mobile landwirtschaftliche Maschine auf Grundlage des Stabilitätsfaktors steuert.

Beispiel 2 ist die mobile landwirtschaftliche Maschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Lenkungs-Teilsystem einen Lenksensor umfasst, der das Merkmal des Lenkungs-Teilsystems als ein Wenderadiussignal erzeugt, das einen Wenderadius der mobilen Maschine angibt, und wobei das Stabilitätsbestimmungssystem den Stabilitätsfaktor auf Grundlage des Wenderadius-Signals bestimmt.
Beispiel 3 ist die mobile landwirtschaftliche Maschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei der Lenksensor einen Radwinkel in Bezug auf einen Rahmen der mobilen landwirtschaftlichen Maschine erfasst.
Beispiel 4 ist die mobile landwirtschaftliche Maschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Stabilitätsbestimmungssystem eine Schwerpunktbestimmungslogik umfasst, die einen Schwerpunkt der mobilen landwirtschaftlichen Maschine bestimmt, und wobei der Stabilitätsfaktor auf Grundlage des Schwerpunkts bestimmt wird.
Beispiel 5 ist die mobile landwirtschaftliche Maschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei die Schwerpunktbestimmungslogik ein Ballastgewicht, ein Lastgewicht, eine Ballastposition und eine Lastposition empfängt und den Schwerpunkt auf Grundlage des Ballastgewichts, des Lastgewichts, der Ballastposition und der Lastposition bestimmt.
Beispiel 6 ist die mobile landwirtschaftliche Maschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Antriebs-Teilsystem einen Geschwindigkeitssensor umfasst, der ein Geschwindigkeitssignal erzeugt, das eine Geschwindigkeit der mobilen landwirtschaftlichen Maschine anzeigt, und wobei das Stabilitätsbestimmungssystem den Stabilitätsfaktor auf Grundlage des Geschwindigkeitssignals bestimmt.
Beispiel 7 ist die mobile landwirtschaftliche Maschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Steuersystem die mobile landwirtschaftliche Maschine auf Grundlage eines Vergleichs des Stabilitätsfaktors mit einem Schwellenstabilitätswert steuert.
Beispiel 8 ist die mobile landwirtschaftliche Maschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Steuersystem eine Stabilitätsnachschlagetabelle referenziert, um die mobile Maschine auf Grundlage des Stabilitätsfaktors zu steuern.
Beispiel 9 ist die mobile landwirtschaftliche Maschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Steuersystem eine Fahrgeschwindigkeit der mobilen landwirtschaftlichen Maschine auf Grundlage des Stabilitätsfaktors reduziert.
Beispiel 10 ist die mobile landwirtschaftliche Maschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Steuersystem die mobile landwirtschaftliche Maschine steuert, um einen Bediener vor einer Stabilitätsgefahr zu warnen.
Beispiel 11 ist die mobile landwirtschaftliche Maschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Steuersystem die mobile landwirtschaftliche Maschine steuert, um eine beschränkende Kraft auf einen Benutzerschnittstellenmechanismus anzuwenden, um den Bediener über die Stabilitätsgefahr zu informieren.
Beispiel 12 ist ein computerimplementiertes Verfahren zum Steuern einer mobilen Maschine, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

Bestimmen eines Schwerpunkts der mobilen Maschine;
Bestimmen einer Fahrgeschwindigkeit der mobilen Maschine;
Bestimmen eines Wenderadius der mobilen Maschine;
Bestimmen eines Stabilitätsfaktors der mobilen Maschine auf Grundlage der Fahrgeschwindigkeit, des Schwerpunkts und des Wenderadius der mobilen Maschine;
Steuern eines Teilsystems der mobilen Maschine auf Grundlage des Stabilitätsfaktors.

Beispiel 13 ist das computerimplementierte Verfahren eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Bestimmen des Schwerpunkts Folgendes umfasst:

Empfangen eines Lastsensorsignals von einem Lastsensor;
Bestimmen einer Lastmasse basierend auf dem Lastsensorsignal; und
wobei das Bestimmen des Schwerpunkts auf der Lastmasse basiert.

Beispiel 14 ist das computerimplementierte Verfahren eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei der Lastsensor ein Hydraulikdruckmessgerät umfasst und das Lastsensorsignal einen Hydraulikdruck eines oder mehrerer Hydraulikzylinder angibt, die mindestens einen Teil der Lastmasse stützen.
Beispiel 15 ist das computerimplementierte Verfahren eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Bestimmen des Schwerpunkts Folgendes umfasst: Empfangen eines Lastpositionssensorsignals von einem Lastpositionssensor; Bestimmen einer Lastposition auf Grundlage des Lastpositionssensorsignals; und wobei das Bestimmen des Schwerpunkts auf der Lastposition basiert.
Beispiel 16 ist das computerimplementierte Verfahren eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Bestimmen des Wenderadius der mobilen Maschine Folgendes umfasst:

Empfangen eines Lenksensorsignals von einem Lenkungs-Teilsystemsensor;
Bestimmen eines Radwinkels basierend auf dem Lenksensorsignal; und
wobei das Bestimmen des Wenderadius der mobilen Maschine auf dem Radwinkel basiert.

Beispiel 17 ist das computerimplementierte Verfahren eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Steuern des Teilsystems der mobilen Maschine Folgendes umfasst:

Aufbringen einer Widerstandskraft auf einen Benutzerschnittstellenmechanismus; oder Reduzieren der Fahrgeschwindigkeit der mobilen Maschine, sodass der Stabilitätsfaktor auf einen Schwellenstabilitätsfaktor reduziert wird.

Beispiel 18 ist ein Steuersystem für eine mobile Maschine mit Frontlader, wobei das Steuersystem Folgendes umfasst:

eine Geschwindigkeitsbestimmungslogik, die ein Geschwindigkeitssensorsignal empfängt und ein Geschwindigkeitssignal auf Grundlage des Geschwindigkeitssensorsignals erzeugt;
eine Schwerpunktbestimmungslogik, die einen Schwerpunkt der mobilen Maschine empfängt und bestimmt und ein Schwerpunktsignal erzeugt;
Wenderadiusbestimmungslogik, die ein Lenkungs-Teilsystem-Sensorsignal empfängt und ein Wenderadiussignal basierend auf dem Lenkungs-Teilsystem-Sensorsignal erzeugt; und
eine Stabilitätsfaktorbestimmungslogik, die einen Stabilitätsfaktor auf Grundlage des Geschwindigkeitssignals, des Schwerpunktsignals und des Wenderadiussignals bestimmt; und
eine Steuerlogik, die die mit dem Frontlader ausgestattete mobile Maschine auf Grundlage des Stabilitätsfaktors steuert.

Beispiel 19 ist das Steuersystem eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei die Schwerpunktbestimmungslogik Folgendes umfasst:

Maschinenbeitragslogik, die einen Maschinenbeitrag zum Schwerpunkt bestimmt;
Ballastbeitragslogik, die einen Ballastbeitrag zum Schwerpunkt bestimmt;
Lastbestimmungslogik, die ein Lastsensorsignal empfängt und ein Lastmerkmal bestimmt;
Lastbeitragslogik, die einen Lastbeitrag zum Schwerpunkt bestimmt; und
wobei die Schwerpunktbestimmungslogik den Schwerpunkt basierend auf dem Maschinenbeitrag, dem Ballastbeitrag und dem Lastbeitrag bestimmt.

Beispiel 20 ist das Steuersystem eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei die Steuerlogik die mit dem Frontlader ausgestattete mobile Maschine durch Reduzieren einer Fahrgeschwindigkeit der mit dem Frontlader ausgestatteten mobilen Maschine steuert.
Obwohl der Gegenstand in einer für Strukturmerkmale und/oder methodische Handlungen spezifischen Sprache beschrieben wurde, versteht es sich, dass der in den beigefügten Ansprüchen definierte Gegenstand nicht unbedingt auf die vorstehend beschriebenen spezifischen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Vielmehr werden die vorstehend beschriebenen Merkmale und Handlungen als beispielhafte Formen der Implementierung der Ansprüche offengelegt. Beispielsweise beschreibt der Großteil der Spezifikation einen Traktor mit einem Frontlader, andere Beispiele könnten jedoch einen Traktor mit einem anderen Anbaugerät oder einen Kompaktlader mit einem Anbaugerät beinhalten.

Claims

Mobile Arbeitsmaschine (100), umfassend: ein Antriebs-Teilsystem (502), das die mobile Arbeitsmaschine auf einer Arbeitsstelle antreibt; ein Lenkungs-Teilsystem (504), das die mobile Arbeitsmaschine auf der Arbeitsstelle lenkt; ein Stabilitätsbestimmungssystem (552), das einen Stabilitätsfaktor auf Grundlage einer Eigenschaft des Lenkungs-Teilsystems (504) bestimmt; und ein Steuersystem (578), das die mobile Arbeitsmaschine auf Grundlage des Stabilitätsfaktors steuert.
Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, wobei das Lenkungs-Teilsystem (504) einen Lenksensor umfasst, der das Merkmal des Lenkungs-Teilsystems (504) als ein Wenderadiussignal erzeugt, das einen Wenderadius der mobilen Maschine angibt, und wobei das Stabilitätsbestimmungssystem den Stabilitätsfaktor basierend auf dem Wenderadiussignal bestimmt.
Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 2, wobei der Lenksensor einen Radwinkel relativ zu einem Rahmen der mobilen Arbeitsmaschine erfasst.
Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Stabilitätsbestimmungssystem (552) eine Schwerpunktbestimmungslogik (560) umfasst, die einen Schwerpunkt der mobilen landwirtschaftlichen Maschine (100) bestimmt, und wobei der Stabilitätsfaktor basierend auf dem Schwerpunkt bestimmt wird.
Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 4, wobei die Schwerpunktbestimmungslogik (560) ein Ballastgewicht, ein Lastgewicht, eine Ballastposition und eine Lastposition empfängt und den Schwerpunkt basierend auf dem Ballastgewicht, dem Lastgewicht, der Ballastposition und der Lastposition bestimmt.
Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 5, wobei das Antriebs-Teilsystem (502) einen Geschwindigkeitssensor (508) umfasst, der ein Geschwindigkeitssignal erzeugt, das eine Geschwindigkeit der mobilen Arbeitsmaschine (100) angibt, und wobei das Stabilitätsbestimmungssystem (552) den Stabilitätsfaktor basierend auf dem Geschwindigkeitssignal bestimmt.
Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 6, wobei das Steuersystem (578) die mobile Arbeitsmaschine (100) auf der Grundlage eines Vergleichs des Stabilitätsfaktors mit einem Schwellenstabilitätswert steuert.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Steuersystem (578) eine Stabilitätsnachschlagetabelle referenziert, um die mobile Maschine (100) auf der Grundlage des Stabilitätsfaktors zu steuern.
Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Steuersystem (578) eine Fahrgeschwindigkeit der mobilen Arbeitsmaschine (100) auf der Grundlage des Stabilitätsfaktors reduziert.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Steuersystem (578) die mobile Arbeitsmaschine (100) steuert, um einen Bediener auf eine Stabilitätsgefahr hinzuweisen; und wobei das Steuersystem (578) die mobile Arbeitsmaschine (100) steuert, um eine einschränkende Kraft auf einen Benutzerschnittstellenmechanismus (110) auszuüben, um den Bediener auf die Stabilitätsgefahr aufmerksam zu machen.
Computerimplementiertes Verfahren zum Steuern einer mobilen Maschine (100), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bestimmen eines Schwerpunkts der mobilen Maschine (100); Bestimmen einer Fahrgeschwindigkeit der mobilen Maschine (100); Bestimmen eines Wenderadius der mobilen Maschine (100); Bestimmen eines Stabilitätsfaktors der mobilen Maschine (100) auf Grundlage der Fahrgeschwindigkeit, des Schwerpunkts und des Wenderadius der mobilen Maschine (100); und Steuern eines Teilsystems (502, 504, 524) der mobilen Maschine (100) auf Grundlage des Stabilitätsfaktors.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Bestimmen des Schwerpunkts Folgendes umfasst: Empfangen eines Lastsensorsignals von einem Lastsensor (512); Bestimmen einer Lastmasse basierend auf dem Lastsensorsignal; und wobei das Bestimmen des Schwerpunkts auf der Lastmasse basiert.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Lastsensor (512) ein Hydraulikdruckmessgerät umfasst und das Lastsensorsignal einen Hydraulikdruck von einem oder mehreren Hydraulikzylindern angibt, die mindestens einen Teil der Lastmasse tragen.
Steuersystem für eine mit einem Frontlader ausgestattete mobile Maschine (100), wobei das Steuersystem (578) Folgendes umfasst: Geschwindigkeitsbestimmungslogik (554), die ein Geschwindigkeitssensorsignal empfängt und ein Geschwindigkeitssignal auf Grundlage des Geschwindigkeitssensorsignals erzeugt; Schwerpunktbestimmungslogik (560), die einen Schwerpunkt der mobilen Maschine (100) empfängt, bestimmt und ein Schwerpunktsignal erzeugt; Wenderadiusbestimmungslogik (558), die ein Lenkungs-Teilsystem-Sensorsignal empfängt und ein Wenderadiussignal basierend auf dem Lenkungs-Teilsystem-Sensorsignal erzeugt; Stabilitätsfaktor-Bestimmungslogik (572), die einen Stabilitätsfaktor basierend auf dem Geschwindigkeitssignal, dem Schwerpunktsignal und dem Wenderadiussignal bestimmt; und Steuerlogik (578), die die mit Frontlader ausgestattete mobile Maschine auf Grundlage des Stabilitätsfaktors steuert.
Steuersystem nach Anspruch 14, wobei die Schwerpunktbestimmungslogik (560) Folgendes umfasst: Maschinenbeitragslogik (562), die einen Maschinenbeitrag zum Schwerpunkt bestimmt; Ballastbeitragslogik (564), die einen Ballastbeitrag zum Schwerpunkt bestimmt; Lastbestimmungslogik (570), die ein Lastsensorsignal empfängt und ein Lastmerkmal bestimmt; und Lastbeitragslogik (566), die einen Lastbeitrag zum Schwerpunkt bestimmt; wobei die Schwerpunktbestimmungslogik (560) den Schwerpunkt basierend auf dem Maschinenbeitrag, dem Ballastbeitrag und dem Lastbeitrag bestimmt.