DE102022210683A1

DE102022210683A1 - Lenksystem mit mehreren wählbaren anwendungsmodi und verfahren dafür

Info

Publication number: DE102022210683A1
Application number: DE102022210683.0A
Authority: DE
Inventors: Lowell D. Stutzman; Nathanael K. Rehn; Timothy J. Ofenloch; Jeffrey M. Tott; Suresh Putta; Douglas M. Van Meter; Jordan L. Tagtow; Jacyn R. Goebel
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2021-12-16
Filing date: 2022-10-11
Publication date: 2023-06-22
Also published as: US20230192182A1

Abstract

Ein Lenksystem zum Steuern einer Fahrtrichtung einer Arbeitsmaschine umfasst eine Lenkvorrichtung, die durch einen Bediener der Arbeitsmaschine steuerbar ist. Die Lenkvorrichtung ist mit einer Achse der Arbeitsmaschine gekoppelt, um eine Winkelausrichtung der Räder zu steuern. Eine Bremse ist mit der Lenkvorrichtung gekoppelt und wird steuerbar angewendet, um auf die Lenkvorrichtung einen ersten Betrag von Widerstand anzuwenden. Ein Motor ist mit der Lenkvorrichtung gekoppelt und wird steuerbar aktiviert, um auf die Lenkvorrichtung einen zweiten Betrag von Widerstand anzuwenden. Eine Steuerung steuert das Lenksystem der Arbeitsmaschine in mindestens einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus. Im ersten Betriebsmodus steuert die Steuerung die Bremse zwischen einer betätigten Position und einer nicht betätigten Position, während die Steuerung im zweiten Betriebsmodus den Motor zwischen einer aktiven Position und einer deaktivierten Position steuert.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennr. 63/290,333, eingereicht am 16. Dezember 2021, deren Offenbarung hiermit in vollem Umfang durch Bezugnahme aufgenommen wird.
GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Arbeitsmaschine und insbesondere ein Lenksystem mit mehreren wählbaren Anwendungsmodi zum Steuern der Arbeitsmaschine.
HINTERGRUND
Geländetaugliche Arbeitsmaschinen treffen während des Betriebs auf ein extrem breites Spektrum von Oberflächenbedingungen. Darüber hinaus transportieren viele geländetaugliche Arbeitsmaschinen schwere Lasten oder ziehen schwere Anbaugeräte. Außerdem sind verschiedene Reifenoptionen verfügbar, die die Fahrzeugdynamik beeinflussen. Beispielsweise transportieren oder ziehen landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen häufig schwere Anbaugeräte, die an das Heck des Fahrzeugs angehängt sind. Diese großen Lasten können häufig die Lenkeigenschaften der Maschine verändern. Beispielsweise kann eine Maschine bei leichter Beladung eine wünschenswerte und relativ stabile Eigenschaft des „Untersteuerns“ aufweisen. Doch bei schwerer Beladung kann dieselbe Maschine eine nicht wünschenswerte, relativ instabile Eigenschaft des „Übersteuerns“ aufweisen.
Darüber hinaus wünschen Bediener dieser Arbeitsmaschinen häufig mehr Kontrolle über das Lenksystem. Insbesondere wünschen Bediener, beim Lenken der Maschine eine gewisse Rückkopplung zu spüren. Einige Bediener bevorzugen ein sensibleres Lenksystem, bei dem mehr Rückkopplung zu spüren ist, während andere Bediener ein weniger sensibles Lenksystem wünschen.
Es wäre wünschenswert eine Arbeitsmaschine mit einem Lenksteuerungssystem bereitzustellen, das anwendungsspezifisch ist und die Empfindlichkeit des Lenksystems einstellt und beim Steuern der Maschine eine gewünschte Rückkopplung empfängt.
KURZDARSTELLUNG
In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Lenksystem zum Steuern einer Fahrtrichtung einer Arbeitsmaschine bereitgestellt, wobei die Arbeitsmaschine eine Achse umfasst, mit der Räder gekoppelt sind. Das Lenksystem umfasst eine Lenkvorrichtung, die durch einen Bediener der Arbeitsmaschine einsetzbar steuerbar ist, wobei die Lenkvorrichtung konfiguriert ist, zum Steuern einer Winkelausrichtung der Räder einsetzbar mit der Achse gekoppelt zu sein; eine Bremse, die einsetzbar mit der Lenkvorrichtung gekoppelt ist, wobei die Bremse steuerbar betätigt wird, um auf die Lenkvorrichtung einen ersten Betrag von Widerstand anzuwenden; einen Motor, der einsetzbar mit der Lenkvorrichtung gekoppelt ist, wobei der Motor steuerbar aktiviert wird, um auf die Lenkvorrichtung einen zweiten Betrag von Widerstand anzuwenden; und eine Steuerung zum Steuern des Lenksystems der Arbeitsmaschine, wobei die Steuerung einsetzbar mit der Bremse und dem Motor gekoppelt ist; wobei die Steuerung das Lenksystem in mindestens einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus steuert; wobei die Steuerung im ersten Betriebsmodus die Bremse einsetzbar zwischen einer betätigten Position und einer nicht betätigten Position steuert; wobei die Steuerung im zweiten Betriebsmodus den Motor einsetzbar zwischen einer aktiven Position und einer deaktivierten Position steuert.
In einem Aspekt dieser Ausführungsform wählt die Steuerung auf Grundlage vorbestimmter Kriterien automatisch zwischen dem mindestens ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus. In einem anderen Aspekt umfassen die vorbestimmten Kriterien mindestens eine/n von einer Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine, einem Betriebsstatus der Arbeitsmaschine, einer Position der Arbeitsmaschine und einem Anbaugerätestatus. In einem weiteren Aspekt umfasst das Lenksystem einen Geschwindigkeitssensor in Kommunikation mit der Steuerung, wobei der Geschwindigkeitssensor konfiguriert ist, die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine zu erkennen; wobei die Steuerung konfiguriert ist, die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine mit einer Schwellengeschwindigkeit zu vergleichen; wobei die Steuerung das Lenksystem im ersten Betriebsmodus steuert, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner als die Schwellengeschwindigkeit ist, und die Steuerung das Lenksystem im zweiten Betriebsmodus steuert, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als die Schwellengeschwindigkeit ist.
In einem anderen Aspekt kann ein Nebenantriebssystem eine Arbeitsaufgabe ausführen, wobei das Nebenantriebssystem in Kommunikation mit der Steuerung angeordnet ist; wobei die Steuerung das Lenksystem im ersten Betriebsmodus steuert, wenn das Nebenantriebssystem die Arbeitsaufgabe ausführt, und die Steuerung das Lenksystem im zweiten Betriebsmodus steuert, wenn das Nebenantriebssystem die Arbeitsaufgabe nicht ausführt.
In einem weiteren Aspekt dieser Ausführungsform kann ein globaler Positionsbestimmungssensor in elektrischer Kommunikation mit der Steuerung angeordnet sein, sodass der globale Positionsbestimmungssensor konfiguriert ist, eine Position der Arbeitsmaschine zu erkennen; wobei die Steuerung konfiguriert ist, die Position der Arbeitsmaschine von dem globalen Positionsbestimmungssensor zu empfangen; wobei dann, wenn die Position der Arbeitsmaschine auf einem Feld ist, die Steuerung das Lenksystem im ersten Betriebsmodus steuert; wobei dann, wenn die Position der Arbeitsmaschine nicht auf einem Feld ist, die Steuerung das Lenksystem im zweiten Betriebsmodus steuert.
In einem weiteren Aspekt erkennt die Steuerung einen Betriebsstatus eines mit der Arbeitsmaschine gekoppelten Anbaugeräts; wobei dann, wenn der Betriebsstatus der Ausführung einer Arbeitsaufgabe durch das Anbaugerät entspricht, die Steuerung das Lenksystem im ersten Betriebsmodus steuert; wobei dann, wenn der Betriebsstatus nicht der Ausführung einer Arbeitsaufgabe durch das Anbaugerät entspricht, die Steuerung das Lenksystem im zweiten Betriebsmodus steuert. In noch einem weiteren Aspekt ist die Lenkvorrichtung zum Steuern der Winkelausrichtung der Räder direkt mit der Achse gekoppelt. In noch einem weiteren Aspekt ist die Lenkvorrichtung in einem drahtgebundenen Lenksystem indirekt mit der Achse gekoppelt. In noch einem weiteren Aspekt ist eine Benutzersteuerung in elektrischer Kommunikation mit der Steuerung angeordnet, wobei die Benutzersteuerung konfiguriert ist, manuell bedient zu werden, um zwischen dem mindestens ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus zu wählen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Lenksteuerungssystem zum Steuern eines Lenksystems einer Arbeitsmaschine bereitgestellt, wobei die Arbeitsmaschine eine Lenkvorrichtung und eine Achse, mit der Räder gekoppelt sind, umfasst. In dieser Ausführungsform umfasst das Lenksteuerungssystem eine Steuerung zum Steuern des Lenksystems der Arbeitsmaschine; einen in Kommunikation mit der Steuerung angeordneten Lenkvorrichtungssensor, wobei der Lenkvorrichtungssensor konfiguriert ist, eine Bewegung der Lenkvorrichtung zu erkennen; eine Bremse, die einsetzbar mit der Lenkvorrichtung gekoppelt ist, wobei die Bremse steuerbar betätigt wird, um auf die Lenkvorrichtung einen ersten Betrag von Widerstand anzuwenden; einen Motor, der einsetzbar mit der Lenkvorrichtung gekoppelt ist, wobei der Motor steuerbar aktiviert wird, um auf die Lenkvorrichtung einen zweiten Betrag von Widerstand anzuwenden; und eine Ventilanordnung, die elektrisch mit der Steuerung gekoppelt ist; und einen doppeltwirkenden Zylinder, der konfiguriert ist, einsetzbar mit den Rädern gekoppelt zu sein, wobei der doppeltwirkende Zylinder in Fluidaustausch mit der Ventilanordnung angeordnet ist; wobei die Steuerung das Lenksystem in mindestens einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus steuert; wobei die Steuerung im ersten Betriebsmodus die Bremse einsetzbar zwischen einer betätigten Position und einer nicht betätigten Position steuert; wobei die Steuerung im zweiten Betriebsmodus den Motor einsetzbar zwischen einer aktiven Position und einer deaktivierten Position steuert.
In einem Aspekt dieser Ausführungsform, bei einer Bewegung der Lenkvorrichtung, übermittelt der Lenkvorrichtungssensor die Bewegung an die Steuerung; die Steuerung steuert die Ventilanordnung, damit diese den Zylinder betätigt, um eine Änderung in der Winkelausrichtung der Räder herbeizuführen. In einem weiteren Aspekt ist ein Winkelsensor elektrisch mit der Steuerung gekoppelt, wobei der Winkelsensor konfiguriert ist, die Veränderung in der Winkelausrichtung der Räder zu erkennen. In noch einem weiteren Aspekt umfasst das Lenksteuerungssystem eine Benutzersteuerung, die in Kommunikation mit der Steuerung angeordnet ist, wobei die Benutzersteuerung konfiguriert ist, manuell einstellbar zu sein, um an die Steuerung eine Anweisung zum Steuern des Lenksystems in einem von dem mindestens ersten oder zweiten Betriebsmodus zu übermitteln.
In einem weiteren Aspekt wählt die Steuerung auf Grundlage vorbestimmter Kriterien automatisch zwischen dem mindestens ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus. In einem Aspekt können die vorbestimmten Kriterien mindestens eine/n von einer Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine, einem Betriebsstatus der Arbeitsmaschine, einer Position der Arbeitsmaschine und einem Anbaugerätestatus umfassen. In einem weiteren Aspekt ist ein Geschwindigkeitssensor in Kommunikation mit der Steuerung, wobei der Geschwindigkeitssensor konfiguriert ist, die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine zu erkennen; wobei die Steuerung konfiguriert ist, die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine mit einer Schwellengeschwindigkeit zu vergleichen; wobei die Steuerung das Lenksystem im ersten Betriebsmodus steuert, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner als die Schwellengeschwindigkeit ist, und die Steuerung das Lenksystem im zweiten Betriebsmodus steuert, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als die Schwellengeschwindigkeit ist.
In einem anderen Aspekt kann ein Nebenantriebssystem zur Ausführung einer Arbeitsaufgabe bereitgestellt sein, wobei das Nebenantriebssystem in Kommunikation mit der Steuerung angeordnet ist; wobei die Steuerung das Lenksystem im ersten Betriebsmodus steuert, wenn das Nebenantriebssystem die Arbeitsaufgabe ausführt, und die Steuerung das Lenksystem im zweiten Betriebsmodus steuert, wenn das Nebenantriebssystem die Arbeitsaufgabe nicht ausführt. In einigen Aspekten ist ein globaler Positionsbestimmungssensor in elektrischer Kommunikation mit der Steuerung angeordnet, wobei der globale Positionsbestimmungssensor konfiguriert ist, eine Position der Arbeitsmaschine zu erkennen; wobei die Steuerung konfiguriert ist, die Position der Arbeitsmaschine von dem globalen Positionsbestimmungssensor zu empfangen; wobei dann, wenn die Position der Arbeitsmaschine auf einem Feld ist, die Steuerung das Lenksystem im ersten Betriebsmodus steuert; wobei dann, wenn die Position der Arbeitsmaschine nicht auf einem Feld ist, die Steuerung das Lenksystem im zweiten Betriebsmodus steuert.
In einem weiteren Aspekt erkennt die Steuerung einen Betriebsstatus eines mit der Arbeitsmaschine gekoppelten Anbaugeräts; wobei dann, wenn der Betriebsstatus der Ausführung einer Arbeitsaufgabe durch das Anbaugerät entspricht, die Steuerung das Lenksystem im ersten Betriebsmodus steuert; wobei dann, wenn der Betriebsstatus nicht der Ausführung einer Arbeitsaufgabe durch das Anbaugerät entspricht, die Steuerung das Lenksystem im zweiten Betriebsmodus steuert. In einem weiteren Aspekt ist die Lenkvorrichtung zum Steuern der Winkelausrichtung der Räder direkt mit der Achse gekoppelt. In noch einem weiteren Aspekt ist die Lenkvorrichtung in einem drahtgebundenen Lenksystem direkt mit der Achse gekoppelt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Steuern eines Lenksystems einer Arbeitsmaschine zwischen mindestens einem Feldmodus und einem Transportmodus bereitgestellt, wobei die Arbeitsmaschine ein Chassis und eine Achse, mit der Räder gekoppelt sind, aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Lenkvorrichtung, einer Steuerung, eines Lenkvorrichtungssensors, einer Bremse und eines Motors; Feststellen, ob das Lenksystem entsprechend dem Feldmodus oder Transportmodus zu steuern ist; Anwenden der Bremse, um der Lenkvorrichtung einen ersten Betrag von Widerstand bereitzustellen, wenn die Steuerung das Lenksystem entsprechend dem Feldmodus steuert; und Einschalten des Motors, um der Lenkvorrichtung einen zweiten Betrag von Widerstand bereitzustellen, wenn die Steuerung das Lenksystem entsprechend dem Transportmodus steuert.
In einem Aspekt dieser Ausführungsform kann das Verfahren das Empfangen eines Befehls von einer Benutzersteuerung umfassen, um das Lenksystem wahlweise entsprechend entweder dem Feldmodus oder dem Transportmodus zu steuern. In einem weiteren Aspekt kann das Verfahren das automatische wahlweise Steuern des Lenksystems durch die Steuerung entsprechend entweder dem Feldmodus oder dem Transportmodus umfassen. In noch einem weiteren Aspekt kann das Verfahren umfassen: Erkennen einer Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine über einen Geschwindigkeitssensor; Kommunizieren der Fahrgeschwindigkeit an die Steuerung; Vergleichen der Fahrgeschwindigkeit mit einer Schwellengeschwindigkeit; und Auswählen des Feldmodus, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner als die Schwellengeschwindigkeit ist, und Auswählen des Transportmodus, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als die Schwellengeschwindigkeit ist.
In einem weiteren Aspekt dieser Ausführungsform kann das Verfahren umfassen: Steuern des Lenksystems entsprechend entweder dem Feldmodus oder dem Transportmodus; Empfangen einer Nachricht von der Benutzersteuerung, um von dem Feldmodus oder Transportmodus in den anderen umzuschalten; und Steuern des Lenksystems entsprechend dem anderen von dem Feldmodus oder Transportmodus. In noch einem weiteren Aspekt kann das Verfahren umfassen: Empfangen eines Signals von dem Lenkvorrichtungssensor, das eine Bewegung der Lenkvorrichtung angibt; Senden eines Befehls an eine Ventilanordnung über die Steuerung, um einen doppeltwirkenden Zylinder zu betätigen, wobei der doppeltwirkende Zylinder einsetzbar mit den Rädern gekoppelt ist; und Einstellen eines Winkels der Räder auf Grundlage der Bewegung der Lenkvorrichtung. In noch einem weiteren Aspekt kann das Verfahren das Steuern der Winkelbewegung der Räder allein auf Grundlage elektrischer Kommunikation von der Steuerung umfassen.
In einem anderen Aspekt dieser Ausführungsform kann das Verfahren umfassen: Erkennen eines Betriebsstatus eines Nebenantriebssystems der Arbeitsmaschine; und Steuern des Lenksystems entsprechend einem Feldmodus oder Transportmodus auf Grundlage des Betriebsstatus des Nebenantriebssystems. In einem weiteren Aspekt kann das Verfahren umfassen: Empfangen einer Position der Arbeitsmaschine über einen globalen Positionsbestimmungssensor; Feststellen, ob sich der Standort der Arbeitsmaschine auf einem Feld befindet; und Steuern des Lenksystems entsprechend dem Feldmodus, wenn festgestellt wurde, dass sich der Standort auf einem Feld befindet.
In einem weiteren Aspekt kann das Verfahren die Feststellung umfassen, ob mit der Arbeitsmaschine ein Anbaugerät gekoppelt ist; wenn mit der Arbeitsmaschine ein Anbaugerät gekoppelt ist, Steuern des Lenksystems entsprechend dem Feldmodus; und wenn mit der Arbeitsmaschine kein Anbaugerät gekoppelt ist, Steuern des Lenksystems entsprechend dem Transportmodus. In noch einem weiteren Aspekt kann das Verfahren die Feststellung eines Betriebsstatus eines mit der Arbeitsmaschine gekoppelten Anbaugeräts umfassen; wenn der Betriebsstatus aktiv ist, Steuern des Lenksystems entsprechend dem Feldmodus; und wenn der Betriebsstatus inaktiv ist, Steuern des Lenksystems entsprechend dem Transportmodus.
Figurenliste
Die oben erwähnten Aspekte der vorliegenden Offenbarung und die Weise, diese zu erhalten, werden augenscheinlicher und die Offenbarung selbst wird besser verständlich, indem im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen auf die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der Offenbarung Bezug genommen wird, wobei gilt:

1 ist eine perspektivische Seitenansicht einer Arbeitsmaschine;
2 ist eine schematische Darstellung einer Arbeitsmaschine mit einem drahtgebundenen Lenksteuerungssystem;
3 ist eine schematische Darstellung eines Steuerungssystems zum steuerbaren Lenken der Arbeitsmaschine der 1 und 2; und
4 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Auswählen eines Anwendungsmodus und steuerbaren Lenken einer Arbeitsmaschine.

Entsprechende Bezugsziffern werden verwendet, um über die verschiedenen Ansichten hinweg entsprechende Teile anzugeben.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Um das Verständnis der Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung zu erleichtern, wird nun auf die vorliegend beschriebenen und in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsformen Bezug genommen, und für deren Beschreibung wird eine spezielle Terminologie genutzt. Es versteht sich jedoch, dass damit keine Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung beabsichtigt ist, wobei solche Änderungen und weiteren Modifikationen in den veranschaulichten Vorrichtungen und Verfahren und solche weiteren Anwendungen der Prinzipien der vorliegenden Offenbarung, wie vorliegend veranschaulicht, so zu verstehen sind, dass ihr Auftreten für einen Fachmann auf dem Gebiet, zu dem die vorliegende Offenbarung gehört, normal ist.
Konventionelle Lenksysteme, ob drahtgebunden oder hydromechanisch, können so gestaltet sein, dass sie gegenüber einer Bedienereingabe einer Arbeitsmaschine, wenn die Arbeitsmaschine eine Arbeitsfunktion ausführt, einen bestimmten Widerstand bereitstellen. Diese Systeme sind jedoch häufig beschränkt, wenn die Arbeitsmaschine mit einer höheren Fahrgeschwindigkeit fährt, beispielsweise während einer Transportfunktion. Wenn die Maschine in einem Transportmodus oder einer Transportfunktion betrieben wird, ist das Lenksystem nicht in der Lage, sich gegen Bedienereingaben selbst zu zentrieren oder zurückzusetzen. Infolgedessen kann vom Bediener mehr Aufwand verlangt sein, um das Arbeitsfahrzeug bei höheren Transportgeschwindigkeiten auf einer geraden Bahn zu halten. Folglich muss ein Bediener möglicherweise regelmäßige oder häufige Anpassungen an der Bediener- oder Benutzerlenkeingabe (beispielsweise Lenkrad) vornehmen, um die gerade Bahn zu halten. Während diese Anpassungen in ihrer Größenordnung eher gering sein können, können sie im Laufe der Zeit in einem Ermüden des Bedieners resultieren.
Bezug nehmend auf 1 der vorliegenden Offenbarung, ist eine Ausführungsform einer Arbeitsmaschine 10, beispielsweise eines Traktors, gezeigt. In dieser Ausführungsform kann die Arbeitsmaschine 10 ein Chassis 14, eine Kabine 18, Hinterräder 22 und Vorderräder 26 umfassen. In einigen Ausführungsformen können die Hinterräder 22 und/oder die Vorderräder 26 als Ketten konfiguriert sein. Die Maschine 10 kann ferner eine Kraftmaschine (nicht gezeigt) umfassen, die auf dem Chassis 14 getragen wird. In einer Ausführungsform können die Hinterräder 22 einsetzbar mit der Kraftmaschine gekoppelt sein (beispielsweise über ein Getriebe), um den Hinterrädern Energie bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen können die Vorderräder 26 oder sowohl die Vorderräder 26 als auch die Hinterräder 22 fahrbar mit der Kraftmaschine gekoppelt sein. In einigen Ausführungsformen werden die Vorderräder 26 als Teil eines vorderen Lenksystems angetrieben und gelenkt.
Die Kabine 18 kann ein oder mehrere Bediener- oder Benutzerbedienelemente zum Steuern der Funktion der Arbeitsmaschine 10 umfassen. Das eine oder die mehreren Bedienelemente können eine Lenkvorrichtung wie ein Lenkrad, einen Bereichswähler zum einsetzbaren Steuern eines Getriebes, eine Drossel- oder Fahrpedalsteuerung zur Erhöhung der Energie von der Kraftmaschine auf die Räder, eine Bremse zum Verlangsamen der Arbeitsmaschine sowie weitere Bedienelemente zum Steuern einer oder mehrerer von der Arbeitsmaschine ausgeführter Arbeitsfunktionen umfassen. Die Kabine 18 kann Anzeigen umfassen, die verschiedene Informationen über die Arbeitsmaschine 10 anzeigen können. In einigen Ausführungsformen kann die Arbeitsmaschine 10 eine Anhängevorrichtung zum Ziehen eines Anbaugeräts umfassen. An die Anzeigen können auch Informationen zum Anbaugerät übermittelt werden. In anderen Ausführungsformen kann die Kabine 18 andere Bedienelemente, Instrumententafeln oder Anzeigen usw. zum Steuern der Arbeitsmaschine umfassen.
In anderen Ausführungsformen können die Hinterräder als Teil eines hinteren Lenksystems für den Vorwärtsantrieb einer Arbeitsmaschine, beispielsweise eines Mähdreschers, eines selbstfahrenden Schwadmähers, eines selbstfahrenden Feldhäckslers, einer Baumwollerntemaschine, einer Feldspritze oder eines anderen Typs von Maschine mit Hinterradlenkung angetrieben und gelenkt werden. Die Prinzipien und Lehren der vorliegenden Offenbarung können auf eine Maschine mit Vorderradlenkung oder eine Maschine mit Hinterradlenkung anwendbar sein.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Arbeitsmaschinenlenksystem, das in der Lage ist, die Vorderräder oder Hinterräder zu lenken, bereitgestellt, das auf Grundlage mindestens eines ersten Betriebsmodus und eines zweiten Betriebsmodus gesteuert werden kann. In einigen Ausführungsformen kann der erste Betriebsmodus beispielsweise ein Feld- oder Arbeitsmodus sein. Hier kann die Arbeitsmaschine eine Arbeitsfunktion auf einem Feld ausführen, wenn sie einsetzbar entsprechend dem ersten Betriebsmodus gesteuert wird. Dieser erste Betriebsmodus kann auch als eine Feld- oder Feedlot-Anwendung bezeichnet werden. In jedem Fall kann das Lenksystem, wenn es gemäß dem ersten Betriebsmodus funktioniert, eine Bremse zum Bereitstellen eines leichten, passiven, nicht richtungsgebundenen Drehmoments zusammen mit von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Lenkübersetzungen nutzen, um während langer Tage der Feld- oder Feedlot-Arbeit ein Ermüden des Bedieners zu verringern. Die Bremse kann elektronisch, hydraulisch, mechanisch, pneumatisch oder durch eine Kombination davon betätigt sein. In einer Ausführungsform kann die Bremse eine Bremssteuerung umfassen, die die Bremsfunktion einsetzbar steuert. In dieser Ausführungsform kann die Bremssteuerung einsetzbar durch eine Hauptsteuerung wie eine Arbeitsmaschinen- oder Fahrzeugsteuerung gesteuert werden.
In einigen Ausführungsformen kann der zweite Betriebsmodus beispielsweise ein Transport- oder Nicht-Arbeitsmodus sein. In diesem zweiten Betriebsmodus kann das Lenksystem einen Motor umfassen, welcher der Bedienerlenkvorrichtung eine Rückkopplung über die Kraft für das Rückstellen zur Mitte und eine feste Lenkübersetzung bereitstellen kann, um den Bediener beim Einstellen der Geradeausstellung der Vorder- und/oder Hinterräder nach einer Kurvenfahrt zu unterstützen. Alternativ, in anderen Ausführungsformen, kann das Lenksystem entsprechend einer Lenkung mit variabler Übersetzung arbeiten, während es im zweiten Betriebsmodus gesteuert wird. Beim Betrieb im zweiten Betriebsmodus kann das Lenksystem das Vertrauen des Bedieners während Kurvenfahrten und Fahrten mit hohen Geschwindigkeiten erhöhen. In diesem System kann der Motor ein Elektromotor, ein Hydraulikmotor oder ein anderer bekannter Typ von Motor sein. In einer Ausführungsform kann der Motor eine Motorsteuerung aufweisen, die die Motorfunktion einsetzbar steuert. In dieser Ausführungsform kann die Motorsteuerung einsetzbar durch eine Hauptsteuerung wie eine Arbeitsmaschinen- oder Fahrzeugsteuerung gesteuert werden.
Das Lenksystem der vorliegenden Offenbarung kann ein hydromechanisches oder hydraulisches Lenksystem sein. Ein Beispiel eines hydromechanischen oder elektrohydraulischen Systems ist in der US-Veröffentlichung mit der Seriennr. 2020/0216112, erteilt gegenüber Deere & Company, offenbart, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in vollem Umfang aufgenommen wird. In mindestens einer Ausführungsform kann ein hydromechanisches oder hydraulisches Lenksystem eine Verbindung zwischen der Bedienerlenkvorrichtung (beispielsweise Lenkrad) und einer Ventilanordnung umfassen. Bei einer vermeintlichen oder tatsächlichen Inkonsistenz zwischen der vorliegenden Anmeldung und der US-Veröffentlichung mit der Seriennr. 2020/0216112 ist die vorliegende Anmeldung maßgeblich.
Alternativ kann das Lenksystem der vorliegenden Offenbarung ein drahtgebundenes Lenksystem sein. In einer Ausführungsform ist ein drahtgebundenes Lenksystem ein Lenksystem, in dem zwischen der Bedienerlenkvorrichtung oder dem -eingang (beispielsweise Lenkrad) und der Vorder- oder Hinterachse keine mechanische Verbindung besteht. Ein Beispiel eines drahtgebundenen Lenksystems ist in der US-Veröffentlichung mit der Seriennr. 2008/0091319, erteilt gegenüber Deere & Company, offenbart, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in vollem Umfang aufgenommen wird. Bei einer vermeintlichen oder tatsächlichen Inkonsistenz zwischen der vorliegenden Anmeldung und der US-Veröffentlichung mit der Seriennr. 2008/0091319 ist die vorliegende Anmeldung maßgeblich.
Bezug nehmend auf 2 der vorliegenden Offenbarung, ist eine Ausführungsform einer Arbeitsmaschine 200 mit einem drahtgebundenen Lenksystem veranschaulicht. In dieser Ausführungsform kann die Arbeitsmaschine 200 einsetzbar durch eine Maschinensteuerung 202 gesteuert werden. In einer Ausführungsform kann die Steuerung 202 die Maschine und ihren Betrieb steuern. In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung 202 eine Kraftmaschine steuern, die Energie zum Antreiben der Maschine bereitstellt. In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung 202 ein Getriebe steuern, das Energie von der Kraftmaschine auf die Räder überträgt. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung 202 das Lenksystem der Arbeitsmaschine steuern. In anderen Ausführungsformen kann die Steuerung 202 ein Anbaugerät steuern, das mit der Arbeitsmaschine gekoppelt ist (beispielsweise gezogen oder geschoben wird). Die Steuerung 202 kann in der Lage sein, weitere Funktionen der Arbeitsmaschine 200 zu steuern.
In der veranschaulichten Ausführungsform von 2 kann die Arbeitsmaschine 200 eine Bedienerlenkvorrichtung 204 umfassen. Die Lenkvorrichtung 204 kann ein Lenkrad, einen Joystick oder eine andere von einem Benutzer steuerbare Komponente anstelle des Lenkrads, beispielsweise einen Hebel, einen Knüppel, ein Pedal und dergleichen, umfassen. Die Lenkvorrichtung 204 kann mit einer Lenksäule 206 gekoppelt sein, wie in der Ausführungsform von 2 gezeigt.
In dieser Ausführungsform kann ein Bediener die Lenkvorrichtung 204 durch deren Bewegen zum Steuern einer Fahrtrichtung 236 der Arbeitsmaschine 200 handhaben oder anderweitig steuern. Beispielsweise kann der Bediener die Lenkvorrichtung 204 in einer Richtung drehen oder anderweitig bewegen, um eine Drehbewegung des Arbeitsfahrzeugs in einer ersten Richtung (beispielsweise einer Richtung nach links) herbeizuführen. Alternativ kann der Bediener die Lenkvorrichtung 204 in einer zweiten oder entgegengesetzten Richtung drehen oder anderweitig bewegen, um eine Drehbewegung des Arbeitsfahrzeugs in einer zweiten Richtung (z. B. einer Richtung nach rechts) herbeizuführen.
In einer Ausführungsform kann die Lenkvorrichtung 204 eine Winkelverschiebung oder Einstellung der Vorderräder 26, die entlang einer Vorderachse 232 angeordnet sind, einsetzbar steuern. Die Vorderachse 232 befindet sich in Richtung eines vorderen Endes 224 der Arbeitsmaschine, während die Hinterräder 22 entlang einer Hinterachse 234 (fluchtend mit der Achse RA), die sich in Richtung eines hinteren Endes 226 der Arbeitsmaschine 200 befindet, angeordnet sind.
In einem drahtgebundenen Lenksystem wie beispielsweise dem in 2 dargestellten kann ein Lenkvorrichtungspositionssensor 212 an oder nahe der Lenksäule 206, mit der die Lenkvorrichtung 204 gekoppelt ist, angeordnet sein. Wenn die Lenkvorrichtung 204 bewegt wird, kann der Positionssensor 212 die Bewegung erkennen und an die Steuerung 202 ein für die Bewegung bezeichnendes Signal übermitteln. Die Steuerung 202 wiederum kann mit einer Lenkventilanordnung 214, wie in 2 gezeigt, elektrisch kommunizieren. Die Lenkventilanordnung 214 kann eine oder mehrere Ventilanordnungen umfassen. Die Lenkventilanordnung 214 kann fluidisch mit einer Hydraulikpumpe und einem Behälter gekoppelt sein. In einer Ausführungsform kann die Lenkventilanordnung 214 ein oder mehrere Solenoide umfassen, die durch Strom von der Steuerung 202 erregt werden können. Durch Erregen oder Entregen des einen oder mehrerer Solenoide überträgt die Lenkventilanordnung 214 Fluid an einen doppeltwirkenden Lenkzylinder 220, wie in 2 gezeigt. Der doppeltwirkende Zylinder 220 kann ein Paar von Anschlüssen umfassen, die fluidisch mit der Lenkventilanordnung 214 gekoppelt sind.
In der Ausführungsform von 2 kann der doppeltwirkende Zylinder 220 hydraulisch betätigt werden, um eine Winkelbewegung der Vorderräder 26 einzuleiten, um die Arbeitsmaschine 200 zu drehen. Der Winkel, in dem sich die Räder drehen, kann von einem Radwinkelsensor 222 erkannt werden. Ein Radwinkelsensor 222 kann an oder nahe einem Vorderrad 26 auf einer ersten Seite 228 der Arbeitsmaschine 200 angeordnet sein, während ein zweiter Radwinkelsensor 222 an oder nahe einem Vorderrad 26 auf einer zweiten Seite 230 der Arbeitsmaschine 200 angeordnet sein kann. In einigen Ausführungsformen können sich Radwinkelsensoren an oder nahe jedem der Hinterräder 22 befinden, um auch deren Winkelposition zu erkennen.
Die Arbeitsmaschine 200 von 2 kann weitere Sensoren umfassen, einschließlich eines Geschwindigkeitssensors 216 zum Erkennen einer Betriebsgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 200. Ein Gyroskop 218 zum Erkennen einer Winkelausrichtung oder Winkelgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 200, insbesondere beim Betrieb in unebenem Gelände, kann ebenfalls bereitgestellt sein. Weitere Sensoren können ebenfalls in elektrischer Kommunikation mit der Steuerung 202 sein, um der Steuerung 202 Rückkopplung zu einer oder mehreren Betriebseigenschaften der Arbeitsmaschine zu vermitteln.
In der veranschaulichten Ausführungsform kann das Lenksystem von 2 auch eine Bremse 208 und einen Motor 210 umfassen. In dieser Ausführungsform kann das Lenksystem in mindestens zwei verschiedenen Betriebsmodi gesteuert werden, ähnlich den bisher beschriebenen. In einem ersten Betriebsmodus kann die Steuerung 202 feststellen, dass die Arbeitsmaschine in einem Arbeits- oder Feldmodus funktioniert. Hier kann die Steuerung 202 die Bremse 208 einsetzbar steuern, um der Lenkvorrichtung 204 oder -säule 206 ein leichtes, passives, nicht richtungsgebundenes Drehmoment bereitzustellen. In diesem ersten Betriebsmodus kann das Lenksystem auch fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige Lenkübersetzungen bereitstellen, um ein Ermüden des Bedieners zu verringern, wenn die Maschine in einem Arbeits- oder Feldmodus betrieben wird.
In einem zweiten Betriebsmodus kann die Steuerung 202 feststellen, dass die Arbeitsmaschine 200 in einem Transport- oder Straßenmodus funktioniert, in dem der Bediener den Wunsch haben kann, mit einer höheren Geschwindigkeit als im ersten Betriebsmodus zu fahren. In einer Ausführungsform kann die Steuerung 202 den Motor 210 einsetzbar steuern, um der Lenkvorrichtung 204 oder -säule 206 eine Kraftrückkopplung bereitzustellen. In dieser Ausführungsform kann die Steuerung 202 programmiert sein, eine Position der Lenkvorrichtung 204 oder -säule 206 über den Positionssensor 212 zu überwachen. Die Steuerung 202 kann erkennen, ob die Position der Lenkvorrichtung 204 oder -säule 206 einer Schwellenposition entspricht, die für eine im Wesentlichen gerade Fahrtrichtung bezeichnend ist. Mit anderen Worten, die Schwellenposition korrespondiert damit, dass die Vorder- und Hinterräder so ausgerichtet sind, dass die Arbeitsmaschine auf einem im Wesentlichen geraden Weg fährt. Wenn die Steuerung 202 feststellt, dass die Lenkvorrichtung 204 oder -säule 206 vom Bediener aus der Schwellenposition wegbewegt wurde, kann die Steuerung 202 den Motor 210 aktivieren, damit dieser auf die Vorrichtung 204 oder Säule 206 ein korrigierendes Drehmoment anwendet, um sie für die Rückkehr in die Schwellenposition vorzuspannen. In dieser Ausführungsform kann der Motor 210 den Bediener dabei unterstützen, nach einer Kurvenfahrt die Räder in Geradeausstellung zu bringen und das Vertrauen des Bedieners während Kurvenfahrten und Betreiben der Maschine mit höheren Fahrgeschwindigkeiten weiter zu erhöhen.
Zwar ist die Ausführungsform von 2 für ein drahtgebundenes Lenksystem repräsentativ, doch sind die Lehren und Prinzipien der vorliegenden Offenbarung nicht auf diesen Systemtyp beschränkt. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Lenksystem ähnlich jenem von 2 eine Direktverbindung zwischen der Lenkvorrichtung 204 und der Lenkventilanordnung 214 umfassen. In einer Ausführungsform kann dies ein hydraulisches Lenksystem sein. In einer anderen Ausführungsform kann das Lenksystem ein mechanisches Lenksystem umfassen. In einer weiteren Ausführungsform kann das Lenksystem ein hydromechanisches Lenksystem umfassen. In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Lenksystem ein elektrohydraulisches Lenksystem umfassen. In einer anderen Ausführungsform kann das Lenksystem ein elektrisches Lenksystem mit der Fähigkeit einer elektrisch betätigten Lenkung eines oder mehrerer Räder an einer Arbeitsmaschine oder einem Fahrzeug umfassen. Mit anderen Worten, das vollelektrische System kann ein oder mehrere gelenkte Räder mit elektrischer Betätigung betätigen. Andere Ausführungsformen von Lenksystemen liegen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung, die mindestens eine Lenkvorrichtung, eine Bremse und einen Motor umfassen und die in mindestens einer ersten Anwendung oder einem ersten Betriebsmodus und einer zweiten Anwendung oder einem zweiten Betriebsmodus einsetzbar gesteuert werden können.
Nunmehr Bezug nehmend auf 3 der vorliegenden Offenbarung, ist eine Ausführungsform eines Steuerungssystems 200 zum Steuern eines Lenksystems einer Arbeitsmaschine gezeigt. In dieser Ausführungsform kann das Steuerungssystem 200 eines oder mehrere der in 2 offenbarten Strukturmerkmale umfassen, einschließlich einer Steuerung 202. Die Steuerung 202 kann in der Lage sein, den Betrieb der Arbeitsmaschine und ihres Lenksystems zu steuern. Die Steuerung 202 kann mindestens eine Speichereinheit und einen Prozessor umfassen, wobei die Speichereinheit in der Lage ist, eine Zusammenstellung von Anweisungen, Algorithmen, Programmen, Nachschlagetabellen sowie sonstigen Typen von Informationen zum Steuern der Maschine und des Lenksystems zu speichern. Der Prozessor kann in der Lage sein, die Zusammenstellung von Anweisungen, Algorithmen, Programmen usw., die von der Speichereinheit gespeichert wird, auszuführen.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Steuerung 202 in Kommunikation mit der Lenkventilanordnung 214 angeordnet sein. Wie vorher beschrieben, kann die Lenkventilanordnung 214 ein oder mehrere Ventile umfassen, die über ein Stromsignal von der Steuerung 202 aktuell gesteuert werden. Die Lenkventilanordnung 214 kann fluidisch mit einer hydraulischen Pumpe und einem Behälter gekoppelt sein, sodass durch die Pumpe der Lenkventilanordnung 214 Fluid bereitgestellt wird. In einigen Ausführungsformen kann die Lenkventilanordnung 214 fluidisch mit einem doppeltwirkenden Lenkzylinder oder Aktuator 220 gekoppelt sein, wie in 3 gezeigt. Der Lenkzylinder 220 kann einen Zylinder oder Mantel 330 umfassen, durch den ein Aktuator 332 in eine durch den Pfeil 338 angegebene Richtung hydraulisch bewegt werden kann. In einigen Ausführungsformen kann ein Kolben 334 mit dem Aktuator 332 gekoppelt sein, sodass er den Innenraum des Zylinders oder Mantels 330 in ein erstes Ende 336 und ein zweites Ende 340 teilen kann.
In einer Ausführungsform kann das erste Ende 336 des Mantels 330 fluidisch mit der Lenkventilanordnung 214 gekoppelt sein. Wie in 3 gezeigt, kann der Mantel 330 einen ersten Anschluss oder Einlass 322, angeordnet am ersten Ende 336 davon, umfassen. Ähnlich kann der Mantel 330 einen zweiten Anschluss oder Einlass 324, angeordnet am zweiten Ende 340 davon, umfassen. Der Kolben 334 kann die zwei Enden voneinander teilen. Fluid kann über eine erste Hydraulikleitung 326, angeschlossen zwischen der Lenkventilanordnung 214 und dem ersten Anschluss 322, in den ersten Anschluss 322 eintreten. Ähnlich kann Fluid über eine zweite Hydraulikleitung 328, angeschlossen zwischen der Lenkventilanordnung 214 und dem zweiten Anschluss 324, in den zweiten Anschluss 324 eintreten.
In einigen Ausführungsformen kann jedem Ende des Mantels 330 Hydraulikfluid bereitgestellt werden, um den Kolben 334 innerhalb des Mantels 330 fluidisch in Richtung des entgegengesetzten Endes zu bewegen. Mit anderen Worten, Hydraulikfluid, das in den ersten Anschluss 322 eintritt, kann den Kolben 334 hydraulisch in Richtung des zweiten Endes 340 bewegen. Wenn es dies tut, kann Hydraulikfluid im zweiten Ende 340 über den zweiten Abschluss 324 zu der Ventilanordnung 214 und/oder dem Behälter (nicht gezeigt) zurückkehren. Das Gleiche kann zutreffen, wenn dem Zylinder 220 über den zweiten Anschluss 324 Hydraulikfluid bereitgestellt wird.
In einigen Ausführungsformen können die entgegengesetzten Enden des Aktuators 332 entweder direkt oder über eine bestimmte andere Verbindung oder einen Mechanismus mit einem Paar von Rädern der Arbeitsmaschine gekoppelt sein. Wenn der Aktuator 332 in eine der beiden Richtungen 338 bewegt wird, kann seine Bewegung eine Winkeldrehung der Räder um ihre entsprechende Achse (das heißt, Vorderachse 232 oder Hinterachse 234) herbeiführen. Wenn sich die Räder drehen oder schwenken, kann ein Radwinkelsensor 222 einen Winkel erkennen, um den sich das Rad dreht. In 3 kann das Steuerungssystem 300 einen ersten Winkelsensor 302, einen zweiten Winkelsensor 304, einen dritten Winkelsensor 306 und einen vierten Winkelsensor 308 umfassen. Jeder Winkelsensor kann einem anderen Rad an der Arbeitsmaschine zugeordnet sein. Wie in den 1-2 gezeigt, kann die Arbeitsmaschine ein Paar von Vorderrädern 26 und ein Paar von Hinterrädern 22 umfassen. In dieser Ausführungsform kann ein Winkelsensor mit jedem dieser Räder korrespondieren. In anderen Ausführungsformen kann die Arbeitsmaschine eine Vielzahl von Rädern umfassen. In einigen dieser Ausführungsformen kann für jedes von der Vielzahl von Rädern ein Winkelsensor vorhanden sein. In anderen Ausführungsformen kann für jedes Rad pro Achse ein Winkelsensor vorhanden sein. In noch anderen Ausführungsformen kann das Steuerungssystem 300 eine Vielzahl von Radwinkelsensoren pro Rad umfassen. Die Radwinkelsensoren können in jedem Fall mit der Steuerung 202 elektrisch gekoppelt und im Austausch sein, um eine Veränderung im Winkel oder erkannten Winkel eines Rades an der Arbeitsmaschine zu übermitteln.
Das Steuerungssystem 300 von 3 kann andere Sensoren oder Erkennungsvorrichtungen umfassen, die in Kommunikation mit der Steuerung 202 sind. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform ein Maschinen- oder Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 216 in Kommunikation mit der Steuerung 202 sein. In einer anderen Ausführungsform kann ein Gyroskop 218 in Kommunikation mit der Steuerung 202 sein. In noch einer weiteren Ausführungsform kann ein globaler Positionsbestimmungssensor (GPS) 312 in Kommunikation mit der Steuerung 202 sein. In einem Aspekt kann die Speichereinheit der Steuerung 202 Flurkarten umfassen, wo eine bestimmte Arbeitsfunktion ausgeführt werden kann. In einem anderen Aspekt kann die Speichereinheit der Steuerung 202 Straßenkarten umfassen, wo die Arbeitsmaschine während eines Transportmodus möglicherweise im Stau steht. Informationen zum Standort der Arbeitsmaschine, die vom GPS 312 empfangen werden, können über die Steuerung 202 in einer Flurkarte oder Straßenkarte identifiziert werden. Diese Informationen können der Steuerung 202 ermöglichen, festzustellen, ob das Arbeitsmaschinenlenksystem entsprechend einem von einer Vielzahl von Betriebsanwendungen oder -modi zu betreiben ist.
Die Arbeitsmaschine kann in der Lage sein, ein Anbaugerät zu ziehen oder zu schieben. In einigen Ausführungsformen kann das Anbaugerät (nicht gezeigt) eine Anbaugerätesteuerung umfassen. Die Anbaugerätesteuerung kann Anbaugeräteinformationen 314 an die Steuerung 202 übermitteln. Für die Zwecke dieser Offenbarung können die Anbaugeräteinformationen 314 eine separate Steuerung zum Steuern des Anbaugeräts umfassen und im Austausch mit der Steuerung 202 sein, um Anbaugeräteinformationen bereitzustellen. Weitere Quellen von Anbaugeräteinformationen 314 können der Steuerung 202 bereitgestellt werden, um die Steuerung des Lenksystems zu unterstützen. Dazu kann ein RFID-Tag gehören, das dem Typ, der Größe, dem Gewicht oder der Funktion des mit der Arbeitsmaschine gekoppelten Anbaugeräts zugeordnet ist.
In einer anderen Ausführungsform kann die Arbeitsmaschine ein Hydrauliksystem oder Nebenantriebssystem (Power Take-off, PTO) 316 zum Ausführen einer Arbeitsfunktion umfassen. Eine Abtastvorrichtung oder ein anderes Kommunikationssystem kann übermitteln, ob das Hydrauliksystem oder PTO-System aktiv ist und eine Arbeitsaufgabe ausführt. Die Steuerung 202 kann vom Hydrauliksystem oder PTO-System, das aktiv ist, ableiten, dass die Arbeitsmaschine auf einem Feld arbeitet oder anderweitig eine Arbeitsfunktion ausführt.
Im Steuerungssystem 300 von 3 kann die Steuerung 202 ferner eine Zusammenstellung von Anweisungen oder Algorithmen zur Ausführung unterschiedlicher Betriebsmodi zum Steuern des Lenksystems der Arbeitsmaschine umfassen. In einer Ausführungsform kann ein Betriebsmodus einen Feld- oder Arbeitsmodus 318 umfassen. Der Feld- oder Arbeitsmodus 318 kann von der Steuerung 202 ausgeführt werden, wenn festgestellt wird, dass sich die Arbeitsmaschine auf einem Feld befindet oder eine Arbeitsfunktion ausführt. In diesem Feldmodus kann die Steuerung 202 die Bremse 208 in einer bereits beschriebenen Weise aktivieren. Hier stellt die Bremse 208 ein leichtes, passives, nicht richtungsgebundenes Drehmoment bereit, das vorgesehen ist, einen geringen Betrag von Widerstand gegenüber einem Drehen der Arbeitsmaschine bereitzustellen. Stattdessen operiert die Bremse 208 als eine taktile Rückkopplungsvorrichtung und kann der Lenkvorrichtung 204 einen konsistenten Betrag von Widerstand oder Bremsung bereitstellen.
In einer anderen Ausführungsform kann ein zweiter Betriebsmodus einen Transport- oder Nicht-Arbeitsmodus 320 umfassen. Der Transport- oder Nicht-Arbeitsmodus 320 kann von der Steuerung 202 ausgeführt werden, wenn festgestellt wird, dass sich die Arbeitsmaschine mit einer höheren Geschwindigkeit bewegt und keine Arbeitsfunktion ausführt. Im Transportmodus 320 kann die Steuerung 202 den Motor 210 in einer bereits beschriebenen Weise aktivieren. Hier ist die Steuerung 202 in der Lage, den Motor 210 einzuschalten, um der Lenkvorrichtung 204 eine Kraftrückkopplung bereitzustellen, um das Zurückführen der Lenkvorrichtung 204 zurück in eine mittlere oder Schwellenposition zu unterstützen. Mit anderen Worten, der Motor 210 stellt der Lenkvorrichtung 204 aktiv Widerstand bereit, um sie gegenüber ihrer mittleren oder Schwellenposition vorzuspannen. Der Betrag an Widerstand, der von dem Motor 210 aufgewendet wird, kann ein konsistenter oder variabler Betrag von Widerstand sein. Beispielsweise kann die Steuerung 202 über den Geschwindigkeitssensor 316 die Maschinengeschwindigkeit und über die Winkelsensoren den Straßenradwinkel feststellen und eine Seitenbeschleunigung der Arbeitsmaschine berechnen. Auf Grundlage der Seitenbeschleunigung der Arbeitsmaschine kann die Steuerung 202 den Motor 210 einsetzbar steuern, damit dieser an die Lenkvorrichtung 204 einen variablen Widerstand ausgibt. Ferner kann auch eine feste oder variable Lenkübersetzung bereitgestellt sein, um den Bediener dabei zu unterstützen, die Räder nach einer Kurvenfahrt in Geradeausstellung zu bringen und das Vertrauen des Bedieners während Kurvenfahrten der Maschine und Fahren bei höheren Geschwindigkeiten zu erhöhen.
In einigen Ausführungsformen kann die Feststellung, welcher Betriebsmodus zu wählen ist, beispielsweise der erste oder zweite Betriebsmodus in der Ausführungsform von 3, manuell oder automatisch getroffen werden. Für die manuelle Auswahl kann sich eine Benutzersteuerung 310 beispielsweise in der Kabine 18 der Arbeitsmaschine befinden, wobei der Bediener manuell wählen kann, in welchem Modus zu arbeiten ist. Bei manueller Auswahl kann die Steuerung 202 ein Signal empfangen, das der vom Bediener getroffenen Auswahl entspricht, und im Gegenzug kann die Steuerung 202 das Lenksystem entsprechend dem ausgewählten Betriebsmodus einsetzbar steuern.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine zweite Benutzersteuerung 310 bereitgestellt sein, wo ein Bediener den Betrag von Kraftrückkopplung oder Widerstand, die bzw. der im Transportmodus 320 vom Motor 210 an die Lenkvorrichtung 204 ausgegeben wird, einstellen kann. In einem Beispiel kann die zweite Benutzersteuerung 310 ein Schiebermechanismus, Knopf, Schalter, Hebel usw. sein. In der gleichen Weise kann der Benutzer das von der Bremse 208 im Feldmodus 318 ausgegebene nicht richtungsgebundene Drehmoment einstellen. In einigen Ausführungsformen kann es eine Benutzersteuerung geben, um den Ausgang der Bremse einzustellen, und eine zweite Benutzersteuerung, um den Ausgang des Motors einzustellen. In einem Aspekt kann die Benutzersteuerung eine Skala, ein Schalter, ein Hebel, ein Joystick, ein Knopf oder dergleichen sein.
In anderen Ausführungsformen kann die Wahl des Betriebsmodus (beispielsweise Feldmodus oder Transportmodus) automatisch über die Steuerung 202 ausgeführt werden. In einer Ausführungsform kann die Steuerung 202 die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine über den Geschwindigkeitssensor 216 erkennen und sie mit einer Schwellengeschwindigkeit vergleichen. Wenn die aktuelle Fahrgeschwindigkeit größer als die Schwellengeschwindigkeit ist, kann die Steuerung 202 den Transportmodus 320 wählen. Wenn die Geschwindigkeit kleiner als die Schwellengeschwindigkeit ist, kann die Steuerung 202 den Feldmodus 318 wählen.
In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung 202 die Position der Arbeitsmaschine über ihre GPS-Position, die vom GPS 312 empfangen wurde, evaluieren. Die Steuerung 202 kann die Position der Maschine auf einer Flurkarte oder Straßenkarte identifizieren, und wenn sich die Arbeitsmaschine auf einem Feld befindet, kann die Steuerung 202 den Feldmodus 318 wählen. Wenn die Steuerung 202 alternativ feststellt, dass die Arbeitsmaschine auf einer Straße oder Autobahn fährt, kann die Steuerung 202 zum Steuern des Lenksystems den Transportmodus 320 wählen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung 202 den aktuellen Betrieb der Arbeitsmaschine evaluieren. Hier kann die Steuerung 202 eine Eingabe vom Hydraulik-/PTO-System 316 empfangen. Auf Grundlage der Eingabe kann die Steuerung 202 den Feldmodus 318 wählen, wenn die Eingabe einem aktiven System 316 entspricht, oder den Transportmodus 320, wenn die Eingabe einem inaktiven System 316 entspricht.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung 202 Anbaugeräteinformationen 314 beispielsweise von einer Anbaugerätesteuerung oder einen anderen Quelle empfangen. In einigen Ausführungsformen kann der Benutzer Anbaugeräteinformationen 314 über eine Benutzersteuerung 310 eingeben. In jedem Fall kann die Steuerung 202 auf Grundlage der Anbaugeräteinformationen 314 feststellen, ob im Feldmodus 318 oder Transportmodus 320 zu arbeiten ist. Wenn das Anbaugerät beispielsweise aktiv eine Arbeitsfunktion ausführt und dies in den Anbaugeräteinformationen 314 kommuniziert wird, kann die Steuerung 202 den Feldmodus 318 wählen. In einem weiteren Aspekt kann die Steuerung 202, wenn das Anbaugerät groß ist oder ein signifikantes Gewicht aufweist, den Feldmodus 318 wählen. Wenn die Steuerung 202 alternativ über die Anbaugeräteinformationen 314 feststellt, dass kein Anbaugerät mit der Arbeitsmaschine gekoppelt ist, kann die Steuerung den Transportmodus 320 wählen. Andere Varianten oder Feststellungen können von der Steuerung 202 vorgenommen werden, um festzustellen, ob das Lenksystem in einem Feldmodus, Transportmodus oder einem anderen Modus zu betreiben ist.
In einer Ausführungsform kann die Steuerung 202 eine oder mehrere der vorgenannten Eigenschaften (beispielsweise Geschwindigkeit, Position, Betrieb, Anbaugeräteinformationen usw.) kontinuierlich überwachen und bei Veränderung dieser Eigenschaften zwischen einem oder mehreren Modi umschalten. Alternativ kann der Bediener zwischen einem oder mehreren dieser Betriebsmodi manuell umschalten. In einer Ausführungsform kann die Steuerung 202 programmiert sein, das Lenksystem entsprechend dem vom Bediener manuell ausgewählten Betriebsmodus zu steuern. In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung 202 programmiert sein, eine vom Bediener getroffene manuelle Auswahl zu überschreiben, falls die manuelle Auswahl für die Arbeitsmaschine oder ihr Lenksystem möglicherweise nicht wünschenswert ist. In diesem Fall kann die Steuerung 202 über eine Anzeige in der Kabine 18 an den Bediener eine Nachricht übermitteln, die das Überschreiben und den Grund dafür angibt. Dies kann eine unbeabsichtigte Auswahl eines Betriebsmodus verhindern.
In der vorliegenden Offenbarung kann durch die Steuerung 202 ein Steuerungsverfahren oder -prozess 400 ausgeführt werden, um festzustellen, welcher von einer Vielzahl von Betriebsmodi das Lenksystem steuern soll. In der veranschaulichten Ausführungsform und aus Gründen der Übersichtlichkeit kann das Lenksystem der Arbeitsmaschine in einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus arbeiten. Der erste Betriebsmodus kann mit einem Feldmodus 318 korrespondieren, und der zweite Betriebsmodus kann mit einem Transportmodus 320 korrespondieren, wie oben mit Bezug auf 3 beschrieben. In anderen Ausführungsformen kann die Steuerung 202 zwischen drei oder mehr Betriebsmodi wählen. Jeder Betriebsmodus kann der jeweiligen Funktionalität und dem jeweiligen Betrieb der Arbeitsmaschine oder des Anbaugeräts entsprechen.
In dem Steuerungsverfahren 400 von 4 kann die Steuerung 202 einen Algorithmus, eine Zusammenstellung von Anweisungen, Software, Logik und dergleichen umfassen, um das Verfahren 400 auszuführen. Das Verfahren 400 kann eine Vielzahl von Schritten oder Blöcken umfassen, die von der Steuerung 202 auszuführen sind. In einer Ausführungsform kann jeder Block oder Schritt in der in 4 gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden. In einer anderen Ausführungsform kann jeder Block oder Schritt in einer anderen als der in 4 gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden. In einer weiteren Ausführungsform können von der Steuerung zusätzliche Blöcke oder Schritte ausgeführt werden. Andere Ausführungsformen können weniger auszuführende Blöcke oder Schritte umfassen.
Bezug nehmend auf die veranschaulichte Ausführungsform von 4, kann von der Steuerung 202 ein erster Block 402 ausgeführt werden, um festzustellen, ob die Modusauswahl manuell oder automatisch ist. Eine Benutzersteuerung oder ein Schalter in der Kabine kann vom Bediener der Arbeitsmaschine eingestellt werden, um entweder manuelle oder automatische Modusauswahl zu wählen. Falls die Modusauswahl manuell ist, kann das Steuerungsverfahren 400 mit Block 404 fortfahren. Falls die Modusauswahl jedoch automatisch ist, kann das Steuerungsverfahren 400 mit Block 422 fortfahren.
Im Block 404 kann die Steuerung 202 feststellen, ob die Bediener- oder Benutzersteuerung 310 den ersten Betriebsmodus oder den zweiten Betriebsmodus auswählt. Wenn die Benutzersteuerung 310 mit dem ersten Betriebsmodus korrespondiert, kann das Steuerungsverfahren 400 mit Block 406 fortfahren. Wenn die Benutzersteuerung 310 jedoch mit dem zweiten Betriebsmodus korrespondiert, kann das Steuerungsverfahren 400 mit Block 414 fortfahren.
In einigen Ausführungsformen, wenn das Verfahren 400 mit Block 406 fortfährt, kann die Steuerung 202 das Lenksystem der Arbeitsmaschine entsprechend dem ersten Betriebsmodus aktiv steuern. Hier kann dies mit dem Feldmodus korrespondieren. Im ersten Betriebsmodus kann die Steuerung 202 im Block 408 erkennen, ob sich die Lenkvorrichtung 204 aus einer Schwellenposition bewegt. Die Schwellenposition kann mit einer mittleren Position oder einer Position, in der die Räder der Arbeitsmaschine so ausgerichtet sind, dass sie die Arbeitsmaschine in einer im Wesentlichen geraden Fahrtrichtung bewegen, korrespondieren. Wenn die Arbeitsmaschine in einem im Wesentlichen geraden Weg fährt, kann die Lenkvorrichtung 204 in der Schwellenposition (oder einem -bereich) sein. Wenn der Bediener die Lenkvorrichtung 204 manövriert, um eine Kurvenbewegung auszuführen, kann sich die Lenkvorrichtung 204 außerhalb der Schwellenposition bewegen. Wenn sie dies macht, kann das Steuerungsverfahren 400 mit Block 410 fortfahren, wo die Steuerung 202 die Bremse 208 aktiviert. Die Bremse 208 kann im Block 410 aktiviert werden, um der Lenkvorrichtung 204 ein nicht richtungsgebundenes Drehmoment mit geringem Widerstand bereitzustellen, bis die Lenkvorrichtung in die Schwellenposition zurückkehrt. Dies kann beispielsweise im Block 412 erkannt werden. Wenn die Lenkvorrichtung 204 zur Schwellenposition zurückkehrt, kann die Steuerung 202 die Bremse 208 deaktivieren.
In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung 202 die Bremse 208 aktivieren, sobald die Benutzersteuerung den ersten Betriebsmodus auswählt. Die Bremse 208 kann aktiv bleiben und den Widerstand bereitstellen, solange der erste Betriebsmodus ausgewählt ist. Wenn ein anderer Betriebsmodus ausgewählt ist, kann die Steuerung 202 in dieser Ausführungsform die Bremse 208 lösen.
Ungeachtet der Ausführungsform kann die Steuerung 202 den Block 402 kontinuierlich ausführen, falls der Bediener die Modusauswahl zwischen der automatischen und der manuellen Modusauswahl ändert.
Wenn, im Block 404, der Bediener den zweiten Betriebsmodus, der einem Transportmodus zugeordnet ist, auswählt, kann das Verfahren 400 mit Block 414 fortfahren. Hier kann die Steuerung 202 das Lenksystem entsprechend dem zweiten Betriebsmodus aktiv steuern. Wenn sie dies macht, kann die Steuerung 202 die Lenkvorrichtung 204 überwachen. Im Block 416 kann die Steuerung 202 eine Bewegung der Lenkvorrichtung 204 aus der Schwellenposition (oder dem - bereich) erkennen. Wenn die Lenkvorrichtung 204 aus der Schwellenposition oder dem -bereich bewegt ist, kann das Steuerungsverfahren 400 mit Block 418 fortfahren, wo die Steuerung den Motor 210 aktiviert. Hier, in dieser Ausführungsform, kann der Motor 210 eine Rückkopplungskraft auf die Lenkvorrichtung 204 anwenden, um sie zurück in die Schwellenposition vorzuspannen. Der Betrag von Rückkopplungskraft oder Widerstand, der von dem Motor 210 auf die Lenkvorrichtung 204 ausgeübt wird, kann so sein, dass der Bediener ihn in dem Bemühen, die Lenkvorrichtung 204 zu steuern, leicht überwinden kann. Wenn jedoch der Bediener die Lenkvorrichtung 204 nicht länger bewegt, kann der Widerstand vom Motor 210 durch den Bediener in dem Bemühen empfunden werden, die Lenkvorrichtung 204 zurück in ihre Schwellenposition neu zu zentrieren oder neu zu positionieren.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 202 den Motor 210 einschalten, sobald die Benutzersteuerung 310 den zweiten Betriebsmodus wählt. In diesen Ausführungsformen kann der Motor 210 der Lenkvorrichtung 204 auf einer kontinuierlichen Grundlage aktiv Widerstand bereitstellen. In anderen Ausführungsformen kann der Motor 210 nur aktiviert werden, wenn die Steuerung 202 vom Lenkvorrichtungssensor 212 eine Nachricht erhält, gemäß der sich die Lenkvorrichtung 204 außerhalb der Schwellenposition bewegt hat. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 202, wenn die Lenkvorrichtung 204 in ihre Schwellenposition oder ihren - bereich zurückkehrt, den Motor 210 deaktivieren. In jedem Fall, ob der Motor 210 aktiv ist oder nicht, kann die Steuerung 202 den Block 402 kontinuierlich ausführen, wenn sie erkennt, ob der Auswahlmodus automatisch oder manuell ist. Ferner kann die Steuerung 202 auch den Block 404 kontinuierlich ausführen, wenn der Auswahlmodus manuell ist, um festzustellen, ob der Bediener zwischen beliebigen zwei der Betriebsmodi umschaltete.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung 202 im Block 402 feststellen, dass der Auswahlmodus auf automatisch gesetzt ist oder das Lenksystem so eingerichtet ist, dass es automatisch von der Steuerung gesteuert wird. In dieser Ausführungsform kann die Steuerung 202 das Verfahren 400 ausführen, indem sie mit den Blöcken 422-430 fortfährt, wo die Steuerung 202 eine oder mehrere Evaluierungen ausführen kann, um festzustellen, ob das Lenksystem entsprechend dem ersten oder zweiten Betriebsmodus zu steuern ist. In anderen Ausführungsformen, in denen es drei oder mehr Betriebsmodi gibt, kann die Steuerung 202 eine oder mehrere dieser Evaluierungen ausführen, um einen der drei oder mehr Betriebsmodi zu wählen, durch den sie das Lenksystem steuert.
In einer Ausführungsform kann die Steuerung 202 den Block 422 ausführen, wo sie eine Arbeitsmaschinengeschwindigkeit erkennt oder empfängt. Die Steuerung 202 kann die Geschwindigkeit entsprechend jeglicher konventioneller Berechnung berechnen oder kann die Geschwindigkeit vom Geschwindigkeitssensor 216 empfangen.
In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung 202 den Block 424 ausführen, wo die Steuerung 202 den Betriebsstatus der Maschine erkennt. In einem Aspekt kann die Steuerung 202 einen Status eines Hydrauliksystems erkennen. In einem weiteren Aspekt kann die Steuerung 202 einen Status eines PTO-Systems erkennen. Anderen Systeme können der Steuerung 202 Eingänge bereitstellen, um ihr zu ermöglichen, im Block 424 den Betriebsstatus der Arbeitsmaschine festzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung 202 den Block 426 ausführen, indem sie über GPS 312 einen Standort der Arbeitsmaschine feststellt. Der Standort kann mit einem Feld korrespondieren, wo die Arbeitsmaschine eine Arbeitsfunktion ausführt. Alternativ kann der Standort mit einer Straße korrespondieren, wo die Arbeitsmaschine zu einem neuen Ziel fährt. Die Steuerung 202 kann den Standort mit einer Flurkarte, einer Straßenkarte oder jeglichem Typ von einer Landkarte vergleichen, um den Standort der Arbeitsmaschine festzustellen.
In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung 202 den Block 428 ausführen, um einen Status eines Anbaugeräts festzustellen. Wenn ein Anbaugerät mit der Arbeitsmaschine gekoppelt ist, kann die Steuerung 202 Informationen zum Anbaugerät empfangen, die seinen aktuellen Betriebsstatus (das heißt, ob es läuft oder nicht), sein Gewicht, seine Größe usw. umfassen. Auch wenn kein Anbaugerät mit der Maschine gekoppelt ist, kann die Steuerung 202 diese Informationen empfangen.
In anderen Ausführungsformen kann die Steuerung 202 zusätzliche Evaluierungen ausführen, um besser festzustellen, in welchem Betriebsmodus das Lenksystem gesteuert werden sollte. Wenn beispielsweise ein Diagnose- oder Fehlerbeseitigungscode ausgelöst und von der Steuerung empfangen wird, kann die Steuerung evaluieren, ob ein Betriebsmodus besser als ein anderer ist.
In der veranschaulichten Ausführungsform von 4 kann das Steuerungsverfahren 400 mit Block 430 fortfahren, wo die Steuerung 202 ihre Evaluierungen aus den Blöcken 422-428 nutzen und feststellen kann, welcher Betriebsmodus zu wählen ist. Die in den Blöcken 422-428 durchgeführten Evaluierungen können mit vorbestimmten Schwellenwerten oder Kriterien zum Betreiben des Lenksystems verglichen werden. Beispielsweise kann die Steuerung 202 im Block 430 die Maschinengeschwindigkeit mit einem Geschwindigkeitsschwellenwert vergleichen. Wenn die Maschinengeschwindigkeit kleiner als der Schwellenwert ist, kann die Steuerung 202 den ersten Betriebsmodus wählen. Wenn die Maschinengeschwindigkeit größer als der Schwellenwert ist, kann die Steuerung 202 den zweiten Betriebsmodus wählen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung 202 den Betriebsstatus der Arbeitsmaschine feststellen. Wenn festgestellt wird, dass das Hydrauliksystem oder PTO-System 316 arbeiten und eine Arbeitsaufgabe ausführen, kann die Steuerung 202 den ersten Betriebsmodus wählen. Wenn diese Systeme jedoch nicht arbeiten, kann die Steuerung 202 den zweiten Betriebsmodus wählen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung 202 im Block 430 vom GPS 312 feststellen, dass die Arbeitsmaschine auf einem Feld arbeitet. In diesem Fall kann die Steuerung 202 den ersten Betriebsmodus wählen. Wenn die Steuerung 202 feststellt, dass sich die Arbeitsmaschine nicht auf einem Feld befindet, kann sie den zweiten Betriebsmodus wählen.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung 202 im Block 430 Informationen über ein mit der Arbeitsmaschine gekoppeltes Anbaugerät feststellen. Wenn das Anbaugerät arbeitet, kann die Steuerung 202 feststellen, dass das Lenksystem am besten im ersten Betriebsmodus betrieben wird. Darüber hinaus kann die Steuerung 202 selbst dann, wenn das Anbaugerät keine Arbeitsaufgabe ausführt, aber einen bestimmten Betrag wiegt, feststellen, entsprechend dem ersten Betriebsmodus zu arbeiten. In anderen Aspekten kann die Steuerung jedoch feststellen, dass kein Anbaugerät mit der Arbeitsmaschine gekoppelt ist und das Lenksystem folglich über den zweiten Betriebsmodus gesteuert werden kann.
In jedem Fall kann die Steuerung 202 im Block 430 eine oder mehrere Evaluierungen ausführen und feststellen, welcher Betriebsmodus zu wählen ist. Wenn im Block 430 der erste Betriebsmodus ausgewählt ist, kann das Verfahren 400 mit Block 432 fortfahren. Wenn jedoch der zweite Betriebsmodus ausgewählt ist, kann das Verfahren 400 mit Block 438 fortfahren.
In einer Ausführungsform kann das Verfahren 400 mit Block 432 fortfahren, sodass die Steuerung 202 das Lenksystem entsprechend dem ersten Betriebsmodus steuert. Dabei kann die Steuerung 202 die Bremse 208 betätigen, um auf die Lenkvorrichtung 204 einen Widerstand anzuwenden. Der Widerstand kann so lange angewendet werden, wie der erste Betriebsmodus ausgewählt ist. In einem alternativen Aspekt kann der Widerstand von der Bremse 208 angewendet werden, wenn die Lenkvorrichtung 204 aus ihrer Schwellenposition wegbewegt wird. In diesem Beispiel kann die Steuerung 202 den Block 434 ausführen, wo sie von dem Sensor 212 die Information erhält, dass die Lenkvorrichtung 204 aus ihrer Schwellenposition bewegt wird. In diesem Beispiel kann die Bremse 208 gelöst werden, wenn die Lenkvorrichtung 204 im Block 436 in ihre Schwellenposition zurückkehrt.
Ungeachtet dessen, ob die Bremse im ersten Betriebsmodus eingerückt ist oder nicht, kann die Steuerung 202 den Block 402 kontinuierlich ausführen, um festzustellen, ob der Auswahlmodus von automatisch auf manuell umgeschaltet wurde.
In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung 202 den Block 430 ausführen und den zweiten Betriebsmodus wählen. Dabei kann die Steuerung 202 das Lenksystem der Arbeitsmaschine gemäß dem zweiten oder Transportbetriebsmodus steuern. Hier kann die Steuerung 202 Nachrichten vom Lenkvorrichtungssensor 212 empfangen und evaluieren, ob die Lenkvorrichtung 204 aus ihrer Schwellenposition bewegt wird. Im Block 440 kann die Steuerung 202, wenn die Lenkvorrichtung 204 aus der Schwellenposition bewegt wird, den Motor 210 aktivieren, um eine Kraftrückkopplung oder einen Widerstand auf die Lenkvorrichtung 204 in einem Versuch anzuwenden, sie in die Schwellenposition oder den -bereich zurückzuführen. Auf diese Weise kann der Motor 210 als ein Vorspannmechanismus mit der Absicht, die Lenkvorrichtung (beispielsweise das Lenkrad) in ihre Schwellen- oder mittlere Position zurückzuführen, funktionieren. Im Block 442 kann die Steuerung 202, wenn die Lenkvorrichtung 204 in ihre Schwellenposition zurückkehrt, den Motor ausschalten, sodass der Widerstand aufgehoben wird. Ungeachtet dessen, ob der Motor 210 im zweiten Betriebsmodus eingeschaltet ist oder nicht, kann die Steuerung 202 den Block 402 kontinuierlich ausführen, um festzustellen, ob der Auswahlmodus von automatisch auf manuell umgeschaltet wurde.
Im automatischen Einricht- oder Auswahlmodus kann die Steuerung 202 auch kontinuierlich einen oder mehrere der Blöcke 422-430 ausführen. Dabei kann die Steuerung 202 automatisch zwischen Betriebsmodi umschalten, wenn sich Bedingungen oder Umstände ändern. Die Steuerung 202 kann den aktuellen Betriebsstatus an eine Benutzeroberfläche in der Kabine übermitteln. Darüber hinaus kann die Steuerung 202 an die Benutzeroberfläche übermitteln, wenn sie in einen anderen Betriebsmodus umschaltet. Ferner kann die Steuerung 202 auf der Benutzeroberfläche anzeigen, ob die Modusauswahl automatisch oder manuell ist, sodass ein Bediener kontinuierlich über die aktuelle Modusauswahl informiert ist.
Es liegt auch im Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung, dass die Steuerung 202 das Verfahren 400 von 4 durch ein drahtgebundenes Lenksystem oder einen anderen Typ, einschließlich eines mechanischen Systems, eines elektrohydraulischen Systems, eines hydraulischen Systems, eines hydromechanischen Systems, eines elektrischen Systems und dergleichen, ohne darauf beschränkt zu sein, ausführen kann.
Während hier beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, die die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung enthalten, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt. Stattdessen wird mit dieser Anmeldung beabsichtigt, jegliche Varianten, Anwendungen oder Anpassungen der Offenbarung unter Anwendung ihrer allgemeinen Prinzipien abzudecken. Ferner soll diese Anmeldung solche Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung abdecken, die zu den bekannten oder üblichen Praktiken auf dem Gebiet, auf das sich diese Offenbarung bezieht, gehören.

Claims

Lenksystem (200) zum Steuern einer Fahrtrichtung einer Arbeitsmaschine (10), wobei die Arbeitsmaschine eine Achse aufweist, an die Räder (22) gekoppelt sind, wobei das Lenksystem Folgendes umfasst: eine Lenkvorrichtung (204), die durch einen Bediener der Arbeitsmaschine (10) einsetzbar steuerbar ist, wobei die Lenkvorrichtung (204) konfiguriert ist, zum Steuern einer Winkelausrichtung der Räder (22) einsetzbar mit der Achse gekoppelt zu sein; eine Bremse (208), die einsetzbar mit der Lenkvorrichtung (204) gekoppelt ist, wobei die Bremse (208) steuerbar betätigt wird, um auf die Lenkvorrichtung (204) einen ersten Betrag von Widerstand anzuwenden; einen Motor (210), der einsetzbar mit der Lenkvorrichtung (204) gekoppelt ist, wobei der Motor (210) steuerbar aktiviert wird, um auf die Lenkvorrichtung (204) einen zweiten Betrag von Widerstand anzuwenden; und eine Steuerung (202) zum Steuern des Lenksystems (200) der Arbeitsmaschine, wobei die Steuerung (202) einsetzbar mit der Bremse (208) und dem Motor (210) gekoppelt ist; wobei die Steuerung (202) das Lenksystem (200) in mindestens einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus steuert; wobei die Steuerung (202) im ersten Betriebsmodus die Bremse (208) einsetzbar zwischen einem betätigten Zustand und einem nicht betätigten Zustand steuert; wobei die Steuerung (202) im zweiten Betriebsmodus den Motor (210) einsetzbar zwischen einem aktiven Zustand und einem deaktivierten Zustand steuert, wobei im aktiven Zustand der Motor (210) den zweiten Betrag von Widerstand anwendet.
Lenksystem nach Anspruch 1, wobei: die Steuerung (202) auf Grundlage vorbestimmter Kriterien automatisch zwischen dem mindestens ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus wählt; die vorbestimmten Kriterien eine Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine (10) und/oder einen Betriebsstatus der Arbeitsmaschine (10) und/oder eine Position der Arbeitsmaschine (10) und/oder einen Anbaugerätestatus umfassen.
Lenksystem nach Anspruch 2, ferner umfassend einen Geschwindigkeitssensor (216) in Kommunikation mit der Steuerung (202), wobei der Geschwindigkeitssensor (216) konfiguriert ist, die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine zu erkennen; wobei die Steuerung (202) konfiguriert ist, die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine (10) mit einer Schwellengeschwindigkeit zu vergleichen; wobei die Steuerung (202) das Lenksystem im ersten Betriebsmodus steuert, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner als die Schwellengeschwindigkeit ist, und die Steuerung (202) das Lenksystem (200) im zweiten Betriebsmodus steuert, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als die Schwellengeschwindigkeit ist.
Lenksystem nach Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend ein Nebenantriebssystem (316) zur Durchführung einer Arbeitsaufgabe, wobei das Nebenantriebssystem (316) in Kommunikation mit der Steuerung (202) angeordnet ist; wobei die Steuerung (202) das Lenksystem (200) im ersten Betriebsmodus steuert, wenn das Nebenantriebssystem (316) die Arbeitsaufgabe ausführt, und die Steuerung (202) das Lenksystem (200) im zweiten Betriebsmodus steuert, wenn das Nebenantriebssystem (316) die Arbeitsaufgabe nicht ausführt.
Lenksystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner umfassend einen globalen Positionsbestimmungssensor (312), der in elektrischer Kommunikation mit der Steuerung (202) angeordnet ist, wobei der globale Positionsbestimmungssensor (312) konfiguriert ist, eine Position der Arbeitsmaschine (10) zu erkennen; wobei die Steuerung (202) konfiguriert ist, die Position der Arbeitsmaschine (10) von dem globalen Positionsbestimmungssensor (312) zu empfangen; wobei dann, wenn die Position der Arbeitsmaschine (10) auf einem Feld ist, die Steuerung (202) das Lenksystem (200) im ersten Betriebsmodus steuert; wobei dann, wenn die Position der Arbeitsmaschine (10) nicht auf einem Feld ist, die Steuerung (202) das Lenksystem (200) im zweiten Betriebsmodus steuert.
Lenksystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Steuerung (202) einen Betriebsstatus eines mit der Arbeitsmaschine (10) gekoppelten Anbaugeräts (314) erkennt; wobei dann, wenn der Betriebsstatus der Ausführung einer Arbeitsaufgabe durch das Anbaugerät (314) entspricht, die Steuerung (202) das Lenksystem (200) im ersten Betriebsmodus steuert; wobei dann, wenn der Betriebsstatus nicht der Ausführung einer Arbeitsaufgabe durch das Anbaugerät (314) entspricht, die Steuerung (202) das Lenksystem (200) im zweiten Betriebsmodus steuert.
Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lenkvorrichtung (204) zum Steuern der Winkelausrichtung der Räder (22) direkt mit der Achse gekoppelt ist.
Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lenkvorrichtung (204) in einem drahtgebundenen Lenksystem indirekt mit der Achse gekoppelt ist.
Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend eine Benutzersteuerung (310), die in elektrischer Kommunikation mit der Steuerung (202) angeordnet ist, wobei die Benutzersteuerung (310) konfiguriert ist, manuell bedient zu werden, um zwischen dem mindestens ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus zu wählen.
Lenksteuerungssystem (300) zum Steuern eines Lenksystems (200) einer Arbeitsmaschine (10), wobei die Arbeitsmaschine (10) eine Lenkvorrichtung (204) und eine Achse umfasst, an die Räder (22) gekoppelt sind, wobei das Lenksteuerungssystem (300) Folgendes umfasst: eine Steuerung (202) zum Steuern des Lenksystems (200) der Arbeitsmaschine (10); einen Lenkvorrichtungssensor (212), der in Kommunikation mit der Steuerung (202) angeordnet ist, wobei der Lenkvorrichtungssensor (212) konfiguriert ist, eine Bewegung der Lenkvorrichtung (204) zu erkennen; eine Bremse (208), die einsetzbar mit der Lenkvorrichtung (204) gekoppelt ist, wobei die Bremse (208) steuerbar betätigt wird, um auf die Lenkvorrichtung (204) einen ersten Betrag von Widerstand anzuwenden; einen Motor (210), der einsetzbar mit der Lenkvorrichtung (204) gekoppelt ist, wobei der Motor (210) steuerbar aktiviert wird, um auf die Lenkvorrichtung (204) einen zweiten Betrag von Widerstand anzuwenden; und eine Ventilanordnung (214), die elektrisch mit der Steuerung (202) gekoppelt ist; und einen doppeltwirkenden Zylinder (220), der konfiguriert ist, einsetzbar mit den Rädern (22) gekoppelt zu sein, wobei der doppeltwirkende Zylinder (220) in Fluidverbindung mit der Ventilanordnung (214) angeordnet ist; wobei die Steuerung (202) das Lenksystem (200) in mindestens einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus steuert; wobei die Steuerung (202) im ersten Betriebsmodus die Bremse (208) einsetzbar zwischen einem betätigten Zustand und einem nicht betätigten Zustand steuert; wobei die Steuerung (202) im zweiten Betriebsmodus den Motor (210) einsetzbar zwischen einem aktiven Zustand und einem deaktivierten Zustand steuert, wobei im aktiven Zustand der Motor (210) den zweiten Betrag von Widerstand anwendet.
Lenksteuerungssystem nach Anspruch 10, wobei: bei einer Bewegung der Lenkvorrichtung (204) der Lenkvorrichtungssensor (212) die Bewegung an die Steuerung (202) übermittelt; die Steuerung (202) die Ventilanordnung (214) steuert, um den Zylinder (220) zu betätigen, um eine Änderung einer Winkelausrichtung der Räder (22) herbeizuführen.
Lenksteuerungssystem nach Anspruch 11, ferner umfassend einen Winkelsensor (302, 304, 306, 308), der elektrisch mit der Steuerung (202) gekoppelt ist, wobei der Winkelsensor (302, 304, 306, 308) konfiguriert ist, die Änderung der Winkelausrichtung der Räder (22) zu erkennen.
Lenksteuersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, ferner umfassend eine Benutzersteuerung (310), die in Kommunikation mit der Steuerung (202) angeordnet ist, wobei die Benutzersteuerung (310) konfiguriert ist, manuell einstellbar zu sein, um an die Steuerung (202) eine Anweisung zum Steuern des Lenksystems (200) in dem mindestens ersten oder dem mindestens zweiten Betriebsmodus zu übermitteln.
Lenksteuerungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei: die Steuerung (202) auf Grundlage vorbestimmter Kriterien automatisch zwischen dem mindestens ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus wählt; die vorbestimmten Kriterien eine Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine (10) und/oder einen Betriebsstatus der Arbeitsmaschine (10) und/oder eine Position der Arbeitsmaschine (10) und/oder einen Anbaugerätestatus umfassen.
Lenksteuersystem nach Anspruch 14, ferner umfassend einen Geschwindigkeitssensor (216) in Kommunikation mit der Steuerung (202), wobei der Geschwindigkeitssensor (216) konfiguriert ist, die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine (10) zu erkennen; wobei die Steuerung (202) konfiguriert ist, die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine (10) mit einer Schwellengeschwindigkeit zu vergleichen; wobei die Steuerung (202) das Lenksystem (200) im ersten Betriebsmodus steuert, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner als die Schwellengeschwindigkeit ist, und die Steuerung (202) das Lenksystem (200) im zweiten Betriebsmodus steuert, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als die Schwellengeschwindigkeit ist.