DE112005001664B4

DE112005001664B4 - Verfahren und System zum Steuern einer Lenktotzone in einer mobilen Maschine

Info

Publication number: DE112005001664B4
Application number: DE112005001664.1T
Authority: DE
Inventors: Arthur F. Lange
Original assignee: Trimble Navigation Ltd
Current assignee: Trimble Inc
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2015-06-25
Anticipated expiration: 2025-06-01
Also published as: WO2006019463A1; DE112005001664T5; US20060015228A1; US7640088B2

Abstract

Verfahren zum Ausgleichen einer Totzone in einem Lenkmechanismus (1111) einer mobilen Maschine (105), wobei die Totzone einer Abweichung in der Positionierung einer Lenksteuerung des Lenkmechanismus (1111) in Bezug auf die tatsächliche Richtung der Räder der Maschine (150) entspricht, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Messen der Totzone; – Speichern eines der Totzone entsprechenden Totzonen-Wertes; und – Zuführen des Totzonen-Wertes zu einer Steuerung (120) des Lenkmechanismus (1111), wobei der Lenkmechanismus (1111) entsprechend dem Totzonen-Wert gesteuert wird, um die Totzone auszugleichen, indem bestimmt wird, ob beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) eine Richtungsumkehr auftritt; und wenn bestimmt wird, dass eine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) auftritt, Hinzufügen des gespeicherten Werts, der der Totzone des Lenkmechanismus (1111) entspricht, zur Steuerung des Lenkmechanismus (1111); und wenn bestimmt wird, dass keine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) erfolgt, kein Anwenden einer Totzonenkorrektur bei der Steuerung des Lenkmechanismus (1111).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleich einer Totzone nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2, ein System zum Steuern in Hinblick auf die Totzone in einem automatischem Lenkmechanismus nach dem Oberbegriff des Anspruch 16, einer Lenksteuerung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 24 und ein computerlesbares Medium nach dem Oberbegriff des Anspruchs 32.
Hintergrund der Erfindung
Moderne Nutzfahrzeuge führen verschiedene Funktionen in Bereichen wie Landwirtschaft, Bau, Straßen- und Grundstücksinstandhaltung, Bergbau, Vermessung und ähnlichen aus. Bei vielen zu diesen Gebieten gehörenden Aktivitäten wiederholen sich einige Arbeitsabläufe der Fahrzeuge. Während die vorliegenden Ausführungen auf alle Bereiche und den dafür verwendeten Fahrzeugen zutreffen, wird sich die folgende Diskussion zum Zwecke der Klarheit und der Kürze zum Darstellen und Beschreiben auf landwirtschaftliche Fahrzeuge beschränken.
Das Bedienen von landwirtschaftlichen Fahrzeugen wie Traktoren, Erntemaschinen und ähnlichen kann derartige Wiederholungen umfassen. Beispielsweise muss ein Anwender beim Pflügen oder Bepflanzen eines Feldes mehrfach das Feld durchlaufen, welches eine erhebliche Fläche aufweisen kann (beispielsweise ein Acker usw.). Aufgrund der sich wiederholenden Art der Arbeitsabläufe und Irregularitäten im Terrain können Lücken und Überlappungen in den Reihen der Anbaupflanzen auftreten. Dies kann zu beschädigten Anbaupflanzen, übermäßiger Anpflanzung oder einem reduzierten Ertrag pro Acre führen. Bei den sich weiterhin vergrößernden landwirtschaftlichen Fahrzeugen und Farmhilfsgeräten gewinnt das präzise Steuern ihrer Bewegung weiter an Bedeutung.
Führungssysteme werden immer mehr verwendet, um Landwirtschafts- und Umweltbetriebsanlagen und -abläufe wie beispielsweise Straßenrandbesprühung, Straßenbesalzung und Schneeräumen zu steuern, bei denen das Folgen einer vorher definierten Strecke gewünscht ist. Dies erlaubt eine präzisere Steuerung des Fahrzeugs als typischerweise erreicht wird, wenn das Fahrzeug durch einen Menschen gelenkt wäre. Viele sind auf Furchen-Folger angewiesen, welche mechanisch erfassen, ob sich das Fahrzeug parallel zu einer zuvor gepflügten Ackerfurche bewegt. Diese Führungssysteme sind jedoch am effektivsten im flachen Terrain und beim Erfassen von Furchen, welche gradlinig gepflügt sind. Zusätzlich benötigen viele dieser Systeme eine Werksinstallation und sind zu teuer oder unpraktisch für eine Aftermarket-Installation.
Ferner zeichnen sich die meisten Nutzfahrzeuge und -maschinen, welche in der Landwirtschaft und bei ähnlichen Aktivitäten benutzt werden, durch einen Grad an Abweichung in der Positionierung ihrer Lenksteuerung (beispielsweise eines Lenkrades) in Bezug auf die tatsächliche Richtung aus, in welche die Räder des Fahrzeugs hiermit ausgerichtet wurden. Diese Abweichung wird im Allgemeinen mit „Spiel” im Lenkmechanismus bezeichnet, das mittels einer Totzone beim Koppeln des Lenkrades mit den Rädern des Fahrzeuges charakterisiert werden kann. Der Begriff „Totzone” oder Lenkspiel bezieht sich auf die Tatsache, dass keine Änderung in der Position des den Boden berührenden Führungsrades erfolgt, während das Lenkrad bewegt wird. Der Bereich dieser Totzone kann von Fahrzeug zu Fahrzeug, beispielsweise von Traktor zu Traktor, variieren. Ein derartiges Lenkspiel kann das Verhalten von Führungssystemen nachteilig beeinflussen.
Lenkspiel ist oft abhängig von einer Ansammlung von mehreren mechanischen Ausrichtungen, Einstellungen, langsamen und kumulativen mechanischen Änderungen wie beispielsweise in Verbindung mit Lockerung, Abnutzung und Verschleiß von Verbindungen, hydraulischen Betätigern, Ventilen, Leckagen und Druckänderungen usw. Lenkspiel ist daher typischerweise ausgeprägter bei älteren Fahrzeugen als bei neueren. Ferner erfolgen Abnutzung, Lockerung und anderweitige Änderungen der Position bei älteren Fahrzeugen typischerweise schneller als bei neueren Fahrzeugen. Das Lenkspiel kann sich also bei älteren Fahrzeugen nach einer relativ kürzeren Betriebsperiode und/oder einer leichteren Betriebsaufgabe vergrößern.
Ein derartiges Spiel kann eine Variation und/oder eine Fehler in der Positionierung des Fahrzeugs bei einem oder mehreren sich wiederholenden Arbeitsgängen bewirken. Eine derartige Variation erfordert eine Korrektur, welche die Aufmerksamkeit und Bemühungen eines Bedieners beanspruchen kann, beispielsweise zum manuellen Kompensieren bzw. Ausgleichen und Einstellen eines Führungssystems usw. Das Beanspruchen der Aufmerksamkeit des Bedieners kann den Bediener ablenken, was begleitend negative Sicherheits- und ökonomische Auswirkungen haben kann. Das Beanspruchen der Bemühungen des Bedieners macht das Bedienen des Fahrzeugs anstrengender und mühevoller, als es sonst wäre.
Ferner können derartige Fehler Konsequenzen nach sich ziehen, wie beispielsweise daß einige Abschnitte des der Aktivität des Fahrzeugs auszusetzenden Bodens in Wirklichkeit ausgelassen werden und dass andere Abschnitte unnötigerweise wiederholt beansprucht werden. Beide Konsequenzen können negative ökonomische oder andere Effekte haben. Dort wo beispielsweise ein Teil der Anbaupflanzen von Pflug, Saatgut, Düngemittel, Pestiziden usw. ausgelassen werden, kann der dazugehörige Abschnitt unproduktiv sein oder die Aktivitäten des Fahrzeugs könnten wiederholt werden müssen (oder ersetzt durch andere Aktivitäten, beispielsweise korrigierende manuelle Aktivitäten oder Aktivitäten eines anderen Fahrzeugs), um den ausgelassenen Abschnitt zu bedecken. Unnötige Aussetzung eines anderen Bereichs, beispielsweise proximal zu einem verpassten Abschnitt, kann derart wiederholt auftreten, dass es verschwenderisch und/oder schädlich sein kann. Einige ökonomische Kosten gehen typischerweise mit der Wiederholung selbst einher und wenn beispielsweise ein Übermaß an Saatgut, Düngemittel, Pestiziden usw. ungewollt (beispielsweise ungenau, aus Versehen, usw.) auf einen zuvor bedeckten Bereich proximal zu dem ausgelassenen Abschnitt angewendet wird, können die Anbaupflanzen in diesem proximalen Bereich weniger produktiv oder fruchtbar sein.
Die Verfahren bzw. Gegenstände der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche sind in den Druckschriften DE 102 15 570 A1 , DE 197 03 846 A1 , US 2002/0138187 A1 , US 2 805 585 A und WO 2004/052711 A1 offenbart.
Die Erfindung
Es besteht daher Bedarf an einem Verfahren und einem System zum Führen mobiler Maschinen wie landwirtschaftliche und andere Fahrzeuge, die unerwünschte führungsbezogene und andere Effekte, welche mit dem Lenkspiel zusammenhängen, mindern. Es ist auch erwünscht, dass ein derartiges Verfahren und ein derartiges System derartige unerwünschte mit dem Lenkspiel zusammenhängende Effekte automatisch mindern. Ferner ist erwünscht, dass ein derartiges System in einer Konfiguration implementiert wird, die eine automatische Lenksteuerungs-Navigationsführung ergänzen kann und die für Aftermarket-Installation in diesen Fahrzeugen geeignet ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zum Ausgleich einer Totzone mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 2, ein System zum Steuern in Hinblick auf die Totzone in einem automatischem Lenkmechanismus mit den Merkmalen des Anspruch 16, einer Lenksteuerung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 24 und ein computerlesbares Medium mit den Merkmalen des Anspruchs 32.
Beschreibung von bevorzugen Ausführungsbeispielen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Soweit nicht anders beschrieben, sind die Figuren nicht maßstabsgerecht. Hierbei zeigen:
1A und 1B ein beispielhaftes System zum Steuern einer mobilen Maschine gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
2 eine beispielhafte Systemarchitektur gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
3A und 3B eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht auf ein beispielhaftes System zum Steuern einer mobilen Maschine gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
4A und 4B eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht auf ein beispielhaftes System zum Steuern einer mobilen Maschine gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
5A und 5B eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht auf ein beispielhaftes System zum Steuern einer mobilen Maschine gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
6 ein Flußdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Steuern eines Fahrzeugs gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
7 ein Flußdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Steuern einer Lenktotzone in einer mobilen Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ein Flußdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Messen einer Totzone in einem Lenkmechanismus einer mobilen Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ein Flußdiagramm eins beispielhaften Verfahrens zum Messen einer Totzone in einem Lenkmechanismus einer mobilen Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 ein Flußdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Steuern einer Lenktotzone in einer mobilen Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
11 ein beispielhaftes System zum Steuern einer Totzone in einem Lenkmechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren und ein System zum Steuern einer Lenktotzone in einer mobilen Maschine. Im Folgenden wird auf die Ausführungsformen im Detail eingegangen, von denen Beispiele in der Zeichnung dargestellt sind. Während die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den folgenden Ausführungsformen beschrieben wird, sind diese nicht dazu vorgesehen, die vorliegende Erfindung lediglich auf diese Ausführungsformen zu beschränken. Es ist vielmehr vorgesehen, daß die Erfindung Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abdeckt, welche im Bereich der vorliegenden Erfindung liegen, wie mittels der Ansprüche und ihrer Äquivalente definiert.
Ferner werden in der vorliegenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erzielen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden. In anderen Fällen sind bekannte Verfahren, Systeme, Prozeduren, Komponenten, Schaltungen, Vorrichtungen und Geräte usw. nicht im Detail beschrieben, um Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht unnötigerweise zu verschleiern.
Teile der folgenden detaillierten Beschreibung werden im Hinblick auf Prozesse präsentiert und ausgeführt. Wenngleich Schritte und Reihenfolgen hiervon in Figuren hiermit (beispielsweise 6–10) die Arbeitsweise dieser Prozesse (beispielsweise Prozesse 600–1000) beschreiben, sind die Schritte und Reihenfolgen beispielhaft. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind geeignet dafür, andere Schritte oder Variationen der in den Flußdiagrammen der Figuren aufgeführten Schritte und diese in einer anderen Reihenfolge auszuführen, als hier beschrieben und dargestellt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren und ein System zum Steuern einer Lenktotzone in einer mobilen Maschine bereit. In einer Ausführungsform umfaßt das Verfahren ein Messen der Totzone, ein Speichern eines ihr entsprechenden Wertes und ein Zuführen des Totzonenwertes an eine Steuerung eines Lenkmechanismus. Der Lenkmechanismus wird somit gemäß dem Totzonenwert gesteuert, um die Totzone auszugleichen bzw. zu kompensieren.
Somit werden unerwünschte führungsbedingte und andere Effekte, welche mit der Totzone zusammenhängen, welche Lenkspiel charakterisiert, vermindert. Vorteilhafterweise ist das System in einer Ausführungsform implementiert, um eine automatische Lenksteuerungs-Navigationsführung zu ergänzen, und ist geeignet für Aftermarket-Installation in das Fahrzeug, was die nutzbare Betriebszeit von Fahrzeugen und von mobilen Maschinen verlängert, insbesondere von denen, deren Arbeitsgebiet und -zyklen eine Abnutzung des Lenkmechanismus bewirken.
Abschnitt I: Beispielhafte Steuerplattform für mobile Maschine und Prozeß
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren und ein System zum Steuern einer Lenktotzone in einer mobilen Maschine. Die Beschreibung des Verfahrens und des Systems zum Steuern der Lenktotzone in einer mobilen Maschine beginnt im Abschnitt II bei 7. Zunächst wird in dem Abschnitt I, 1–6, ein beispielhaften Verfahren und ein beispielhaftes System zum Steuern einer mobilen Maschine dargelegt, um einen Kontext zum Beschreiben des Verfahrens und des Systems zum Steuern der Lenktotzone in einer mobilen Maschine im Abschnitt II bereitzustellen.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Systems 100 zum Steuern einer mobilen Maschine 105 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der 1 ist ein Positionsermittlungssystem über ein Kommunikationsnetzwerk oder eine Kopplung 115 mit einer Steuerungskomponente 120 und einer Lenkkomponente 130 gekoppelt. Zusätzlich kann das System 100 eine optionale Tastatur 140 und/oder eine Terrainkompensationsmodulkomponente (beispielsweise TCM 150, TCM-„terrain compensation module”) umfassen, die ebenfalls mit der Kopplung 115 gekoppelt sind/ist.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Kopplung 115 ein serieller Kommunikationsbus. In einer Ausführungsform ist die Kopplung konform mit dem, aber nicht beschränkt auf das, „controller area network”-Protokoll (CAN-Protokoll). CAN ist ein serielles Bussystem, welches Anfang der 1980er für die Benutzung bei Fahrzeugen entwickelt wurde. Die Gesellschaft der Fahrzeugingenieure (SAE-„Society of Automotive Engineers”) hat ein standardisiertes CAN-Protokoll, SAE J1939, basierend auf die CAN-Spezifikation 2.0 entwickelt. Die SAE J1939-Spezifikation bietet Möglichkeiten zur sofortigen Betriebsbereitheit („plug-and-play”) und erlaubt das Integrieren von Komponenten von unterschiedlichen Zulieferern in einer offenen Architektur.
Das Positionsermittlungssystem 110 ermittelt die geographische Position der mobilen Maschine 105. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „geographische Position” das Ermitteln des Ortes der mobilen Maschine 105 in zumindest zwei Dimensionen (beispielsweise Breitengrad und Längengrad). In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Positionsermittlungssystem 110 ein sattelitengestütztes Positionsermittlungssystem und erhält Navigationsdaten von Satteliten über eine Antenne 107 der 1B. Beispiele für sattelitengestützte Positionsermittlungssysteme umfassen ein auf das globale Positionsermittlungssystem basiertes Navigationssystem (GPS-Navigationssystem), ein differentielles GPS-Navigationssystem, ein Echtzeit Kinematiksystem (RTK-System, RTK-„Real-Time Kinematics”), ein vernetztes RTK-System und ähnliche. Während die hier beschriebene Ausführungsform diese Positionsermittlungssysteme spezifiziert, sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gut geeignet dafür, auch andere Positionsermittlungssysteme wie beispielsweise bodenbasierte Positionsermittlungssysteme oder andere sattelitengestützte Positionsermittlungssysteme wie das GLONASS-System oder das Galileo-System zu benutzen, welches gegenwärtig entwickelt wird.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung empfängt die Steuerungskomponente 120 Positionsdaten von dem Positionsermittlungssystem 110 und erzeugt Befehle zum Steuern der mobilen Maschine 105. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die mobile Maschine 105 ein landwirtschaftliches Fahrzeug wie beispielsweise ein Traktor, eine Erntemaschine, usw. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch gut geeignet dafür, andere Fahrzeuge zu steuern, beispielsweise Schneeräumfahrzeuge, Straßenbesalzungsfahrzeuge oder Straßenrandsprüheinrichtungen. In einer Ausführungsform erzeugt die Steuerungskomponente 120 als Reaktion auf die von dem Positionsermittlungssystem 110 erhaltenen Positionsdaten eine Nachricht (beispielsweise ein Lenkbefehl) an die Lenkkomponente 130, welche dann den Lenkmechanismus der mobilen Maschine 105 steuert. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungskomponente 120 bedienbar, um Lenkbefehle an eine elektrische Lenkkomponente und eine hydraulische Lenkkomponente in Abhängigkeit von der Konfiguration des Systems 100 zu erzeugen.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellt die Tastatur 130 zusätzliche Eingabe/Ausgabe-Fähigkeiten für das System 100 bereit. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Tastatur 130 auch einen Vorrichtungslaufwerk 131 umfassen, welches ein Lesen einer Speichermedienvorrichtung erlaubt, beispielsweise einer Kompaktdisk (CD), einer digitalen vielseitigen Disk (DVD-„digital versatile disk”), eines Memorysticks bzw. Speicherstifts oder ähnliches. Dies erlaubt es beispielsweise, Daten von verschiedenen Softwareanwendungen, wie beispielsweise einer Kartierungssoftware, zu integrieren, um das Steuern der Bewegung der mobilen Maschine 105 zu ermöglichen. Beispielsweise können Feldbegrenzungen leicht in das System 100 eingegeben werden, um das Steuern der Bewegung der mobilen Maschine 105 zu ermöglichen.
Das TCM 150 bietet die Möglichkeit, Terrain-Variationen auszugleichen bzw. zu kompensieren, welche die Genauigkeit des Positionsermittlungssystems beim Ermitteln der geographischen Position der mobilen Maschine 105 reduzieren können. Beim Überqueren einer Hangseite kann beispielsweise die Antenne 107 des Positionsermittlungssystems 110 zu einer Seite oder einer anderen Seite in Bezug auf die Mittellinie der mobilen Maschine 105 verrückt werden und so Fehler beim Ermitteln der geographischen Position der mobilen Maschine 105 bewirken. Als ein Ergebnis können Lücken oder Überlappungen beim Pflügen über ein konturiertes Terrain auftreten. Das TCM 150 kann den Betrag der Verrückung der Antenne 107 in Bezug auf die Mittellinie der mobilen Maschine 105 (beispielsweise aufgrund von Rollen, Neigen und Gieren) erfassen und Signale senden, welche der Steuerungskomponente 120 erlauben, Lenkbefehle zu erzeugen, welche die Fehler beim Ermitteln der geographischen Position der mobilen Maschine 105 ausgleichen. Die in Bezug auf die 1 beschriebenen Komponenten können in getrennten Komponenten implementiert sein. Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können diese Komponenten jedoch als verschiedne Kombinationen von diskreten Komponenten integriert sein, oder als eine einzelne Vorrichtung.
Die 2 zeigt eine beispielhafte Systemarchitektur 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Ausführungsform der 2 umfaßt die Steuerungskomponente 120 ein Fahrzeugführungssystem 210, welches mit der Lenksteuerung 220 gekoppelt ist. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können das Fahrzeugführungssystem 210 und die Lenksteuerung 220 als eine einzelne Einheit oder getrennt implementiert sein. Ein getrenntes Implementieren der Lenksteuerung 220 ist insofern vorteilhaft, als daß hiermit ermöglicht wird, die Erfindung als ein Aftermarket-Bausatz zu implementieren bzw. zu konfigurieren, welcher einem bestehenden Fahrzeugnavigationssystem leicht hinzugefügt werden kann. Als ein Ergebnis werden die Kosten für Komponenten und für die Installation des Steuerungssystems der vorliegenden Erfindung reduziert. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch gut geeignet, als Originaleinrichtungen für mobile Maschinen 105 werksinstalliert zu werden. In einer Ausführungsform wirkt das Fahrzeugführungssystem 210, eine Totzone in dem Lenkmechanismus des Fahrzeugs auszugleichen bzw. zu kompensieren.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung benutzt das Fahrzeugführungssystem 210 Positionsdaten vom Positionsermittlungssystem 110, Benutzereingaben wie beispielsweise ein gewünschtes Muster oder eine Richtung, sowie Vektordaten, wie beispielsweise eine gewünschte Richtung und Distanz, um Kurskorrekturen zu ermitteln, welche zum Führen der mobilen Maschine 105 benutzt werden. Roll-, Neige- und Gier-Daten von dem TCM 150 können auch benutzt werden, um Kurskorrekturen für die mobile Maschine 105 zu ermitteln. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „Kurskorrektur” eine Änderung in der Richtung, in welche sich die mobile Maschine 105 bewegt, so daß die mobile Maschine 105 von einer gegenwärtigen Bewegungsrichtung zu einer gewünschten Bewegungsrichtung geführt wird. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das Fahrzeugführungssystem 210 ein kommerziell erhältliches Führungssystem wie beispielsweise ein AgGPS^®-Führungssystem, welches von Trimble Navigation Ltd. aus Sunnyvale, Kalifornien, hergestellt wird.
Zusätzliche, zur Ermittlung der Kurskorrekturen benutzte Daten können auch eine Schwaden-Berechnung umfassen, welche die Breite unterschiedlicher Hilfsmittel mit einbezieht, welche mit der mobilen Maschine 105 gekoppelt werden können. Wenn beispielsweise eine Erntemaschine bei jedem Durchlauf eine Schwade von 15 Fuß räumen kann, so kann das Fahrzeugführungssystem 210 Lenkbefehle erzeugen, welche bewirken, daß sich die mobile Maschine 105 beim nächsten Durchlauf 15 Fuß zu einer Seite bewegt. Das Fahrzeugführungssystem 210 kann auch programmiert sein, um geraden oder gebogenen Pfaden zu folgen, was bei Arbeiten auf unregelmäßig geformten oder konturierten Feldern oder bei Feldern nützlich ist, welche um einen Mittelpunkt bzw. um eine Mittelachse angeordnet sind. Dies ist auch in Situationen nützlich, bei denen der durch die mobile Maschine 105 gefolgte Pfad verdeckt ist. Beispielsweise ist der Bediener eines Schneeräumfahrzeuges aufgrund der Ansammlung von Schnee auf der Straße möglicherweise nicht in der Lage, die zu räumende Straße zu sehen. Ferner kann die Sicht durch Schnee, Regen oder Nebel eingeschränkt sein. Es wäre somit vorteilhaft, Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einzusetzen, um die mobile Maschine 105 bei diesen Gegebenheiten zu führen. Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Positionsermittlungskomponente 110 im Fahrzeugführungssystem 210 integriert oder als getrennte Einheit gebildet sein. Ferner können, wie vorangehend in Bezug auf die 1 erläutert, die Positionsermittlungskomponente 110, die Steuerungskomponente 120 und die Lenkkomponente 130 bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einer einzelnen Einheit integriert sein.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die mittels des Fahrzeugführungssystems 210 berechnete Kurskorrektur vom Fahrzeugsführungssystem 210 zur Lenksteuerung 220 gesendet.
Die Lenksteuerung übersetzt die mittels des Führungssystems 210 erzeugte Kurskorrektur in ein Lenkbefehl zum Manipulieren des Lenkmechanismus der mobilen Maschine 105. Die Lenksteuerung 220 erzeugt eine Nachricht, welche den Lenkbefehl zur Lenkkomponente 130 befördert. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die kommunizierende Kopplung zwischen dem Fahrzeugführungssystem 210, der Lenksteuerung 220 und der Lenkkomponente 130 mittels einer Kopplung 115 erreicht (beispielsweise eines seriellen Busses oder eines CAN-Busses).
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Lenkkomponente 130 eine elektrische Lenkkomponente 131 oder eine hydraulische Lenkkomponente 132 umfassen. Wie in der 2 dargestellt, umfaßt somit die Lenksteuerung 220 einen ersten Ausgang 221 zum Koppeln der Lenksteuerung 220 mit der elektrischen Lenkkomponente 131 und einen zweiten Ausgang 222 zum Koppeln der Lenksteuerung 220 mit der hydraulischen Lenkkomponente 132. Da die Kopplung 115 mit dem CAN-Protokoll konform sein kann, ist eine „plug-and-play”-Funktionalität bzw. eine sofortige Betriebsbereitschaft in dem System 200 ermöglicht. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann folglich die Lenksteuerung ermitteln, mit welcher Lenkkomponente sie verbunden ist, in Abhängigkeit davon, welcher Ausgang der Lenksteuerung 220 benutzt ist.
Die Lenksteuerung 220 erzeugt dann basierend auf die Lenkkomponente, mit welcher sie gekoppelt ist, eine Nachricht, welche bewirkt, daß die Lenkkomponente den Lenkmechanismus der mobilen Maschine 105 betätigt. Wenn beispielsweise die Lenksteuerung 220 ermittelt, daß der Ausgang 221 benutzt wird, erzeugt sie einen Lenkbefehl, welcher formatiert ist, die elektrische Lenkkomponente 131 zu steuern. Wenn die Lenksteuerung 220 ermittelt, daß der Ausgang 222 benutzt wird, erzeugt sie einen Lenkbefehl, welcher formatiert ist, die hydraulische Lenkkomponente 131 zu steuern.
Die 3A und 3B zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines Systems 300 zum Steuern einer mobilen Maschine gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In der Ausführungsform der 3A umfaßt eine Lenkkomponente (beispielsweise die elektrische Lenkkomponente 131 aus der 2) einen elektrischen Motor 310, welcher über eine Welle bzw. einen Schaft 312 mit einer Betätigungsvorrichtung gekoppelt ist. In der Ausführungsform der 3A umfaßt die Betätigungsvorrichtung ein Antriebsrad 310, welches mit dem Lenkrad 330 der mobilen Maschine 105 in Kontakt ist. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der elektrische Motor 310 direkt mit dem Antriebsrad 311 gekoppelt sein, oder er kann über ein Getriebe mit niedriger Getriebeübersetzung (nicht dargestellt) gekoppelt sein. Das Benutzen dieser Verfahren zum Koppeln des elektrischen Motors 313 mit dem Antriebsrad 311 hat den Vorteil, daß ein kleinerer elektrischer Motor benutzt werden kann, während noch ein ausreichendes Drehmoment erzeugt wird, um das Lenkrad 330 zu steuern. Wenn ein Benutzer die mobile Maschine 105 manuell lenken will, wird der Benutzer somit auf weniger Widerstand vom elektrischen Motor 310 stoßen, wenn er ausgekoppelt ist.
Die elektrische Lenkkomponente 131 umfaßt ferner eine Motorsteuerungseinheit 313, welche über die Kopplung 115 mit dem elektrischen Motor 310 und mit einer Steuerungskomponente 120 aus der 2 gekoppelt ist. In der 3A ist der elektrische Motor 310 über einen Ausleger 320 mit der Lenksäule 340 gekoppelt. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der elektrische Motor 310 mittels anderer Geräte als dem Ausleger 320 mit der Lenksäule 340 gekoppelt sein. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform der elektrische Motor 310 mit einem Ausleger gekoppelt sein, welcher über Saugnäpfe an der Windschutzscheibe oder dem Armaturenbrett der mobilen Maschine 105 befestigt ist. In einer anderen Ausführungsform kann der elektrische Motor 310 mit einem Stab gekoppelt sein, welcher sich zwischen dem Boden und dem Dach der mobilen Maschine 105 erstreckt. Während die vorliegende Ausführungsform zeigt, daß die Motorsteuerungseinheit 313 mit dem elektrischen Motor 310 direkt gekoppelt ist, sind ferner Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gut geeignet, andere Konfigurationen zu nutzen. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform die Motorsteuerungseinheit 313 als eine Unterkomponente der Steuerungseinheit 120 implementiert sein und kann nur eine Steuerungsspannung über eine elektrische Kopplung (nicht dargestellt) an den elektrischen Motor 310 senden. In einer anderen Ausführungsform kann die Motorsteuerungseinheit 313 als eine getrennte Einheit implementiert sein, welche über die Kopplung 115 mit der Steuerungseinheit 120 und über eine elektrische Kopplung (nicht dargestellt) mit dem elektrischen Motor 310 kommunizierbar gekoppelt ist.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das Antriebsrad 311 mit dem Lenkrad 330 mit einer ausreichenden Reibung gekoppelt, so daß eine Drehung des Antriebs 311 eine Drehung des Lenkrades 330 bewirkt. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird mittels einer Feder (nicht dargestellt) ein ausreichender Druck zum Koppeln des Antriebsrades 311 mit dem Lenkrad 330 aufrechterhalten. Die Feder hält jedoch nicht ausreichend Druck zwischen dem Antriebsrad 311 und dem Lenkradrand 330 aufrecht, um die Finger eines Benutzers einzuklemmen, wenn beispielsweise der Benutzer die mobile Maschine 105 manuell lenkt und die Finger des Benutzers zwischen dem Antriebsrad 310 und dem Lenkrad 330 gelangen.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der elektrische Motor 310 reversibel bzw. umkehrbar, so daß in Abhängigkeit von dem von der Steuerungskomponente 120 gesendeten Lenkbefehl die Motorsteuerungseinheit 313 den Strom zum elektrischen Motor 310 so steuert, daß er sich im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn dreht. Als Ergebnis wird das Lenkrad 330 auch in Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Typischerweise ist der durch den elektrischen Motor 310 fließende Strom so kalibriert, daß das Antriebsrad 311 das Lenkrad 330 dreht, ohne einen übermäßigen Drehmoment zu erzeugen. Dies erlaubt es dem Benutzer, die elektrische Lenkkomponente 131 zu überbrücken bzw. zu umgehen. Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der elektrische Motor 310 ein Gleichstrommotor (DC-Motor) mit Permanentmagnet und Bürste, ein bürstenloser Gleichstrommotor, ein Schrittmotor oder ein Wechselstrom-Stellmotor (AC-Stellmotor) sein.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Motorsteuerungseinheit 313 erkennen, wenn ein Benutzer das Lenkrad 330 in eine Richtung dreht, welche entgegen der Richtung ist, in welcher die elektrische Lenkkomponente 131 dreht. Beispielsweise kann ein Drehgeber (nicht dargestellt) benutzt werden, um die Richtung zu ermitteln, in welche sich der Schaft 312 dreht. Wenn somit ein Benutzer das Lenkrad 330 in eine Richtung dreht, welche entgegen der Richtung ist, in welche der elektrische Motor 310 dreht, erkennt der Drehgeber, daß der Benutzer das Lenkrad 330 dreht und erzeugt ein Signal an die Motorsteuerungseinheit 313. Als Reaktion zu dem Ermitteln, daß ein Benutzer das Lenkrad 330 dreht, kann die Motorsteuerungseinheit 313 die an den elektrischen Motor 310 gelieferte Leistung abkoppeln. Als Ergebnis ist der elektrische Motor 310 nun freilaufend und kann durch den Benutzer einfacher bedient werden. Wenn bei einer anderen Ausführungsform das Lenkrad 330 entgegen der Richtung gedreht wird, in die der elektrische Motor dreht, kann eine Schaltung in der Motorsteuerungseinheit 313 erkennen, daß der elektrische Motor 310 abgedrosselt bzw. abgewürgt wird und entkoppelt die an den elektrischen Motor 310 gelieferte Leistung. In einer anderen Ausführungsform erkennt bzw. erfaßt ein Schalter die Drehung des Lenkrades 330 und sendet ein Signal an die Motorsteuerungseinheit 313. Die Motorsteuerungseinheit 313 kann dann feststellen, daß der Benutzer die mobile Maschine 105 manuell lenkt und den elektrischen Motor 310 entkoppeln. Dies führt dazu, daß wenn der Benutzer das Lenkrad 330 dreht, seine Finger nicht eingeklemmt werden, wenn sie zwischen dem Antriebsrad 311 und dem Lenkrad 330 gelangen, weil der elektrische Motor 310 freilaufend ist, wenn die Leistung entkoppelt ist.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung haben gegenüber herkömmlichen Fahrzeugsteuerungssystemen den Vorteil, daß sie leicht und schnell als ein Aftermarket-Bausatz installiert werden können. Beispielsweise steuern herkömmliche Steuerungssysteme typischerweise ein Fahrzeug mittels Spulen und hydraulischen Ventilen, welche mit dem Servolenkmechanismus des Fahrzeugs gekoppelt sind. Wegen der höheren Kosten der Spulen und der hydraulischen Ventile sowie wegen der notwendigen zusätzlichen Arbeit beim Installieren des Systems, sind diese Systeme schwieriger zu installieren und teurer als das oben beschriebene System. Die Ausführungsform der 3 kann leicht an der Lenksäule 340 verschraubt und mit der Lenksteuerung 220 gekoppelt werden. Zusätzlich kann der elektrische Motor 310 für verschiedene Fahrzeuge angepaßt werden, indem einfach der Ausleger 320 für eine Konfiguration für ein bestimmtes Fahrzeugmodel ausgetauscht wird. Ferner sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf Furchentaster angewiesen, welche typischerweise angehoben und in eine Furche abgesenkt werden müssen, wenn das Ende der Furche erreicht worden ist. Als Ergebnis geht weniger Zeit durch das Anheben oder Absenken des Furchentasters verloren.
Die 4A und 4B zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines Systems 400 zum Steuern einer mobilen Maschine gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In der 4A umfaßt die Lenkkomponente (beispielsweise die elektrische Lenkkomponente 131 aus der 2) einen elektrischen Motor 410, welcher über einen Schaft 412 mit dem Antriebsrad 411 gekoppelt ist, und eine Motorsteuerungseinheit 413. Die Motorsteuerungseinheit 413 koppelt den elektrischen Motor 410 mit der Lenksteuerung 220 aus der 2. In der 4A ist der elektrische Motor 410 über den Ausleger 420 mit der Lenksäule 440 gekoppelt. In der Ausführungsform gemäß den 4A und 4B ist das Antriebsrad 411 mit einem Unterrad 431 gekoppelt, welches über Ausleger 432 mit dem Lenkrad 330 gekoppelt ist.
In der Ausführungsform der 4A und 4B dreht der Motor 410 im Uhrzeigersinn oder gegen dem Uhrzeigersinn in Abhängigkeit von dem von der Motorsteuerungseinheit 413 empfangenen Lenkbefehl. Als Ergebnis bewirkt das Antriebsrad 411, daß sich das Unterrad 431 auch im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Die Nutzung des Unterrades 431 vermeidet es, daß die Finger eines Benutzers zwischen dem Lenkrad 430 und dem Antriebsrad eingeklemmt werden, wenn der Benutzer sich dafür entscheidet, das Fahrzeug manuell zu lenken. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das Unterrad 431 leicht und schnell mit dem Lenkrad 430 gekoppelt werden, indem beispielsweise die Ausleger 432 an den Speichen des Lenkrades 430 befestigt werden.
Die 5A und 5B zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines Systems 500 zum Steuern einer mobilen Maschine gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In der 5A umfaßt die Lenkkomponente (beispielsweise die elektrische Lenkkomponente 131 aus der 2) einen elektrischen Motor 510, welcher über einen Schaft 512 mit einem Getriebe 511 und mit einer Motorsteuerungseinheit 513 gekoppelt ist. Die Motorsteuerungseinheit 430 koppelt den elektrischen Motor 510 mit der Lenksteuerung 220 aus der 2. In der 5A ist der elektrische Motor 510 mit einer Lenksäule 540 gekoppelt.
Die 5B zeigt eine Seitenansicht des Systems 500 und den in der Lenksäule 540 angeordneten Lenkschaft 540. Ein Getriebe 551 koppelt den Lenkschaft 550 mit dem Getriebe 511 der elektrischen Lenkkomponente 131. In der vorliegenden Ausführungsform dreht der elektrische Motor 510 im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn in Abhängigkeit von dem von der Motorsteuerungseinheit 513 empfangenen Lenkbefehl. Als Ergebnis dreht das Getriebe 511 auch im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn und bewirkt so, daß sich der Lenkschaft 550 aufgrund der mittels des Getriebes 551 übermittelten Kraft dreht. Während die vorliegende Ausführungsform das Koppeln der elektrischen Lenkkomponente 131 mit dem Lenkschaft 550 mittels Getrieben aufführt, sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gut geeignet, andere mechanische Kopplungen, wie beispielsweise ein Getriebe und eine Kette, ein Riemen und Riemenscheiben oder ähnliches zu benutzen.
Die 6 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens 600 zum Steuern eines Fahrzeugs (beispielsweise eines landwirtschaftlichen, Instandsetzungs-, Nutz-, Geschäftsfahrzeugs, usw.) gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In einem Schritt 610 aus der 6 wird eine sattelitengestützte Positionsermittlungskomponente genutzt, um die geographische Position eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs zu ermitteln. Wie vorangehend in Bezug auf die 1 beschrieben, ist die Positionsermittlungskomponente 110 ein sattelitengestütztes Positionsermittlungssystem wie beispielsweise ein auf das globale Positionsbestimmungssystem (GPS-„global positioning system”) beruhendes Navigationssystem, ein differentielles GPS-System, ein Echtzeit Kinematiksystem (RTK-„real-time kinematics”), ein vernetztes RTK-System, usw. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermittelt das Positionsermittlungssystem den Ort der mobilen Maschine 105 in zumindest zwei Dimensionen.
In einem Schritt 620 der 6 wird eine Steuerungskomponente verwendet, um ein Lenkbefehl zu erzeugen, welcher auf der geographischen Position des landwirtschaftlichen Fahrzeugs basiert. Wie vorangehend in Bezug auf die 2 beschrieben, wird die Steuerungskomponente 120 benutzt, um basierend auf die von der Positionsermittlungskomponente 110 erhaltenen geographischen Daten Lenkbefehle für die mobile Maschine zu erzeugen. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt die Steuerungskomponente 120 ein Fahrzeugführungssystem (beispielsweise 210 in der 2), welches mit einer Lenksteuerung (beispielsweise 220 in der 2) gekoppelt ist. Das Fahrzeugführungssystem 210 benutzt die von der Positionsermittlungskomponente 110 erhaltenen Positionsdaten, um Kurskorrekturen für die mobile Maschine 105 zu ermitteln. Die Lenksteuerung 220 übersetzt die Kurskorrekturen in Lenkbefehle.
In Schritt 630 der 6 wird die Lenkkomponente benutzt, um als Reaktion auf den Lenkbefehl den Lenkmechanismus des landwirtschaftlichen Fahrzeugs zu steuern.
Abschnitt II: Verfahren und System zum Steuern einer Lenktotzone in einer mobilen Maschine
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren und ein System zum Steuern einer Lenktotzone in einer mobilen Maschine bereit.
Beispielhafte Prozesse
Die 7 zeigt ein Flußdiagramm eines beispielhaften Prozesses 700 zum Steuern einer Lenktotzone in einer mobilen Maschine, wie beispielsweise einem Fahrzeug für Arbeiten im Zusammenhang mit Landwirtschaft, Instandhaltung, Nutzung, Bau und/oder Handel bzw. Gewerbe, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Prozeß 700 beginnt mit einem Schritt 701, bei dem die Totzone in dem Lenkmechanismus gemessen wird.
In einem Schritt 702 wird ein der gemessenen Totzone entsprechender Wert gespeichert, beispielsweise in einem nicht flüchtigen Speicher, welcher beispielsweise gespeicherte Pfade, programmierte Lenkeinstellungen und Lenkmechanismuspositionen und ähnliche umfaßt. In einem Schritt 703 wird der Totzonenwert einer Steuerung des Lenkmechanismus zugeführt, wobei die Steuerung den Lenkmechanismus gemäß dem Totzonenwert betätigt, um so die Totzone auszugleichen.
Die 8 zeigt ein Flußdiagramm eines beispielhaften Prozesses 800 zum Messen einer Totzone in einem Lenkmechanismus einer mobilen Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Prozeß 800 beginnt mit einem Schritt 801, bei dem freies Spiel vom Lenkmechanismus genommen wird. In dem Schritt 801 wird der Lenkmechanismus in eine Richtung betätigt, bis eine Reaktionsbewegung der Bodenräder des Fahrzeugs zuerst erfaßt wird. In einer Ausführungsform wird dies teilweise manuell durchgeführt, beispielsweise durch den Bediener des Fahrzeugs. In einem Schritt 802 wird die Position des Lenkmechanismus, bei der eine Bewegung der Bodenräder erfaßt wurde, als eine ursprüngliche (beispielsweise erste) Position vermerkt, beispielsweise markiert, usw.
Bei der derartig vermerkten ersten Position einer Lenkmechanismuskomponente, wie beispielsweise eines Lenkrads, wird in einem Schritt 803 das Lenkrad (beispielsweise, oder eine andere Lenkmechanismuskomponente) in eine Richtung entgegen der ersten Richtung betätigt (beispielsweise gedreht).
In einem Schritt 804 wird eine Bewegung der Bodenräder der mobilen Maschine als Reaktion auf die Bewegung des Lenkmechanismus in die zweite Richtung ermittelt. Wenn keine Bewegung der Bodenräder erfaßt wird, dauert der Schritt 803 fort (beispielsweise erfolgt das Drehen des Lenkrads weiter in die Richtung, in der das Drehen begann). Wenn eine Reaktionsbewegung der Bodenräder zuerst erfaßt wird, wird in einem Schritt 805 eine zweite Position des Lenkrads vermerkt, die der Position entspricht, an der die Bodenradbewegung als Reaktion auf das Drehen des Lenkrads begann.
In einem Schritt 806 wird der Unterschied bzw. die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Lenkkomponenten-Position bestimmt. Der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Lenkkomponenten-Position kann eine oder mehrere Messungen, Definitionen und/oder Wertbeschreiber umfassen.
Der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Lenkkomponenten-Position kann beispielsweise als ein Winkel mit seiner Spitze in der Mitte des Lenkrads gegeben sein, wobei die Strahlen des Winkels den Radius des Lenkrads an der ersten und der zweiten Position umfassen, beispielsweise an den Punkten, an denen sie den Lenkradumfang schneiden. Dieser Winkelwert, welcher dem Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Lenkkomponenten-Position entspricht, kann gespeichert und/oder in jeder Winkel- bzw. angularen Meßform wie beispielsweise Radiant, Gradient bzw. Steigung und/oder Grad, zugeführt werden.
Der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Lenkkomponenten-Steuerung kann auch als ein teilweiser Umfangsabstand angegeben werden, welcher dem Abschnitt des Lenkradumfanges entspricht, der mittels des Winkels aufgespannt wird, welcher dem Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Lenkradposition entspricht. Ferner kann der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Lenkkomponenten-Position als die Länge einer Sekante angegeben werden, welche mittels der Überschneidung des Winkels, welcher dem Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Lenkradposition entspricht, und des Lenkradumfangs aufgespannt wird. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind gut geeignet, mit Unterschieden zwischen der ersten und der zweiten Lenkkomponenten-Position zu funktionieren, die in jeder derartigen Form, jeder Kombination hiervon und/oder anderen Beschreibungen hiervon vorliegen.
In einem Schritt 807 wird der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Position des Lenkmechanismus gesichert (beispielsweise gespeichert).
Die 9 zeigt ein Flußdiagramm eines beispielhaften Prozesses 900 zum Messen einer Totzone in einem Lenkmechanismus einer mobilen Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Prozeß 900 beginnt mit einem Schritt 901, bei dem ein freies Spiel in dem Lenkmechanismus korrigiert wird, wobei der Lenkmechanismus in eine erste Richtung betätigt wird, bis eine Reaktionsbewegung der Bodenräder zuerst erfaßt wird, woraufhin eine erste Position des Lenkmechanismus vermerkt wird.
In einem Schritt 902 wird das Lenkrad oder werden andere Lenkmechanismuskomponenten in eine zweite Richtung entgegen der ersten Richtung betätigt.
In einem Schritt 903 wird eine Reaktionsbewegung der Bodenräder der mobilen Maschine ermittelt. Wenn keine Bodenradbewegung erfaßt wird, dauert der Schritt 902 fort. Wenn eine Bodenrad-Reaktionsbewegung zuerst erfaßt wird, wird in einem Schritt 904 eine zweite Position des Lenkrads vermerkt, die der Position entspricht, bei welcher die Bodenradbewegung als Reaktion auf das Drehen des Lenkrads begann.
In einem Schritt 905 wird ein erster Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Lenkkomponenten-Position bestimmt. In einem Schritt 906 wird das Lenkrad oder werden andere Lenkmechanismuskomponenten wieder in die erste Richtung betätigt.
In einem Schritt 907 wird eine Bewegung der Bodenräder der mobilen Maschine als Reaktion auf ein Bedienen des Lenkmechanismus ermittelt. Wenn keine Bodenradbewegung erfaßt wird, dauert der Schritt 906 fort. Wenn eine Bodenrad-Reaktionsbewegung zuerst erfaßt wird, wird in einem Schritt 908 eine dritte Position des Lenkrads vermerkt, die der Position entspricht, bei welcher die Bodenradbewegung als Reaktion auf das Drehen des Lenkrades in die erste Richtung begann.
In einem Schritt 909 wird ein zweiter Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Lenkkomponenten-Position bestimmt. In einem Schritt 910 werden der erste und der zweite Unterschied gesichert (beispielsweise gespeichert). In einer Ausführungsform werden der erste und der zweite Unterschied summiert und es wird hiervon der Mittelwert genommen, um einen mittleren bidirektionalen Totzonenwert zu erzeugen.
Die Prozesse 700–1000 können mit einem Prozeß zum Steuern eines Fahrzeugs oder einer anderen mobilen Maschine, wie beispielsweise mit dem Prozeß 600 (6, Abschnitt I, oben), zusammenarbeiten (beispielsweise einen Teil hiervon bilden, parallel oder effektiv simultan hiermit arbeiten, usw.).
Die 10 zeigt ein Flußdiagramm eines beispielhaften Prozesses 1000 zum Steuern einer Lenktotzone in einem Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Prozeß 1000 beginnt mit einem Schritt 1001, bei dem die mit dem Fahrzeuglenkmechanismus assoziierte Totzone gemessen wird.
In einem Schritt 1002 wird ein der gemessenen Totzone entsprechender Wert in einer automatischen Lenksteuerungsvorrichtung gespeichert. In einem Schritt 1003 wird die automatische Lenksteuerungsvorrichtung zugeschaltet, um die Lenkung des Fahrzeugs zu steuern, beispielsweise mittels Bedienen der Lenkvorrichtung, beispielsweise des Lenkrads.
In einem Schritt 1004 wird ermittelt, ob bei einem automatischen Betrieb der Lenkung des Fahrzeugs eine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkrads oder einer anderen Lenkvorrichtung erfolgt. Wenn nicht, wird in einem Schritt 1005 keine Totzonenkorrektur auf einen automatischen Lenksteuerungsprozeß angewendet. Wenn ermittelt wird, daß eine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkrads usw. erfolgt, wird in einem Schritt 1006 der zusätzliche Winkel, welcher der Totzone der Lenkradumkehrung entspricht, zu dem automatischen Lenksteuerungsprozeß hinzugefügt. In beiden Fällen ist die Lenkung automatisch gesteuert, um den zugeführten Totzonenwert auszugleichen.
Der Prozeß 1000 kann mit (beispielsweise parallel mit, effektiv simultan oder gleichzeitig mit und/oder als ein Teil von) einem automatischen Navigationsprozeß zum Steuern der Bewegung des Fahrzeugs über seinen Lenkmechanismus (beispielsweise Prozeß 600; 6) erfolgen. In einem Schritt 1007 korrigiert der Navigationsprozeß die nächste Lenkeinstellung je nach Bedarf. Nach dem Korrigieren der Lenkeinstellung bildet der Prozeß 1000 eine Schleife zurück und wiederholt den Schritt 1004.
Beispielhaftes System
Die 11 zeigt ein beispielhaftes System 1100 zum Steuern einer Totzone in dem Lenkmechanismus einer mobilen Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 1100 steuert die Totzone des Lenkmechanismus 1111, welcher die Räder 1112 des Fahrzeugs auf dem Boden bedient, um das Fahrzeug zu lenken.
Die Totzone wird gemessen und mit einem Eingabemechanismus 1105 dem Totzoneneinstellungsspeicher 1104 bereitgestellt. Der Speicher 1104 kann einen nicht flüchtigen Speicher wie beispielsweise einen Flash-Speicher, eine Laufwerkvorrichtung wie beispielsweise ein Diskettenlaufwerk, ein Flash-Laufwerk, usw., ein computerlesbares Medium, in welchem der Totzone entsprechende Werte aufgezeichnet werden können, Register oder ähnliche umfassen.
Die Totzonensteuerung 1103 ruft einen der Totzone entsprechenden Wert aus dem Speicher 1104 ab und sendet ein dem Wert entsprechendes Steuerungssignal an den Lenkmechanismusbetätiger 1102. Der Lenkmechanismusbetätiger 1102 bedient den Lenkmechanismus 1111 automatisch, um die Totzone auszugleichen bzw. zu kompensieren, indem die Räder 1112 des Fahrzeugs gemäß einer Navigationseinstellung positioniert werden, um das Fahrzeug auf einem programmierten Kurs zu lenken, beispielsweise auf einem gespeicherten Pfad.
In einer Ausführungsform umfassen die Totzonensteuerung 1103 und/oder der Totzoneneinstellungsspeicher 1104 einen Teil der Steuerungskomponente 120 (2). In dieser Ausführungsform werden die Prozesse (beispielsweise Programmierungsanweisungen in Software, Firmware, usw.) der Totzonensteuerung 1103 (beispielsweise der Prozeß 700; 7) genutzt mit, ausgeführt parallel zu, effektiv gleichzeitig oder simultan mit der Lenksteuerung 220 (2). In einer Ausführungsform werden der Prozeß 700 und/oder Teile der Prozesse 800–1000 (8–10) mittels eines Computersystems (beispielsweise des Systems 100; 1) ausgeführt, welches ein in einem computerlesbaren Medium verkörperten Code ausführt.
In einer Ausführungsform nimmt die Totzonensteuerung 1103 eine Eingabe von einem Steuerungssystem 100 einer mobilen Maschine (1A), das die Lenkung der Fahrzeugräder 1112 gemäß Eingaben von einem Positionsermittlungssystem 110 steuert. Somit filtert das Totzonensteuerungssystem effektiv eine Eingabe von dem Steuerungssystem 100, um hierzu die Lenktotzonensteuerung hinzuzufügen. In einer alternativen Ausführungsform umfaßt der Lenkmechanismusbetätiger 1102 eine Komponente des Systems 100, und eine Eingabe zu seiner Steuerung wird von der Totzonensteuerung 1103 des Systems 1100 bereitgestellt.
Zusammenfassend bieten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und ein System zum Steuern einer Lenktotzone in einer mobilen Maschine. Das Verfahren umfaßt ein Messen der Totzone, ein Speichern eines dementsprechenden Wertes und ein Zuführen des Totzonenwertes an die Steuerung eines Lenkmechanismus. Der Lenkmechanismus wird somit gemäß dem Totzonenwert gesteuert, um die Totzone auszugleichen.
Somit sind ein Verfahren und ein System zum Steuern einer Lenktotzone in einer mobilen Maschine beschrieben. Während die vorliegende Erfindung in bestimmten Ausführungsformen beschrieben wurde, soll die vorliegende Erfindung nicht durch derartige Ausführungsformen beschränkt sein, sondern mittels der Ansprüche ausgelegt werden.

Claims

Verfahren zum Ausgleichen einer Totzone in einem Lenkmechanismus (1111) einer mobilen Maschine (105), wobei die Totzone einer Abweichung in der Positionierung einer Lenksteuerung des Lenkmechanismus (1111) in Bezug auf die tatsächliche Richtung der Räder der Maschine (150) entspricht, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Messen der Totzone; – Speichern eines der Totzone entsprechenden Totzonen-Wertes; und – Zuführen des Totzonen-Wertes zu einer Steuerung (120) des Lenkmechanismus (1111), wobei der Lenkmechanismus (1111) entsprechend dem Totzonen-Wert gesteuert wird, um die Totzone auszugleichen, indem bestimmt wird, ob beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) eine Richtungsumkehr auftritt; und wenn bestimmt wird, dass eine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) auftritt, Hinzufügen des gespeicherten Werts, der der Totzone des Lenkmechanismus (1111) entspricht, zur Steuerung des Lenkmechanismus (1111); und wenn bestimmt wird, dass keine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) erfolgt, kein Anwenden einer Totzonenkorrektur bei der Steuerung des Lenkmechanismus (1111).
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Ermitteln (610) einer geographischen Position des Fahrzeugs; und automatisches Erzeugen (620) eines ersten Lenkbefehls basierend auf die geographische Position; – Lenken (630) des Fahrzeugs gemäß dem ersten Lenkbefehl; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch Messen (700; 1001) und Ausgleichen (703; 1006) einer Totzone im Lenkmechanismus (1111) des Fahrzeugs, indem bestimmt wird, ob beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) eine Richtungsumkehr auftritt; und wenn bestimmt wird, dass eine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) auftritt, Hinzufügen des gespeicherten Werts, der der Totzone des Lenkmechanismus (1111) entspricht, zur Steuerung des Lenkmechanismus (1111); und wenn bestimmt wird, dass keine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) erfolgt, kein Anwenden einer Totzonenkorrektur bei der Steuerung des Lenkmechanismus (1111), wobei die Totzone einer Abweichung in der Positionierung einer Lenksteuerung des Lenkmechanismus (1111) in Bezug auf die tatsächliche Richtung der Räder des Fahrzeugs entspricht.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Speichern (702; 1002) eines der Totzone entsprechenden Totzonen-Wertes; – automatisches Erzeugen (703; 1006) eines zweiten Lenkbefehls basierend auf dem Totzonen-Wert; und – Lenken des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Lenkbefehl.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Betätigen (801; 901) des Lenkmechanismus (1111) in eine erste Richtung zu einem ersten Punkt, an welchem eine Bewegung der Bodenräder als Reaktion auf die erste Richtungsbetätigung zuerst erfasst wurde; – Vermerken (802; 901) einer ersten Position des Lenkmechanismus (1111) entsprechend dem ersten Punkt; – Betätigen (803; 902) des Lenkmechanismus (1111) in eine zweite Richtung zu einem zweiten Punkt, an welchem eine Bewegung der Bodenräder als Reaktion auf die Betätigung in die zweite Richtung zuerst erfasst wurde; – Vermerken (805; 904) einer zweiten Position des Lenkmechanismus (1111) entsprechend dem Ermitteln; und – Speichern (807; 905, 910) eines Unterschieds zwischen der zweiten Position und der ersten Position des Lenkmechanismus (1111), wobei der Unterschied dem Totzonen-Wert entspricht.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkmechanismus (1111) ein Lenkrad (330; 430; 530) umfasst und der Unterschied einem oder mehreren Elementen aus der folgenden Gruppe entspricht: einem Winkel, einer mittels des Winkels und einem dem Lenkrad zugeordneten Umfang aufgespannte Sekante und eine Teilumfangsdistanz, welche einem Abschnitt des mittels des Winkels aufgespannten Umfangs entspricht.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Totzonen-Wert einem ersten Totzonen-Wert entspricht und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – nach dem Vermerken (904) der zweiten Position des Lenkrads, – Betätigen (906) des Lenkmechanismus (1111) in die erste Richtung zu einem dritten Punkt, an welchem eine Bewegung der Bodenräder als Reaktion auf die Betätigung in die erste Richtung zu einem dritten Punkt zuerst erfasst wurde; – Vermerken (908) einer dritten Position des Lenkmechanismus (1111) entsprechend dem dritten Punkt; und – Speichern (909, 910) eines Unterschieds zwischen der dritten Position und der zweiten Position des Lenkmechanismus (1111), wobei der Unterschied zwischen der dritten Position und der zweiten Position einem zweiten Totzonen-Wert entspricht.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Vergleichen des ersten und des zweiten Totzonen-Wertes, wobei: – das Speichern (909, 910) ein Speichern des gleichen Wertes für den ersten und den zweiten Totzonen-Wert umfasst, wenn ermittelt wurde, dass der erste und der zweite Totzonen-Wert im Wesentlichen gleich sind; und – wenn ermittelt wurde, dass der erste und der zweite Totzonen-Wert nicht gleich sind, das Speichern einen oder mehrere der folgenden Schritte umfasst: – Speichern des ersten Totzonen-Wertes; – Speichern des zweiten Totzonen-Wertes; und – Speichern eines Mittelwerts des ersten Totzonen-Wertes und des zweiten Totzonen-Wertes.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen ein Senden eines dem Totzonen-Wert entsprechenden Signals zu der Steuerung (120) umfasst, wobei die Steuerung den Lenkmechanismus (1111) gemäß dem Signal steuert.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Erzeugen eines zweiten Lenkbefehls ein Senden eines dem Totzonen-Wert entsprechenden Signals an eine Steuerung (120) umfasst, wobei die Steuerung (120) den Lenkmechanismus (1111) gemäß dem Signal steuert.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (120) ein Stellsystem umfasst und der Lenkmechanismus (1111) ein elektrisches Motorantriebssystem (310; 410; 510) umfasst, welches mit einer Lenkradvorrichtung (330; 431; 550) gekoppelt ist und konfiguriert ist, diese anzutreiben, wobei das Stellsystem den elektrischen Motor (310) steuert, um das Lenkrad (330) zu betätigen, um die Totzone automatisch auszugleichen.
Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Ermitteln, dass ein Benutzer das Fahrzeug steuert; und – außer Kraft setzen des ersten und des zweiten Lenkbefehls als Reaktion auf das Ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsermittlungskomponente eine oder mehrere aus einer bodenbasierten und einer sattelitenunterstützten Positionsermittlungskomponente umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die satellitengestützte Positionsermittlungskomponente ein oder mehrere der folgenden Systeme umfasst: ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS-„Global Positioning System”), ein differentielles globales Positionsbestimmungssystem, ein Echtzeit Kinematicsystem (RTK-„Real-Time Kinematics”), ein vernetztes Echtzeit Kinematicsystem, ein GLONASS-System und ein Galileo-System.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug eine Anwendung in einem oder mehreren der folgenden Bereiche hat: Landwirtschaft, Instandhaltung, Bau, Nutzung und Gewerbe.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Maschine ein Fahrzeug umfasst, wobei das Fahrzeug eine Anwendung in einem oder mehreren der folgenden Bereiche hat: Landwirtschaft, Instandhaltung, Bau, Nutzung und Gewerbe.
System (1100) zum Steuern im Hinblick auf eine Totzone in dem automatischen Lenkmechanismus (1111) einer mobilen Maschine (105), wobei die Totzone einer Abweichung in der Positionierung einer Lenksteuerung des Lenkmechanismus (1111) in Bezug auf die tatsächliche Richtung der Räder der Maschine entspricht, mit: – einem Betätiger (1102) zum Bedienen des Steuermechanismus (1111); – gekennzeichnet durch eine Steuerung (1103) zum automatischen Steuern des Betätigers (1102) gemäß einem gespeicherten Totzonen-Wert, welcher der Totzone entspricht, indem bestimmt wird, ob beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) eine Richtungsumkehr auftritt; und wenn bestimmt wird, dass eine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) auftritt, Hinzufügen des gespeicherten Werts, der der Totzone des Lenkmechanismus (1111) entspricht, zur Steuerung des Lenkmechanismus (1111); und wenn bestimmt wird, dass keine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) erfolgt, kein Anwenden einer Totzonenkorrektur bei der Steuerung des Lenkmechanismus (1111); und – ein Speichermedium (1104) zum Speichern des Totzonen-Wertes.
System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätiger (1102) eine elektrische Lenkkomponente (130; 310; 410; 510) umfasst, welche mit einer Lenkradvorrichtung (330; 431; 550) der mobilen Maschine gekoppelt und für deren Antrieb vorgesehen ist, wobei die elektrische Lenkkomponente die Lenkradvorrichtung betätigt, um die Totzone automatisch auszugleichen.
System nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Positionsermittlungskomponente (110) zum Ermitteln der geographischen Position der mobilen Maschine, wobei die elektrische Lenkkomponente (130) zum Steuern des Lenkmechanismus (1111) der mobilen Maschine (105) als Reaktion auf eine Nachricht vorgesehen ist, wobei eine Steuerungskomponente (120) die Nachricht als Reaktion zum Empfangen von Positionsdaten von der Positionsermittlungskomponente (110) erzeugt.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsermittlungskomponente (110) ein oder mehrere Systeme aus der folgenden Gruppe umfasst: eine bodenbasierte Positionsermittlungskomponente und eine satellitengestützte Positionsermittlungskomponente.
System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das satellitengestützte Positionsermittlungssystem ein oder mehrere Systeme aus der folgenden Gruppe umfasst: ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS-„Global Positioning System”), ein differentielles globales Positionsbestimmungssystem, ein Echtzeit Kinematicsystem (RTK-„Real-Time-Kinematics”), ein vernetztes Echtzeit Kinematicsystem, ein GLONASS-System und ein Galileo-System.
System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lenkkomponente (130; 310; 410; 510) einen Motor (310; 410; 510) umfasst, welcher mit einer Lenksäule (340; 440; 540) der mobilen Maschine (105) gekoppelt ist, wobei die Betätigungsvorrichtung (1102) ein Antriebsrad (311; 411; 511) umfasst, welches ein Lenkrad (330) des Lenkmechanismus (1111) steuert.
System nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Erfassungskomponente zum Ermitteln, wenn ein Benutzer die mobile Maschine (150) lenkt, und zum initiieren einer Entkopplung des Lenkmechanismus (1111) und des Systems als Reaktion auf das Ermitteln.
System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Maschine (105) ein Fahrzeug umfasst, welches Anwendungen in eine oder mehrere der folgenden Bereiche hat: Landwirtschaft, Instandhaltung, Bau, Nutzung und Gewebe.
Lenksteuerung für ein Fahrzeug, mit: – einem Führungsmechanismus (100; 120) zum Ermitteln einer Kurskorrektur für das Fahrzeug basierend auf von einem Positionsermittlungssystem (110) erhaltene Positionsdaten; – einer mit dem Führungsmechanismus (100; 120) gekoppelten Lenksteuerung (130; 1102; 1103) zum Erzeugen eines ersten Lenkbefehls basierend auf der Kurskorrektur, wobei der erste Lenkbefehl einer oder mehreren aus einer elektrischen Lenkkomponente (131) und einer hydraulischen Lenkkomponente (132) übermittelt wird, welche mit einem Lenkmechanismus (1111) gekoppelt ist/sind, um den Lenkmechanismus (1111) zu betätigen, um das Fahrzeug gemäß der Kurskorrektur automatisch zu lenken; – gekennzeichnet durch einen Kompensiermechanismus (1105, 1104), welcher mit der Lenksteuerung (1102, 1103) verbunden ist und dieser einen gespeicherten Totzonen-Wert bereit stellt, welcher einer Totzone des Lenkmechanismus (1111) entspricht, indem bestimmt wird, ob beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) eine Richtungsumkehr auftritt; und wenn bestimmt wird, dass eine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) auftritt, Hinzufügen des gespeicherten Werts, der der Totzone des Lenkmechanismus (1111) entspricht, zur Steuerung des Lenkmechanismus (1111); und wenn bestimmt wird, dass keine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) erfolgt, kein Anwenden einer Totzonenkorrektur bei der Steuerung des Lenkmechanismus (1111), wobei die Totzone einer Abweichung in der Positionierung einer Lenksteuerung des Lenkmechanismus (1111) in Bezug auf die tatsächliche Richtung der Räder des Fahrzeugs entspricht, wobei die Lenksteuerung (1102, 1103) einen auf dem Totzonen-Wert basierten zweiten Lenkbefehl erzeugt und wobei der zweite Lenkbefehl zu einer oder mehreren aus einer elektrischen Lenkkomponente (131) und einer hydraulischen Lenkkomponente (132) übermittelt wird, welche mit dem Lenkmechanismus (1111) gekoppelt ist/sind, um den Lenkmechanismus (1111) zu betätigen, um das Fahrzeug gemäß dem Totzonen-Wert automatisch zu lenken.
Lenksteuerung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsermittlungssystem (110) bodenbasiert und/oder satellitenunterstützt ist.
Lenksteuerung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die satellitenunterstützte Positionsermittlungskomponente aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche die folgenden Systeme umfasst: ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS-„Global Positioning System”), ein differentielles globales Positionsbestimmungssystem, ein Echtzeit Kinematicsystem (RTK-„Real-Time Kinematics”), ein vernetztes Echtzeit Kinematicsystem, ein GLONASS-System und ein Galileo-System.
Lenksteuerung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch Anwendung in einem oder mehreren der folgenden Bereiche: Landwirtschaft, Instandhaltung, Bau, Nutzung und Gewerbe.
Lenksteuerung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lenkkomponente die folgenden Elemente umfasst: – einen mit einer Lenksäule (340; 440; 540) des Fahrzeugs gekoppelten elektrischen Motor (310; 410; 510); und – eine Betätigungsvorrichtung (311; 411; 511), welche mit dem elektrischen Motor gekoppelt ist und konfiguriert ist, den Lenkmechanismus (1111) zu steuern.
Lenksteuerung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (310; 410; 510) aus der folgenden Gruppe von Motoren ausgewählt ist: ein Gleichstrommotor (DC-Motor) mit Permanentmagnet und Bürste, ein bürstenloser Gleichstrommotor, ein Schrittmotor und ein Wechselstrom-Stellmotor (AC-Stellmotor).
Lenksteuerung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung ein Antriebsrad (431) umfasst, welches mit einem Lenkrad (430) des Fahrzeugs gekoppelt ist.
Lenksteuerung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Lenkkomponente (131) ferner eine Erfassungskomponente umfaßt, um zu ermitteln, wenn ein Benutzer das Fahrzeug lenkt, und um ein Entkoppeln der elektrischen Lenkkomponente (131) und der hydraulischen Lenkkomponente (132), als Reaktion auf das Ermitteln zu initiieren.
Computerlesbares Medium mit computerverwertbarem Code hierauf, zum Veranlassen eines Computersystems, ein Prozess zum Ausgleichen einer Totzone in dem Lenkmechanismus (1111) einer mobilen Maschine (105) durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess die folgenden Schritte umfasst: – Messen der Totzone, wobei die Totzone einer Abweichung in der Positionierung einer Lenksteuerung des Lenkmechanismus (1111) in Bezug auf die tatsächliche Richtung der Räder der Maschine (105) entspricht; – Speichern eines der Totzone entsprechenden Totzonen-Wertes; und – Zuführen des Totzonen-Wertes zu einer Steuerung des Lenkmechanismus (1111), wobei der Lenkmechanismus (1111) gemäß dem Totzonen-Wert gesteuert wird, um die Totzone auszugleichen, indem bestimmt wird, ob beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) eine Richtungsumkehr auftritt; und wenn bestimmt wird, dass eine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) auftritt, Hinzufügen des gespeicherten Werts, der der Totzone des Lenkmechanismus (1111) entspricht, zur Steuerung des Lenkmechanismus (1111); und wenn bestimmt wird, dass keine Richtungsumkehr beim Betätigen des Lenkmechanismus (1111) erfolgt, kein Anwenden einer Totzonenkorrektur bei der Steuerung des Lenkmechanismus (1111).