DE69315195T2

DE69315195T2 - Kraftfahrzeugbedienungskonsole mit fingerspitzensteuerung

Info

Publication number: DE69315195T2
Application number: DE69315195T
Authority: DE
Inventors: Phillip Kartcheske; John Mackoway
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1992-10-16
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2013-09-09
Also published as: BR9305701A; EP0616657A1; AU662664B2; EP0616657B1; DE69315195D1; JP3447736B2; WO1994009216A1; CA2122125A1; AU5126093A; US5244066A; JPH07502315A

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Erdbearbeitungsfahrzeug mit einer Steuerkonsole mit verschiedenen Betriebsfunktionen und insbesondere auf eine Steuerkonsolenanordnung und die Orientierung der Steuerfunktionen mit Bezug auf einen Bediener.
Verschiedene Arten von Steuerkonsolen sind für Bauausrüstungsgegenstände verfügbar. Viele dieser Steuerkonsolen verwenden einen oder mehrere Hebel, die ein Bediener ergreift und bewegt, um die Betriebsfunktionen des Baufahrzeuges zu steuern. Diese Hebel können vor und zurück, seitwärts oder in verschiedenen Kombinationen davon bewegt werden, wie beispielsweise bei einer Joystick- bzw. Bedienhebelsteuerung, die in der Technik wohl bekannt ist. Die bekannten steuerungen können eine präzise Steuerung der jeweiligen Fahrzeugsbetriebsfunktionen vorsehen. Jedoch wird aufgrund des Herumschüttelns der Maschine, wenn sie über rauhes Gelände fährt, der Bediener genauso innerhalb des Fahrzeugs herumgeschüttelt. Folglich wird, da der Bediener in dem Fahrzeug herumgeschüttelt wird, sein Arm genauso mit seinem Körper bewegt, was dazu tendiert, die präzise Steuerung des Hebels oder der Hebel, die auf der Steuerkonsole gelegen sind, zu versetzen bzw. zu verhindern. Diese Schüttelbewegung des Bedieners innerhalb der Kabine des Fahrzeugs wird sogar noch mehr betont, wenn man Raupenfahrzeuge betreibt. Bei einer Ahordnung war eine Konsole vorgesehen, die den Bediener gestattete, einige der Betriebsfunktionen des Fahrzeugs zu steuern, und zwar dadurch, daß die Finger des Bedieners elektrische Schalter zwischen einer An- und Aus-Position bewegen. Obwohl die Hand des Bedieners auf einer Steuerkonsole lag, und seine Fingerspitzen elektrische Schalter steuerten, konnte der Bediener keine präzise Steuerung der Betriebsfunktionen erreichen. Dies ist wahr, weil seine Hand sich immer noch leicht mit Bezug auf die Steuerkonsole aufgrund der Bewegung seines Körpers bewegen konnte, wodurch somit möglicherweise ein Verlust des Kontaktes seiner Fingerspitzen zu den jeweiligen Schaltern bewirkt wird.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
US-A-3 703 931 offenbart einen Fahrzeugsteuermechanismus zur Anwendung durch einen Bediener zur Steuerung eines Erdbearbeitungsfahrzeuges mit mehreren Betriebsfunktionen, wobei der Fahrzeugsteuermechanismus eine Steuerkonsolenanordnung aufweist, die im Gebrauch benachbart zu einer Seite des Bedieners orientiert ist, und mit der eine Handauflage mit einer Oberseite verbunden ist; ein Paar von Hebeln, die schwenkbar in der Steuerkonsolenanordnung montiert bzw. befestigt sind, und benachbart zur Handauflage gelegen sind, wobei jeder der Hebel derart angeordnet ist, daß er im Gebrauch durch irgendeine der Fingerspitzen des Bedieners bewegbar ist; ein Paar von Sensoren, die jeweils im Gebrauch betreibbar sind, um ein elektrisches Signal zu liefern, um eine der Betriebsfunktionen des Fahrzeugs zu steuern.
Gemäß der bevorzugten Erfindung ist ein Fahrzeugsteuermechanismus zur Anwendung durch einen Bediener vorgesehen, um ein Erdbearbeitungsfahrzeug mit mehreren Betriebsfunktionen zu steuern, und zwar dadurch gekennzeichnet, daß die Handauflage eine Horizontalebene besitzt, die entlang der Oberseite definiert ist, und einen angehobenen Teil, der dazu geeignet ist, daß der Bediener den Ballen seiner Hand darauf im Gebrauch ruhen läßt, und um eine feste Unterstützung für den Ballen seiner Hand vorzusehen, und wobei der angehobene Teil der Handauflage mit Bezug auf die Horizontalebene in einem Winkel im Bereich von 5 bis 90 geneigt ist; und durch
ein Paar von Drehsensoren, die auf der Steuerkonsolenanordnung montiert sind, wobei jeder mit einem jeweiligen der Hebel verbunden ist und betreibbar ist, um bei einer Drehung davon im Gebrauch ein Signal ansprechend auf die Bewegung des jeweiligen Hebels zu liefern.
Die vorliegende Erfindung sieht einen Fahrzeugsteuermechanismus vor, der gestattet, daß die Hand des Bedieners in einer stetigen bzw. festen Position gehalten wird, auch wenn sein Körper innerhalb des Fahrzeugs herumgeschüttelt wird, dadurch daß das Fahrzeug über ein rauhes Gelände fährt. Da die Betriebsfunktionen des Fahrzeugs durch die Fingerspitzen des Bedieners gesteuert werden, wird eine präzisere Steuerung der elektrischen Signaleingangsgrößen an dem Mikroprozessor aufrechterhalten. Folglich werden die Steuerung des Fahrzeugs und die Fahrzeugbetriebsfunktionen sanfter gehalten.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, welches einen Fahrzeugsteuermechanismus aufweist;
Fig. 2 ist eine Teilseitenansicht des Fahrzeugsteuermechanismus der Fig. 1;
Fig. 3. ist eine entgegengesetzte Seitenansicht des Fahrzeugsteuermechanismus der Fig. 1; und
Fig. 4 ist eine Teilendansicht des Fahrzeugsteuermechanismus der Fig. 1.
Mit Bezug auf die Zeichnungen ist ein Sitz 10 eines (nicht gezeigten) Erdbearbeitungsfahrzeuges im allgemeinen schematisch veranschaulicht. Das Erdbearbeitungsfahrzeug besitzt eine Vielzahl von Betriebsfunktionen und weist ein reversibles bzw. umschaltbares Mehrgang-Getriebe 12 und einen Lenksteuermechanismus 14 auf. Das reversible Mehrgang-Getriebe 12 weist Vorwärts- und Rückwärtskupplungen 16, 18 auf, und mehrere bzw. mehrfache Drehzahl- bzw. Gangübersetzungskupplungen 20, 22, 24. Jede der Vorwärts- und Rückwärts- und Drehzahl- bzw. Gangkupplungen 16, 18 wird dabei elektrisch ansprechend auf den Empfang eines elektrischen Signals gesteuert. Wie in der Technik wohl bekannt, wird das elektrische Signal an einem elektrohydraulischen Ventilmechanismus geleitet, der wiederum ein Hydraulikströmungsmittelsignal anweist bzw. leitet, um die jeweiligen Kupplungen zu betätigen.
Der Lenksteuermechanismus 14 weist Lenkkupplungen 26, 28 und Bremsen 30, 32 auf. Wie in der Technik wohl bekannt, sind die Lenkkupplungen 26, 28 an entgegengesetzten Seiten des Erdbearbeitungsfahrzeuges angeordnet, um, wenn sie eingerückt sind, die Ausgänge bzw. Ausgangsgrößen jeder Seite des Erdbearbeitungsfahrzeuges anzutreiben. Genauso werden die Lenkbremsen an jeder Seite des Fahrzeugs angeordnet und sind betreibbar, um, wenn sie angewandt werden, die Ausgänge von jeder Seite davon zu stoppen. Jede der Lenkkupplungen 26, 28 und der Bremsen 30, 32 wird durch elektrisch gesteuerte Proportionalventile 34 betätigt. Jedes der elektrisch gesteuerten Proportionalventile 34 ist betreibbar bzw. wirksam, um die jeweiligen Antriebskupplungen 26, 28 und die Bremsen 30, 32 ansprechend auf den Empfang eines elektrischen Signals daran zu steuern. Durch progressives Variieren des elektrischen Signals, welches an die elektrisch gesteuerten Proportionalventile 34 geliefert wird, können die Lenkkupplungen 26, 28 und/oder die Bremsen 30, 32 progressiv aktiviert oder deaktiviert werden, und zwar abhängig von dem daran gelieferten elektrischen Signal. Ein Mikroprozessor 36 ist vorgesehen, um elektrische Signale zu hefern, um die verschiedenen Betriebsfunktionen durch elektrische Signalverbindungen 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54 zu betreiben.
Ein Fahrzeugsteuermechanismus 60 ist vorgesehen und ist an dem Erdbearbeitungsfahrzeug benachbart zum Bedienersitz 10 gelegen. Obwohl der Fahrzeugsteuermechanismus 60 als am Fahrzeug befestigt bzw. montiert veranschaulicht ist, sei bemerkt, daß der Fahrzeugsteuermechanismus 60 mit dem Fahrersitz 10 verbunden sein könnte, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Der Fahrzeugsteuermechanismus 60 weist ein Rahmenglied 64 und eine Steuerkonsolenanordnung 66 auf, die einstellbar mit dem Rahmenglied 64 verbunden ist. Eine elektrisch gesteuerte Betätigungsvorrichtung 68 ist mit dem Rahmen 64 und der Steuerkonsolenanordnung 66 verbunden, und ist betreibbar, um die Steuerkonsolenanordnung 66 relativ zum Rahmenglied 64 anzuheben oder abzusenken.
An der Steuerkonsolenanordnung 66 ist eine Armauflage 70 befestigt. Die Armauflage 70 besitzt eine Oberseite 72, die im allgemeinen entlang einer darauf definierten Horizontalebene 74 orientiert ist. Die Oberseite 72 der Armauflage 70 liegt im allgemeinen mit der Länge davon parallel zum Lauf- bzw. Fahrpfad des Erdbearbeitungsfahrzeuges. Jedoch sei bemerkt, daß die Länge bzw. Längsseite der Armauflage 70 in einer Linie liegen könnte, die nicht parallel zum Pfad des Erdbearbeitungsfahrzeuges ist, und zwar ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
Eine Handauflage 76 ist an der Steuerkonsolenanordnung 66 gelegen und ist benachbart zur Armauflage 70 an einem Ende davon positioniert. Die Handauflage 76 besitzt eine Oberseite 77, die entlang der senkrechten Ebene 74 orientiert ist, und einen angehobenen Teil 78, der darauf gelegen ist. Der angehobene Teil 78 der Handauflage 76 ist über der Oberseite 72 der Armauflage orientiert, so daß der Ballen der Hand des Bedieners über der Handauflage 76 liegen kann, und daß der Ballen der Hand des Bedieners fest gegen den angehobenen Teil liegen kann bzw. darauf getragen wird. Der angehobene Teil 78 der Handauflage 76 besitzt einen Neigungswinkel mit Bezug zur Horizontalebene 74 in Bereich von 5 bis 90 Wie in Fig. 4 veranschaulicht, ist der Neigungswinkel bei 70 Darüber hinaus ist der angehobene Teil 78 der Handauflage 76 im auge meinen senkrecht zum Laufpfad des Fahrzeugs orientiert. Es sei jedoch bemerkt, daß die Position des angehobenen Teils 78 in verschiedenen Winkeln mit Bezug auf den Laufpfad des Fahrzeugs liegen könnte, und zwar ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Die höchste Position des angehobenen Teils 78 ist an der Seite davon gelegen, die im allgemeinen benachbart zum Bediener ist, so daß die Hand des Bedieners darauf in dem normalsten und entspanntesten Zustand ruhen kann.
Eine Drehwelle 84 ist in der Handauflage 76 auf einer Seite davon benachbart zum Bediener angeordnet und erstreckt sich darin entlang eines Pfades, der im allgemeinen parallel zum Neigungswinkel des angehobenen Teils 78 ist. Die Drehwelle 84 wird drehbar auf der Steuerkonsolenanordnung 76 gesichert, so daß sie im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden kann. Ein Knopf 86 ist an dem Ende der Drehwelle 84 benachbart zu ihrem Ende benachbart zum Bediener befestigt bzw. gesichert. Ein Paar von Vertiefungen 88, 90 ist auf dem Knopf 86 definiert, wobei sie jeweils voneinander beabstandet sind. Das Paar von Vertiefungen 88, 90 ist auf dem Knopf 86 derart orientiert, so daß der Daumen der Hand des Bedieners leicht innerhalb von jeder des Paares von Vertiefungen gelegen sein kann, um die Drehwelle 84 im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn zu drehen.
Ein elektrischer Schalter, wie beispielsweise ein elektrischer Drei-Positionen-Schalter 92 ist auf der Steuerkonsolenanordnung 66 montiert und ist betriebsmäßig mit der Drehwelle 84 durch eine mechanische Verbindung 93 verbunden und ist betreibbar, um ein elektrisches Signal davon ansprechend auf eine Drehung im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn der Drehwelle 84 zu liefern. Das elektrische Signal von dem elektrischen Drei-Positionen- Schalter 92 wird an den Mikroprozessor 36 durch eine elektrische Verbindung 94 geliefert. Ein Paar vonelektrischen Druckknopfschaltern 96, 98 ist auf dem Knopf 86 benachbart zu dem Paar von Vertiefungen 88, 90 montiert, so daß der Daumen des Bedieners leicht jeden des Paares von elektrischen Druckknopfschaltern 96, 98 herunterdrükken kann. Ein elektrisches Signal wird von dem jeweiligen einen des Paars von elektrischen Druckknopfschaltern 96, 98 an dem Mikroprozessor 36 durch elektrische Verbindungen 100, 102 übertragen.
Ein elektrischer Betätigungsschalter 104 ist auf der Seite der Steuerkonsolenanordnung 66 benachbart zum Bediener gelegen, und ist betreibbar, um leicht zu gestatten, daß der Bediener die Steuerkonsolenanordnung 66 relativ zum Rahmen 64 anhebt oder absenkt.
Ein Paar von Hebeln 106, 108 ist schwenkbar an der Steuerkonsolenanordnung 66 benachbart zur Handauflage 76 montiert bzw. befestigt und ist auf der Seite davon gegenüberliegend zur Armauflage 70 orientiert und derart positioniert, daß die Fingerspitzen des Bedieners darauf zugreifen können.
Ein Paar von Drehsensoren 112, 114 ist auf der Steuerkonsolenanordnung 66 montiert und ist betreibbar, um elektrische Signale ansprechend auf eine Dreheingabe bzw. Dreheingangsgröße daran zu liefern. Die davongelieferten elektrischen Signale werden an den Mikroprozessor 36 durch elektrische Verbindungen 116, 118 geliefert.
Ein Paar von Verbindungsmechanismen 120, 122 ist betreibbar, um die jeweiligen Hebel des Paares von Hebeln 106, 108 mit jeweiligen des Paares von Drehsensoren 112, 114 zu verbinden. Obwohl bei der veranschaulichten Anordnung das Paar von Verbindungsmechanismen 120, 122 verwendet wird, um das Paar von Hebeln 106, 108 mit dem jeweiligen Paar von Drehsensoren 112, 114 zu verbinden, sei bemerkt, daß das Paar von Hebeln 106, 108 direkt mit dem jeweihgen des Paares von Drehsensoren 112, 114 verbunden werden könnte, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Ein Paar von Spannfedern 124, 126 ist mit jeweiligen des Paares von Verbindungsmechanismen 120, 122 verbunden und ist betreibbar, um eine zusätzliche Kraft zur Bewegung der jeweiligen des Paares von Hebeln 106, 108 vorzusehen, sobald jeder durch ungefähr die Hälfte seiner Laufdistanz bewegt worden ist.
Es sei bemerkt, daß ein Drehsensor verwendet werden könnte, um den elektrischen Drei-Positionen-Schalter 92 zu ersetzen, ohne vorn Kern der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus sei bemerkt, daß, obwohl das hier beschriebene Erdbearbeitungsfahrzeug mit einer Steuerung eines Getriebes und der Lenkkupplungen und -bremsen beschrieben ist, verschiedene Formen des Fahrzeugsteuermechanismus verwendet werden könnten, um verschiedene andere Kombinationen von Fahrzeugbetriebsfunktionen zu steuern, wie beispielsweise Bulldozer-Schilde, Reißvorrichtungen, Betriebsfunktionen von Ladern, Betriebsfunktionen von Grabmaschinen usw.
Während des Betriebs des hier beschriebenen Erdbearbeitungsfahrzeuges läßt der Bediener seinen Unterarm auf der Arnauflage 70 ruhen, und seine Handfläche auf der Handauflage 76. Es sei bemerkt, daß der Bediener auswählen kann, seinen Unterarm nicht auf der Armauflage 70 anzuordnen, und nur seine Handfläche auf der Handauflage 76 ruhen zu lassen. In jeder Situation ist der Handballen der Hand des Bedieners in konstantem engem Kontakt mit dem angehobenen Teil 78 der Handauflage 76. Obwohl der Bediener während das Erdbearbeitungsfahrzeug rauhes Gelände überquert, herumgeschüttelt wird, bleibt die Hand des Bedieners in engem Kontakt mit dem angehobenen Teil 78 der Handauflage 76.
Um das Mehrgang-Getriebe 12 in Vorwärtsrichtung zu schalten, ordnet der Bediener seinen Daumen in einer des Paares von Vertiefungen 88, 90 an und dreht den Knopf 86 und folglich die Drehwelle 84 in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Die Bewegung gegen den Uhrzeigersinn des Knopfes 86 bewegt den elektrischen Drei-Positionen-Schalter 92 in eine seiner Betriebspositionen, wodurch somit ein elektrisches Signal durch die elektrische Verbindung 100 an den Mikroprozessor 36 geleitet wird. Beim Empfang des Eingangssignals von dem elektrischen Drei-Positionen- Schalter 92 liefert der Mikroprozessor 36 ein Signal durch die elektrische Verbindung 46 an die Vorwärtskupplung 16 des Mehrgang-Getriebes 12. Dieses elektrische Signal aktiviert die Vorwärtskupplung 16, was zur Folge hat, daß sich das Erdbearbeitungfahrzeug in einer Vorwärtsrichtung bewegt. Um die Fahrgeschwindigkeit des Erdbearbeitungsfahrzeuges zu steigern, drückt der Bediener einen des Paares von elektrischen Druckknopfschaltern 96, 98 herunter, was ein elektrisches Signal an den Mikroprozessor 36 durch die elektrische Verbindung 100 liefert. Beim Empfang des Eingangssignals auf der elektrischen Verbindung 100 beendet der Mikroprozessor 36 das elektrische Signal an die Drehzahl- bzw. Geschwindigkeits- oder Gangkupplung 20 und liefert simultan ein weiteres elektrische Signal durch die elektrische Verbindung 52 an die Geschwindigkeits- bzw. Gangkupplung 22, wodurch somit der Gang des Getriebes auf einem zweiten höheren Gang verändert wird. Genauso wird wiederum durch Herabdrücken von einem des Paares von elektrischen Druckknopfschaltern 96, 98 das Mehrgang-Getriebe 12 von dem zweiten höheren Gang auf einen dritten noch höheren Gang geschaltet. Das zusätzliche Drücken von einem des Paares von elektrischen Druckknopfschaltern 96, 98 leitet das Eingangs- bzw. Eingabesignal durch die elektrische Verbindung 100 zum Mikroprozessor 36. Beim Empfang des elektrischen Signals, welches durch Herabdrücken von einem des Paares von elektrischen Druckknopfschaltern 96, 98 erzeugt wird, beendet der Mikroprozessor 36 das elektrische Signal an die Geschwindigkeits- bzw. Gangkupplung 22 und überträgt ein elektrisches Signal durch die Leitung 54 zur dritten Geschwindigkeits- bzw. Gangkupplung 34, wodurch somit das Mehrgang-Getriebe 12 auf seine dritte Betriebsgeschwindigkeit bzw. -drehzahl umgeschaltet wird.
Wenn der Bediener die Geschwindigkeit bzw. den Gang des Mehrgang-Getriebes 12 von seinem dritten Betriebsgang auf seinen zweiten Betriebsgang zurückschalten möchte, drückt der Bediener nur den anderen des Paares von elektrischen Druckknopfschaltern 96, 98 herunter, um ein elektrisches Signal an den Mikroprozessor 36 zu senden, der wiederum das elektrische Signal an die Drehzahlkupplung 24 beendet und ein elektrisches Signal überträgt, um die Geschwindigkeits- bzw. Gangkupplung 22 zu aktivieren, wodurch somit das Mehrgang-Getriebe 12 von seinem dritten Betriebsgang in seinen zweiten Betriebsgang umgeschaltet wird. Durch erneutes Herunterdrücken des anderen des Paares von elektrischen Druckknopfschaltern 96, 98 schaltet das Mehrgang-Getriebe 12 von seinem zweiten Betriebsgang auf seinen ersten Betriebsgang in ähnlicher Weise um, und zwar dadurch, daß der Mikroprozessor 36 das elektrische Signal an die Geschwindigkeits- bzw. Gangkupplung 22 beendet und ein elektrisches Signal an die Gangkupplung 20 sendet.
Um das Fahrzeug von einer Vorwärtsfahrrichtung auf eine Rückwärtsfahrrichtung umzuschalten, ordnet der Bediener seinen Daumen in der anderen des Paares von Vertiefungen 88, 90 an und dreht den Knopf 96 in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn. Die Bewegung gegen den Uhrzeigersinn des Knopfes 86 bewegt den elektrischen Drei-Positionen- Schalter 92 aus seiner ersten Betriebsposition zurück in seine Neutralposition und progressiv zu seiner anderen Betriebsposition. In der anderen Betriebsposition des elektrischen Drei-Positionen-Schalters 92 wird ein elektrisches Signal durch die elektrische Verbindung 94 zum Mikroprozessor 36 geleitet, der wiederum das elektrische Signal an die Vorwärtskupplung 16 beendet und ein elektrisches Signal überträgt, um die Rückwärtskupplung 18 zu aktivieren. Wie zuvor bei der Vorwärtsrichtung dargelegt, wird die Rückwärtsgeschwindigkeit des Mehrgang-Getriebes 12 dadurch gesteigert, daß der Bediener den einen des Paares von elektrischen Druckknopfschaltern 96, 98 herunterdrückt, wodurch somit die Rückwärtsfahrgeschwindigkeit bzw. der Rückwärtsfahrgang gesteigert wird. Genauso kann die Rückwärtsgeschwindigkeit bzw. der Rückwärtsgang des Erdbearbeitungsfahrzeuges vom Bediener verringert werden, und zwar durch Herunterdrücken von einem des Paares von elektrischen Druckknopfschaltern 96, 98.
Während des Schaltens des Mehrgang-Getriebes 12 zwischen seinen Vorwärts- und Rückwärtsfahrrichtungen und den verschiedenen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlübersetzungen verliert die Hand des Bedieners niemals den Kontakt mit dem angehobenen Teil der Handauflage 76.
Um zu lenken oder den Winkel der Fahr- bzw. Laufrichtung zu verändern, verwendet der Bediener nur seine Fingerspitzen, um jeweilige des Paares von Hebeln 106, 108 zu bewegen. Für eine kleinere Veränderung des Fahrrichtungswinkels verwendet der Bediener die Spitze von einem seiner Finger, um einen des Paares von Hebeln 106, 108 zur Handauflage 76 hin zu bewegen. Die Bewegung von einem des Paares von Hebeln 106, 108 zur Handauflage 76 hin dreht gleichzeitig einen des Paares von Drehsensoren 112, 114. Während der Drehbewegung von einem des Paares der Drehsensoren 112, 114 wird ein elektrisches Signal durch die elektrische Verbindung 116 zum Mikroprozessor 36 übertragen. Wie wohl bekannt, steigt oder fällt die Energie des elektrischen Signals mit jedem Drehinkrement bzw. -schritt des jeweiligen Drehsensors 112, 114. Der Mikroprozessor 36 überträgt ein elektrisches Signal durch die elektrische Verbindung 38 zu dem elektrisch gesteuerten Proportionalventil 34 der Lenkkupplung 26, um zu bewirken, daß die Lenkkupplung 26 schlupft bzw. rutscht. Dies gestattet, daß das Erdbearbeitungsfahrzeug seinen Fahrwinkel in herkömmlicher Weise verändert, wie in der Technik bekannt. Für jedes Bewegungsinkrement von einem des Paares von Hebeln 106, 108 zur Handauflage 76 hin wird die Geschwindigkeits- bzw. Gangkupplung 26 progressiv ausgerückt, um einen größeren Veränderungswinkel der Fahrzeugfahrrichtung vorzusehen.
Sobald einer des Paares von Hebeln 106, 108 durch die Fingerspitze des Bedieners ungefähr halb über seinen Laufpfad bewegt worden ist, wird die Lenkkupplung 26 vollständig ausgerückt. Eine weitere Bewegung von einem des Paares von Hebeln 106, 108 zur Handauflage 76 hin verändert weiter das elektrische Signal, welches an den Mikroprozessor 36 übertragen wird. Die weitere Bewegung von einem des Paares von Hebeln 106, 108 wird durch den Bediener detektiert, da die jeweilige des Paares von Spannfedern 124, 126 zusätzliche Kraft zur Bewegung des einen des Paares von Hebeln 106, 108 hinzufügt.
Der Mikroprozessor 36, der auf die fortgesetzte Steigerung des elektrischen Signals von dem einen des Paares von Drehsensoren 112, 114 reagiert, hält die Lenkkupplung 26 in seinem vollständig gelösten Zustand und überträgt ein Signal durch die elektrische Verbindung 40 an das elektrisch gesteuerte Proportionalventil 34 auf die Lenkbremse 30. Dieses Signal wendet progressiv die Lenkbremse 30 an, was eine schnellere Veränderung des Fahrwinkels des Erdbearbeitungsfahrzeuges zur Folge hat. Sobald der eine des Paares von Hebeln 106, 108 in seine extreme Position durch die Fingerspitze des Bedieners bewegt wird, wird die Lenkbremse 30 vollständig angewandt, und die Drehausgangsgröße an der einen Seite des Erdbearbeitungsfahrzeuges wird gestoppt. Während der Bewegung des einen des Paares von Hebeln 106, 108 bleibt der Ballen der Hand des Bedieners in engem Kontakt mit dem angehobenen Teil 78 der Handauflage 76, wodurch somit eine endgültigere Steuerung des einen des Paares von Hebeln 106, 108 vorgesehen wird. Dies bleibt wahr, obwohl der Bediener in dem Sitz herumgeschüttelt wird, und zwar aufgrund dessen, daß das Erdbearbeitungsfahrzeug über rauhes Gelände fährt. Um den Laufwinkel des Erdbearbeitungsfahrzeuges in eine an dere Richtung zu ändern, verwendet der Bediener nur die Spitze von einem seiner Finger, um progressiv den anderen des Paares von Hebeln 106, 108 zur Handauflage 76 hin zu bewegen, wie oben mit Bezug auf die Bewegung des einen des Paares von Hebeln 106. 108 dargelegt. Während der Bewegung des anderen Hebels des Paares von Hebeln 106, 108 wird ein elektrisches Signal von dem anderen des Paares von Drehsensoren 112, 114 durch die elektrische Verbindung 118 an den Mikroprozessor 36 übertragen. Beim Empfang des Eingangssignals von dem anderen des Paares von Drehsensoren 112, 114 überträgt der Mikroprozessor 36 ein elektrisches Signal durch die elektrische Verbindung 44 an das elektrisch gesteuerte Proportionalventil 34 der Lenkkupplung 28. Dieses elektrische Signal rückt progressiv die Lenkkupplung 28 aus, und zwar ansprechend auf den Grad der Bewegung des anderen des Paares von Hebeln 106, 108. Sobald der andere des Paares von Hebeln 106, 108 durch ungefähr die Hälfte seines Laufbereiches bewegt worden ist, wird die Lenkkupplung 28 vollständig ausgerückt. Eine weitere Bewegung des anderen des Paares von Hebeln 106, 108 zur Handauflage 76 hin hat zur Folge, daß der Mikroprozessor die Lenkkupplung 28 vollständig ausgerückt hält und ein elektrisches Signal durch die elektrische Leitung 42 zur anderen Lenkbremse 32 überträgt. Wie oben bemerkt, bringt dieses elektrische Signal progressiv die andere Lenkbremse 32 in Eingriff, und zwar proportional zum Ausmaß der Bewegung des anderen Hebels 108. Wie zuvor mit Bezug auf die Bewegung von einem des Paares von Hebeln 106, 108 bemerkt, wird einer weiteren Bewegung des anderen des Paares von Hebeln 106, 108 durch die andere des Paares von Spannfedern 124, 126 Widerstand geboten. Diese zusätzliche Kraft zeigt den Bediener an, daß die andere Lenkkupplung 28 ausgerückt ist, und daß das Einrücken bzw. der Einsatz der anderen Lenkbremse 32 beginnt. Sobald der andere des Paares von Hebeln 106, 108 in seine extreme Position bewegt wird, wird die andere Bremse 32 vollständig in Eingriff gebracht, und das Erdbearbeitungsfahrzeug führt eine Schwenklenkung in der entgegengesetzten Richtung zu der vorher dargelegten aus.
Um die Armauflage 70 und die Handauflage 76 in einer Position zu orientieren, die für den Bediener am komfortabelsten ist, drückt der Bediener den elektrischen Betätigungsschalter 104, um die Steuerkonsole 66 relativ zum Rahmen 64 entweder anzuheben oder abzusenken. Sobald die Armauflage 70 und die Handauflage 76 in der erwünschten Position sind, löst der Bediener nur den elektrischen Betätigungsschalter 104 und die Steuerkonsolenanordnung 66 bleibt in der erwunschten Position.
Da der Ballen der Hand des Bedieners in engem Kontakt mit dem angehobenen Teil 78 der Handauflage 76 ist, und die Finger des Bedieners die verschiedenen Fahrzeugbetriebsfunktionen steuern, ohne daß er seine Hand bewegen muß, kann eine präzisere und sanftere Steuerung des Fahrzeugs aufrechterhalten werden. Dies kommt im allgemeinen von der Tatsache, daß im Gebrauch die Hand des Bedieners in einer im allgemeinen konstanten Position mit Bezug auf das Paar von Hebeln 106, 108, den Knopf 86 und das Paar von elektrischen Druckknopfschaltern 96, 98 bleibt. Daher kann der Bediener leicht das Paar von Hebeln 106, 108 und die Drehwelle 84 bewegen oder jeden der elektrischen Druckknopfschalter 96, 98 herunterdrücken, ohne den Ballen seiner Hand bezüglich des angehobenen Teils 78 bewegen zu müssen. Dies tritt auf bzw. dies ist so, obwohl er in dem Sitz 10 durch die Bewegung des Erdbearbeitungsfahrzeuges über ein rauhes Gelände herumgeschüttelt wird.
Andere Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.

Claims

1. Fahrzeugsteuervorrichtung (60) zur Verwendung durch einen Benutzer (Fahrer) zur Steuerung eines Erdbearbeitungsfahrzeugs (10) mit Mehrfachbetriebsfunktionen, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung (60) folgendes aufweist:

eine Steuerkonsolenanordnung (66), die im Gebrauch benachbart zu einer Seite des Fahrers angeordnet ist und verbunden damit eine Handauflage mit einer oberen Oberfläche (Oberseite) (77) aufweist;

ein Paar von an der Steuerkonsolenanordnung (66) schwenkbar angeordneten Hebeln (106, 108) und zwar angeordnet benachbart zu der Handauflage (76), wobei jeder der Hebel (106, 108) derart angeordnet ist, daß er im Gebrauch durch irgendeine der Fingerspitzen des Fahrers bewegbar ist; und

ein Paar von Sensoren, von denen jeder im Gebrauch betriebsmäßig ein elektrisches Signal liefert, und zwar zur Steuerung einer der Betriebsfunktionen des Fahrzeugs; dadurch gekennzeichnet, daß die Handauflage (76) eine horizontale Ebene (74) aufweist und zwar definiert entlang der Oberseite und mit einem erhöhten Teil (78), der dazu geeignet ist, daß der Fahrer den Handteller seiner Hand darauf im Gebrauch ruhen lassen kann, und um eine feste Stütze für den Ballen seiner Hand vorzusehen, wobei der erhabene Teil (78) der Handauflage (76) bezüglich der Horizontalebene (74) unter einem Winkel im Bereich von fünf bis neun Grad geneigt ist; und ein Paar von Drehsensoren (112, 114) angebracht an der Steuerkonsolenanordnung (66), wobei jeder mit einem entsprechenden der Hebel (106, 108) verbunden ist und bei Drehung im Gebrauch ein Signal ansprechend auf die Bewegung des entsprechenden Hebels liefert.

2. Fahrzeugsteuermechanismus (60) nach Anspruch 1, wobei der erhabene Teil (78) der Handauflage (76) unter einen Winkel von sieben Grad geneigt ist.

3. Fahrzeugsteuermechanismus (60) nach Anspruch 1, wobei eine Drehwelle (84) drehbar in dem erhabenen Teil (78) der Handauflage (76) gelagert ist und zwar sich nach innen erstreckend von der Seite benachbart zum Fahrer parallel zu dem Neigungswinkel, wobei ein Knopf (86) an dem zum Fahrer benachbarten Ende der Drehwelle (84) befestigt ist, wobei ein Paar von Vertiefungen (88, 90) am Knopf (86) definiert ist und zwar in einer beabstandeten Beziehung und in einer Position derart orientiert, daß im Gebrauch der Daumen des Fahrers leicht in der einen oder anderen Vertiefung des Paares von Vertiefungen (88, 90) zur Drehung des Knopfes (86) im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn positioniert werden kann, und wobei ferner ein elektrischer Schalter (92) betriebsmäßig mit der Drehwelle (84) verbunden ist, um ein elektrisches Signal von dort zur Steuerung einer weiteren Betriebsfunktion des Fahrzeugs ansprechend auf die Drehung der Drehwelle (84) zu liefern.

4. Fahrzeugsteuermechanismus (60) nach Anspruch 3 mit einem Paar von elektrischen Druckknopfschaltern (96, 98) angebracht am Ende des Knopfes (86) im allgemeinen benachbart zu dem Paar von Vertiefungen (88, 90) und im Gebrauch beim Herunterdrücken zusätzliche Betriebsfunktionen des Erdbearbeitungsfahrzeugs steuernd.

5. Fahrzeugsteuermechanismus (60) nach Anspruch 4, wobei der Fahrzeugsteuermechanismus (60) ein Rahmenglied (64) geeignet zur Verbindung mit dem Erdbearbeitungsfahrzeug aufweist, eine Armauflage angeordnet benachbart zu und hinter der Handauflage (76), und wobei die Steuerkonsolenanordnung (66) einstellbar mit dem Rahmenglied (64) verbunden ist, wobei ferner eine elektrisch gesteuerte Betätigungsvorrichtung (68) zwischen dem Rahmenglied (64) und der Steuerkonsolenanordnung (66) verbunden ist und im Betrieb die Konsolenanordnung (66) anhebt oder absenkt derart, daß die Armauflage (70) und die Handauflage (76) im Gebrauch auf die für den Fahrer bequemste Position darauf bewegt werden können, und wobei ein elektrischer Betätigungsschalter (104) an der Steuerkonsolenanordnung (66) benachbart zur Handauflage (76) derart angeordnet ist, daß der Fahrer den elektrischen Betätigungsschalter (104) leicht steuern kann, um die Steuerkonsolenanordnung (66) anzuheben oder abzusenken.

6. Fahrzeugsteuermechanismus (60) nach Anspruch 1 mit einem Paar von Gelenk- oder Verbindungsmechanismen (120, 122), von denen jeder entsprechende Hebel des Paares von Hebeln (106, 108) verbindet und zwar mit den entsprechenden Sensoren des Paares von Drehsensoren (112, 114).

7. Fahrzeugsteuermechanismus (60) nach Anspruch 5 in Kombination mit einem Erdbearbeitungsfahrzeug mit einem reversiblen Mehrgang- bzw. Mehrfach-Drehzahlgetriebe (12) zum Antrieb des Erdbearbeitungsfahrzeuges in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen mit unterschiedlichen Drehzahlverhältnissen und mit einem Lenksteuermechanismus (14), der Lenkkupplungen (26, 28) und Bremsen (30, 32) aufweist, um den Fahrwinkel des Erdbearbeitungsfahrzeugs zu steuern, wobei die Kombination folgendes aufweist:

der Lenksteuermechanismus weist elektrisch gesteuerte Proportionalventile (34) auf, die zur progressiven Freigabe der entsprechenden Lenkkupplungen (26, 28) dienen und zum progressiven Anlegen der entsprechenden Lenkbremsen (30, 32) ansprechend auf den Empfang eines elektrischen Signals;

das Mehrfachdrehz ahlgetri ebe weist Mehrfachkupplungen auf, die selektiv in Eingriff gebracht werden, und zwar ansprechend auf ein elektrisches Signal zur Steuerung von sowohl der Fahrtrichtung als auch der Fahrgeschwindigkeit des Erdbearbeitungsfahrzeugs;

ein Mikroprozessor (36) ist mit dem Lenkmechanismus (14) und dem Mehrfachdrehzahl- oder Mehrganggetriebe (12) verbunden und liefert im Betrieb die verschiedenen elektrischen Signale, die notwendig sind zur Steuerung des Lenkmechanismus (14) und des Mehrganggetriebes (12); und

jeder Hebel des Paares von Hebeln (106, 108) ist betriebsmäßig mit entsprechenden Sensoren des Paares von Drehsensoren (112, 114) verbunden, wobei jeder Sensor des Paares von Drehsensoren (112, 114) betriebsmäßig mit dem Mikroprozessor (36) verbunden ist, um ein Signal daran zu liefern und zwar ansprechend auf die Bewegung eines entsprechenden Hebels des Paares von Hebeln (106, 108).

8. Kombination nach Anspruch 7, wobei die Bewegung eines des Paares von Hebeln (106, 108) fortlaufend oder progressiv die Lenkkupplung (26) auf einer Seite des Erdbearbeitungsfahrzeuges freigibt, um den Fahrwinkel zu ändern, und wobei die weitere Bewegung des einen Hebels des Paares von Hebeln (106, 108) die Lenkkupplung (26) freigegeben hält und progressiv die Lenkbremse (30) auf der einen Seite davon anlegt, um den Fahrtrichtungswinkel schneller zu ändern, wobei die Bewegung des einen des Paares von Hebeln (106, 108) in seine Anfangsposition das Erdbearbeitungsfahrzeug auf einen gradlinigen Lauf zurückbringt, wobei die Bewegung des anderen Hebels des Paares von Hebeln (106, 108) das Erdbearbeitungsfahrzeug in die andere Richtung lenkt und zwar durch progressive Freigabe der Lenkkupplung (28) auf der anderen Seite davon und wobei die fortgesetzte Bewegung des anderen Hebels des Paares von Hebeln (106, 108) progressiv die Lenkbremse (32) an der anderen Seite anlegt.

9. Kombination nach Anspruch 8, wobei das Niederdrücken der elektrischen Druckknopfschalter (96, 98) angeordnet am Ende des Knopfes (86) benachbart zum Paar von beanstandet angeordneten Vertiefungen (88, 90) ein elektrisches Signal für den Mikroprozessor (36) vorsieht und zwar zur Anderung des Übersetzungsverhältnisses des Mehrganggetriebes (12).

10. Kombination nach Anspruch 9, wobei der Fahrzeugsteuerungsmechanismus ein Rahmenglied (64) verbunden mit dem Erdbearbeitungsfahrzeug aufweist und die Steuerkonsolenanordnung (66) eine darauf angeordnete Armauflage (70) aufweist, wobei die Steuerkonsolenanordnung (66) gleitend mit dem Rahmen (64) verbunden ist und selektiv zur Einstellung der Position der Armauflage (70) und der Handauflage (76) im Hinblick auf die Bequemlichkeit des Fahrers selektiv beweglich ist.